對(duì)黃土高原淤地壩建設(shè)戰(zhàn)略定位的幾點(diǎn)思考

陳祖煜，李占斌，王兆印

(1.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院 流域水循環(huán)模擬與調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100048；2.西安理工大學(xué) 省部共建西北旱區(qū)生態(tài)水利國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710048；3.清華大學(xué) 水沙科學(xué)與水利水電工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100084)

我國(guó)黃土高原區(qū)溝壑縱橫，侵蝕溝道共有 666 719 條[1]。切割強(qiáng)烈導(dǎo)致水土流失嚴(yán)重，植被稀疏,滑坡、泥石流災(zāi)害頻發(fā)，生態(tài)環(huán)境極其脆弱，人民生活貧困。

淤地壩是生活在這塊土地上的先民創(chuàng)造的治理溝壑的水土保持工程，其歷史可追溯到明代。先民通過(guò)“打壩造田”，掙得了旱澇保收的口糧，同時(shí)相當(dāng)一部分溝道變成了梯田，遏制了溝道的侵蝕過(guò)程(圖1)。民國(guó)期間，在“發(fā)展經(jīng)濟(jì)，保障供給”的方針指導(dǎo)下，陜甘寧邊區(qū)開(kāi)啟了近代黃土高原淤地壩建設(shè)事業(yè)。新中國(guó)成立后，淤地壩建設(shè)在陜北綏德縣柳灣村和上劉家溝村揭開(kāi)了序幕。1953年黃委在綏德建立韭園溝水土保持示范區(qū)，由多達(dá)上百座淤地壩組成的壩系陸續(xù)出現(xiàn)于黃土高原[2]。1968—1976 年是淤地壩建設(shè)的第一個(gè)高峰期[3]，在時(shí)任梁家河村支書(shū)的習(xí)近平帶領(lǐng)下建成的“知青淤地壩”即是這個(gè)年代的產(chǎn)物，第二個(gè)高峰期是 2003—2008 年。

圖1 淤地壩建設(shè)

根據(jù)第一次全國(guó)水利普查水土保持情況公報(bào)，疊加2012—2018年淤地壩新增、功能轉(zhuǎn)變等引起的數(shù)量變化，截至2019年11月我國(guó)共有淤地壩 58 776 座，淤地面積927.57 km2(140萬(wàn)畝，1畝=1/15 hm2，下同)[1]。淤地壩在黃河流域生態(tài)保護(hù)和促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面取得了公認(rèn)的效果。

但是，淤地壩多是群眾建造的小型水利工程，相當(dāng)多的壩沒(méi)有泄洪設(shè)施。隨著全球氣候變化，在極端降雨情況下，一部分淤地壩被毀，不僅其攔沙造田功能不復(fù)存在，而且可能導(dǎo)致人員傷亡，其安全度汛工作成為每年汛期的防控重點(diǎn)。水毀災(zāi)害成了困擾黃土高原地區(qū)淤地壩建設(shè)發(fā)展的瓶頸。從近10余年的國(guó)家資助力度來(lái)看，不得不承認(rèn)，淤地壩建設(shè)步入了一個(gè)低潮期。

2019年9月，在黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會(huì)上，習(xí)近平語(yǔ)重心長(zhǎng)地囑托“讓黃河成為造福人民的幸福河”，并指出“有條件的地方要大力建設(shè)旱作梯田、淤地壩等”。面對(duì)黃河流域生態(tài)保護(hù)的新形勢(shì)，如何認(rèn)識(shí)淤地壩的戰(zhàn)略定位，這是一個(gè)水土保持學(xué)術(shù)界急需認(rèn)真探討的課題。在黃河流域新的水沙形勢(shì)下，淤地壩是否還能為黃土高原的生態(tài)修復(fù)發(fā)揮更大的作用；在汛期淤地壩安全防控面臨的被動(dòng)局面能否得到根本性的扭轉(zhuǎn)；在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的條件下，原有的單純靠國(guó)家投入的建設(shè)模式有沒(méi)有可能更新，建立起保持淤地壩發(fā)展的長(zhǎng)效機(jī)制。這些問(wèn)題有待深入研究，并通過(guò)實(shí)踐，逐步化解一個(gè)個(gè)難題，使淤地壩事業(yè)迎來(lái)又一個(gè)春天。

