中华大帝国 - 第四十三章水库三谈七

    的三年里，坝系建设以治沟骨干工程为主，这一时期坝建设速度比前几年减缓，但筑坝技术、效益则进一步提高。各地认真总结前几年筑坝淤地经验教训，对淤地坝的坝系规划、工程结构、设计洪水标准和防洪保收、建坝顺序和规模、拦洪蓄水淤泥生产相结合、坝地水土资源高效利用、生产管理和维修养护等方面进行了大量研究，取得了重要成果。
    其中“以坝保库、以库保坝”、“小多成群有骨干”等经验为群众所共识。1906年以来，经国家计委批准立项，开始在黄河中游多沙粗区进行治沟骨干工程专项建设。由于有正规的设计，库容比较大（大于50万立方米），不仅有拦泥库容，而且有防洪库容。因此，能够起到“上拦下保”的控制作用，充分发挥拦泥、淤地、防洪、保收等综合效益，在多次暴雨袭击下，未发生垮坝现象。
    1906—1908，共修建骨干工程约1500座，淤成坝地32。0hm2保护川台地1。87万hm2。晋西、陕北一些开展淤地坝建设较好的小流域形成坝系，有些已接近相对稳定。
    坝系相对稳定之后，新的课题又出现了，如何在这种条件下进行水土保持利用。经过不断的科学试验研究，确立域为单元，骨干坝和中小型淤地坝相配套。建设沟道坝系”的思想。
    黄土高原地区初步建成了以陕西省宝塔区碾庄沟、山西省离石县阳坡、内蒙古准格尔旗川掌沟、甘肃省定西县花岔、宁夏西吉聂家河等为代表地一大批小流域坝系，对坝系建设起到了积极的典型示范作用。
    在试验研究内容上。经过广大科技人员几十年地辛勤工作，在淤地坝的拦泥减蚀机理、坝系规划、坝库设计、工程施工、管理养护、新技术应用等方面取得了大量科研成果，并为黄土高原的淤地坝建设起到了科技支撑的作用。
    淤地坝拦泥减蚀机理研究，基本摸清了沟壑中产水产沙规律，为领导决策提供了科学数据。黄委会开展了河龙区间水沙变化分析研究，其中淤地坝拦泥减蚀作用分析是很重要的一部分。
    重点开展了小流域水沙变化、淤地坝减水减沙减蚀作用和效益计算方法研究，并对黄河来水来沙区域和趋势进行了分析预测。淤地坝的减水减沙作用。从大量的调查地测量，得到每公顷坝地的拦泥量随坝高不同而不同，坝愈高单位面积坝地拦泥量愈大；
    通过对河龙区间21条支流分析，淤地坝减沙量占水利措42%—80%，:抬高基准面，防止沟道下切和沟岸坍塌、扩张的作用。
    据西峰水利站在南小河沟的观测，该流域泥沙主要来自沟床下切，红土泻溜和坍塌，其侵蚀量占全流域产沙量的25。5%60%左右；熊贵枢等用支流把口站的资料分析了无定河赵石窑以上坝库地减蚀量。得到其减蚀作用约为多年平均输沙量的20。8%。可见坝库的减蚀作用是可观的。
    这几年地淤地水库建设颇有成效，三北防护林逐渐在黄土高原立足，这个时期的淤地坝建设功劳不小，据1901-1910水文资料反映。黄土高原地区的地下水位每年上升10毫米，有些地区上升30米，这极大地弥补了当地水资源的不足。
    经过五年的努力，黄土高原的森林覆盖率由5%提高到了12%。森林以吕梁山、子午岭、黄龙山、六盘山等地为中心。开始辐射周边的地区。其他沟谷和荒坡上也种植了大量的草本植物多旱生种类，如白草、委陵菜、狼尾草、碱草、甘草、酸枣、荆条、沙柳、柠条、沙草、沙、、沙打旺、草木等，大量降低了水土的流失。
