CN110306498A - 能够防止水土流失的活土坝 - Google Patents

Abstract

由于黄土高原严重的水土流失，大量泥沙流入黄河，淤积河道，使得下游成为危险的地上悬河，也使大型水库被泥沙淤塞。如今采用的“退耕还林还草”等防止水土流失措施。需要付出巨大的代价和很长的时间才能见效。本发明提出的“能够防止水土流失的活土坝”，是针对流失到沟壑里的泥沙而采取的一种比现有“淤地坝”更简单有效的治理措施，可以将泥沙就地消化。这种“活土坝”是在水土流失严重的沟壑中，间隔地横向构建一条又一条由活的、能够不断生长的灌木为骨架的能够拦阻泥沙流失但可以让水通过的植物泥土坝。这种植物泥土坝不会被水冲垮，而且还会逐年增高，并使其上游方成为淤积梯田，可以改善当地和黄河流域的生态环境。

Description

能够防止水土流失的活土坝

一.所属技术领域：本发明属于治理水土流失的环境保护技术领域。

二.背景技术：水土流失问题是一个自然现象。河流下游的冲积平原，都是河流上游和中游地区的水土流失造成的。这是自古以来水土流失问题带来的益处。如今我们所说的水土流失问题，已经不再是单纯的在河流下游形成冲积平原的有益问题，而是指的需要防止的由于水土流失带来的危害。例如，在黄河中上游地区，由于人类的活动，使得大面积的森林草原被开垦成耕地，由此造成的严重水土流失，带来了种种恶果。

资料表明，黄河是世界上含沙量最大的河流，每年将4亿吨泥沙沉积在下游河床里，并将12亿吨泥沙输入渤海。这些泥沙绝大多数来自黄土高原。黄土高原的大量泥沙流入黄河，淤积河道，使得黄河下游的河道逐年升高，已经成为高出两岸地面很多的地上悬河，全靠两岸的河堤来维护，一旦汛期决口，就会造成严重危害。建国以来修建的几个大型水库，例如三门峡水库，已经被泥沙严重淤塞，失去了很大一部分调控能力；后修建的小浪底水库，也面临着同样的危机问题。虽然采用冲砂的方法可以缓解淤积的速度，但却不能从根本上解决问题。

因此，要治理黄河，就必须治理黄土高原的水土流失问题。已有报道，国家将在未来五十年间，投资2000亿元用于改善黄土高原的生态环境和解决水土流失问题。这无疑是一个振奋人心的好消息。现在的问题在于，如何更有效地使用这些投资，采取什么措施能够尽快收到明显减少泥沙流入黄河的目的？如今为了防止水土流失，采用的是“退耕还林还草”、“封山育林”、“坡地梯田化”、“陡坡鳞坑化”等治理水土流失的措施。不过，要想通过退耕还林恢复原始的林草茂密很少流失泥沙的状态，也并不是一件易事，不仅需要付出巨大的代价，而且需要很长的过程时间；在现有技术中，还有一种“淤地坝”，是在水土流失地区各级沟道内修建的以滞洪拦泥、淤地造田为目的的水土保持工程措施。其拦泥淤成的地叫坝地，用于淤地的坝叫淤地坝。它是黄土高原地区人民群众在长期的水土保持实践中独创的治理水土流失的一种行之有效的工程措施。2003年黄河中游水土保持委员会在山西省太原市郑重宣布：黄土高原地区水土保持淤地坝工程全面启动。这是继国家实施退耕还林政策以来，又一项重大的水土保持工程建设项目。不过，建设淤地坝工程所需要投入的人力物力财力都比较多，待到被泥沙淤平，也就失去进一步阻拦泥沙流失的作用和效能。

本发明提出的“能够防止水土流失的活土坝”，则是针对流失到沟壑里的泥沙，而采取的另一种投资很少就能解决问题的“短、平、快”的技术性措施，而且是能够长久起作用的阻挡泥沙流失的措施。

三.发明内容：本发明“能够防止水土流失的活土坝”，是一种能够快速起到阻止水土流失作用的方法，是针对流失到沟壑里的泥沙而修建的。这种“能够防止水土流失的活土坝”，是在水土流失严重的沟壑中，间隔地横向种植一条又一条活的、能够不断生长的灌木带，并以成活的灌木为骨架，在其根部绑缚以草帘子或麻袋片或塑料编织袋片等能够阻挡泥沙但可以让水流过的物品，再将其底部堆积上泥土，就构成了能够拦阻泥沙流失但不挡水通过的活的植物泥土坝，也就是“活土坝”。