2018年以來(lái)，作者組織并參與了多個(gè)國(guó)家有關(guān)淤地壩的重大科研和咨詢項(xiàng)目，課題組赴現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，較深入地研讀了淤地壩建設(shè)相關(guān)的信息和文獻(xiàn)，并開(kāi)展了淤地壩在防汛安全創(chuàng)新技術(shù)的科研工作，取得了初步成果?，F(xiàn)就相關(guān)問(wèn)題提出一些看法，供讀者討論參考。

1 淤地壩建設(shè)是黃河流域生態(tài)保護(hù)事業(yè)的組成部分

1.1 淤地壩使山變綠、水變清

1.1.1 攔沙減沙

淤地壩的主要功能是攔沙淤地。課題組在第一次全國(guó)水利普查、水利部黃土高原淤地壩調(diào)查評(píng)估等數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行更新、補(bǔ)充和校正，并結(jié)合國(guó)家“十三五”科研專項(xiàng)的調(diào)研，初步得到更新的統(tǒng)計(jì)信息。圖 2、圖3分別是黃土高原地區(qū)骨干壩和中型淤地壩逐年建設(shè)數(shù)量及設(shè)計(jì)總庫(kù)容。表 1是黃土高原地區(qū)淤地壩淤積情況。黃土高原地區(qū)現(xiàn)有骨干壩5 905座，中型壩12 169座。黃土高原地區(qū)淤地壩設(shè)計(jì)淤積庫(kù)容77.50億m3，目前已淤積55.04億m3，剩余淤積庫(kù)容22.46億m3，實(shí)際淤積率(相對(duì)于設(shè)計(jì)總庫(kù)容)為49.89%。其中，1986年以前、1986—2003年、2003年以后修建淤地壩淤積率分別為72.57%、43.47%、18.74%。

圖2 黃土高原地區(qū)骨干壩逐年建設(shè)數(shù)量及設(shè)計(jì)總庫(kù)容統(tǒng)計(jì)

圖3 黃土高原地區(qū)中型壩逐年建設(shè)數(shù)量及設(shè)計(jì)總庫(kù)容統(tǒng)計(jì)

表1 黃土高原地區(qū)淤地壩淤積情況統(tǒng)計(jì)

按數(shù)量統(tǒng)計(jì)，黃土高原地區(qū)淤地壩已淤滿41 008座，占總數(shù)58 776座的69.77%。1986年以前、1986—2003年、2003年以后修建的淤地壩淤滿數(shù)量分別為28 198、8 624、4 186座，各占相應(yīng)時(shí)期總數(shù)的87.97%、62.15%、32.59%(表2)。

表2 黃土高原地區(qū)淤地壩不同時(shí)段淤滿壩數(shù)統(tǒng)計(jì)

劉曉燕等[3]總結(jié)了1950—2014年潼關(guān)以上、河龍區(qū)間和北洛河上游淤地壩攔沙量如圖4所示。淤地壩攔沙量在 1970—1989年達(dá)到頂峰，66%～80%的攔沙量集中在河龍區(qū)間和北洛河上游。高云飛等人結(jié)合構(gòu)建的“已淤高程-已淤庫(kù)容”模型，依托全國(guó)水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，計(jì)算得出2011—2017年，黃土高原骨干壩淤積量4.23億m3，中型壩淤積量1.71億m3，小型壩淤積量1.83億m3，2011—2017年共攔沙10.5億t，其中接近70%的攔沙量集中在黃丘一區(qū)和黃丘二區(qū)。

