［關(guān)鍵詞］ 老舊淤地壩；基礎(chǔ)設(shè)施配套；提升；改造；黃土高原

［摘要］ 根據(jù)老舊淤地壩的定義，總結(jié)了老舊淤地壩提升改造的目標(biāo)、原則，以及鑒定標(biāo)準(zhǔn)和程序，從安全、效益、需求和利用4個(gè)方面分析提出了防洪控制型、產(chǎn)業(yè)利用型、水資源利用型、城郊開發(fā)型、遠(yuǎn)郊淤地型5種淤地壩提升改造模式?；诶吓f淤地壩提升改造最新研究成果，從基礎(chǔ)設(shè)施配套、提升改造措施及新技術(shù)、新材料、新方法成果應(yīng)用方面總結(jié)了老舊淤地壩提升改造相關(guān)研究成果。

［中圖分類號］ S157[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] ADOI：10.3969/j.issn.1000-0941.2024.04.011

［引用格式］ 黨維勤，黨恬敏，王超，等.黃土高原老舊淤地壩提升改造技術(shù)措施研究[J].中國水土保持，2024（4）：35-40.

為全面貫徹習(xí)近平生態(tài)文明思想，落實(shí)習(xí)近平總書記在黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會上的講話等重要講話精神，根據(jù)《黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃綱要》中“排查現(xiàn)有淤地壩風(fēng)險(xiǎn)隱患，加強(qiáng)病險(xiǎn)淤地壩除險(xiǎn)加固和老舊淤地壩提升改造”的相關(guān)要求，迫切需要加強(qiáng)黃土高原地區(qū)老舊淤地壩的提升改造。開展老舊淤地壩改造技術(shù)研究，維修保護(hù)淤地壩和壩地，可以防治水土流失、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、提高淤地壩效益、改善交通條件等，同時(shí)規(guī)范老舊淤地壩改造工藝、提高改造技術(shù)水平和改造效率，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[1-3]。老舊淤地壩提升改造應(yīng)牢固樹立“綠水青山就是金山銀山”的理念，堅(jiān)持山水林田湖草沙系統(tǒng)治理思想，提升改造完成后形成高標(biāo)準(zhǔn)的淤地壩。改造完成后，在降雨的作用下，“山”坡上產(chǎn)生徑流，攜帶泥沙進(jìn)入溝道，被淤地壩攔蓄，泥沙沉降，蓄存了“水”，產(chǎn)生了“湖”，通過放水建筑物排放清“水”后又形成了“田”，這些“田”多作為基本農(nóng)田種植農(nóng)作物，一些地方作為苗圃、儲備林等“林”地，還有一些地方用于種植高效飼“草”開展養(yǎng)殖。因此，高標(biāo)準(zhǔn)淤地壩不僅是黃土高原從“綠水青山”到“金山銀山”的基本路徑，更是建設(shè)“山水林田湖草沙”有機(jī)體的根本保障。根據(jù)2020年12月水利部水土保持司會議紀(jì)要精神，黃河水利委員會綏德水土保持科學(xué)試驗(yàn)站開展了老舊淤地壩改造技術(shù)研究，為黃土高原老舊淤地壩升級改造提供必要的技術(shù)指導(dǎo)，供淤地壩規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和管理單位參考，從而科學(xué)推動(dòng)黃土高原地區(qū)水土保持綜合治理等工作的開展[4-6]。該成果適用于黃土高原地區(qū)大中型老舊淤地壩的改造與提升，在確保老舊淤地壩安全和穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，綜合提升其社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益，以達(dá)到黃土高原高標(biāo)準(zhǔn)淤地壩的建設(shè)要求[7-8]。

1老舊淤地壩定義高標(biāo)準(zhǔn)淤地壩是按照黃河流域生態(tài)保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展的要求，在黃土高原水土流失嚴(yán)重區(qū)域，以小流域?yàn)閱卧?，按照整體規(guī)劃、科學(xué)布局、因地制宜、合理配置的原則，建成工程安全可靠、配套設(shè)施齊全、整體環(huán)境美觀、運(yùn)行管護(hù)到位、綜合效益顯著的高質(zhì)量溝道治理工程。老舊淤地壩是指淤地壩自身不存在顯著影響其安全、穩(wěn)定運(yùn)行的隱患、病情或險(xiǎn)情，但淤積高程達(dá)到或超過設(shè)計(jì)淤積高程（老）、已達(dá)到或超過設(shè)計(jì)淤積年限（舊）的淤地壩。

