黃河流域十大孔兌水土保持生態(tài)現(xiàn)狀和現(xiàn)存問題及對策探討

葉合欣，李婉嬌，蘇海濤，史世斌，尚志強，柴志福，付衛(wèi)平，劉殿君

(1.內(nèi)蒙古自治區(qū)水利科學研究院，呼和浩特 010052；2.廣東省水利水電技術(shù)中心，廣州 510635)

1 研究區(qū)基本情況

黃河流域十大孔兌(以下簡稱“研究區(qū)”，“孔兌”為蒙語，意為季節(jié)性河流)位于鄂爾多斯高原北部、黃河內(nèi)蒙古段右岸，為黃河一級支流，流域總面積為10 767 km2(依據(jù)2010年水利部與內(nèi)蒙古自治區(qū)政府批復(fù)的《黃河內(nèi)蒙古河段十大孔兌治理規(guī)劃》確定)，十大孔兌涉及旗縣級行政區(qū)包括達拉特旗全境，以及杭錦旗、東勝區(qū)和準格爾旗的部分區(qū)域[1-3](見表1)。

表1 研究區(qū)行政區(qū)劃及面積

研究區(qū)內(nèi)地勢西高東低，南高北低，自西向東依次并行排列著自南至北直接流入黃河的10條支流，依次為毛不拉孔兌、布日嘎斯太溝、黑賴溝、西柳溝、罕臺川、壕慶河、哈什拉川、母花溝、東柳溝、呼斯太河(見圖1)。孔兌從南向北依次流經(jīng)砒砂巖丘陵溝壑、庫布齊沙漠、沖洪積平原3個侵蝕地貌類型[3]，研究區(qū)上游被國內(nèi)外學者稱為世界水土流失之最——“砒砂巖出露區(qū)”，中游處于庫布齊沙漠風沙區(qū)，下游處于黃河沖洪積平原區(qū)。研究區(qū)內(nèi)水蝕與風蝕[3-4]交互作用，土壤侵蝕模數(shù)達1 500～15 400 t/(km2·a)，以水文站出口數(shù)據(jù)計量，每年入黃泥沙為2 179萬t；以入黃口數(shù)據(jù)計量，每年入黃泥沙量為2 204.6萬t，其中70%以上為粒徑≥0.025 mm粗沙，是黃河內(nèi)蒙古段及下游“地上懸河”的直接制造者之一[5-6]。

圖1 十大孔兌位置及水文監(jiān)測站分布示意

嚴重的水土流失對當?shù)丶爸苓叺貐^(qū)造成了頻發(fā)的山洪災(zāi)害。每逢暴雨，山洪暴發(fā)，洪水攜帶大量泥沙泄入下游沿河平原區(qū)，造成黃河主干道淤堵、河水漫堤、房倒屋塌、農(nóng)田與工業(yè)生產(chǎn)設(shè)施沖毀、交通中斷等災(zāi)害，制約了經(jīng)濟社會的發(fā)展。同時，大量泥沙進入黃河淤積下游河床，使防洪防凌安全受到極大的威脅。因此，自20世紀80年代起國家及地方政府對該區(qū)域的水土流失陸續(xù)開展了大量的治理工作[7]。

十大孔兌研究區(qū)現(xiàn)有3個水文監(jiān)測站，分別為西柳溝龍頭拐水文站、毛不拉孔兌官長井水文站和罕臺川瓦窯水文站(各類站點基本情況見表2)。各水文站主要監(jiān)測指標包括降水量、洪水流量、輸沙量和含沙量等。另有10個雨量站、3個標準氣象站、2個國家級水土保持監(jiān)測站。目前，其他各孔兌未布設(shè)水文監(jiān)測站。