圖4 潼關(guān)以上、河龍間和北洛河上游淤地壩攔沙量

根據(jù)上述研究，淤地壩攔沙減蝕作用對(duì) 2000—2012 年黃河泥沙減少的貢獻(xiàn)率為 34%[4]。

1.1.2 植被覆蓋率

淤地壩系的建設(shè)使溝壑梯田化，整體上削減了溝道徑流的動(dòng)能，從而在一定程度上改變了流域(溝道)的侵蝕形態(tài)。因此，淤地壩不僅具有攔沙作用，并通過(guò)抬高侵蝕基準(zhǔn)面減輕了溝谷的重力侵蝕勢(shì)能，其形成的壩地還可使被占?jí)旱臏瞎让馐芮治g。

淤地壩改變了小環(huán)境，使整個(gè)流域變綠。淤地壩的出現(xiàn)，使原先寸草不長(zhǎng)的溝壑上出現(xiàn)了一片片綠色的莊稼和清瑩的水面，小氣候的改變帶來(lái)了層林碧染的山坡，有效遏制了水土流失(圖 5)。

圖5 淤地壩增加了植被覆蓋率

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，陜西綠色版圖向北推移 400 km[5](圖 6)。而向北推移，延安、榆林地區(qū)集中了全國(guó)一半的淤地壩。延安被譽(yù)為全國(guó)退耕還林第一市，延安山川大地披上了層層綠裝，森林覆蓋率由33.5%提高到52.5%，植被覆蓋度由46%提高到81.3%。我國(guó)黃土高原的人居環(huán)境質(zhì)量持續(xù)提升。以延安市為例，年平均揚(yáng)沙天數(shù)減少到原來(lái)的1/10，城區(qū)空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良天數(shù)達(dá)到 315天[5]。

圖6 陜西省植被覆蓋度對(duì)比

1.2 穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的壩地構(gòu)建了人與自然和諧的環(huán)境

人類活動(dòng)是影響黃土高原生態(tài)環(huán)境的重要因素。近期黃土高原變綠歸結(jié)為降雨量的增加和退耕還林還草、防護(hù)林建設(shè)以及水土保持生態(tài)工程的成效。但是，坡地的減少需要新的耕地來(lái)補(bǔ)償，淤地壩為當(dāng)?shù)靥峁┝烁弋a(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基本農(nóng)田。

據(jù)測(cè)算，一畝壩地可促進(jìn)6～10畝的坡地退耕。如陜西綏德縣王茂莊小流域，林地面積由3%上升到45%，草地面積由3%上升到7%。實(shí)現(xiàn)了人均林地2.4 hm2，草地0.3 hm2，糧食超千斤[6-7]。淤地壩形成的壩地，不僅增加了耕地面積，而且地平、土松、墑好、肥多，易于耕作，抗旱能力強(qiáng)，是水肥條件良好的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)基本農(nóng)田。這一點(diǎn)很容易理解，因?yàn)闇系浪采w的流域面積的降雨只有通過(guò)壩地才能流入下游河道。壩地與坡耕地相比，土壤含水量高80%，土壤養(yǎng)分高30%以上。壩地平均畝產(chǎn)300～400 kg，高的達(dá)900 kg，是坡耕地的6～10倍,是梯田的2～3倍[7]。據(jù)榆林市子洲縣、綏德縣有關(guān)部門(mén)調(diào)查，壩地面積分別僅占各自耕地面積的6.8%和4.8%，而所產(chǎn)糧食則占總產(chǎn)量的27.8%和30%。從這個(gè)意義來(lái)講，淤地壩可以為鞏固退耕還林工程成果,為創(chuàng)造友好的人類活動(dòng)環(huán)境提供支撐。當(dāng)年的南泥灣，現(xiàn)已處處在陜北。