2提升改造的目標(biāo)及原則

2.1提升改造目標(biāo)老舊淤地壩的提升改造是通過完善基礎(chǔ)設(shè)施配套和提升改造措施建設(shè)，達(dá)到工程安全可靠、綜合效益顯著提升、運(yùn)行管護(hù)全面到位的高標(biāo)準(zhǔn)淤地壩建設(shè)目標(biāo)。1）安全可靠。通過老舊淤地壩提升改造，提高其蓄洪、攔泥能力，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，有效保護(hù)下游溝道和人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，以達(dá)到老舊淤地壩提升改造、安全可靠的目標(biāo)。2）效益顯著。通過對老舊淤地壩進(jìn)行提升改造，科學(xué)利用水土資源，提高糧食產(chǎn)量、水資源利用率等，增強(qiáng)減蝕作用、攔泥效果、防洪能力，以達(dá)到老舊淤地壩提升改造、效益顯著的目標(biāo)。3）管護(hù)到位。通過老舊淤地壩提升改造，進(jìn)一步明晰產(chǎn)權(quán)、落實(shí)管護(hù)主體責(zé)任、明確工程責(zé)任和管理范圍，協(xié)同主體工程共同保護(hù)周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，從而達(dá)到老舊淤地壩提升改造、管護(hù)到位的目標(biāo)。

2.2提升改造原則1）堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先，綠色發(fā)展。老舊淤地壩提升改造應(yīng)牢固樹立“綠水青山就是金山銀山”理念，堅(jiān)持山水林田湖草沙系統(tǒng)治理、綜合治理、源頭治理。2）堅(jiān)持因地制宜，分類施策。老舊淤地壩提升改造應(yīng)根據(jù)老舊淤地壩所處的地理?xiàng)l件、利用現(xiàn)狀、不同特點(diǎn)及當(dāng)?shù)匦枨螅诸愂┎摺?）堅(jiān)持系統(tǒng)治理，統(tǒng)籌配置。老舊淤地壩提升改造應(yīng)從壩系相對穩(wěn)定理論考慮整體布局和防洪能力，以壩系工程為單元，以大型淤地壩為控制節(jié)點(diǎn)，合理改造大中型淤地壩。在加強(qiáng)老舊淤地壩提升改造的基礎(chǔ)上，有條件的地方可大力新建淤地壩。4）堅(jiān)持技術(shù)可行，經(jīng)濟(jì)合理。根據(jù)老舊淤地壩所處地理?xiàng)l件、利用現(xiàn)狀及當(dāng)?shù)匦枨笄闆r，科學(xué)利用水沙資源，具體設(shè)計(jì)應(yīng)符合《淤地壩技術(shù)規(guī)范》（SL/T 804—2020）（以下簡稱《規(guī)范》）及相關(guān)規(guī)范要求。在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下，提升改造工程應(yīng)盡力做到投資少、效益顯著。

3老舊淤地壩鑒定

3.1鑒定標(biāo)準(zhǔn)首先鑒定淤地壩是否存在病險(xiǎn)或安全隱患，其次鑒定淤地壩是否屬于老舊淤地壩，最后確認(rèn)是否屬于需要改造提升的老舊淤地壩。

3.1.1病險(xiǎn)和有安全隱患淤地壩鑒定標(biāo)準(zhǔn)病險(xiǎn)和有安全隱患淤地壩鑒定標(biāo)準(zhǔn)：①下游影響范圍有村莊、學(xué)校、工礦、道路等基礎(chǔ)設(shè)施，無配套泄洪建筑物的淤地壩； 黨維勤等：黃土高原老舊淤地壩提升改造技術(shù)措施研究②無溢洪道的大型淤地壩；③大型淤地壩控制區(qū)域外無溢洪道的中型淤地壩；④壩體、壩肩出現(xiàn)貫通性橫向裂縫或縱向滑動(dòng)性裂縫，壩坡發(fā)生破壞性滑坡、塌陷、沖溝，壩體出現(xiàn)沖缺、管涌、流土的淤地壩；⑤放水建筑物或溢洪道出現(xiàn)損毀、斷裂、坍塌、基部淘刷懸空等破壞的淤地壩；⑥淤積面超過設(shè)計(jì)攔泥高程，滯洪能力達(dá)不到原設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)的淤地壩；⑦其他影響淤地壩安全運(yùn)用的病險(xiǎn)情形。

3.1.2老舊淤地壩提升改造鑒定標(biāo)準(zhǔn)在沒有病險(xiǎn)和安全隱患的前提下，符合下列條件之一的淤地壩，可確定為老舊淤地壩：①達(dá)到設(shè)計(jì)淤積高程以上的淤地壩；②達(dá)到設(shè)計(jì)淤積年限以上的淤地壩。

3.2鑒定程序老舊淤地壩提升改造的鑒定，由淤地壩管理責(zé)任主體提出需求，縣級水行政主管部門負(fù)責(zé)組織本轄區(qū)老舊淤地壩提升改造鑒定工作，逐壩審定并出具鑒定意見，初步確定提升改造形式、技術(shù)和投資，省、市級水行政主管部門對本轄區(qū)老舊淤地壩提升改造鑒定結(jié)果進(jìn)行核查；黃河水利委員會下屬水土保持科學(xué)試驗(yàn)站負(fù)責(zé)直管淤地壩鑒定工作，黃河水利委員會淤地壩管理機(jī)構(gòu)對各省區(qū)上報(bào)的核查結(jié)果和直管老舊淤地壩鑒定結(jié)果進(jìn)行復(fù)核，并將復(fù)核結(jié)果上報(bào)水利部；中央投資實(shí)施的老舊淤地壩提升改造項(xiàng)目按照《老舊淤地壩提升改造技術(shù)指南》規(guī)定實(shí)施，地方實(shí)施的項(xiàng)目可參照該指南執(zhí)行。

