鄂爾多斯水土保持“攔沙換水”生態補償模式淺析

惠 波，李斌斌，惠 露，趙俊俠，王 婷，唐紅玉，趙曉林，李丹陽

[1.黃河水土保持綏德治理監督局(綏德水土保持科學試驗站)，陜西 綏德 718000；2.黃河上中游管理局 西安規劃設計研究院，陜西 西安710021；3.北京水保生態工程咨詢有限公司，北京 100055；4.黃河水利委員會 中游水文水資源局，山西 晉中 030600]

內蒙古鄂爾多斯市礦產資源豐富，是國家重要的能源化工基地和清潔能源輸出主力基地，也是資源性、工程性和結構性缺水并存的地區，隨著經濟社會的發展，區域水資源供需矛盾日益突出，嚴重制約了當地經濟社會的快速發展。為了積極探索破解缺水地區經濟社會發展水資源制約瓶頸的有效手段，2003年開始水利部在內蒙古和寧夏推動農業節水水權轉讓試點工作，積累了寶貴的經驗。2008年，根據黃河水權轉換制度、國務院“87分水方案”及農業節水水權轉讓的經驗，鄂爾多斯市政府與黃河水利委員會(以下簡稱“黃委”)座談時提出了水土保持“水沙置換”(現稱“攔沙換水”)的思路和構想。經過10多年堅持不懈的努力，鄂爾多斯水土保持“攔沙換水”工作實現了突破性進展，試點工程實施方案獲黃委批復，為下一步試點工程建設創造了良好的先決條件，也為黃河流域水權轉換進行了積極的探索。

1 水土保持“攔沙換水”的思路和構想

鄂爾多斯市位于黃河中游粗泥沙集中來源區，自然條件惡劣，生態環境脆弱，境內有號稱“世界水土流失之最”“地球環境癌癥”“地球身上的牛皮癬”的砒砂巖裸露區面積約2萬km2，水土流失問題十分突出，全市嚴重水土流失面積占土地總面積的54.1%，平均每年向黃河輸送泥沙達1.5億t，是典型的風水復合侵蝕區。隨著鄂爾多斯社會經濟的快速增長、工業和農業的迅速發展、人口數量的不斷增長、城鎮化進程的持續加快，以及環境保護和生態環境建設力度的進一步加強，各行業、各部門、各領域生產生活用水量不斷增加，特別是隨著國家能源、重化工戰略的實施，水資源供需矛盾更加突出，嚴重制約了當地社會經濟的可持續發展。為緩解水資源短缺矛盾，2003年在水利部的指導下，黃委在內蒙古和寧夏推動水權轉讓試點工作，提出“投資農業節水、有償轉讓水權”的思路，主要集中在“農業”向“工業”實施水權轉換，通過工業企業投資灌區節水改造工程建設，將節約出的水量轉讓給工業企業[1]。黃河水權轉讓試點項目的實施，實現了農業節水支持工業和工業出資反哺農業的多贏，促進了水資源的高效利用，取得了顯著成效，也積累了可借鑒的經驗。為了進一步解決水資源短缺制約經濟社會發展的困境，積極探索水權轉換模式，2008年初鄂爾多斯市政府與黃委座談，探索“政府引導、企業投資”的新模式，提出了水土保持“水沙置換”這一思路和初步構想，即由政府引導、企業投資，通過在十大孔兌實施水土保持工程建設，主要是攔沙壩工程，攔洪滯沙，減少入黃泥沙，從而置換出部分黃河輸沙用水量，換取黃河用水指標，按照政府宏觀調控、市場導向、平等協商的原則，合理配置，增強鄂爾多斯工業企業生產用水供水能力，為區域經濟和社會的可持續發展與生態環境保護提供水資源保障。

2 水土保持“攔沙換水”的必要性

2.1 有效攔截入黃泥沙和減少河道泥沙淤積

鄂爾多斯高原位于黃土高原腹地，地形特點為“三面黃河一面城”，氣候的演變及近代人類對自然資源的不合理利用，導致高原生態環境遭到了嚴重的破壞，區域內溝壑縱橫，水土流失嚴重，地表植被呈現出荒漠化趨勢，局部地區土壤侵蝕模數高達4萬t/(km2·a)。同時，由于十大孔兌源頭為水土流失極為嚴重的砒砂巖丘陵溝壑區，中部庫布齊沙漠橫貫東西，下游為沖洪積扇，是典型的風水復合侵蝕區，因此極易形成高含沙洪水，且粗泥沙含量大，對黃河內蒙古河段泥沙輸移和河床演變造成嚴重影響。面對內蒙古河段淤積嚴重，僅依靠大洪水沖沙的可行性不大的問題，解決的關鍵在于攔截十大孔兌入黃泥沙，加快十大孔兌水土保持生態建設，這對于黃河內蒙古河道及黃河中下游生態安全都具有重要的現實意義。

