下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
在坝系相对稳定的坝地生产保收条件中，我们运用流域水沙平衡原理导出了坝地农作物保收淹水深度和年淤积厚度判定指标。根据（2-4）式，对于坝系设计标准洪水，只要坝地水深小于农作物最大允许淹水深度，坝系防洪安全就可以保障；由（2-5）式可知，只要坝地年淤积厚度小于0.3m，坝系坝体加高就能通过岁修实现，从而实现小流域洪水产沙与坝系淤地用沙的相对平衡和坝系的防洪保收安全。
在坝系相对稳定过程中，将流域坝系中淤地面积 S 与坝系控制流域面积 F 的比值称为坝系相对稳定系数 K ，即 K = S / F 。
将（2-4）、（2-5）变形，可得：
式中符号含义同前。
式（2-6）为相对稳定系数的淹水表达式，式（2-7）为该系数的淤积表达式，二者比值中大者为坝系相对稳定系数 K 。一般来说，对单坝满足设计规范要求的小流域坝系，坝系相对稳定系数能够综合反映坝系工程的相对稳定程度。
坝系相对稳定系数综合反映了流域产流产沙与坝系滞洪拦沙之间的平衡关系。小流域的产流产沙是一个极其复杂的过程，受流域地形、土壤、植被及人类活动等诸多因素的影响，不同流域、不同部位有不同的特点。但是，特定历史时期，某一土壤侵蚀类型区，各小流域产流产沙特征又有一定的相似性。这种相似性决定了坝系相对稳定系数在一定程度上也是相近的。因此，从这种意义上讲，坝系相对稳定系数是小流域径流泥沙平衡关系变化的综合反映。
当流域坡面产流产沙情况基本稳定时，相对稳定系数可以反映坝地的淹水深度与淤积厚度之间的稳定关系，也可以反映坝系的防洪保收状况和稳定程度。
一定的淤地面积是坝系实现相对稳定的基本条件。从形式上看，坝系相对稳定系数是一个以面积关系来表示的二维平面指标，但其内涵已远远超出平面指标的范围，体现了多维性和综合性。
根据现有研究成果，在黄土丘陵沟壑区（第一副区、第二副区、第五副区），当稳定系数为1/20～1/25时，在10～25年一遇的暴雨洪水条件下，坝系能够满足坝地高秆作物的生产保收要求；当稳定系数为1/10～1/15时，既能满足10～25年一遇暴雨洪水坝系坝地的生产保收要求，又能满足100～200年一遇暴雨洪水坝系主体工程的防洪安全要求。
据对黄河流域黄土高原地区碾庄沟等15条坝系工程的可行性研究，坝系相对稳定系数表现为如下规律：在强度侵蚀地区，容易满足年淤积厚度30cm的要求，坝系相对稳定系数由洪量模数控制，坝系相对稳定系数为1/40～1/18。
在极强度侵蚀地区分两种情形：侵蚀模数为8000～13000t/km 2 ·a的地区，坝系相对稳定系数仍由洪量模数控制；侵蚀模数为13000～15000t/km 2 ·a的地区，坝系相对稳定系数则由土壤侵蚀模数控制。坝系相对稳定系数为1/39～1/15。
在剧烈侵蚀区，土壤侵蚀模数成为制约坝系相对稳定的决定因素；坝系相对稳定系数为1/26～1/10。
坝系相对稳定系数的前提是假定流域内各个位置的产流产沙均一，坝系中各单坝的淤积和淹水状况基本相同。因此，坝系相对稳定系数反映坝系整体的相对稳定水平，不一定反映单坝的相对稳定。
坝系相对稳定系数是设想洪水进入坝地后是水平铺在坝地面上，实际上，淤地坝普遍存在斜淤积（即“翘尾巴”）现象。这种斜淤积对于洪水进入坝地（特别是淤地面积较大的坝地）后淹水深度（hp）有影响。这种偏差在坝系防洪安全条件中应通过引入安全系数来消除，见图2-2。
图 2-2 斜淤积对洪水入库状况影响示意图 W P —洪水总量； V S —淤积库容
坝系相对稳定系数综合地反映了坝系淤地面积和控制流域面积之间的关系，不能直接反映坝系单坝规模和骨干坝与中小型淤地坝配置比例的合理性。因此，在坝系规划中，应坚持“费省效宏”、“小多成群有骨干”的原则，即以最小的费用获得最大的投资效益和坝系坝群布设配置中合理确定保障坝系防洪安全的骨干坝。
由此可见，坝系相对稳定系数是一个综合性较强的指标，在很大程度上较全面地反映坝系相对稳定所必需的条件，揭示了坝系水沙相对平衡的基本规律，对淤地坝规划具有积极的指导意义。