淤地壩不但可以攔泥淤地，還具有緩洪、滯洪作用。2017年“7·26”榆林綏德、子洲縣發(fā)生暴雨洪水，多地受災(zāi)嚴(yán)重，但子洲縣小河溝淤地壩系緩洪滯洪246萬(wàn)m3，攔存泥沙210萬(wàn)t，增加壩地農(nóng)田近13.33 hm2，確保了下游人員和設(shè)施的安全。2010 年 9 月 19 日， 山西省呂梁市多地突降大雨或暴雨， 暴雨中心區(qū)的方山縣店坪溝流域、石張流域和離石區(qū)陽(yáng)坡的 71 座大中型淤地壩共攔蓄洪水1 430萬(wàn) m3。以店坪溝主溝大武段為例，淤地壩攔蓄了537 萬(wàn)m3洪水，若未能將這么多的水?dāng)r下，則下游水深將超過(guò)防洪堤頂約 1 m，將給群眾的生命財(cái)產(chǎn)造成不可估量的損失[8]。

2 淤地壩風(fēng)險(xiǎn)防控總體目標(biāo)——中小洪水不垮壩，大洪水無(wú)人員傷亡

2.1 水毀災(zāi)害——制約淤地壩事業(yè)發(fā)展的瓶頸

淤地壩是水土保持工程，大部分淤地壩沒(méi)有溢洪道。用漿砌塊石修建的溢洪道很少建于巖基上，淤地壩的臥管輸水系統(tǒng)也多建于土質(zhì)基礎(chǔ)上，在實(shí)際運(yùn)行中無(wú)法始終滿足明流泄水條件。因此，淤地壩水毀事故、潰壩風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)較常規(guī)土石壩嚴(yán)重。表 3回顧了20世紀(jì)70年代以來(lái)典型的水毀淤地壩事故。

表3 20世紀(jì)70年代以來(lái)典型的水毀淤地壩事故

續(xù)表3

顯然，淤地壩在極端降雨條件下水毀防控問(wèn)題不解決，我們就無(wú)法擼起袖子大干一場(chǎng)，把淤地壩事業(yè)推向高潮。筆者在主持多個(gè)國(guó)家有關(guān)淤地壩的重大科研和咨詢項(xiàng)目過(guò)程中，把化解這一難題作為攻關(guān)的目標(biāo)，提出了應(yīng)用近代水工建筑物和信息領(lǐng)域的創(chuàng)新技術(shù)，從軟件和硬件兩個(gè)方面根本上扭轉(zhuǎn)淤地壩在汛期安全防控方面面臨的被動(dòng)局面。

2.2 壩系臨界降雨閾值的精細(xì)分析方法

淤地壩的防洪標(biāo)準(zhǔn)一般都不高，要求不同等級(jí)的壩在極端降雨環(huán)境下均不潰決，并不現(xiàn)實(shí)。應(yīng)對(duì)潰壩風(fēng)險(xiǎn)行之有效的方法是確定淤地壩潰壩的臨界降雨量。一旦氣象預(yù)測(cè)降雨值達(dá)到這一閾值，就可以向下游民眾發(fā)出預(yù)警，潰壩但不造成人員傷亡。對(duì)于一座來(lái)流清楚的大壩來(lái)說(shuō)，確定這個(gè)閾值非常容易。但是，作為流域綜合治理的水土保持工程，淤地壩多以壩系方式建設(shè)。如圖 7所示為王茂溝淤地壩系，其22座壩呈復(fù)雜的串聯(lián)和并聯(lián)結(jié)構(gòu)。對(duì)每座壩進(jìn)行降雨徑流調(diào)洪演算時(shí)都需要考慮上游各支流壩因潰壩或溢洪道泄流匯入的入庫(kù)流量。近期的研究較好地解決了這一復(fù)雜的問(wèn)題，提出了一個(gè)確定壩系臨界降雨閾值的精細(xì)分析方法。