具体说，是在水土流失严重的沟壑中，间隔地横向种植一条又一条能够不断生长的灌木(或竹子等)，待其成活并扎牢根后，作为骨架，并在其根部竖向绑缚以适当宽度的草帘子或麦秸茅草，或麻袋片或塑料编织袋片等能透过水但可以过滤和阻挡泥沙通过之物，就构成能够拦阻泥沙流失却可以让水通过的“植物坝”。在雨季到来之前，对这种“植物坝”的根部适当培土，就成为有活的、能够不断生长的灌木为骨架的“活土坝”。这种由泥土堆积的土坝，其内含的灌木会不断生长，而且会越长越高，越长越茂密。随着堆积的土坝也会逐渐增高，而且不会被水冲垮。每次雨水过后，都会在这种活的植物为骨干的泥土坝的上游方淤积泥土，而且越淤积越高，由淤积的泥土形成的淤积土地的面积就会越来越大。这是在“退耕还林”等项政策措施能够见到明显成效之前，可以尽快明显减少泥沙流入黄河的措施。这种由“植物坝”转化为“活土坝”的技术措施(方法)，比原有的用水泥石头建造的“淤地坝”，构建起来简单容易得多，所需要的投资和人力物力都少得多，而且只需要稍加维护，就能够长久起作用。

这种由“植物坝”转化为“活土坝”的技术措施(方法)，也适用于其它存在严重水土流失问题的河流的治理，例如黑龙江的黑土地流失问题。

上面所说的修建“活土坝”，在水土流失严重的各条沟壑中，间隔地横向种植一条又一条带状的、适合当地生长的灌木(例如黄杨、冬青、棉槐等)或竹子。每两条灌木带之间的相隔距离大约300米左右。每条灌木带的宽度大约1米左右，可以分开成几行基本平行的灌木排，并在每一条灌木带的下游边种上草。开始种植灌木带时不要种得太密，以能够成活扎根为目的，尽量减少水流的冲击力，而不要挡水，以免在扎根成活前被水冲毁。待其成活并扎下较深的根之后，可以将每排带状灌木的枝条简单编成网格状，并在每排灌木上游方的根部，捆绑“栽”上一排宽度约30厘米左右的能够挡土却不挡水的草帘子，或临时性夹以麦秸茅草，或麻袋片、塑料编织袋片等物，就成为一种简单的、能阻挡泥沙流失但并不挡水通过的“植物坝”。在其根部适当培土，压住草帘子等物的下半截，就成了简单的“活土坝”。这种简单的“活土坝”虽然不能像水泥石头构建的“淤地坝”那样彻底切断水流，但却可以用很低的成本和代价，层层把关，很快见到阻挡泥沙外流的效果，并能够像“淤地坝”那样，在其上游方淤积出土地。

为了加快泥沙淤积，在雨季到来之前，从每一条“活土坝”的比较低的、平常水流从该处通过的部位开始，从其上游方就近取土，对处于沟壑里较低处的“活土坝”进行堆积掩埋，成为一条有着根深杆硬的活的灌木作骨干、并有足够宽度(高度)草帘子或麻袋片、或塑料编织袋片等配合加固的、其高度能够完全挡水的土埂“活土坝”，并在对沟壑里较低处“活土坝”堆土加高的同时，留出该“活土坝”较高部位不培土，使其成为能挡泥沙但不挡水的“放水口”，而且处于沟壑里较低处的土埂“活土坝”所堆积的高度，要高过在该“活土坝”较高处留出作为“放水口”的不堆土的“活土坝”，以便使被低处活土坝土埂阻挡的雨水能从较高的放水口处流走。

在这个过程中，在用土堆积建造土埂“活土坝”时，可以采用小型挖掘机帮助施工。

这样，一场雨过后，沟壑里较低处的土埂“活土坝”不但不会被水冲垮，而且由于“土埂”高于“放水口”，在其上游面就会截流一些雨水，并逐渐会淤积成较高一些的土地。这种作用类似于现有的“淤地坝”。随着泥沙在活土坝上游方的淤积，等到一次又一次淤积的土地与“放水口”处的高度相近之后，可以在下次雨季之前堆积土埂时，连同这次的“放水口”一块儿用土掩埋堆积，成为更高的土埂活土坝，而把下一次的放水口留在沟壑里更高部位的活土坝处，直到能够横贯沟壑为止。

以后每年就不用再专门堆土，而只要采取将越来越密的灌木的枝条编织成网格状，在其根部(绑上)能够挡泥沙但不挡水的草帘子、麻袋片、塑料编织袋片等物作“篦子”就可以了。安装一次草帘子或麻袋片、塑料编织袋片，通常可以使用不止一年。这就成为能够长久起作用的、能阻挡泥沙流失但并不挡水的“活土坝”。这种“活土坝”随着植物(灌木)的生长，能够不断增高，所淤积的土地面积不断增大，而不会像现有的“淤地坝”那样，被淤积平之后就失去阻拦泥沙的作用。而对这种“活土坝”的维护，只需要在不断增高增密的灌木根部保持有一定高度、能够挡泥沙而不挡水的草帘子等物就可以了。