表2 十大孔兌的水文特征

十大孔兌的水文特點基本相似，在枯水期，由于降水補給較少，導(dǎo)致河流斷流、河床裸露，多為干河；在豐水期，降水補給較多，尤其進入汛期，遇到暴雨，引發(fā)山洪，再加上河道比降大、洪水陡漲陡落、洪水歷時短，泥沙含量大，故十大孔兌以高含沙量著稱，其中東柳溝、罕臺川已經(jīng)形成“地上懸河”，高出地面2～4 m。

2 水土保持生態(tài)工程現(xiàn)狀

2.1 水土流失防治工程

根據(jù)相關(guān)資料，研究區(qū)水土保持工作主要經(jīng)歷兩個階段：即1985年以前，以地方與群眾戶包為主，實施五荒治理工程，為零星治理階段；1985年之后，國家和地方政府加大投入，對多條孔兌先后實施了一系列水土保持生態(tài)建設(shè)工程及壩系工程，如國家八片重點治理工程、臺川綜合治理項目、黃河上中游治溝骨干工程、水土保持治理國債項目、砒砂巖沙棘生態(tài)減沙工程、黃河中游重點小流域治理工程、沙棘示范區(qū)與沙棘攔沙工程、國家生態(tài)工程、黃土高原水土保持世界銀行貸款一期二期項目、京津風沙源治理二期工程，以及內(nèi)蒙古重點小流域綜合治理工程等[8]。

據(jù)各旗(區(qū))統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截至水平年底，十大孔兌上中游丘沙區(qū)各項水土保持措施治理保存面積為182.32 km2，其中基本農(nóng)田面積為1.10 km2；人工造林面積為107.60 km2(主要包括喬木林25.35 km2，灌木林61.88 km2，喬灌混交林20.37 km2)；果園0.01 km2；人工草地4.95 km2，封禁治理68.66 km2(見圖2、表3)。

圖2 坡面治理現(xiàn)狀示意(2023-05-11)

表3 水平年十大孔兌上中游水土保持面上治理措施面積分布 km2

工程措施主要以修建淤地壩為主(見圖3)，共計修建淤地壩382座(其中中型淤地壩218座，小型淤地壩164座)，谷坊1 839座，小型水庫19座，引洪淤地119處，梯田1.10 km2(見表4)。以 2011年水利普查該區(qū)域的水土流失面積為計算基數(shù)，中上游丘沙區(qū)治理度總體為 32.79%，其中，上游丘陵溝壑區(qū)為33.27%，中游風沙區(qū)32.26%[9]。

圖3 西柳溝流域七十四溝骨干壩示意(2023-05-11)

表4 截至水平年水土保持工程累計實施情況

通過實施溝道攔沙工程和種植林草植被，該區(qū)域2011年的水土流失面積為8 223.46 km2，截至水平年底水土流失面積降低至4 004.27 km2，水土流失面積減少了1/2，顯著降低了土壤侵蝕強度，有效緩解了該區(qū)域的水土流失現(xiàn)象。

2.2 引洪放淤工程及防洪工程

自20世紀60年代至今，引洪放淤工程持續(xù)開展，依靠國家投資補助及地方政府自籌資金，建設(shè)十大孔兌引洪淤地工程5處，分別為公烏素、“八一”勝利渠、“九大”渠、馬蓮壕、恩格貝(阿身泉林召)5處重要的工程，有效削減洪澇災(zāi)害，降低黃河泥沙淤積，對改造改良農(nóng)田土壤發(fā)揮了積極地作用[10-11]。十大孔兌下游平原區(qū)河道總長約為142.95 km，在河道有防洪危險的重要河段均已建設(shè)了堤防，保護了沿岸群眾生產(chǎn)生活安全，對區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展發(fā)揮了一定的保障作用[12]。

2.3 水土保持治理經(jīng)驗

根據(jù)十大孔兌流域40多年水土保持工作，主要治理經(jīng)驗有溝道與坡面兼治、植物措施與工程措施緊密結(jié)合、封育和治理相結(jié)合，具體如下：

