12月16日，一場(chǎng)由蘭州市科技局組織的科技成果鑒定會(huì )在中科院蘭州分院舉行。應邀專(zhuān)家對以蘭州交通大學(xué)教授劉有錄領(lǐng)銜的一個(gè)研究黃土高原水資源利用課題組提交的“三水匯源苞”科研成果進(jìn)行鑒定。
該成果是該課題組多年來(lái)經(jīng)理論、試驗、實(shí)踐、研究，凝練而成。“三水匯源苞”就是利用“疊加型組合式溢水壩”把天上的降水，在地面匯流積蓄在微型水庫中，再通過(guò)輸水系統把水輸送到“農脈水池”中，水通過(guò)處理后，把水輸送到農戶(hù)家里或把水輸送到農田里或用水點(diǎn)。換言之，這是一個(gè)微型水利樞紐系統。它解決了四個(gè)問(wèn)題：蓄水解決了缺水問(wèn)題，攔洪解決了怕水問(wèn)題，水處理解決了人畜飲水問(wèn)題，庫區綜合生態(tài)改善解決了三農問(wèn)題。
劉有錄認為，黃土溝壑也是一種資源，并可把該優(yōu)勢資源變?yōu)橘Y源、生態(tài)、經(jīng)濟優(yōu)勢。“三水匯源苞”為破解如何推進(jìn)黃土高原生態(tài)修復、農業(yè)現代化和生態(tài)屏障建設，提供了完美的科技方案，找到了新的突破口。
目前，該理論已在華池縣、臨洮縣成功實(shí)施，并可在我國高原地區推廣。來(lái)自中國荒漠化基金會(huì )受損土地修復中心、蘭州大學(xué)、浙江大學(xué)、黃委會(huì )上游水文水資源局、甘肅省水利廳、蘭州交通大學(xué)、蘭州威立雅水務(wù)集團等單位的專(zhuān)家、學(xué)者應邀出席會(huì )議。與會(huì )專(zhuān)家經(jīng)質(zhì)詢(xún)、答疑、討論，肯定并通過(guò)了這一成果的鑒定。記者王占東
“三水匯源苞”：
一個(gè)實(shí)用的微型水利樞紐系統
甘肅是全國水資源嚴重短缺的省份之一。隨著(zhù)工業(yè)化、城鎮化、農業(yè)現代化的推進(jìn)，水資源供需矛盾更加突出。
劉有錄表示，我們要追溯鯀、禹治水的神話(huà)傳說(shuō)，汲取鯀、禹治水的思想精華，做到理念認識上對洪水既堵又疏，工程技術(shù)上要筑壩修渠，對天上的降水蓄一些疏一些，并讓蓄水保潔，供人畜飲用，灌溉農田。
“三水匯源苞”理論主筆人劉有錄，是蘭州交通大學(xué)教授、武漢大學(xué)博士、國家注冊巖土工程師、國家注冊監理工程師、國務(wù)院特殊津貼享受者、原鐵道部突出貢獻中青年專(zhuān)家、蘭州市生態(tài)水系規劃研究領(lǐng)銜專(zhuān)家、甘肅黃河之子保護黃河基金會(huì )理事長(cháng)。
劉有錄在三十多年致力研究“黃河蘭州段水資源開(kāi)發(fā)、利用、節約、保護”的基礎上，相繼創(chuàng )造性地提出了“安寧桃花溪生態(tài)水系工程項目”、“蘭州老龍頭水利樞紐工程項目”、“構建山水蘭州生態(tài)水系功能網(wǎng)”，并建議將“蘭州生態(tài)水系規劃”融入到蘭州城市四版總體規劃。
劉有錄介紹，“三水匯源苞”就是利用“疊加型組合式溢水壩”把天上的降水，在地面匯流積蓄在微型水庫中，再通過(guò)輸水系統把水輸送到“農脈水池”中，水通過(guò)處理后，把水輸送到農戶(hù)家里或把水輸送到農田里；把泥沙攔蓄在微型水庫中，減少流向黃河的泥沙。
疊加型組合式溢水壩，是由土質(zhì)壩體、鋼筋混凝土框架結構、鋼筋混凝土箱式結構、消力坎、消力池共同組成的壩體。主要特征是分多次建設。為了壩體的安全，設計為疊加型組合式溢水壩，一期建設高度從壩基至溢水口的高度控制在10米以?xún)?，當庫區泥沙沉淀達到7米時(shí)，建設第二層疊加型組合式溢水壩，建設高度10米。當泥沙沉淀達到17米時(shí)，建設第三層疊加型組合式溢水壩，建設高度10米。以此類(lèi)推，達到需要建設的高度。形成最終高度的壩體。如果建設5層疊加型組合式溢水壩，從壩基到溢水口的高度就是50米。通過(guò)這種方法可以有效地控制庫容，保證疊加型組合式溢水壩安全運行。
獨立的鋼筋混凝土框架結構澆筑在土壩之中，起到穩定土壩，固定防水板的作用，阻止滲水穿過(guò)壩體，解決了土壩因管涌垮壩的難題。堅固的壩后防水混凝土板，起到了保護壩體的作用。當出現200毫米以上的特大暴雨，形成洪水漫過(guò)壩頂時(shí)也不會(huì )對壩體產(chǎn)生下切，保證了疊加型組合式溢水壩的安全。