2.2 有效緩解水資源供需矛盾，促進區域經濟發展

鄂爾多斯礦產資源豐富，是我國新興的能源重化工基地，但是該區域水資源嚴重短缺、供需矛盾突出。地質勘探結果表明，鄂爾多斯已探明煤炭儲量1 244億t，約占全國總儲量的1/6，煤炭年產量1.6億t；還有天然堿儲量866億t，石膏儲量34.98億t，天然氣儲量7 000億m3，煤層氣儲量10 000億m3[2]。隨著國家能源、重化工戰略的實施，鄂爾多斯社會經濟不斷發展，工業企業、城鎮居民不斷增長的需求量和水資源的供給量之間已形成尖銳矛盾，需求量超過了區域水資源的承載能力，水資源短缺已成為制約鄂爾多斯經濟社會發展的短板和屏障。鄂爾多斯水土保持“攔沙換水”試點工程的實施，可以有效緩解水資源供需矛盾，主要支持新規劃的電力、煤化工等重點供水缺口項目，促進區域經濟發展。

2.3 有效提高內蒙古河段的防洪防凌能力

自1959年以來，鄂爾多斯十大孔兌先后發生數十次特大暴雨洪水，有明確記錄的沙壩淤堵黃河干流共有8次，其中以西柳溝洪水淤堵黃河次數最多[3]，具體表現為在入黃口處形成沙壩，堵塞黃河干流，導致黃河斷流，水位猛漲，洪水泛濫，沖毀農田、道路、橋梁及村莊，甚至造成人畜傷亡等，危害嚴重。其主要特點是洪水峰高量大、陡漲陡落、水少沙多，洪水攜帶大量泥沙進入黃河，在入黃口處形成沙壩淤堵，造成黃河內蒙古河段河床不斷淤積抬高，主河槽逐步萎縮，影響黃河干流正常行洪，使得黃河干支流河段的防洪防凌形勢日益嚴峻。據西柳溝龍頭拐水文站觀測資料，實測最大洪峰流量為6 940 m3/s(1989年)，最大含沙量為1 550 kg/m3(1973年)，年最大輸沙量為4 750萬t(1989年)[4]；1959—2018年，西柳溝流域曾發生5次泥沙堵塞黃河事件，造成內蒙古河段淤積加重，防凌防洪形勢嚴峻。鄂爾多斯水土保持“攔沙換水”試點工程的實施可減少內蒙古局部河段的泥沙淤堵，減輕黃河水患威脅，提高內蒙古河段的防凌、防洪能力。

2.4 有效改善區域生態環境

鄂爾多斯十大孔兌位于黃河流域粗泥沙集中來源區，在數千條溝壑中修建攔沙壩工程，攔截泥沙淤地造田，使荒溝成為高質高產的基本農田和飼料基地，能從根本上鞏固和擴大退耕還林還草成果，是解決農牧民生存與發展基本需求和實現經濟可持續發展的重要措施。鄂爾多斯水土保持“攔沙換水”試點工程的實施，不僅對促進黃河治理和區域資源開發利用具有重要的意義，而且是探索維持黃河健康生命的樣板之舉。

3 水土保持“攔沙換水”發展現狀和綜合效益分析

3.1 發展現狀

為了探索生態補償式水沙置換試點工程建設，自2008年以來，鄂爾多斯市委托內蒙古自治區水利水電勘測設計院、黃河勘測規劃設計有限公司完成了《黃河上中游內蒙古鄂爾多斯高原西柳溝流域水土流失治理及水沙置換試點工程可行性研究》和《黃河上游西柳溝流域水土保持治理及水沙置換試點工程初步研究》等相關科研報告，并先后邀請黃委總工辦、科技委、水土保持局、水資源管理與調度局，以及黃河水利科學研究院、西安理工大學等單位有關專家就“攔沙換水”試點工程的可行性和必要性進行咨詢和討論，經專家討論，一致認為在鄂爾多斯市西柳溝先期開展“攔沙換水”試點工程是十分可行和必要的。2012年鄂爾多斯市水土保持局聘請中國科學院院士王光謙和中國工程院院士王浩作為顧問，由兩位院士及其團隊開展“攔沙換水”的理論依據和技術支撐相關科研工作，其中王光謙院士團隊開展的“基于云水資源利用的多沙粗沙區以沙換水研究”課題研究為實施“攔沙換水”試點工程進行了論證。2015年12月，黃委在鄭州組織召開了“基于云水資源利用的多沙粗沙區以沙換水研究”課題研究專家咨詢會，參加咨詢會的兩位院士、20多位專家一致認為在鄂爾多斯市先期開展“攔沙換水”試點工程非常必要。2016年4月，黃委水土保持局、水資源管理與調度局和鄂爾多斯市水土保持局就“攔沙換水”試點工程的探索工作進行了座談，最終形成《鄂爾多斯市“攔沙換水”試點探索會議紀要》，同意鄂爾多斯市在十大孔兌的黑賴溝流域和西柳溝流域先期開展“攔沙換水”試點探索，編制實施方案，從黃河干流置換水指標2 000萬m3，使用年限暫定為25年。2016年7月，鄂爾多斯市水土保持局委托黃河上中游管理局西安規劃設計研究院、清華大學水沙科學與水利水電工程國家重點實驗室聯合開展鄂爾多斯市“攔沙換水”試點工程實施方案的編制工作。2018年2月，黃委以黃水保〔2018〕52號文件批復了《鄂爾多斯攔沙換水試點工程實施方案》，批復年置換水量2 800萬m3，暫定使用年限為25年，工程建設期為2年，建設內容是在十大孔兌的西柳溝、黑賴溝兩條流域共布設攔沙壩193座，在黑賴溝中游的伙房圪臺布設1處引洪滯沙工程。目前正在進行的是攔沙工程設計、效益監測，以及供水項目法人組建、供水渠首管理、取水計量監測等。