1)在梁坡、溝谷坡和溝底布設(shè)3道防線。在梁上部及緩坡加強植被建設(shè)；在溝谷坡上進行整地造林，以喬木、灌木為主；在侵蝕活躍的溝道修建淤地壩，通過攔泥淤地達到抬高侵蝕基準點的目的。通過工程措施蓄水保土，為植物成活提供良好的立地條件。引洪放淤和淤地壩的建設(shè)，一方面增加了高標準農(nóng)田近20 km2，另一方面淤地壩以壩代路，改善了交通條件，從根本上改變十大孔兌局部生態(tài)環(huán)境。

2)植物措施與工程措施緊密結(jié)合。從布局、時效兩方面形成治坡與治溝相結(jié)合的治理模式和防治體系，也達到了有效防治水土流失的目的。封山禁牧等封育的治理措施，可以達到恢復(fù)植被和保護幼林的目的[13]。

3)保護原地表植被，鞏固現(xiàn)有治理成果。

4)采用造林、種草、修筑淤地壩及小型蓄水工程等措施有效防治水土流失。

5)在人工治理、近自然生態(tài)修復(fù)和監(jiān)督管理等方面多措并舉，形成防治結(jié)合的綜合治理模式[14]。

3 現(xiàn)存問題

保護黃河事關(guān)中華民族永續(xù)發(fā)展，事關(guān)中華民族偉大復(fù)興。黨的十八大以來，以習近平同志為核心的黨中央高度重視黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展。近些年來，雖然國家、地方政府投入了大量精力進行大規(guī)模治理，但十大孔兌仍處于“體弱多病”的狀態(tài)，流域生態(tài)脆弱，水土流失老問題有待解決，保障防洪安全、生態(tài)安全等形勢嚴竣。主要體現(xiàn)在洪水威脅、生態(tài)脆弱、監(jiān)管能力不足等方面。

3.1 洪水威脅

歷史上十大孔兌突發(fā)性山洪害頻發(fā)，氣候變化和人類活動導(dǎo)致氣象變化大，加上河勢變化大，流域泥沙堆積造成黃河水沙關(guān)系不協(xié)調(diào)，洪水致災(zāi)風險急劇增加。

1)黃河內(nèi)蒙古段十大孔兌從西到東區(qū)間共計長達210 km，十大孔兌中游庫布齊沙漠段是黃河中游泥沙淤積的主要來源之一。1996年和1998年西柳溝流域發(fā)生洪水，含沙量分別高達1 380 kg/m3和1 150 kg/m3，造成包鋼取水口淤堵，供水和居民飲水困難，導(dǎo)致包鋼被迫停產(chǎn)，產(chǎn)值損失高達人民幣1億元左右。2016年，鄂爾多斯市局部地區(qū)發(fā)生特大暴雨，造成西柳溝和罕臺川淤地壩水毀21座。

2)十大孔兌下游平原區(qū)屬游蕩性河勢，毛不拉孔兌及罕臺川等地上懸河老問題尚未徹底解決，哈什拉川、東柳溝、呼斯太河已形成新的懸河，河床高出堤外地面2 m左右，下游平原區(qū)居民生活安全仍受到洪水威脅。

3)現(xiàn)有防洪堤防工程為當?shù)卣M織農(nóng)民修建，其防洪標準較低。當遭遇暴雨洪水，易造成決堤，給當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通及通訊設(shè)施造成巨大損失[15]。

3.2 生態(tài)脆弱

先天惡劣的地形、地質(zhì)、氣候條件和后天人類的不當活動，造成十大孔兌流域生態(tài)十分脆弱。

1)十大孔兌上游地處黃土高原丘陵溝壑區(qū)，地形支離破碎，千溝萬壑，地表風成沙覆蓋較薄，且顆粒較粗，下伏地層有大面積砒砂巖出露，極易遭受侵蝕，特殊的環(huán)境條件使得當前水土流失問題依然突出。

