砒砂巖區淤地壩建設中存在的問題及思考

劉靜 白力嘎 郭建英 田秀民 韓宇航

1.水利部牧區水利科學研究所 2.內蒙古師范大學 3.陜西省府谷縣水利發展有限公司

鄂爾多斯市砒砂巖地區位于黃河中游黃甫川流域，是水土流失最為嚴重的地區，也是黃河粗沙的主要策源地，在其區域內建設科學有效的攔沙措施——淤地壩，對解決黃河輸沙問題和控制流域水土流失至關重要。本文通過分析淤地壩建設的背景、需求及現有淤地壩的建設成效，提出了淤地壩存在的問題及思考，希望能夠為淤地壩的科學規劃、建設提供理論依據。

一、砒砂巖區淤地壩建設的必要性

黃土高原是世界上面積最大的黃土覆蓋地區，是我國水土流失最嚴重的地區，控制黃土高原的水土流失是根治黃河泥沙問題的關鍵。多年的水土流失治理實踐和理論研究表明，加強多沙粗沙區的水土流失治理，是減少黃河下游河道泥沙淤積的有效途徑。黃河粗泥沙的主要來源且最嚴重復雜的區域是黃甫川流域，其是黃河流域多沙粗沙支流。流域的土壤母質由砒砂巖（紅色松散沉積巖，養分低、膠結力差）、黃土和風沙土構成，極易發生土壤侵蝕。黃土又多為覆沙性黃土，且含沙粒徑較大，是地表侵蝕的主要原因，也是黃河流域粗泥沙的主要來源。黃甫川流域的泥沙問題，在整個黃河泥沙問題上占有極其重要的地位，理應成為人們研究黃河泥沙、治理泥沙的重中之重。黃甫川流域的水土流失及其對黃河輸沙的影響一直都是相關研究的熱點問題。

二、砒砂巖區淤地壩建設成效

1.淤地壩建設歷程

淤地壩是黃土高原地區廣大人民群眾在長期同水土流失的斗爭實踐中，創造的一種行之有效的水土保持工程措施，在鞏固退耕還林還草成果，改善生態環境，促進農業增產、農民增收與農村經濟社會可持續發展，以及減少入黃泥沙，實現黃河長治久安等方面，發揮著重要的作用。最早的淤地壩始建于距今400 多年前的明朝，其不是修建而是自然形成的。新中國成立后，淤地壩經過四個階段的發展，即20世紀50年代的試驗示范階段，60年代的推廣普及階段，70年代的發展建設階段和80年代以來以治溝骨干工程為主體的壩系建設階段。進入20世紀90年代以后，國家加大了淤地壩建設的投入，進一步加快了淤地壩的發展進程，逐漸從以往分散、沒有規模發展到現今以小流域為單元按壩系建設。到 2020年，已建設淤地壩16.3 萬座，其中骨干壩3.0萬座。

2.淤地壩建設改善了自然生態環境

近十幾年，國家在黃甫川流域實施林草工程和淤地壩建設的綜合治理工程，極大地改善了自然生態環境。淤地壩發展至今已經形成了“以小流域為單元，骨干壩和中小型淤地壩相配套，建設溝道壩系”的淤地壩建設思路。已有相關研究表明，淤地壩作為長期治理黃土高原小流域土壤侵蝕過程中最為有效的工程措施（范利杰，2013；付凌，2011），對小流域洪水泥沙進行長期控制，充分利用水沙資源，促進溝坡退耕還林還草和綜合治理工作，最終達到水沙相對平衡、壩系相對穩定的狀態。統計分析表明，每淤一畝壩地，中型淤地壩可攔沙8000 噸，小型淤地壩可攔沙5000 噸，尤其是中、小型淤地壩結合的攔沙效果更為突出。

3.淤地壩建設改善了生產生活條件

攔沙工程的主要措施是建設溝道淤地壩，淤地壩淤成的壩地，是水分充沛、肥力高、旱澇保收的穩產高產農田。與坡耕地相比，土壤含水率高80%，養分高30%，土地生產力大大提高，極大地改善了當地生產生活條件。據多年資料統計，每畝壩地產量相當于坡耕地的5～8 倍。淤地壩優化了土地利用結構，增加了農民收入，發展了農村經濟，農業增產與農民增收效益十分顯著。

