黃土高原地區(qū)淤地壩建設(shè)戰(zhàn)略思考

劉雅麗，王白春

(黃河上中游管理局 西安規(guī)劃設(shè)計研究院，陜西 西安 710021)

黃土高原地區(qū)是我國水土流失最嚴(yán)重、生態(tài)環(huán)境最脆弱的地區(qū)之一，水土流失面積之廣、強(qiáng)度之高、危害之大堪稱世界之最，是黃河泥沙的主要來源區(qū)。而淤地壩是黃土高原地區(qū)人民群眾在長期同水土流失斗爭實(shí)踐中創(chuàng)造的一種行之有效的既能攔截泥沙、保持水土，又能淤地造田、增產(chǎn)糧食的水土保持工程措施，經(jīng)歷了由自發(fā)到有組織進(jìn)行，由試驗(yàn)示范到全面推廣，由單壩到合理布設(shè)大型壩和中小型壩的小流域壩系等發(fā)展階段，在攔泥保土、減少入黃泥沙、防洪減災(zāi)、淤地造田、鞏固退耕還林(草)、保障生態(tài)安全、促進(jìn)糧食生產(chǎn)和水資源合理利用及經(jīng)濟(jì)社會穩(wěn)定發(fā)展等方面發(fā)揮了重要作用，是黃土高原水土流失綜合治理的關(guān)鍵措施之一。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，淤地壩建設(shè)成本大幅提高，加之大批農(nóng)村勞動力向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移，結(jié)合人們對淤地壩安全的迫切需求，為適應(yīng)這一時期的發(fā)展，淤地壩投資轉(zhuǎn)向以病險淤地壩除險加固為主的階段，黃土高原七省(區(qū))新建淤地壩數(shù)量大大減少。隨著習(xí)總書記“有條件的地方要大力建設(shè)旱作梯田、淤地壩等”新的建設(shè)思路及黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展的新要求的提出，黃土高原地區(qū)淤地壩建設(shè)迎來了新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

1 淤地壩現(xiàn)狀

1.1 淤地壩建設(shè)情況

截至2019年11月統(tǒng)計，黃土高原地區(qū)共有淤地壩58 776座，其中大型壩5 905座、中型壩12 169座、小型壩40 702座，分別占淤地壩總數(shù)的10.05%、20.70%、69.25%。多沙區(qū)、多沙粗沙區(qū)、粗泥沙集中來源區(qū)是黃土高原地區(qū)水土流失重點(diǎn)區(qū)域，其淤地壩數(shù)量分別為52 241、40 876、12 072座，各占黃土高原地區(qū)淤地壩總數(shù)的88.88%、69.55%和20.54%，見表1。

表1 黃土高原地區(qū)水土流失重點(diǎn)區(qū)域淤地壩統(tǒng)計

淤地壩主要分布在陜西、山西兩省，分別占黃土高原地區(qū)淤地壩總數(shù)的57.99%和30.89%，見表2。

表2 黃土高原地區(qū)各省(區(qū))淤地壩現(xiàn)狀統(tǒng)計

1.2 淤地壩除險加固情況

根據(jù)《黃土高原地區(qū)中型以上病險淤地壩除險加固工程實(shí)施方案》，七省(區(qū))病險淤地壩除險加固工程共涉及5 282座病險淤地壩，其中大型壩3 025座、中型壩2 257座。目前，一期工程正在實(shí)施，二期工程尚未啟動，下達(dá)計劃1 999座，已完成1 484座(見表3)。在除險加固工程實(shí)施過程中，由于貧困縣涉農(nóng)資金整合、前期工作滯后、工程占地補(bǔ)償不能及時落實(shí)等原因，造成500多座壩的除險加固工程未能按期完工。

表3 黃土高原病險淤地壩除險加固情況統(tǒng)計 座

1.3 淤地壩淤積情況

以2011年第一次全國水利普查的5 655座大型壩和2008年淤地壩安全大檢查的10 556座中型壩實(shí)測數(shù)據(jù)為本底，采用2015年延安市8 797座、2016年鄂爾多斯市1 513座、2016年寧夏回族自治區(qū)1 116座、“十二五”國家科技支撐計劃156座、2017年中國黃河保護(hù)基金212座共11 794座淤地壩淤積實(shí)測數(shù)據(jù)，對本底數(shù)據(jù)進(jìn)行更新、校核與補(bǔ)充完善，得到淤地壩淤積實(shí)測樣本15 776座，其中骨干壩4 744座、中型壩10 165座、小型壩867座。為摸清淤地壩淤積現(xiàn)狀，科學(xué)分析淤地壩運(yùn)行狀態(tài)，引入了淤積率的概念，即淤積量占總庫容的百分比，作為表示淤地壩淤積程度的物理量。結(jié)合2019年各省(區(qū))統(tǒng)計上報的資料，推算黃土高原地區(qū)淤地壩淤積情況。