4提升改造模式從安全、效益、需求和利用4個(gè)方面，把老舊淤地壩的提升改造分為以下5種模式：防洪控制型、產(chǎn)業(yè)利用型、水資源利用型、城郊開發(fā)型、遠(yuǎn)郊淤地型。

4.1防洪控制型防洪控制型適用于剩余庫容較大，可以蓄水的老舊淤地壩。提升改造主要從安全、防洪和攔泥淤地等功能上考慮，根據(jù)實(shí)際情況可采取加高加固壩體，配置泄洪建筑物和放水建筑物，確保三大件齊全，配置壩體排水，布設(shè)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)等。

4.2產(chǎn)業(yè)利用型產(chǎn)業(yè)利用型適用于已淤地面積較大、具有產(chǎn)業(yè)利用條件、適宜經(jīng)濟(jì)開發(fā)利用的老舊淤地壩。提升改造主要從經(jīng)濟(jì)效益方面考慮，可利用的產(chǎn)業(yè)開發(fā)方式包括壩地種植，以及建大棚、苗圃、果園等。提升改造應(yīng)在三大件配套的基礎(chǔ)上，做好排洪渠、防汛搶險(xiǎn)道路建設(shè)，以及土壤鹽堿化防治等。

4.3水資源利用型水資源利用型適用于周圍群眾對水資源利用需求強(qiáng)烈，且具有蓄水條件的老舊淤地壩。提升改造主要從水資源利用、安全防護(hù)等方面考慮，在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施配套的基礎(chǔ)上，進(jìn)行壩體排水防滲處理，做好下游蓄水設(shè)施（塘壩、蓄水池）配置等提升改造。

4.4城郊開發(fā)型城郊開發(fā)型適用于位于城鎮(zhèn)化建設(shè)熱點(diǎn)區(qū)域，對周邊有綠化美觀需求的老舊淤地壩。提升改造主要從改善周邊生態(tài)環(huán)境和美觀方面考慮，在基礎(chǔ)設(shè)施配套的前提下，做好壩體周邊環(huán)境整治、壩坡防護(hù)、壩體排水和防汛搶險(xiǎn)道路修筑等，因地制宜開展提升改造。

4.5遠(yuǎn)郊淤地型遠(yuǎn)郊淤地型適用于位于遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)且當(dāng)?shù)赜幸欢▔蔚乩眯枨蟮睦吓f淤地壩。其提升改造主要從生產(chǎn)利用、安全防護(hù)、效益提高等方面考慮，在基礎(chǔ)設(shè)施配套的前提下，開展種草養(yǎng)畜、儲備林建設(shè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等，重點(diǎn)做好排洪渠建設(shè)、土壤鹽堿化防治等提升改造。

5提升改造技術(shù)根據(jù)老舊淤地壩的實(shí)際運(yùn)行情況，可從基礎(chǔ)設(shè)施配套和提升改造措施方面進(jìn)行技術(shù)改造，并從下列技術(shù)體系中擇優(yōu)選擇具體的技術(shù)方法，以獲取最佳的社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。

5.1基礎(chǔ)設(shè)施配套

5.1.1壩體加高加固對于滯洪庫容不足或有增加攔泥淤地需求的老舊淤地壩，可適當(dāng)加高壩體。常見加高方式有壩前式加高、壩后式加高和騎馬式加高，可根據(jù)淤地壩現(xiàn)狀、周邊地形條件及施工成本確定加高形式。其中：壩前式加高適用于下游壩體穩(wěn)定、坡面完整，壩地淤積層經(jīng)過適當(dāng)加固處理后可滿足壩基施工要求的淤地壩，該方法所需土方量較少，但是淤泥體的清理及加固處理費(fèi)用較大。壩后式加高適用于上下游壩坡較陡、上游壩體穩(wěn)定、坡面完整的淤地壩，該方法需延伸或新設(shè)壩體排水、延伸放水建筑物、布設(shè)壩坡排水系統(tǒng)，所以工程造價(jià)較高。騎馬式加高適用于上下游壩坡較緩、加高高度較小的淤地壩，該方法加高高度有一定限制，應(yīng)對原壩體的填筑質(zhì)量、壩坡安全閾值及壩基地質(zhì)條件等進(jìn)行論證，避免影響壩坡穩(wěn)定，工程量較小。具體設(shè)計(jì)、施工應(yīng)執(zhí)行《規(guī)范》中的相關(guān)要求。