三、砒砂巖區建設淤地壩存在的問題

1.淤地壩建設規模、標準的科學性有待論證

關于黃甫川流域淤地壩減沙效果、小流域林草措施減蝕減沙效果的問題，國內許多學者進行了相關研究。但是隨著黃河流域高質量發展這一重要理論的提出，以及國家對黃河水沙調節關系的高度重視，在“以小流域為單元，骨干壩和中小型淤地壩相配套，建設溝道壩系”的壩系綜合治理思路下，淤地壩攔截泥沙的作用是毋庸置疑的，但大規模的淤地壩建設也可能對黃河水沙資源產生負面影響。據水利部預測，如果能全面按照淤地壩建設規劃實施，截至2020年，淤地壩建設將減少43 億立方米的水量進入黃河，而且在全球變暖和大規模人類活動的影響下，黃河水資源的減少量可能更大。其次，由于退耕坡面的植被恢復，也可能出現淤地壩無沙可淤，并失去其淤地造田的基本功能。有些小流域設計配套建設的淤地壩不科學，庫容超過需求范圍，導致工程投資不足，影響淤地壩建設進度和實用性。而有些淤地壩設計太小，幾年內就淤滿，無法繼續發揮作用，小型淤地壩越多，增加的管護費用就越多，得不償失。因此，小流域內的淤地壩建設的必要性，以及選擇最合適庫容的淤地壩建設，也應進行科學論證。

2.淤地壩相應的工程措施不配套，建設標準相對較低

坡面植草措施淤地壩

目前，粗泥沙集中來源區內已有的淤地壩中，絕大部分為控制面積在0.5 平方公里以下的小型淤地壩，中型淤地壩的比例嚴重失調。而且，這些淤地壩絕大多數是20世紀70年代以前群眾運動中修建的，基本已淤滿。由于沒有統一規劃、設計，工程設施不完善，防洪標準低，且管護缺失，這一類淤地壩還面臨除險加固、改造利用等諸多問題。

下游壩體帶反濾體淤地壩

3.新技術、新材料應用水平偏低

目前，攔沙工程建設仍沿用均質土壩壩體，放水工程涵管采用混凝土預制圓管或漿砌石涵洞，溢洪道采用混凝土或漿砌石材料。部分技術工作需人工完成，施工速度慢，造價高，質量難以保證。后期管護需要人力多，管護難度大，成本高。要解決這一問題，應研究應用新型材料、新技術，例如植物柔性壩、可再生材料壩體等，采取將生態科技材料用于修建淤地壩等措施。

4.淤地壩建設初期，征地移民問題突出

由于淤地壩建設投資大、技術要求高、建設任務重，且涉及移民、征地等多種問題，多數建設區域的地方財政資金緊張，當地農民生活困苦。國家投資有限，地方配套不足是一大問題。據水利部統計數據顯示，國家目前對于每座大型壩僅補助60%～70%，中型壩僅補助40%～50%，而地方資金多數難以落實。征地移民補償無法及時落實到位，導致建設工期延長或停滯，這一問題是導致規劃落實困難的癥結所在，值得國家及地方財政部門給予關注及支持。

5.淤地壩建成淤滿后，農業生產利用率較低

淤地壩的建設，除了能夠積蓄徑流改善生態環境外，還有一個重要作用就是促進陡坡耕地退耕還林還草，利用壩地資源增加基本農田，改善農民生產生活。綏德縣的王茂溝是小流域治理的成功案例，是國家級水保示范園區，其內有壩地400 多畝，區內科學利用壩地資源，種植糧食作物，實現了由廣種薄收轉變為少種而高產多收的壩地高效利用。區內大量坡耕地退耕還林還草，坡耕地由建設初期的57%下降到28%，林草覆蓋率由6%上升到52%。而這樣的理想效果，在砒砂巖區的淤地壩建設中并沒有實現。砒砂巖區內現狀是許多淤滿的壩地閑置，即使政府給予相應的補償，愿意耕種的農民也較少，這就使淤地壩的效益大大降低。要想解決這些問題，就要從區內農民的切身利益出發，發揮壩地作用，推廣有效的種植技術等，使其了解淤地種田是科學的，使其沒有后顧之憂，積極主動地投入到壩地農田改造生產中，解決農民最基本的生產生活問題才是一切生態工程的最終落腳點。

四、思考

砒砂巖區小流域內淤地壩建設的必要性及其規模的確定是有待認真研究的科學問題。淤地壩（骨干壩）控制的小流域減沙效果如何；小流域內在林草措施實施下是否需要建壩；現有的壩控小流域內，不同植被恢復模式減蝕減沙有何特征，減蝕減沙量上有什么差別，是否可以總結其不同的減蝕減沙規律，而運用于建設規劃中……這些都是需要進行科學論證的問題，也是本文討論的關鍵。今后應通過開展相關研究工作，查清黃甫川小流域土壤侵蝕強度、面積以及侵蝕產沙特征等水土保持工作中的重要問題，才能使淤地壩的建設更為科學有效，使其真正成為保護黃河長治久安最為有效的措施。