这样以来，原本下雨时自上而下汇集的雨水会越来越多，甚至能够形成山洪爆发的态势，强力冲刷沟壑，并携带大量泥沙流进黄河的状况，就会因被一层又一层“活土坝”的阻拦，而发生根本改变。只要在水土流失严重的各个沟壑里广建这种“活土坝”，就再也不会形成冲刷沟壑、并携带大量泥沙流进黄河的局面。这就可以使黄河水流变清，大大延长小浪底等水库的使用寿命，也避免黄河下游在汛期受到洪水的威胁。

这种“活土坝”，除了“淤泥”之外，只要还没有淤平，雨后总可以在其上游方积存一部分水，甚至能够成为一个小水塘。不难想象，如果能在黄土高原的每条沟壑中，都自上而下构筑一条又一条这样的“活土坝”，即使在高原坡地尚未绿化、水土流失仍然严重的情况下，所流失的泥沙也会被就地消化，仅仅淤到沟里，并逐渐在沟里淤积形成一层又一层“梯田”，而不会进一步流入黄河。并且，还能在雨水集中的汛期，大大削弱山洪爆发的威力，减少同一时段流入黄河的水量，使黄河不致产生大的洪峰，为下游地区提供了安全保障。

作为这种“活土坝”骨架的每排栽种的灌木，开始栽种时可以稀一些，以“成活”与“扎根”为目的。待到成活之后，随着培土和下雨时的淤积，灌木骨架会茂盛地成长，而且是能够伴随着“活土坝”泥土的堆积和淤积，不断地生长的，并且越长根越深，越长枝条越多越茂密，“活土坝”也就越来越高，越来越牢，阻挡泥沙的效能就会越来越强。

与常规土坝相比，常规土坝很容易被水冲垮，费工费力起不到作用；而“活土坝”只需花费稍多一些的人力财力，就可以产生永久性的可靠效能。

与石坝水泥坝构成的“淤地坝”相比，石坝水泥坝构成的“淤地坝”投资量和工程量远比“活土坝”大得多，而且石坝水泥坝构成的“淤地坝”一旦泥沙淤满，就完全失去阻挡泥沙外流的能力，要想再加高，还需追加大量人力物力财力。而“活土坝”不仅所需投入很少，而且不怕泥沙淤积。泥沙越淤积，植物的根就越深，枝杈就越多越密，坝体也就越结实。泥沙越淤积，植物长得就越旺，并且可以比泥沙淤积长高得更快，繁殖得更多。除维护所需人力外，基本不需追加多少投入。我们不可能在每条黄土沟中大量建立只能暂时阻挡泥沙的水泥石头“淤地坝”，但却很容易在每条沟中建立多重长久起作用的“活土坝”。因此，“沟沟广建活土坝”对于解决黄土高原水土流失问题不仅十分有效而且现实可行。若能尽快实施并全面推广这一方案，即使黄土高原上的“退耕还林”植树种草工作还远未达到防止水土流失的要求，也有望在十年之内做到泥沙基本不流入黄河。有了“沟沟广建活土坝”，就可以让流失的泥沙就地消化，大大减少小浪底等水库的泥沙淤积、延长其有效使用年限。国家兴建小浪底这样的大型水库，不仅耗资巨大，而且受到客观条件的限制，一旦像三门峡水库那样被淤积得失去效能，再想建一个同样调控能力的水库恐怕也难以找到合适的库址。若能全面推广“沟沟广建活土坝”，就可以起到相当于再建大型水库的作用。而且，建“活土坝”所投入的资金，主要用于当地，可为当地大批劳力解决就业和发展生产的问题，不仅起到改善当地生态环境和扩大耕地面积的作用，而且也能改善整个黄河流域的生态环境。

其它河流也可以用同样的方法进行治理，例如黑龙江的黑土流失问题。

在每条沟中建“活土坝”时，之所以要“自上而下”进行，而不能相反程序，是因为自上而下进行，可以从容地进行层层建造和截流，也就不容易汇集成大的山洪，不容易对下面的“活土坝”产生大的水流冲击。之所以要在“活土坝”的下游边种些草，为的是避免“活土坝”下游边的土被水冲走，在“活土坝”逐年“长高”之后，可以保护“活土坝”的坝基加宽。

