12月16日，一場由蘭州市科技局組織的科技成果鑒定會在中科院蘭州分院舉行。應邀專家對以蘭州交通大學教授劉有錄領銜的一個研究黃土高原水資源利用課題組提交的“三水匯源苞”科研成果進行鑒定。
該成果是該課題組多年來經(jīng)理論、試驗、實踐、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，再通過輸水系統(tǒng)把水輸送到“農(nóng)脈水池”中，水通過處理后，把水輸送到農(nóng)戶家里或把水輸送到農(nóng)田里或用水點。換言之，這是一個微型水利樞紐系統(tǒng)。它解決了四個問題：蓄水解決了缺水問題，攔洪解決了怕水問題，水處理解決了人畜飲水問題，庫區(qū)綜合生態(tài)改善解決了三農(nóng)問題。
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”為破解如何推進黃土高原生態(tài)修復、農(nóng)業(yè)現(xiàn)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、臨洮縣成功實施，并可在我國高原地區(qū)推廣。來自中國荒漠化基金會受損土地修復中心、蘭州大學、浙江大學、黃委會上游水文水資源局、甘肅省水利廳、蘭州交通大學、蘭州威立雅水務集團等單位的專家、學者應邀出席會議。與會專家經(jīng)質(zhì)詢、答疑、討論，肯定并通過了這一成果的鑒定。記者王占東
“三水匯源苞”：
一個實用的微型水利樞紐系統(tǒng)
甘肅是全國水資源嚴重短缺的省份之一。隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的推進，水資源供需矛盾更加突出。
劉有錄表示，我們要追溯鯀、禹治水的神話傳說，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(nóng)田。
“三水匯源苞”理論主筆人劉有錄，是蘭州交通大學教授、武漢大學博士、國家注冊巖土工程師、國家注冊監(jiān)理工程師、國務院特殊津貼享受者、原鐵道部突出貢獻中青年專家、蘭州市生態(tài)水系規(guī)劃研究領銜專家、甘肅黃河之子保護黃河基金會理事長。
劉有錄在三十多年致力研究“黃河蘭州段水資源開發(fā)、利用、節(jié)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(gòu)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(guī)劃”融入到蘭州城市四版總體規(guī)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，再通過輸水系統(tǒng)把水輸送到“農(nóng)脈水池”中，水通過處理后，把水輸送到農(nóng)戶家里或把水輸送到農(nóng)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(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土箱式結(jié)構(gòu)、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米以內(nèi)，當庫區(qū)泥沙沉淀達到7米時，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，建設第三層疊加型組合式溢水壩，建設高度10米。以此類推，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(jié)構(gòu)澆筑在土壩之中，起到穩(wěn)定土壩，固定防水板的作用，阻止?jié)B水穿過壩體，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(xiàn)200毫米以上的特大暴雨，形成洪水漫過壩頂時也不會對壩體產(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(tǒng)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，都實現(xiàn)了超越。
而“農(nóng)脈水池”基于大地是有生命的活體，沿大地的經(jīng)絡而運行聚集，并沿經(jīng)絡而展布。采用PAL材料和紅膠泥，使池底和池壁膠結(jié)連成一整體，且連接密實。池底池壁須做好防滲層，避免漏水和防止坍塌，并實現(xiàn)透氣不透水。
“三水匯源苞”就是通過筑壩蓄水、攔泥淤地、涵養(yǎng)水源、減小洪水、減少水土流失、保障人畜引水、發(fā)展農(nóng)業(yè)灌溉，提高雨水資源的利用率；改變局地小氣候、改良土壤物理化學性質(zhì)、改善小流域的生態(tài)景觀。
“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行疊加型組合式溢水壩建設，廣大山區(qū)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。
通過一段時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，可以將90%的固體物留在庫區(qū)，將部分洪水排走。因為洪水到達庫區(qū)后不再流動形成大片的水面，當泥石流到達庫區(qū)后固體物在靜止的水里迅速沉積，當水面超過壩體溢水口高度時，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，不再發(fā)生泥石流及山體滑坡現(xiàn)象。從根本上解決水土流失問題。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(qū)它將改變現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)。雨水可以進行灌溉、漁業(yè)養(yǎng)殖、規(guī)模家禽養(yǎng)殖、解決了建壩地區(qū)的缺水問題。從根本上改變建壩地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。在廣大地區(qū)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(tǒng)的治水觀念，把以疏通為主要治理汛期洪水的傳統(tǒng)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)濟社會發(fā)展的辯證關(guān)系；體現(xiàn)了尊重、順應、保護自然的生態(tài)文明理念；增強村民節(jié)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(nóng)村建設相結(jié)合。