5.1.2放水建筑物對于有淤地需求、壩地尚未淤滿且有條件布設(shè)臥管或豎井等放水建筑物的老舊淤地壩，應(yīng)按照《規(guī)范》相關(guān)規(guī)定進(jìn)行增設(shè)，布設(shè)需符合下列要求：①進(jìn)水段臥管（豎井）根據(jù)壩址地形條件、運(yùn)行管護(hù)方式等布置。臥管布置在壩上游岸坡穩(wěn)定、開挖量少的位置，宜采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆或漿砌石砌筑。②豎井布置在基礎(chǔ)穩(wěn)定堅(jiān)實(shí)的位置，宜采用混凝土（或漿砌石）修筑。③涵洞（涵管）布置在巖基或穩(wěn)定堅(jiān)實(shí)的原狀土基上，宜采用混凝土預(yù)制管、漿砌石拱涵、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP管）、現(xiàn)澆混凝土方涵等。④涵洞（涵管）泄水通過明渠或管道經(jīng)消能設(shè)施送至溝床。

5.1.3泄洪建筑物對無泄洪建筑物的老舊淤地壩，可增設(shè)溢洪道。溢洪道的設(shè)計(jì)應(yīng)執(zhí)行《規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，布設(shè)需符合下列要求：①泄洪建筑物布設(shè)宜利用開挖量小的有利地形，進(jìn)、出口附近的壩坡和岸坡應(yīng)有可靠的防護(hù)措施以確保穩(wěn)定。泄洪建筑物布置在巖基或穩(wěn)定堅(jiān)實(shí)的原狀土基上，不宜與放水建筑物布設(shè)在同一側(cè)。②泄洪建筑物中心線盡量順直。受地形條件限制需轉(zhuǎn)彎時(shí)，宜設(shè)置在流速較小、水流比較平穩(wěn)、底坡較緩且無變化的部位。③泄洪建筑物進(jìn)水口宜離開壩肩。④泄洪建筑物出口有可靠的消能措施，并使消能后的水流順暢地泄入下游溝道，泄洪建筑物出水口應(yīng)與下游壩腳保持安全距離。⑤溢洪道與岸坡的連接在控制段設(shè)置截水墻，回填土體應(yīng)采用人工和小型機(jī)械夯實(shí)。

5.1.4附屬設(shè)施1）附屬設(shè)施包括管護(hù)房屋、防汛搶險(xiǎn)道路、壩體排水溝等。大型淤地壩管護(hù)房屋應(yīng)滿足管護(hù)人員居住和存放管護(hù)設(shè)備、搶險(xiǎn)器材和搶險(xiǎn)物資的需要。管護(hù)房屋宜采用磚混結(jié)構(gòu)，建筑面積不宜小于10 m2。防汛搶險(xiǎn)道路應(yīng)滿足防汛搶險(xiǎn)人員和機(jī)具通行需要，路面寬度不應(yīng)小于3.0 m，路邊設(shè)置排水溝。壩體壩肩與岸坡結(jié)合處及坡面應(yīng)設(shè)置排水溝。排水溝可采用混凝土或漿砌石砌筑。橫向排水溝應(yīng)根據(jù)壩軸線長度每50～80 m設(shè)置1道，每10 m左右設(shè)置1道伸縮縫，下游縱向排水溝設(shè)于馬道內(nèi)側(cè)，將壩頂兩翼道路來水截流入溝。2）對于有蓄水需求或長流水的老舊淤地壩，可布設(shè)壩體排水。排水方式應(yīng)根據(jù)壩基、壩體填土和壩基土的性質(zhì)、施工情況和排水設(shè)備的材料等，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，宜選用棱體排水、貼坡排水。其中：棱體排水適用于較高的淤地壩或石料較多的地區(qū)，具有降低浸潤線、防止壩坡凍脹、保護(hù)下游壩腳不受尾水淘刷且能支持壩體增加穩(wěn)定性的作用。其布設(shè)應(yīng)符合下列要求：一是排水高度由壩體浸潤線位置確定，壩體浸潤線距壩坡面的距離大于該地區(qū)的凍土深度，排水體頂部高程超出下游最高水位0.5～1.0 m。二是排水體頂部寬度根據(jù)施工條件及檢查觀測需要確定，但不宜小于1.5 m，避免在棱體上游坡腳處出現(xiàn)銳角。貼坡排水適用于非蓄水運(yùn)用或季節(jié)性蓄水運(yùn)用的工程，具有構(gòu)造簡單、用料節(jié)省、施工方便、易于維修等特點(diǎn)。其布設(shè)應(yīng)符合下列要求：一是頂部高程高于壩體浸潤線逸出點(diǎn)1.5 m，排水體厚度大于當(dāng)?shù)氐膬鐾辽疃?；二是在底腳設(shè)置排水溝和排水體；三是施工材料滿足護(hù)坡的要求。

5.2提升改造措施

5.2.1壩地排洪渠壩地排洪渠主要起排洪的作用，一般與排鹽堿溝結(jié)合使用，做到“一渠兩用”，既能起到排鹽脫堿的作用，又能有效降低投資成本。排洪渠一般布置在壩地靠近岸坡的一側(cè)，沿岸坡地形布設(shè)。同時(shí)，排洪渠也可與溢洪道相連通，起到排清與排洪結(jié)合的作用。一般情況下，排洪渠上游采用土質(zhì)修筑，下游采用漿砌石修筑，以便于壩地內(nèi)排鹽脫堿。排洪渠設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為5 a一遇洪水，同時(shí)考慮壩上游區(qū)大型壩和淤地壩攔洪作用的影響，排洪渠采用矩形斷面，設(shè)計(jì)渠底比降為1‰，為便于排鹽堿，深度要大于2.2 m，安全超高取0.5 m，寬度可以按照洪水標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算確定。