圖7 王茂溝淤地壩系

由圖7發(fā)現(xiàn)，這一壩系結(jié)構(gòu)和人類家譜有相近的特點(diǎn)，即任一壩系均在下游終端存在一個(gè)控制全流域徑流的骨干壩，稱為宗壩，如圖中的王茂溝1#壩。從這一壩往上游追溯，可以發(fā)現(xiàn)“下一代”的子壩，這樣，一代一代往上游延伸，到達(dá)最后一批再無(wú)“子代”的“源頭壩”，圖7中編號(hào)為4、7、11、12、13、16、18、21、22即為本壩系的“源頭壩”。根據(jù)這一特點(diǎn)開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)程序，可以識(shí)別某一設(shè)定的降雨量下將被漫壩洪水沖垮的淤地壩(具體方法另文介紹)。圖8所示為12小時(shí)降水量為179.6 mm(相當(dāng)于200年一遇)條件下22座壩的生存情況。紅色為潰決的壩，綠色為幸存的壩。圖中數(shù)字代表入庫(kù)水量，單位為103m3。帶下劃線表示上游壩因潰決或溢洪道泄流進(jìn)入水庫(kù)的水量，不帶下劃線為天然降水的貢獻(xiàn)。例如，對(duì)埝堰溝壩的相應(yīng)水量標(biāo)為6.7和41.1，這表示降雨貢獻(xiàn)的入庫(kù)水量為6 700 m3，上游壩貢獻(xiàn)的入庫(kù)水量為41 100 m3，此壩因有足夠的庫(kù)容而未漫頂。這是一個(gè)完全考慮了上游壩可能因潰決和泄流形成入庫(kù)流量的精細(xì)算法。我們把這一方法稱為“家譜法”，在后文2.4.2和 2.4.3節(jié)，將介紹這一成果在大壩安全防控方面的應(yīng)用。

2.3 創(chuàng)新泄洪、輸水水工建筑物

本研究開(kāi)發(fā)的柔性溢洪道，利用黃土高原地區(qū)大量賦存的黃土作為建筑材料，避免開(kāi)采石料、使用水泥，同時(shí)還可在上面覆土植草，與自然環(huán)境相互融合。這一新型泄洪設(shè)施具有節(jié)省投資、環(huán)境友好、施工快捷等優(yōu)勢(shì)。柔性溢洪道采用臺(tái)階溢洪道的結(jié)構(gòu)形式，由進(jìn)口段、臺(tái)階段、消力池共同組成。由自主研發(fā)的高強(qiáng)耐磨抗老化CDASS土工袋、CDASS高強(qiáng)土工膜及當(dāng)?shù)攸S土等材料組成。組成的柔性、梯形斷面臺(tái)階溢洪道，可利用臺(tái)階進(jìn)行消能，并降低水流流速及能量。

該技術(shù)已經(jīng)在黃河上中游管理局辛店溝水保試驗(yàn)基地進(jìn)行了實(shí)施示范(圖9)。上游蓄水池容量為1 200 m3，下游蓄水池容量為1 700 m3，試驗(yàn)后通過(guò)抽水泵將下游蓄水池的水輸送至上游蓄水池進(jìn)行循環(huán)利用，并在溢洪道進(jìn)口段設(shè)置寬1.5 m、高3 m的一道閘門(mén)，配套相應(yīng)的啟閉設(shè)備控制試驗(yàn)過(guò)程中的水量。目前已經(jīng)累計(jì)進(jìn)行30余小時(shí)泄流試驗(yàn)。最大堰上水頭高度80 cm，測(cè)得最大流速6.4 m/s，泄流消能率高達(dá)80%。泄流前后對(duì)比，柔性溢洪道未發(fā)生損壞。該技術(shù)與同等規(guī)模的漿砌石溢洪道相比約節(jié)約投資50%。

圖9 辛店溝淤地壩柔性溢洪道泄流過(guò)程

放水臥管系統(tǒng)被毀是相當(dāng)一批淤地壩水毀的原因。近期，課題組在延安安塞的王崖堯淤地壩做了一個(gè)示范工程，將臥管后連接的無(wú)壓混凝土涵管更換為可承受較大內(nèi)水壓力的PCCP管，可保證輸水管在明滿流各種工況下安全輸水。