1.3.1 總體淤積情況分析

黃土高原地區(qū)淤地壩已淤滿41 008座，占總數(shù)的69.77%?，F(xiàn)狀淤地壩設(shè)計總庫容110.33億m3、淤積庫容77.50億m3，目前已淤積55.04億m3，實(shí)際淤積率為49.89%。其中，1986年以前、1986—2003年、2003年以后修建的淤地壩淤積率分別為72.57%、43.47%、18.74%，見表4。

表4 黃土高原地區(qū)淤地壩淤積情況統(tǒng)計

1.3.2 水土流失重點(diǎn)區(qū)域淤積情況分析

按照水土流失重點(diǎn)區(qū)域分，多沙區(qū)、多沙粗沙區(qū)、粗泥沙集中來源區(qū)大中型淤地壩已淤滿數(shù)量分別為6 975、6 668、3 287座，各占區(qū)域大中型淤地壩總數(shù)的43.06%、51.99%、68.71%，具體見表5。

表5 黃土高原地區(qū)水土流失重點(diǎn)區(qū)域大中型淤地壩淤積情況統(tǒng)計

1.3.3 各省(區(qū))淤積情況分析

根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，黃土高原地區(qū)已淤滿淤地壩主要分布在陜西、山西兩省，分別占淤滿壩總數(shù)的60.99%、34.63%，具體見表6。

1.4 淤地壩攔沙能力分析

據(jù)統(tǒng)計分析，現(xiàn)狀各類水土保持措施年均減少入黃泥沙4.35億t。截至2019年，黃土高原地區(qū)淤地壩已建總數(shù)為58 776座。通過淤地壩建設(shè)，區(qū)域的水土流失得到了初步治理，溝岸擴(kuò)張和溝頭前進(jìn)得到了遏制，溝壑發(fā)育得到了控制，局部小氣候明顯改善。根據(jù)《黃土高原地區(qū)水土保持淤地壩規(guī)劃》(2003年)，結(jié)合國家“十二五”科技支撐計劃《黃河水沙調(diào)控技術(shù)研究及應(yīng)用成果》，綜合分析，確定溝道工程減沙能力占總減沙能力的50%。

表6 黃土高原地區(qū)各省(區(qū))淤地壩淤積情況統(tǒng)計

通過淤積情況分析，現(xiàn)狀壩剩余淤積庫容22.46億m3，到2035年，平均每年還可攔沙2.02億t，即現(xiàn)有淤地壩到2035年仍可基本實(shí)現(xiàn)年均減少入黃泥沙2.18億t(4.35億t的50%)的減沙能力。

2 淤地壩建設(shè)面臨的挑戰(zhàn)

2.1 水土流失問題依然嚴(yán)重

據(jù)2018年全國水土流失動態(tài)監(jiān)測成果，黃河流域水土流失面積為26.96萬km2，黃土高原地區(qū)水土流失面積24.15萬km2。經(jīng)過長期的水土保持工作，黃土高原地區(qū)水土流失得到有效治理，環(huán)境有所改善，土壤侵蝕強(qiáng)度有所降低，侵蝕模數(shù)總體有所減小，但黃土高原地區(qū)水土流失依然嚴(yán)重。

2.2 投入不足，規(guī)劃落實(shí)不到位

由于淤地壩建設(shè)的大部分地區(qū)地方財政困難，群眾生活貧困，地方自籌能力較差，且淤地壩單壩建設(shè)所需投資增加，而國家對淤地壩建設(shè)的投入又有限，每座大型壩僅補(bǔ)助60%～70%，中型壩僅補(bǔ)助40%～50%，配套資金難以落實(shí)，因此部分壩系規(guī)劃無法實(shí)施。

2.3 工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低，設(shè)施不完善

據(jù)統(tǒng)計，黃土高原地區(qū)現(xiàn)有淤地壩一半以上修建于1986年以前，這些淤地壩大多數(shù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低或由農(nóng)民自發(fā)修建，骨干壩多數(shù)未設(shè)溢洪道，中型淤地壩大部分屬無泄水和放水建筑物的一大件工程，俗稱“一口吞”或“悶葫蘆”工程。這些工程配套設(shè)施不完善，存在極大安全隱患，一旦失事，將嚴(yán)重影響下游人民群眾生命財產(chǎn)安全。