5.2.2壩地鹽堿化防治壩地鹽堿化防治措施主要有水利措施、農(nóng)業(yè)措施及化學(xué)措施3種，作為水保部門重點(diǎn)考慮水利措施。1）排鹽堿溝。排鹽堿溝是防治鹽堿化的一項(xiàng)根本性水利措施，通常與排洪渠結(jié)合使用，可以達(dá)到提高壩地利用率、降低投資成本的效果。排鹽堿溝的布設(shè)一般以排洪渠作為主溝道，并在鹽堿地內(nèi)每間隔250～300 m開挖1條深1.2～2.2 m、寬2 m的土質(zhì)支溝，其單側(cè)脫鹽范圍可達(dá)溝深的60～100倍。2）引洪漫地。引洪漫地是在已發(fā)生鹽堿的壩地上引入溝道洪水、坡面洪水及渠道洪水進(jìn)行漫淤壓堿改土，是變害為利的一項(xiàng)有效措施。洪水漫地對土壤鹽分的淋洗作用較大，能有效降低土壤含鹽量，并有利于改良土壤結(jié)構(gòu)、提高土壤肥力、治理鹽堿化。

5.2.3壩坡防護(hù)壩坡防護(hù)主要目的是防止洪水浸潤、雨水淘刷、凍脹及動(dòng)植物等對壩體的破壞。一般上游護(hù)坡多采用干砌石、混凝土或植物護(hù)坡，下游采用植物護(hù)坡。干砌石護(hù)坡主要適用于石料豐富的地區(qū)，護(hù)坡厚度一般為0.3～0.5 m，干砌石下面需鋪設(shè)礫石墊層或沙子墊層，以防止洪水浸潤、雨水淘刷，墊層厚度一般為0.2 m?；炷磷o(hù)坡主要適用于石料缺乏或者石料運(yùn)距較遠(yuǎn)的地區(qū)，混凝土板為現(xiàn)場澆制和預(yù)制板安裝，現(xiàn)場澆制每塊尺寸為2 m×2 m×0.15 m，預(yù)制板安裝可采用邊長0.3 m的六角板，下面鋪設(shè)沙子墊層，墊層厚度為 0.15～0.20 m。下游采用植物護(hù)坡既可以防止雨水沖刷，又具有綠化、美化環(huán)境的作用，同時(shí)造價(jià)較低。植物護(hù)坡多種植紅豆草、白草、冰草、紫花苜蓿、檸條、沙棘、紫穗槐、檉柳等須根繁多、主根較短的草本和灌木等。灌木種植株距應(yīng)盡量密植，行距應(yīng)在1.5 m以上，以便于管護(hù)人員進(jìn)行壩面檢查。

5.2.4淤地壩監(jiān)測預(yù)警淤地壩監(jiān)測預(yù)警主要是通過布設(shè)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控點(diǎn)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集器，實(shí)現(xiàn)淤地壩實(shí)時(shí)雨情、水情監(jiān)測預(yù)警和安全預(yù)報(bào)功能，有助于防洪工作的科學(xué)決策和指揮調(diào)度。1）水位監(jiān)測應(yīng)在壩前設(shè)置相應(yīng)的水位計(jì)、遙測雨量計(jì)和視頻監(jiān)控等，實(shí)現(xiàn)水位和降雨數(shù)據(jù)同步監(jiān)測傳輸。2）淤積監(jiān)測主要采用全站儀和RTK技術(shù)等，同時(shí)應(yīng)在壩內(nèi)設(shè)置不少于3個(gè)淤積斷面監(jiān)測控制點(diǎn)。3）滲流監(jiān)測應(yīng)在壩體浸潤線位置安裝自動(dòng)化滲壓計(jì)等設(shè)備，主要監(jiān)測壩體內(nèi)水分及滲流情況。4）位移監(jiān)測應(yīng)在壩體上安裝自動(dòng)應(yīng)力計(jì)、地表位移監(jiān)測儀等設(shè)備，主要監(jiān)測壩體的水平和垂直位移情況。