2.4 信息時(shí)代風(fēng)險(xiǎn)管理的新模式

2.4.1 信息獲取

黃土高原地區(qū)一般具有超過(guò)50年的降雨資料。淤地壩涉及的均為小流域，可在一定數(shù)量的水文實(shí)測(cè)資料基礎(chǔ)上率定溝道的徑流系數(shù)，得到滿足大壩安全度汛風(fēng)險(xiǎn)分析的基礎(chǔ)水文資料。

圖 10為根據(jù)王茂溝流域1964—2010年的降水記錄繪制的降水頻率擬合曲線。由圖10可知相應(yīng)重現(xiàn)期為500、300和50年的12小時(shí)降雨量分別是206、

圖10 Pearson Ⅲ型分布擬合得到的12 h降水頻率曲線

190和133 mm。

無(wú)人機(jī)的出現(xiàn)，為獲取植被、地形資料帶來(lái)了新的手段。隨著技術(shù)和市場(chǎng)運(yùn)作的進(jìn)步，無(wú)人機(jī)地形測(cè)繪將成為價(jià)格低廉，基本上大眾化操作，滿足淤地壩風(fēng)險(xiǎn)分析要求的專業(yè)技術(shù)(圖 11)。因此，通過(guò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的整編和分享，以及管理員專業(yè)水平的提高，建立在地理、水文基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)上的大壩安全系統(tǒng)有望在淤地壩管理層面普及。

圖11 無(wú)人機(jī)地形測(cè)繪

2.4.2 大壩安全與病險(xiǎn)庫(kù)加固

《水土保持工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 51018—2014)規(guī)定了各類淤地壩工程等級(jí)和相應(yīng)的設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期。相應(yīng)某一淤地壩的重現(xiàn)期，可以根據(jù)圖 10確定其設(shè)計(jì)降雨量。將這一降雨量作為輸入值，使用2.2節(jié)介紹的臨界降雨量 “家譜法”，就可判定這座壩是否會(huì)漫頂。

以王茂溝壩系各淤地壩為例，表 4第2、3行分別為各壩的工程等級(jí)和校核洪水的重現(xiàn)期。第4行為從圖 10確定的相應(yīng)此重現(xiàn)期的12小時(shí)降雨量。第5行中“-”表示該壩在此降雨量條件下不潰壩，即滿足了規(guī)范要求，反之，標(biāo)注“+”表示該壩不滿足規(guī)范要求，需要考慮加固。

需要強(qiáng)調(diào)的是，這一判定過(guò)程是精細(xì)的，它考慮了上游所有潰壩和自然泄流量。在水工建筑物設(shè)計(jì)洪水的確定過(guò)程中，一般做法是不考慮梯級(jí)水庫(kù)連潰因素。因此，使用“家譜法”獲得的成果更符合壩系的實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)情況，推廣這一方法，可以使淤地壩的安全評(píng)估、防控和病險(xiǎn)壩加固規(guī)劃建立在更為科學(xué)論證的基礎(chǔ)上。

2.4.3 應(yīng)急預(yù)警

在極端降雨來(lái)臨前，安全撤離受影響的居民，是淤地壩防汛的最后一道防線。2.2節(jié)介紹的“家譜法”可以提供導(dǎo)致各淤地壩漫頂潰決的臨界降雨量閾值。如表 4第6行所示為導(dǎo)致王茂溝壩系各壩潰決的臨界降雨量閾值。這一閾值將為防汛決策人員提供科學(xué)依據(jù)。

當(dāng)今，信息時(shí)代新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，利用互聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)APP等，建設(shè)新一代淤地壩安全管理平臺(tái)，宜通過(guò)試點(diǎn)逐步推廣。

表4 導(dǎo)致王茂溝壩系各淤地壩漫頂潰決的臨界降雨量

3 淤地壩雖是民生工程，但也需要市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)

3.1 淤地壩建設(shè)和黃土高原社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)

3.1.1 依托淤地壩發(fā)展成農(nóng)牧漁林支柱產(chǎn)業(yè)