2)孔兌中游為庫布齊沙漠橫貫孔兌東西，半固定沙丘位于東部，流動沙丘位于西部。每年風季，在風力作用下，流沙被搬運堆積在河溝兩側(cè)，如遇洪水即隨水流而下。

3)流域內(nèi)邊治理邊破壞現(xiàn)象依然存在。植樹后的封育時間較長，對放牧影響較大，因此，禁牧難度大，當?shù)厝罕娙杂袨E牧濫墾的現(xiàn)象，檸條等植物幼苗遭牲畜啃食，苗木成活率和保存率較低；流域內(nèi)采砂、工礦和道路建設(shè)頻繁，開發(fā)建設(shè)過程中破壞地表、棄土棄渣等行為造成人為新增水土流失，水土保持預(yù)防監(jiān)督任務(wù)艱巨[16]。

4)流域內(nèi)存在治理措施單一、植被恢復(fù)模式不科學的現(xiàn)象，導(dǎo)致治理前期投入較大，后期存活率較低，治理后的生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性較低，長期生態(tài)效益低下，治理效果大打折扣。

3.3 監(jiān)管能力不足

流域水土流失治理存在制度不健全、監(jiān)管機制體制創(chuàng)新性差、運行管理投入不足、基礎(chǔ)監(jiān)測能力薄弱等問題。

1)缺乏規(guī)范的十大孔兌區(qū)域治理開發(fā)與管理規(guī)章制度以及生態(tài)保護治理制度。

2)十大孔兌區(qū)域地理位置涉及鄂爾多斯市4個旗區(qū)，綜合治理部門涉及水利局、林業(yè)和草原局等多個部門，目前尚未形成多部門協(xié)同聯(lián)動機制，存在“信息孤島”現(xiàn)象，“河湖長制”“林長制”“禁牧舍飼”等配套機制尚未有效落實。

3)重建輕管局面依然沒有徹底改變，十大孔兌區(qū)域建設(shè)的水利水保工程未形成統(tǒng)一管理格局，不利于整體效能發(fā)揮，“以獎代補”政策實施滯后。

4)流域智慧化水平與治理能力現(xiàn)代化要求存在短板。水土流失監(jiān)測、入黃泥沙監(jiān)測、敏感河道監(jiān)管、山洪災(zāi)害預(yù)警等基礎(chǔ)監(jiān)測能力仍然薄弱，缺乏統(tǒng)一規(guī)劃[17]。

4 對策探討

根據(jù)上述存在的問題，提出對策建議如下：

1)將生態(tài)惠民措施落到實處，提高當?shù)厝罕妳⑴c度。加快推進“以獎代補”政策落實，探討實施水土保持設(shè)施碳匯交易機制，促使當?shù)厝罕姀摹耙易觥弊優(yōu)椤拔乙觥保恢卫淼貕K劃分上應(yīng)根據(jù)當?shù)貙嵡榍闆r，不宜大片大片地同時治理，應(yīng)精準分為更小的地塊，在封育地塊的同時，應(yīng)有其他足夠大的地塊可供放牧；提高苗木質(zhì)量，增加后期管護資金投入，提高林草成活率，縮短封育時間，適時解封放牧。

2)優(yōu)化不同類型區(qū)水土保持措施配置，加大重點孔兌淤地壩工程建設(shè)。目前十大孔兌不同類型區(qū)水土保持措施配置單一化、零散化問題突出，還沒有完全形成有效的綜合治理措施體系。溝道治理工程是應(yīng)對突發(fā)強降雨對土壤遷移出境進入黃河的關(guān)鍵保障性措施，具有很大的攔沙減蝕作用，是黃土高原重要的水土保持工程措施，淤地壩對于減少入黃泥沙起著重要的作用。因此，建議配置足夠規(guī)模的淤地壩，并科學設(shè)置大中小淤地壩的壩系結(jié)構(gòu)，優(yōu)化水土保持措施配置體系，有效攔截泥沙。