這種創(chuàng )新型的壩體，超越了傳統淤地壩的設計原理，不論是從建設條件、建設周期、防洪效果、防洪安全等多方面，都實(shí)現了超越。
而“農脈水池”基于大地是有生命的活體，沿大地的經(jīng)絡(luò )而運行聚集，并沿經(jīng)絡(luò )而展布。采用PAL材料和紅膠泥，使池底和池壁膠結連成一整體，且連接密實(shí)。池底池壁須做好防滲層，避免漏水和防止坍塌，并實(shí)現透氣不透水。
“三水匯源苞”就是通過(guò)筑壩蓄水、攔泥淤地、涵養水源、減小洪水、減少水土流失、保障人畜引水、發(fā)展農業(yè)灌溉，提高雨水資源的利用率；改變局地小氣候、改良土壤物理化學(xué)性質(zhì)、改善小流域的生態(tài)景觀(guān)。
“三水匯源苞”的利好功能疊加
劉有錄介紹，疊加型組合式溢水壩，可以以自然村為單位進(jìn)行疊加型組合式溢水壩建設，廣大山區的每一條溝壑里都能建設疊加型組合式溢水壩，控制流域面積在1平方公里以上就可以建壩?？梢园褖谓ㄔ谛枰暮哟怖?、川地、比較平坦的山頂、山腰、及山溝把所有的降雨留住，水留住了，土也留住了，不讓比較大的降雨形成洪水。
通過(guò)一段時(shí)間的沉積可以造出大片的土地，儲存大量的雨水。當發(fā)生泥石流災害時(shí)，可以將90%的固體物留在庫區，將部分洪水排走。因為洪水到達庫區后不再流動(dòng)形成大片的水面，當泥石流到達庫區后固體物在靜止的水里迅速沉積，當水面超過(guò)壩體溢水口高度時(shí)，讓多余的洪水從溢水口排走。達到了攔截泥石流的作用。當壩體升高到一定高度時(shí)，不再發(fā)生泥石流及山體滑坡現象。從根本上解決水土流失問(wèn)題。將大量的水分補充到地下，提高地下水位。從根本上解決了土壩漫壩造成垮壩的世界性難題。
在廣大地區它將改變現有的農業(yè)結構。雨水可以進(jìn)行灌溉、漁業(yè)養殖、規模家禽養殖、解決了建壩地區的缺水問(wèn)題。從根本上改變建壩地區的生態(tài)環(huán)境。在廣大地區每一條溝壑、小溪、川地、山腰、山底里建設疊加型組合式溢水壩。啟發(fā)我們改變傳統的治水觀(guān)念，把以疏通為主要治理汛期洪水的傳統方法，改變?yōu)橐詳r截洪水為主要手段的治水方法。
劉有錄介紹，“三水匯源苞”是大項目小工程。它給村民提供的是“生態(tài)產(chǎn)品”，除清潔水源外、還包括清新空氣、安全食品，這些產(chǎn)品都是人類(lèi)生產(chǎn)生活的必需品，具有深遠影響。
第一，符合生態(tài)環(huán)境保護與經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展的辯證關(guān)系；體現了尊重、順應、保護自然的生態(tài)文明理念；增強村民節約環(huán)保生態(tài)意識。
第二，減少黃河中的泥沙，國家就減少了沖沙的投資。真正把水生態(tài)文明建設同新農村建設相結合。
第三，在黃土高原的小村落里優(yōu)化國土空間的開(kāi)發(fā)格局，調整空間結構。從而可促進(jìn)生產(chǎn)空間的集約高效、生活空間宜居適度、生態(tài)空間山清水秀，給自然留下更多修復空間，給農業(yè)留下更多良田，給子孫后代留下天藍、地綠、水凈的美好家園。
第四，在溝道中蓄水增加水面，改變小環(huán)境，為樹(shù)木提供水分營(yíng)養。水系是城鎮、村落的肺，給空氣融入一份清新、給喧囂的城鎮提供一片安寧的天地；水系是城鎮的靈性所在，給混凝土的城鎮平添三分柔和、減小“熱島效應”、給繁華的城鎮增添三分靈氣。
第五，修復大自然生態(tài)系統，解決了保障群眾健康最突出的飲用水問(wèn)題。“增強生態(tài)產(chǎn)品生產(chǎn)能力”。促進(jìn)資源節約，推動(dòng)雨水資源積蓄利用方式根本轉變，提高利用效率和效益。對于黃土高原地區的新農村建設有示范作用。
“三水匯源苞”的實(shí)踐
該課題組主要研究人之一的馬光煒介紹，為盡快實(shí)現這一理想，使獲得的國家專(zhuān)利早日進(jìn)入試驗階段，他與課題組開(kāi)始和省、市、縣、鄉、村有關(guān)部門(mén)聯(lián)系，并自籌資金10萬(wàn)元，于2006年9月在華池縣元城鎮龔河村開(kāi)建了疊加型組合式溢水壩。