5.2.5壩體周邊環(huán)境整治取土場及其周邊壩庫環(huán)境美化綠化應(yīng)充分考慮降水、地表水和地下水等水資源的時(shí)空分布和承載能力，堅(jiān)持以水而定、量水而行，科學(xué)開展周邊環(huán)境整治。1）林草設(shè)計(jì)。根據(jù)適地適樹適草的原則進(jìn)行綠化美化，邊坡綠化以灌木和草本為主，可以選擇紫穗槐、檸條、沙棘、胡枝子、紅柳和沙柳等灌木，以及紫花苜蓿、草木樨、沙打旺、野牛草、羊茅、草熟禾、小冠花、白三葉、結(jié)縷草、狗牙根等草本植物。平地可以建經(jīng)濟(jì)林，以當(dāng)?shù)剡m宜的棗、杏、梨、桃等為主；綠化美化主要采用鄉(xiāng)土樹種，采取喬灌結(jié)合的方式，多為油松、樟子松、側(cè)柏、洋槐等，適當(dāng)配置栽植榆葉梅、丁香、地錦、連翹、香花槐等，盡量做到三季有花、四季常綠。2）林草配置。灌木株行距1 m×1.5 m；草籽采用撒播和穴播（0.2 m×0.3 m）；經(jīng)濟(jì)林采用純林，株行距3 m×4 m，品字形布設(shè)；水保林為混交林，株行距2 m×2 m～2 m×3 m，沿等高線帶狀布設(shè)。3）整地方式。針對不同的立地條件、林草品種采用不同的整地方式。邊坡上采用打孔種植或穴狀整地，深0.8～1.0 m，直徑0.8～1.0 m。經(jīng)濟(jì)林采用魚鱗坑整地，長徑0.8 m～1.5 m，短徑0.5 m～0.8 m，坑深0.3 m～0.5 m，株行距3 m×4 m。平緩地和緩坡地采用水平溝或水平犁整地，其中：水平溝用于坡度15°以上的陡坡，階面寬1 m左右；水平犁適用于地塊較大、坡度較緩的地塊，上口寬0.3～0.6 m；兩者都沿等高線布設(shè)。

5.2.6壩下蓄水池設(shè)施對于有灌溉和用水需求的淤地壩，可在下游增設(shè)蓄水池。1）設(shè)計(jì)原則。在上游淤地壩有積水，且有灌溉和養(yǎng)魚等用水需求的，可在下游100 m以外的位置開挖修筑蓄水池，滿足小片農(nóng)地灌溉需求的同時(shí)發(fā)展水面養(yǎng)殖業(yè)。2）蓄水池容積確定。根據(jù)實(shí)測徑流量，先計(jì)算來水量，再根據(jù)灌溉需求量確定用水量，取其小值作為容積，同時(shí)考慮淤積、滲漏和蒸發(fā)量，最終確定蓄水池有效容積。3）結(jié)構(gòu)尺寸和材質(zhì)確定。通過對池址地形、地質(zhì)條件的實(shí)地查勘，結(jié)合當(dāng)?shù)厝罕姷慕?jīng)驗(yàn)做法，設(shè)計(jì)采用圓形和矩形兩種形式。一般按照材料分為土池、三合土池、漿砌石池、混凝土池等。

5.3新技術(shù)、新材料、新工藝（“三新”）成果應(yīng)用

5.3.1新技術(shù)在淤地壩壩系的應(yīng)用1）GIS和DEM在淤地壩壩系規(guī)劃布局中的應(yīng)用?；贕IS和DEM進(jìn)行淤地壩壩系規(guī)劃布局，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)洪演算過程三維可視化，有助于在壩址選擇、壩系密度、建壩順序、建壩時(shí)間間隔、壩高設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面優(yōu)化工作布局[3]。 2）BIM技術(shù)在淤地壩設(shè)計(jì)施工中的應(yīng)用。BIM技術(shù)是對工程項(xiàng)目設(shè)施實(shí)體與功能特性的數(shù)字化表達(dá)，以三維數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，集成了建筑工程項(xiàng)目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)模型，應(yīng)用于規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、管理和維護(hù)等階段工程全生命周期，在淤地壩設(shè)計(jì)施工中使用前景廣闊[3]。

5.3.2新材料在淤地壩施工中的應(yīng)用

5.3.2.1壩體1）免管護(hù)一體式淤地壩。免管護(hù)一體式淤地壩的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是：在均質(zhì)土壩壩體的上下游壩坡表面設(shè)置1～3 m厚的混合料防護(hù)層；為將壩體內(nèi)的滲水及時(shí)排出，在均質(zhì)土壩壩體內(nèi)間隔埋設(shè)多層排水盲管，將排水盲管的管口延伸出下游壩坡；在均質(zhì)土壩壩體的壩頂填筑2 m厚的混合料層，并與上下游壩坡表面攤鋪的混合料防護(hù)層連為一體。目前免管護(hù)一體式淤地壩已在黃土高原得以應(yīng)用，并開展了相關(guān)試驗(yàn)研究。2）攔泥透水型淤地壩。攔泥透水型淤地壩的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是：在壩體設(shè)置帶透水網(wǎng)的安裝板，以及與安裝板對應(yīng)的橫向透水孔組；在壩體上開設(shè)與橫向透水孔組對應(yīng)的豎向安裝槽，并在豎向安裝槽上設(shè)置2對以上的U形安裝槽；在壩體背水面設(shè)置平行于水流方向的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。目前攔泥透水型淤地壩只有研究成果，還沒有開展相關(guān)應(yīng)用試驗(yàn)。3）浮力式擋水壩。浮力式擋水壩是以具有浮力的柔性膜結(jié)構(gòu)擋水體作為主要擋水載體的一種可快速構(gòu)筑的堤防建設(shè)方式。浮力式擋水壩用于建設(shè)淤地壩，除傳統(tǒng)的擋水壩體（雙層可充氣結(jié)構(gòu)，材料為PVC涂層高強(qiáng)防水膜材）、支桿（采用高強(qiáng)度鋁鎂合金型材）、拉筋和錨固結(jié)構(gòu)外，壩頂還加設(shè)了頂簾壩布和滾水檐，方便壩頂溢流；壩后建設(shè)跌水池，以承接溢流落水和消能；壩前加設(shè)淤埋錨繩，當(dāng)壩前淤平后，淤埋錨繩會把擋水壩布和淤積體結(jié)合成一個(gè)整體，這樣即便撤除支桿和拉筋，淤地壩也可以穩(wěn)定運(yùn)行；壩前底部還可以加設(shè)反濾層和排水孔，以排凈壩前積水，防止鹽堿化的發(fā)生。浮力式擋水壩適用于小型淤地壩，有利于增加淤地壩建設(shè)的多樣性。