通常在沟壑里会有道路顺沟而行。在沟中建“活土坝”时，可以把道路改在沟边较高的、比“放水口”处还高的部位。

四.附图说明：图1是在沟壑中建的一条“活土坝”的横向示意图：数码1表示充作“活土坝”骨架的灌木，数码2表示挡土不挡水的草帘子，数码3表示堆积掩埋“活土坝”灌木根部的土埂，数码4表示“活土坝”下游边种的草，数码5表示堆埋“活土坝”时处于“活土坝”上游方的取土下挖部位。

五.具体实施方式：在山西或陕西水土流失严重的地带，选择一个沟壑，自上而下地规划出一条又一条“活土坝”的位置。每两条“活土坝”的间距大约300米左右。在选定的“活土坝”位置，顺着沟壑自上而下进行施工种植灌木。在规划的位置，沿着沟壑的横向，在宽度1米左右的范围，种植3排左右的黄杨、冬青、棉槐等灌木。为了节省用苗量，也为了在扎根成活之前不会受到水流的较大冲击，可以种得比较稀一些，而不能像城里马路边绿化带的灌木丛那样密植。在种植的灌木(“活土坝”的基础骨架)下游边，大约2米范围内种草。等到“活土坝”的灌木骨干成活后，第二年的雨季到来之前，把灌木枝杈横向编成一排网格状，并将适当宽度和足够长度的草帘子、麻袋片、塑料编织袋片等，绑到灌木上游方根部的枝杈上，或临时性夹以麦秸茅草等物，就成了一条能挡泥沙但不挡水的“活的植物土坝”。在沟壑较低处“活土坝”的上游方挖土，堆积覆盖“活土坝”的灌木，形成足够高的能阻水的“土埂”，并压实。堆积土埂的高度依具体情况确定，应当适当高出在“活土坝”两边留出的“放水口”的高度，以便在下雨时能够迫使雨水从“放水口”处流过。这样，随着灌木的生长，再过一年的雨季到来之前，处于“活土坝”骨架地位的灌木枝杈会比前一年更多更密。再次堆土覆盖压实增高。待到“活土坝”上游方淤积的土地高度接近“放水口”的高度时，就在堆土时将头一年的“放水口”处的“活土坝”也覆盖，而把“放水口”留在沟壑里更高的部位。如此一年又一年，待到能够形成贯通沟壑两侧的“活土坝”时，原先被堆土覆盖的“活土坝”的灌木，已经枝繁叶茂，每年只需要将灌木的枝条编成网格状，并在上游方根部绑上草帘子、麻袋片、塑料编织袋片等将网格封挡，就成了随处都可以作为“放水口”，让水流过而不让泥沙流失的“活土坝”了。“活土坝”上游方淤积的土地会不断增高，但“活土坝”阻挡泥沙流失的功能不会丧失。这一点与花费大量资金和人力物力用石头水泥建造的“淤地坝”是大不相同的。

Claims (3)

1.一种能够防止水土流失的活土坝的建造方法，其特征是在水土流失严重的沟壑中，间隔地横向种植一条又一条活的、能够不断生长的灌木带，并以成活的灌木为骨架，在其根部绑缚以草帘子或麻袋片或塑料编织袋片等能够阻挡泥沙但可以让水流过的物品，再将其底部堆积上泥土，就构成了能够拦阻泥沙流失但不挡水通过的活的植物泥土坝，也就是“活土坝”。

2.根据权利要求1所述的能够防止水土流失的活土坝的建造方法，其特征是在雨季到来之前，从每一条“活土坝”的比较低的、平常水流从该处通过的部位开始，从其上游方就近取土，对处于沟壑里较低处的“活土坝”进行堆积掩埋，成为一条有着根深杆硬的活的灌木作骨干、并有足够宽度草帘子或麻袋片、或塑料编织袋片等配合加固的、其高度能够完全挡水的土埂“活土坝”，并在对沟壑里较低处“活土坝”堆土加高的同时，留出该“活土坝”较高部位不培土，使其成为能挡泥沙但不挡水的“放水口”，而且，处于沟壑里较低处的土埂“活土坝”所堆积的高度，要高过在该“活土坝”较高处留出作为“放水口”的不堆土的“活土坝”，以便使被低处活土坝土埂阻挡的雨水能从较高的放水口处流走。

3.根据权利要求1所述的能够防止水土流失的活土坝的建造方法，其特征是随着泥沙在活土坝上游方的淤积，等到一次又一次淤积的土地与“放水口”处的高度相近之后，可以在下次雨季之前堆积土埂时，连同这次的“放水口”一块儿用土掩埋堆积，成为更高的土埂活土坝，而把下一次的放水口留在沟壑里更高部位的活土坝处，直到能够横贯沟壑为止。