馬光煒，甘肅華池人，長(cháng)期關(guān)注黃土高原水利科學(xué)及生態(tài)修復建設，由他自主發(fā)明的科研成果——組合式溢水壩已于2007年獲國家專(zhuān)利，并在華池、臨洮兩地成功實(shí)施。
馬光煒介紹，該壩控制流域面積5平方公里，根據壩址的具體地質(zhì)條件，設計分三層，分三期建設完成。第一層建設高度是12米，第二層建設高度是10米，第三層建設高度是10米。壩體設計總高度32米。設計壩頂溢水口寬4米，高2米，設計四十度外坡溢水槽寬4米，高1.5米。第一層壩建成后形成水面面積15畝。第二層壩建成后增加水面面積10畝。第三層壩建成后增加水面面積30畝。三層壩全部建成后，可以形成60畝水面面積。
該壩第一層建設高度12米部分，于2006年10月建成。它標志著(zhù)疊加型組合式溢水壩這種新型壩系誕生了。它是集攔洪蓄水、淤地造田、灌溉養殖、防泥石流、科學(xué)成果轉化、試驗示范等綜合效能于一體的水利工程。2007年9月開(kāi)始滿(mǎn)負荷運行至2010年。將兩個(gè)雨季的洪水全部攔住，形成長(cháng)400多米，寬30-40米的水面，一泓占地16000平米的水庫波光瀲滟，投放的魚(yú)苗，到2010年大的魚(yú)苗已長(cháng)到13斤。而且水位一直保持在溢水口位置，使10萬(wàn)立方米的庫容開(kāi)始發(fā)揮著(zhù)攔蓄泥沙作用。
馬光煒介紹，該發(fā)明專(zhuān)利被認知后，很多農村村長(cháng)找到他，要求在當地開(kāi)展。他們給臨洮縣紅旗鄉墁坪村設計的“疊加型組合式溢水壩”于2008年3月開(kāi)建。該壩選在兩條溝的匯合處，控制流域面積50多平方公里，暴雨強度按100年一遇設計，第一期工程壩高20米，溢水口寬11米，高5米，庫容50萬(wàn)立方米。2008年4月，建成一期工程壩高20米，設計庫容50萬(wàn)立方米?，F已發(fā)揮其綜合效益，可使1000多畝土地得到灌溉，村里計劃建萬(wàn)頭牲畜場(chǎng)，規模養鴨、養雞、養魚(yú)等，可新增產(chǎn)值1500萬(wàn)元。
馬光煒說(shuō)：“后來(lái)，很多農民朋友給我來(lái)信、來(lái)電咨詢(xún)。農村渴望了解這項技術(shù)，解決灌溉、生活用水，發(fā)展種植業(yè)、養殖業(yè)。我也盼望得到推廣。”
講起該壩建設，馬光煒介紹，我們曾在2010年以華池建壩為參考，按每平方公里8萬(wàn)元計算，1000平方公里需要8000萬(wàn)元，就可對1000平方公里山區范圍內進(jìn)行疊加型組合式溢水壩第一層壩體體系，全面建設，完成水土流失治理第一階段任務(wù)，形成星羅棋布的壩體群。
以華池縣為例，主溝道長(cháng)4公里以上的洪溝就有2000余條，如將疊加型組合式溢水壩在這些溝道里建成，就能形成50000多畝水面，縮小和南方農村自然條件差距，引導農民通過(guò)規模漁業(yè)家禽養殖、灌溉造林等一系列農業(yè)結構的變化，給農民朋友每年新增幾億至幾十億的經(jīng)濟收入。
馬光煒指出，疊加型組合式溢水壩體系建成大的生態(tài)環(huán)境還將帶來(lái)深遠影響。
一個(gè)地區如果地面和地下儲存水比較豐富，蒸發(fā)水汽量較多，內陸循環(huán)就比較活躍。
在南方，如該壩得到廣泛應用，山區將出現大量的微型水庫，可以將南方水面面積恢復到歷史最好水平，把大量的水汽送往北方，實(shí)現空中的南水北調。同時(shí)可以根治水土流失及泥石流災害。當壩體升高到一定高度時(shí)，山體不再受洪水侵蝕。在汛期將儲存大量的降水，減輕江、河壓力，起到很好的調蓄作用。
在北方，如疊加型組合式溢水壩得到廣泛應用，將改變使用地區的干旱面貌，在汛期，可把百分之九十以上的雨水留住，從而留住了肥沃的土壤，有效補充地下水。在山區有計劃地通過(guò)淤積方式，抬高河床、川地、溝壑營(yíng)造出大片的土地。大幅度提高水分蒸發(fā)量，創(chuàng )造更多的降水條件，形成更多的降雨。有了水就可以大大加快植樹(shù)造林的速度，從事規模家禽、魚(yú)業(yè)養殖、灌溉。從根本上改變北方地區的干旱面貌，再造秀美山川。
京公網(wǎng)安備 11010802021286號