5.3.2.2放水建筑物1）PCCP管（預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管）應(yīng)用。PCCP管是鋼板、預(yù)應(yīng)力鋼絲、混凝土和水泥砂漿4種基本原材料經(jīng)過鋼筒成型、混凝土澆筑、預(yù)應(yīng)力控制技術(shù)施加和保護(hù)層噴射等制造工藝后，構(gòu)成的一種新型復(fù)合管材，可以應(yīng)用于放水建筑物涵管和淤地壩建設(shè)中，特別適合在大中型淤地壩建設(shè)中推廣應(yīng)用。2）頂管技術(shù)。頂管穿越是一種不開挖或者少開挖的管道埋設(shè)施工技術(shù)，能夠快速、經(jīng)濟(jì)、有效地修復(fù)淤地壩輸水涵洞損毀[4]。頂管穿越最大的特點(diǎn)是施工過程中對地表擾動(dòng)范圍小，且經(jīng)濟(jì)、環(huán)保。當(dāng)完成頂管布設(shè)并密封固定，鋼管替代涵洞正常輸水運(yùn)行后，拆除蓄水圍堰，整理好壩坡。該技術(shù)適用于病險(xiǎn)淤地壩加固工作，目前正在開展新建淤地壩相關(guān)應(yīng)用研究。3）虹吸管+太陽能技術(shù)。淤地壩蓄水智能緩釋裝置包括進(jìn)水池和虹吸管。虹吸管最高處設(shè)有注水口和排氣設(shè)備，在虹吸管通入進(jìn)水池的端部設(shè)有底閥，能夠通過控制開啟程度調(diào)節(jié)下泄流量，在虹吸管通入下游河道的端部設(shè)有閘閥，排氣設(shè)備采用真空泵，供電采用太陽能[4]。淤地壩蓄水智能緩釋裝置能夠按照設(shè)定的流量緩慢釋放淤地壩庫內(nèi)存水，從而高效利用庫內(nèi)存水，向下游地區(qū)提供源源不斷的水源，并且操作簡單、成本低、管理方便。目前該技術(shù)在淤地壩中應(yīng)用較少，未來應(yīng)積極開展相關(guān)研究工作。

5.3.2.3溢洪道1）柔性溢洪道。淤地壩柔性溢洪道主要是用CDASS高強(qiáng)土工材料和當(dāng)?shù)攸S土修建而成，采用臺階式消能以降低水流流速及能量。大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，在高水頭、高流速、大流量條件下柔性溢洪道仍可以滿足泄流條件。柔性溢洪道技術(shù)已經(jīng)在黃土高原4座淤地壩建設(shè)中應(yīng)用，建議未來繼續(xù)開展相關(guān)示范推廣工作。2）生態(tài)袋臺階式消能溢洪道。用生態(tài)袋修建過壩階梯式溢洪道，將臺階式溢流面布置成陡坡—平臺—陡坡—平臺的形式，其中陡坡面由生態(tài)袋層層錯(cuò)縫壘砌成小臺階面，使得水流能量沿程均勻消耗，保持整個(gè)溢洪道內(nèi)的流速處于低速狀態(tài)，使用三維排水聯(lián)結(jié)扣增加生態(tài)袋結(jié)構(gòu)間的整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性。生態(tài)袋內(nèi)栽植植物，待長成后，植物的深根對整個(gè)結(jié)構(gòu)有錨固作用，同時(shí)植物的存在還能增大過壩水流在溢洪道上受到的摩擦力，減小水流過壩流速，進(jìn)一步提高消能效果。同時(shí)，生態(tài)袋是一種柔性護(hù)坡，不僅能緩沖急流的沖擊，增加消能效果，而且能補(bǔ)償基礎(chǔ)的塌陷，適應(yīng)地基變化。目前生態(tài)袋臺階式消能溢洪道技術(shù)已經(jīng)通過了應(yīng)用研究，建議在一定范圍內(nèi)開展示范推廣工作。3）豎井式溢洪道。對一些地形條件不適宜修建開敞式溢洪道的淤地壩，大膽探索實(shí)施了豎井式溢洪道，即大豎井、大涵洞。當(dāng)兩大件淤地壩的淤積庫容超過設(shè)計(jì)淤積庫容，庫區(qū)和壩體有排洪渠且排洪渠底與淤面高差＞3 m時(shí)，可在排洪渠位置修建豎井式溢洪道。豎井式溢洪道技術(shù)屬于水利工程技術(shù)，目前在淤地壩建設(shè)中已有應(yīng)用，建議未來繼續(xù)開展相應(yīng)示范推廣工作。