2.4 現(xiàn)狀淤地壩功能不滿足需求

據(jù)調(diào)查，黃土高原地區(qū)現(xiàn)有淤地壩在人畜飲水、農(nóng)業(yè)(林草)灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖及綠色生態(tài)旅游等方面效益顯著。隨著社會進(jìn)步，人民群眾對水資源需求越來越迫切，干旱缺水地區(qū)尤為強(qiáng)烈，然而受淤地壩設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及運(yùn)行管理辦法的限制，按規(guī)定蓄水遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)?shù)厝罕妼λY源的需求，已成為工程利用、效益提高的主要制約性因素。

2.5 建管體制不健全，后期管理不到位

黃土高原地區(qū)部分淤地壩經(jīng)過多年運(yùn)行，出現(xiàn)老化失修、缺少溢洪道、放水建筑物堵塞損壞等現(xiàn)象，日常管理存在薄弱環(huán)節(jié)，成為病險壩，已經(jīng)影響了工程的運(yùn)行與壩體的安全，同時也對下游影響范圍內(nèi)人民群眾生命財產(chǎn)造成安全隱患。此外，淤地壩管理管護(hù)機(jī)制尚未有效建立，淤地壩建設(shè)區(qū)域多為貧困縣，地方財政十分困難，難以落實(shí)管護(hù)和應(yīng)急管理經(jīng)費(fèi)，監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)不完善，應(yīng)急管理工作不到位，給防汛和安全生產(chǎn)工作造成了被動局面。

3 淤地壩建設(shè)在黃土高原生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展中至關(guān)重要

3.1 淤地壩建設(shè)是全面建設(shè)小康社會的需要

淤地壩是控制溝道水土流失的主要措施，能就地攔截泥沙，形成高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基本農(nóng)田，既能改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，又可以解決交通困難，促進(jìn)城鄉(xiāng)貿(mào)易；通過有效滯洪，可調(diào)節(jié)汛期洪水，使水資源得到合理利用，解決當(dāng)?shù)厣a(chǎn)用水問題，發(fā)展灌溉等；淤地壩建設(shè)還可以吸收農(nóng)村勞動力就業(yè)，拉動內(nèi)需，實(shí)現(xiàn)群眾的脫貧致富奔小康。因此，加快黃土高原地區(qū)淤地壩建設(shè)，對促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和群眾脫貧致富，全面建設(shè)小康社會具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3.2 淤地壩建設(shè)是改善生態(tài)環(huán)境、鞏固和擴(kuò)大退耕還林還草成果的需要

淤地壩建設(shè)形成了旱澇保收、穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的基本農(nóng)田和飼料基地，使農(nóng)民由過去的廣種薄收改為少種高產(chǎn)多收，促進(jìn)了農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，為發(fā)展經(jīng)濟(jì)創(chuàng)造了條件，解除了群眾的后顧之憂，與國家退耕政策相配合，能夠保證現(xiàn)有坡耕地“退得下、還得上、穩(wěn)得住、能致富”，為實(shí)現(xiàn)美麗鄉(xiāng)村、綠水青山創(chuàng)造了條件。

3.3 淤地壩建設(shè)是實(shí)現(xiàn)黃河長治久安的需要

黃河的根本問題是泥沙。黃土高原地區(qū)，特別是21.2萬km2的多沙區(qū)是黃河泥沙的主要來源地。只有加快黃土高原地區(qū)，特別是多沙粗沙區(qū)的水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)，制止該區(qū)大量的粗泥沙進(jìn)入黃河，下游河道淤積才能得到根本性緩解。作為黃河水沙調(diào)控體系的重要組成部分，淤地壩能抬高侵蝕基準(zhǔn)面，穩(wěn)定溝床，有效制止溝底下切和溝岸擴(kuò)張，減輕溝道侵蝕，控制水土流失，減少入黃泥沙，是水土保持生態(tài)建設(shè)的重要措施。根據(jù)現(xiàn)有淤地壩的攔沙效益，通過大中小型淤地壩合理配置的溝道壩系建設(shè)，輔以其他水土保持治理措施，能夠?qū)崿F(xiàn)到2035年減少入黃泥沙6億t以上的目標(biāo)。加快黃土高原地區(qū)的淤地壩建設(shè)是實(shí)現(xiàn)黃河“四個確保”，保障黃河長治久安，促進(jìn)全流域高質(zhì)量發(fā)展，改善人民群眾生活，建設(shè)幸福河的重要舉措。