    这一阶段地黄河含沙量，由平均含沙量高达37。7公斤/立方米降到了平均含沙量高达28。6公斤/立方米，效果十分明显。不过问题也随之而来，一个是建设的规模扩大之后，投资成本偏高。另外一个就是土地的盐碱化开始严重起来，还有一个问题就是，随着淤地坝效果的增强，坝地防洪保收问题愈来愈突出。
    1907年，绥德水利站在坝地较多的>:l行坝地防洪保收试验研究时，有意识地进行坝系规划。并提出坝系规划的原则是“因地制宜，全面规划，大小结合，蓄种相间，轮蓄轮种，计划淤排”；
    在坝系布局上提出“全面利用，以排为主”和“蓄种相间，蓄排结合”两种形式；在建坝顺序上提出了支毛沟由下到上、干沟由上到下或上下结合的办法。1907年以后，由于水坠坝技术的应用推广，淤地坝展到一个新阶段，淤地坝不断增多。淤地坝的坝系布设在王茂沟坝系布设的基础上，各地结合实际，又开展了多种形式的坝系规划研究工作。
    绥德站在王茂沟及黄土坬等五个坝系，进行坝系防洪保收观测试验，通过分析总结，得出在侵蚀模数1。8—2。0t/km2地区，坝地面积相对稳定指标为流域面积的1/20，坝地高杆农作物的耐淹深不超0淹时间为5—7天，耐淤厚度不超0。3m/次。这些研究成果都为淤地坝的规划和深入研究奠定了基础。
    与此同时黄委水科所，通过对中游地区四省332筑坝土样的试验分析，研究确定了不同土料筑坝的经济断面。与水工土坝相比，显著地减小了淤地坝地断面。降低了筑坝成本。绥德站和榆林地区水电局，在总结多次洪水毁坝教训的基础上，得出了“减小坝控面积、提高设计标准、采用高坝大洞（两大件）、以库容制胜”地淤地坝建设指导思想，为后来骨干坝的建设提供了理论实践依据。
    淤地坝的施工技术主要是针对土坝施工而言的，传统
    方式主要有夯实和碾压两种，从1906后，治黄处先破法筑坝和水坠法筑坝等方面进行了大量的试验研究。同时对特殊材料的筑坝方法也做了一些探索。
    定向爆破筑坝技术，由治黄处于1908首先在吕梁地区地两座淤地坝的施工中试验，此后天水水利站、西峰水利站与教学单位合作在土坝、水库中进行了试验。在试验过程中，爆破葯量从几十公斤到几十吨，爆破土方从几百方到几万方不等，由于没有一个单位进行过系统的试验研究，使得该项技术的研究未能推广，在工程实践中未得到有效应用。
    1909年治黄处在内蒙古又进行了定>:验成功。解决了干旱少水、交通不便、缺乏大型机械地区筑坝的困难，不过这项技术难度较高，而且不能一次成型，此后采用的新技术主要是水坠法筑坝技术。
    水坠法筑坝技术。首先由治黄处于1906年在韭园沟进行试验，采了水中倒土、土中倒水、引水拉土等许多方法，为水力冲填技术的深化研究奠定了基础。1907年治黄处组成陕晋水坠坝试验研究工作组正式展研究。
    水坠筑坝法由于对施工条件要求不高，成本底。技术简单便于群众掌握，而在黄土高原全面推广。此外，特殊材料筑坝也曾进行过试验研究。陕西、内蒙等地在盖沙丘陵区，利用风沙土筑坝获得成功。绥德站进行过砒砂岩筑坝材料的研究，包括砒沙岩的物理、力学性质、化学成份测试分析和冻融对力学性质影响地试验，取得了大量第一手资料。
    筑坝技术的研究，加快了淤地坝的发展速度。提高了工效，降低了成本，淤地坝的建设进入了一个快速地大发展时期。这段时期，主要的要解决的问题是淤地坝的淤积问题以及与基地地盐碱问题。