5.3.3新工藝在淤地壩建設(shè)中應(yīng)用1）碾壓式土壩施工質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)碾壓式土壩碾壓質(zhì)量監(jiān)控的環(huán)節(jié)及流程要求，充分利用BIM+GIS、北斗高精度定位系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、圖像識別及大數(shù)據(jù)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)壩料物理力學(xué)特性、碾壓施工過程參數(shù)等多源信息分析，碾壓過程壩料的壓實(shí)特性（壓實(shí)度或孔隙率）實(shí)時(shí)監(jiān)控，以及大壩壩料壓實(shí)質(zhì)量動(dòng)態(tài)互饋等[3]。開展碾壓式土壩施工質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)等相關(guān)研發(fā)工作，能實(shí)現(xiàn)對土石壩壩體碾壓施工質(zhì)量自動(dòng)、實(shí)時(shí)、全天候、遠(yuǎn)程監(jiān)控，確保土石壩填筑碾壓的施工質(zhì)量。2）碾壓機(jī)械無人駕駛技術(shù)與成套裝備。應(yīng)用簡單高效的智能機(jī)械控制與決策系統(tǒng)，開發(fā)了快速便捷的無人駕駛改裝技術(shù)與成套裝備，能夠無損快速改裝施工機(jī)械實(shí)現(xiàn)無人駕駛功能[3]。應(yīng)用北斗高精度定位系統(tǒng)、三維激光雷達(dá)技術(shù)、云技術(shù)等高新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了碾壓參數(shù)自動(dòng)獲取、路徑自動(dòng)規(guī)劃、環(huán)境自主感知、壓實(shí)質(zhì)量自動(dòng)判別，能夠提高施工效率、保證施工質(zhì)量。3）壩料物理特性快速感知的多維識別技術(shù)。采用圖像識別技術(shù)對攤鋪后壩料進(jìn)行拍照，對角度、位置、距離等因素進(jìn)行修正，建立圖像與實(shí)際壩料的相關(guān)關(guān)系，進(jìn)行壩料粒徑分析，繪制級配曲線，得到級配特征，與數(shù)據(jù)庫內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)（碾壓試驗(yàn)）骨料級配進(jìn)行對比分析，提出施工過程碾壓質(zhì)量控制指標(biāo)。

6結(jié)束語為了深入貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記在黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會上的重要講話和《黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃綱要》精神，根據(jù)老舊淤地壩的概念，從安全、效益、需求和利用4個(gè)方面將老舊淤地壩提升改造分為防洪控制型、產(chǎn)業(yè)利用型、水資源利用型、城郊開發(fā)型、遠(yuǎn)郊淤地型5種模式，總結(jié)了老舊淤地壩提升改造在基礎(chǔ)設(shè)施配套、提升改造措施、“三新”成果應(yīng)用方面的研究成果。筆者總結(jié)了老舊淤地壩改造相關(guān)內(nèi)容，希望能起到拋磚引玉的作用，為黃土高原老舊淤地壩提升改造提供參考。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 黨維勤，李小兵，郝魯東，等.綏德站建站70年對水土保持試驗(yàn)研究的啟示及未來研究方向分析[J].中國水土保持，2022（10）：5-9.

[2] 高璐媛，高健健，黨維勤，等.辛店試驗(yàn)場發(fā)展歷史及建設(shè)經(jīng)驗(yàn)[J].中國水土保持，2022（10）：25-27.

[3] 黨恬敏，黨維勤，李小兵，等.新時(shí)期淤地壩及其壩系高質(zhì)量發(fā)展的新路徑[J].水利發(fā)展研究，2022，22（2）：58-65.

[4] 黨維勤，黨恬敏，高璐媛，等.黃土高原淤地壩及其壩系試驗(yàn)研究進(jìn)展[J].人民黃河，2020，42（9）：141-145，160.

[5] 艾紹周，黨維勤，白東曉，等.洪水溝流域壩系工程安全評價(jià)研究[J].人民黃河，2009，31（10）：126-127.

[6] 白東曉，黨維勤，艾紹周.韭園溝流域壩系工程安全評價(jià)方法研究[J].水資源與水工程學(xué)報(bào)，2009，20（1）：54-57.

[7] 黨維勤，艾紹周，黃曉琴，等.黃土高原綜合治理小流域可持續(xù)發(fā)展探討[C]//中國水土保持學(xué)會小流域綜合治理專業(yè)委員會.小流域綜合治理與新農(nóng)村建設(shè)論文集.北京：九州出版社，2008：6.

[8] 馬三保，黨維勤，鄭妍，等.溝道壩系在黃土高原生態(tài)建設(shè)中的戰(zhàn)略地位[J].山西水土保持科技，2004（2）：27-29，26.