3.2 綜合效益預期

鄂爾多斯水土保持“攔沙換水”試點工程是黃河流域水資源管理中的一項重大創新，開創了一條解決干旱地區經濟社會發展用水的新思路，充分體現了水資源管理中的市場調節作用，是一項多贏的策略。該工程在不增加黃河內蒙古段用水指標、不超采地下水的前提下，適當緩解區域經濟社會發展與水資源的供需矛盾，可以獲得良好的社會、生態和經濟效益。一是通過水土保持“攔沙換水”試點工程，為擬建工業項目提供生產用水，調整受水地區產業結構，促進區域高產值、高利潤企業的發展，解決水資源短缺地區“為水所困”的問題，有利于地區經濟的快速發展。二是能擴展節水融資渠道，變單純依靠國家或地方政府解決灌區節水工程投資為多渠道融資。三是可以節約國家投資，加大水土流失治理力度，減少入黃的粗泥沙。四是能調整產業用水結構，遏制省區超用黃河水資源問題。五是能促進節水型社會建設，實現水資源可持續利用。現階段，鄂爾多斯水土保持“攔沙換水”試點工程實施得到了鄂爾多斯市很多企業的積極響應，市政府根據全市產業結構和經濟布局，優先安排煤炭、化工、電力等工業項目作為備選，并嚴格控制新上高耗水、重污染工業項目。

4 水土保持“攔沙換水”試點工程存在的問題和建議

水土保持“攔沙換水”試點工程主要是修建攔沙壩，但是根據《水土保持治溝骨干工程技術規范(SL 289—2003)》，攔沙壩的設計洪水標準一般較低，設計洪水標準最大的骨干壩設計洪水標準為50年一遇，校核洪水標準為500年一遇，一旦發生超標準洪水會對下游的基礎設施和居民生命財產安全造成威脅。2016年鄂爾多斯“8·17”特大暴雨洪災造成十大孔兌西柳溝和罕臺川19座淤地壩垮壩(其中骨干壩12座、中型壩5座、小型壩2座)，占該區域淤地壩總數的11%，雖未造成人員傷亡，但是對下游群眾造成了一定的財產損失[5]。在“8·17”特大暴雨洪災后，鄂爾多斯市政府提出加強對十大孔兌的綜合治理力度，盡快修復水毀工程，完善水土保持措施。近年來，受全球氣候變暖和人類活動影響，水旱災害呈多發頻發重發態勢，我國北方局部地區汛期出現極端氣候，水文事件更加復雜多變，黃河流域發生區域高強度暴雨洪水和極端暴雨洪水的可能性加大。針對當前攔沙壩面臨的嚴峻安全形勢，建議國家在編制淤地壩技術規范時提高攔沙壩的建設標準，同時加強攔沙壩工程風險評估和必要的經濟補償研究，配合風險評估建立攔沙壩工程經濟補償標準。

5 結 語

內蒙古鄂爾多斯水土保持“攔沙換水”試點工程是一種新型的國家生態補償模式水資源配置方法，既有利于加快黃土高原生態建設和減少入黃泥沙，又有利于水資源的節約利用；既可以調動民間資本參與水土流失治理，又拓寬資金渠道，彌補了國家投資不足；既可以緩解黃河寧蒙河段防洪防凌壓力，又充分利用更多的黃河水資源搞經濟建設。鄂爾多斯市利用水土保持“攔沙換水”試點工程爭取到的輸沙用水指標，促進國家能源重化工基地和清潔能源輸出主力基地建設，促進區域經濟社會的可持續發展，同時也為黃河流域水權轉換進行了積極的探索和實踐，具有重要的現實意義。