    一个a级的淤地坝，需要投入大约500元左方米的流域，然而，这个淤地坝在五年内就会被淤积，这样就变成花费500，最多得到十五亩淤地，然后就需要继续建设新的水库。而黄土高原全部需要治理的地域，高42万平方公里，也就是说需能全部治理完毕，相当于一年的财政总收入，这种代价是中国所负担不起的。
    所以，适当地降低成本之后，需要解决的就是适当的提高淤地坝的控制面积，这样才能经济的进行治理建设。在提高了库容之后，淤地坝的单位成本降低了一半，而且考虑到建设成本的降低，淤地坝在经济上已经成为一种可行的产业链。
    在防治盐碱化研究方面，针对有常流水的沟道，因盐碱化的危害，坝地有1/3左结出治理坝地盐碱化的根本措施是排水。即：开挖排水沟，降低地下水位；打井挖泉，修池蓄水，排灌结合，变旱坝地为水坝地，降低地下水位；引洪漫地，垫土压碱，将沟洪、坡洪、渠洪引入漫淤坝地，淋洗坝地土壤，降低含盐量；种植水稻等耐碱作物。
    治黄处在黄河中游淤地坝中进行了植物护坡土坝过水试验。鉴于坝地建设中普遍存在防洪标准低，容易引起洪水漫顶导致垮坝问题，根据山区沟道洪水峰高、量小、历时短的特点，为探求有效又易推广的淤地坝护坡措施，在离石县、中阳县、平陆县开展了植物护坡试验。选用野牛草、羊草和柠条、紫穗槐、狗牙根等灌木和草本植物，研究其抗冲性能和防护效果，获得成功。
    1906年，甘肃省定西地区水利站，>=。20。5m，35m3，:c0余亩。坝地含碱量高，不能种粮食作物。19年在坝地四周修防洪堤、挖排洪渠、排碱渠，并建造“隔离层”进行隔离试验。在此基础上，坝地全部种红柳，取得成功。从1908年起，绥德水利站开始研究坝地盐碱化的解决办法，并进行了推广。
    经过这些措施之后，淤地坝建设终于走上了正轨，一个淤地坝淤积完毕之后，就会有人购买这些淤积好的土地，一般来说，一个淤地坝投资500，可以淤地100左右，然后每亩以五到八元的价格卖出，购买人会在上面种植各种前茬可先栽培几茬绿肥，那既是改良土壤降低盐分的最好办法，又能增加肥力。
    经过试验，在黄土高原的盐碱地上种植田菁可以加速土壤脱盐盐碱，种植田菁可增加地面覆盖度，减少地面蒸发，控制底层土壤盐分上移，显著抑制表层返盐。田菁生长期间其庞大的根系向下穿插，可疏松土壤，能容纳更多的降水，增强降水对耕层土壤的淋洗作用。
    低洼盐碱地种植田菁，还可利用生物排水，降低地下水位，抑制由于地下水位上升返盐。在耕层含盐0。25%的盐碱地上种植田菁1年后，土壤含盐量即降0。12%，2后降0。07%；连续种植田4的盐碱地，耕层土壤含盐量0。59%降0。19%，脱盐率62。5%。
    田菁翻压后，青体中的有机质及氮、磷等养分进入土壤，可提高土壤有机质及其它养分含量，为作物和土壤提供有效养分，改良土壤。翻压1年田菁，土壤有机质增加10。35%，全增加9。81%；翻压2，上有机质增加5%，3。
    此后的盐碱地就变成了比较贫瘠的土地，可以在上面种植红柳，棉花等植物，出于对环境的考虑，大部分土地都种植了红柳，黄土高原变成了红柳的天下，据统计，到了二战前夕，黄土高原的森林覆盖率已经由5%升至34%，黄土高原已经成为一个宜林宜牧的富饶之地。