建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村是我國(guó)全面建成小康社會(huì)的重要發(fā)展戰(zhàn)略。黃土高原貧困地區(qū)較多，淤地壩建設(shè)可以作為重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)扶貧的基礎(chǔ)支撐。以甘肅省莊浪縣為例[21],該縣從1991年先后在堡子溝等10多條重點(diǎn)小流域內(nèi)建成淤地壩63座，壩控流域面積168.66 km2，占流域總面積的70%，總庫(kù)容2 038.71萬(wàn)m3，控制水土流失面積40.05 km2，蓄水總量234.75萬(wàn)m3。另以已建成的榆林溝流域壩系為例，已建成骨干壩5座、中型淤地壩10座，發(fā)展水面養(yǎng)魚(yú)45萬(wàn)尾，建成蘋(píng)果、早酥梨等經(jīng)果林 500 hm2，荒坡及庫(kù)區(qū)綠化治理60多hm2，林草覆蓋率達(dá)到33%，水土流失治理度達(dá)到75%以上[21]。

3.1.2 將淤地壩建設(shè)與鄉(xiāng)村交通事業(yè)結(jié)合

黃土高原千溝萬(wàn)壑，交通極不便利，嚴(yán)重制約著鄉(xiāng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。建成的淤地壩，壩頂成了連接溝壑兩岸的橋梁, 方便了群眾生產(chǎn)生活，促進(jìn)了物資、文化交流和商品經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。定西市安定區(qū)建成的淤地壩的壩頂有 90%成為重要的交通道路。稱鉤河壩系工程21 座骨干壩在當(dāng)?shù)匦纬闪?65 km 的交通道路網(wǎng)絡(luò)，徹底改變了過(guò)去人擔(dān)畜馱的運(yùn)輸歷史[22]。若單獨(dú)為跨越這些溝壑修建相當(dāng)載重量的橋梁，需要的投入幾乎和修建淤地壩的費(fèi)用一樣高。

3.1.3 關(guān)于淤地壩蓄水問(wèn)題的思考

淤地壩能不能蓄水，這是長(zhǎng)期以來(lái)?yè)]之不去也是無(wú)法回避的問(wèn)題。解決人畜用水需要水，發(fā)展多種經(jīng)營(yíng)、建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村需要水、綠水青山生態(tài)建設(shè)更需要水。特別是在黃土高原徑流水沙明顯減少的情況下，原有的“打壩造地”的模式顯然難以在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的環(huán)境下具有競(jìng)爭(zhēng)力。但是水庫(kù)防汛，事關(guān)重大。安全蓄水問(wèn)題能不能解決，取決于能在多大程度上控制淤地壩的水毀災(zāi)害。

對(duì)于淤地壩蓄水的問(wèn)題，既不能急躁盲動(dòng)，也不能消極對(duì)待。前文討論的各種科技創(chuàng)新技術(shù)，為我們?cè)谛聲r(shí)代基本上解決淤地壩的水毀風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題帶來(lái)了希望，這將成為我們一定要解決淤地壩蓄水問(wèn)題的決心和動(dòng)力。

我們認(rèn)為：只要在技術(shù)和管理層面能夠達(dá)到?、蛐退畮?kù)的要求，即可在正常水庫(kù)大壩安全管理體系的保障下實(shí)現(xiàn)蓄水。

3.2 市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)模式探索

長(zhǎng)期以來(lái)，大中型淤地壩作為公益項(xiàng)目由國(guó)家投資建設(shè)，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，急需研究將這種被動(dòng)的“輸血型”發(fā)展模式改革成具有自身激勵(lì)機(jī)制的“造血型”產(chǎn)業(yè)。相關(guān)部門(mén)正在積極推動(dòng)壩地產(chǎn)權(quán)制度改革，研究采取拍賣(mài)、租賃、承包、股份制等形式，調(diào)動(dòng)各方管護(hù)積極性?？梢耘c企業(yè)或個(gè)人簽訂淤地壩管護(hù)協(xié)議，轉(zhuǎn)讓使用權(quán)、經(jīng)營(yíng)權(quán)，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的環(huán)境下推動(dòng)淤地壩事業(yè)發(fā)展。在金融和投資方面，建立水土保持投資、融資機(jī)制，將部分壩地納入地方政府占補(bǔ)平衡的建設(shè)用地指標(biāo)，積極推行政府購(gòu)買(mǎi)服務(wù)；城 鎮(zhèn)、村莊周?chē)墚a(chǎn)生長(zhǎng)期規(guī)模效益的壩地可推行PPP模式，吸引金融資本參與建設(shè)[23]，期待更多的企業(yè)家投入到淤地壩建設(shè)的事業(yè)中來(lái)。