第三，在黃土高原的小村落里優(yōu)化國土空間的開發(fā)格局，調(diào)整空間結(jié)構(gòu)。從而可促進生產(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(nóng)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，為樹木提供水分營養(yǎng)。水系是城鎮(zhèn)、村落的肺，給空氣融入一份清新、給喧囂的城鎮(zhèn)提供一片安寧的天地；水系是城鎮(zhèn)的靈性所在，給混凝土的城鎮(zhèn)平添三分柔和、減小“熱島效應”、給繁華的城鎮(zhèn)增添三分靈氣。
第五，修復大自然生態(tài)系統(tǒng)，解決了保障群眾健康最突出的飲用水問題。“增強生態(tài)產(chǎn)品生產(chǎn)能力”。促進資源節(jié)約，推動雨水資源積蓄利用方式根本轉(zhuǎn)變，提高利用效率和效益。對于黃土高原地區(qū)的新農(nóng)村建設有示范作用。
“三水匯源苞”的實踐
該課題組主要研究人之一的馬光煒介紹，為盡快實現(xiàn)這一理想，使獲得的國家專利早日進入試驗階段，他與課題組開始和省、市、縣、鄉(xiāng)、村有關(guān)部門聯(lián)系，并自籌資金10萬元，于2006年9月在華池縣元城鎮(zhèn)龔河村開建了疊加型組合式溢水壩。
馬光煒，甘肅華池人，長期關(guān)注黃土高原水利科學及生態(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年獲國家專利，并在華池、臨洮兩地成功實施。
馬光煒介紹，該壩控制流域面積5平方公里，根據(jù)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(yǎng)殖、防泥石流、科學成果轉(zhuǎn)化、試驗示范等綜合效能于一體的水利工程。2007年9月開始滿負荷運行至2010年。將兩個雨季的洪水全部攔住，形成長400多米，寬30-40米的水面，一泓占地16000平米的水庫波光瀲滟，投放的魚苗，到2010年大的魚苗已長到13斤。而且水位一直保持在溢水口位置，使10萬立方米的庫容開始發(fā)揮著攔蓄泥沙作用。
馬光煒介紹，該發(fā)明專利被認知后，很多農(nóng)村村長找到他，要求在當?shù)亻_展。他們給臨洮縣紅旗鄉(xiāng)墁坪村設計的“疊加型組合式溢水壩”于2008年3月開建。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50萬立方米。2008年4月，建成一期工程壩高20米，設計庫容50萬立方米?，F(xiàn)已發(fā)揮其綜合效益，可使1000多畝土地得到灌溉，村里計劃建萬頭牲畜場，規(guī)模養(yǎng)鴨、養(yǎng)雞、養(yǎng)魚等，可新增產(chǎn)值1500萬元。
馬光煒說：“后來，很多農(nóng)民朋友給我來信、來電咨詢。農(nóng)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(yǎng)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8萬元計算，1000平方公里需要8000萬元，就可對1000平方公里山區(qū)范圍內(nèi)進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，形成星羅棋布的壩體群。
以華池縣為例，主溝道長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(nóng)村自然條件差距，引導農(nóng)民通過規(guī)模漁業(yè)家禽養(yǎng)殖、灌溉造林等一系列農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化，給農(nóng)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)境還將帶來深遠影響。
一個地區(qū)如果地面和地下儲存水比較豐富，蒸發(fā)水汽量較多，內(nèi)陸循環(huán)就比較活躍。
在南方，如該壩得到廣泛應用，山區(qū)將出現(xiàn)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，實現(xiàn)空中的南水北調(diào)。同時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，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(diào)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(qū)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(qū)有計劃地通過淤積方式，抬高河床、川地、溝壑營造出大片的土地。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造林的速度，從事規(guī)模家禽、魚業(yè)養(yǎng)殖、灌溉。從根本上改變北方地區(qū)的干旱面貌，再造秀美山川。
京公網(wǎng)安備 11010802021286號