3)有序開展孔兌下游河道清淤工程，解決懸河與泥沙資源化利用問題。建議有序開展孔兌下游河道清淤工程，并結(jié)合國土與水利部門的土地整治、風沙土改良、礦山土地復(fù)墾等工程，將河道清出的泥沙作為資源進行綜合利用。根據(jù)清淤工程實施進度與周邊土地整治工程情況作出具體實施措施。河道清淤與泥沙資源化利用，既可解決孔兌懸河問題，也可解決礦山土地復(fù)墾、土地整治填料短缺問題。

4)進一步加強十大孔兌水土保持生態(tài)治理科學研究工作，強化科技支撐。目前，由于缺乏水沙、生態(tài)、侵蝕等水文觀測和植被需水、措施配置等科學實驗資料，對十大孔兌的風水復(fù)合侵蝕規(guī)律、生態(tài)承載力、植被格局演替特征等方面的研究相當薄弱，不能滿足新時期黃河治理國家戰(zhàn)略對水土保持提出的新使命、新任務(wù)的科技支撐需求。為此，需要加強十大孔兌水土流失試驗觀測及監(jiān)測工作，加大節(jié)水林草及治理模式研究工作，進而整體解決十大孔兌治理的相關(guān)基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)等問題，提升十大孔兌治理的科技水平。

5)進一步加強監(jiān)測基礎(chǔ)工作，優(yōu)化監(jiān)測站點空間布局。十大孔兌水土流失監(jiān)測、入黃泥沙監(jiān)測、河道風沙進入與輸送監(jiān)測、敏感河道監(jiān)測、山洪災(zāi)害預(yù)警等監(jiān)測基礎(chǔ)設(shè)施仍然薄弱，監(jiān)測站點布局缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，信息共享機制不完善，信息化基礎(chǔ)以及業(yè)務(wù)融合應(yīng)用還存在短板，為此需要進一步加強監(jiān)測基礎(chǔ)工作。

6)實施“空天地”一體化監(jiān)管，加強多部門協(xié)同聯(lián)動，開展自然資源信息共享。利用遙感衛(wèi)星、無人機、地面監(jiān)控設(shè)施對孔兌內(nèi)的違規(guī)建設(shè)、非法采砂等違法行為進行“空天地”一體化監(jiān)管；加強水利局、林業(yè)和草原局、國土局、環(huán)保局、農(nóng)業(yè)局等部門的協(xié)同聯(lián)動機制，實施“山水林田湖草沙”綜合治理；開展氣象、土地利用、風沙監(jiān)測、水文、泥沙量、治理范圍等基礎(chǔ)信息共享工作，從而為更好地實施科學研究和區(qū)域生態(tài)綜合治理服務(wù)。

5 結(jié)語

自20世紀80年代以來，各級政府及當?shù)厝罕妼S河流域十大孔兌開展了多種形式的水土流失綜合治理工作，主要包括自然恢復(fù)與人工治理相結(jié)合、工程措施與生物措施相結(jié)合，以及治理保護與開發(fā)利用相結(jié)合等方式。經(jīng)過40多年的水土保持綜合治理，有效減緩了水土流失現(xiàn)象，改善了生態(tài)環(huán)境，減少了入黃泥沙量，取得了顯著成效。然而，由于現(xiàn)實條件的復(fù)雜性，十大孔兌仍處于體弱多病狀態(tài)，流域生態(tài)依然脆弱，防洪安全、生態(tài)安全等形勢依然嚴竣，行業(yè)監(jiān)管能力仍然有待加強，水土流失治理任務(wù)十分艱巨。今后需要在落實生態(tài)惠民措施、優(yōu)化不同類型區(qū)水土保持措施配置、加大重點孔兌淤地壩工程建設(shè)、加強十大孔兌水土保持生態(tài)治理科學研究工作、加強監(jiān)測基礎(chǔ)工作等多方面進一步加大治理力度。