4 黃河流域新的水沙形勢(shì)下淤地壩建設(shè)遠(yuǎn)景規(guī)劃

2003年水利部制定的《黃土高原地區(qū)水土保持淤地壩規(guī)劃》，計(jì)劃到2020年底前，在黃土高原地區(qū)新建淤地壩16.3萬(wàn)座。工程建成后，將在新增壩地、提高攔泥和蓄水能力、發(fā)展灌溉、促進(jìn)退耕還林還草和減少入黃泥沙方面取得重大成效。目前，2020年已過(guò)半， 這一目標(biāo)已無(wú)實(shí)現(xiàn)的可能。究其原因，是黃河流域出現(xiàn)了新的水沙形勢(shì)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展態(tài)勢(shì)，需要我們重新認(rèn)識(shí)和規(guī)劃淤地壩建設(shè)的遠(yuǎn)景目標(biāo)。這些新情況主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)黃土高原卓有成效的水土保持工作使溝道沖刷顯著減緩，這就使淤地壩淤地周期延長(zhǎng)，壩內(nèi)多有積水而無(wú)法利用[21]，造成資源浪費(fèi)，并提高了壩地建設(shè)成本，難以在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的大環(huán)境下生存。

(2)根據(jù)潼關(guān)站實(shí)測(cè)資料，黃河平均輸沙量從1919—1959年的16.0億 t/a減少到2000—2018年2.5億t/a，人們對(duì)淤地壩減少入黃泥沙方面的期望也就不甚迫切了。

(3)在當(dāng)前基本口糧已解決和糧價(jià)不具競(jìng)爭(zhēng)力的形勢(shì)下，單獨(dú)靠糧食生產(chǎn)的發(fā)展模式難以調(diào)動(dòng)農(nóng)民的建設(shè)淤地壩積極性。

(4)最為重要的是，在淤地壩潰壩風(fēng)險(xiǎn)沒(méi)有得到根本、有效控制的情況下，淤地壩的建設(shè)難以規(guī)?；叵蚯巴七M(jìn)。

在落實(shí)習(xí)近平總書(shū)記關(guān)于黃河流域大保護(hù)重要指示的形勢(shì)下，應(yīng)認(rèn)真梳理淤地壩事業(yè)面臨的問(wèn)題，并且制定切實(shí)的行動(dòng)計(jì)劃。為此，建議將淤地壩建設(shè)納入《黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃綱要》，在新的形勢(shì)下提出新的目標(biāo)，繼續(xù)推動(dòng)淤地壩事業(yè)向前發(fā)展。

5 結(jié) 語(yǔ)

黃土高原是大自然賦予中華民族的瑰寶。讓黃土高原變綠變美，構(gòu)筑黃河流域生態(tài)安全屏障，這是新時(shí)代愚公奮斗的目標(biāo)。保護(hù)黃河流域生態(tài)環(huán)境，要堅(jiān)定不移地推進(jìn)淤地壩事業(yè)。我們有信心，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的支撐下，實(shí)現(xiàn)“中小洪水不垮壩，大洪水無(wú)人員傷亡”這一淤地壩安全總體防控目標(biāo)。在黃河流域新的水沙形勢(shì)下，結(jié)合鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，可以探索出一條推動(dòng)淤地壩事業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展的新途徑。

讓我們共同努力，迎接黃河流域美好的未來(lái)！

(感謝山西省水土保持淤地壩院士工作站對(duì)研究工作的支撐。)