4 淤地壩建設(shè)整體格局

4.1 新建淤地壩

4.1.1 適宜區(qū)域

根據(jù)2018年水土流失遙感數(shù)據(jù)，黃土高原地區(qū)水土流失面積有所下降，侵蝕模數(shù)5 000 t/(km2·a)以上的水土流失面積也相應(yīng)減少，但侵蝕模數(shù)在5 000 t/(km2·a)以上的水土流失面積集中在多沙區(qū)，說明多沙區(qū)仍是黃土高原地區(qū)水土流失最為嚴(yán)重的區(qū)域，且是黃河泥沙主要來源區(qū)；黃土高原多沙區(qū)土層深厚，黃土廣布，具有質(zhì)地均勻、結(jié)構(gòu)疏松、透水性強(qiáng)、易崩解、脫水固結(jié)快等特點(diǎn)，是良好的筑壩材料，可以就地取材，且該區(qū)域地形破碎，溝道分布較廣，具備淤地壩建設(shè)的地形條件。因此，在黃土高原地區(qū)的多沙區(qū)，特別是粗泥沙集中來源區(qū)繼續(xù)實(shí)施以支流為骨架、以小流域?yàn)閱卧臄r沙減沙體系尤為重要。

4.1.2 建設(shè)潛力

結(jié)合多沙區(qū)溝壑密度、水土流失狀況等自然條件，根據(jù)各侵蝕分區(qū)的面積和多年平均侵蝕模數(shù)，計算出黃土高原多年平均總侵蝕量為25億t；按照各侵蝕分區(qū)的20年侵蝕量和中小型淤地壩平均單壩淤積庫容15萬t，計算出各分區(qū)應(yīng)布設(shè)的淤地壩數(shù)量為33.4萬座；再根據(jù)大型壩與中小型淤地壩平均配置比例，計算出黃河流域黃土高原地區(qū)大型壩應(yīng)為6.2萬座，中小型淤地壩應(yīng)為27.2萬座。下一階段，淤地壩全部布設(shè)在多沙區(qū)，核減侵蝕強(qiáng)度在中輕度以下區(qū)域的淤地壩建壩潛力，確定多沙區(qū)淤地壩建設(shè)潛力為23.2萬座，見表7。

表7 多沙區(qū)淤地壩建設(shè)潛力分析

參考陜西省、山西省近年來公路、礦產(chǎn)覆壓及其他基本建設(shè)活動對淤地壩建設(shè)的影響，將多沙區(qū)建壩潛力核減10%，計算出實(shí)際可能的建壩數(shù)量為20.9萬座，其中大型淤地壩3.4萬座、中小型淤地壩17.5萬座。根據(jù)建設(shè)潛力分析，黃土高原可建壩潛力巨大，下一階段應(yīng)結(jié)合黃河減沙、鄉(xiāng)村建設(shè)、經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求，合理布設(shè)淤地壩建設(shè)規(guī)模。

4.1.3 統(tǒng)籌規(guī)劃，科學(xué)設(shè)計

淤地壩建設(shè)是一項(xiàng)關(guān)乎中國北方生態(tài)環(huán)境、減少黃河中下游泥沙、增加耕地儲備、保障糧食安全的生態(tài)保護(hù)工程，不是“小打小鬧”所能解決的[1]。下一步建設(shè)中，應(yīng)堅持以多沙區(qū)為目標(biāo)、多沙粗沙區(qū)為重點(diǎn)、粗泥沙集中來源區(qū)為重中之重，統(tǒng)籌安排淤地壩建設(shè)；堅持以干支流為骨架，以小流域?yàn)閱卧虻刂埔?，科學(xué)配置，合理布局；堅持與區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展相結(jié)合，生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會效益相統(tǒng)一；堅持綜合治理、系統(tǒng)治理，溝坡兼治；堅持以建設(shè)管理體制與機(jī)制的創(chuàng)新促進(jìn)淤地壩建設(shè)的良性發(fā)展，實(shí)現(xiàn)黃河長治久安。

在攔沙需求分析的基礎(chǔ)上，考慮多沙區(qū)、各省(區(qū))侵蝕強(qiáng)度在5 000 t/(km2·a)以上的水土流失面積、溝道密度及現(xiàn)狀淤地壩情況，結(jié)合各省(區(qū))需求、近年已建淤地壩及現(xiàn)有建設(shè)投資的可能性等情況，確定各省(區(qū))多沙區(qū)新建淤地壩規(guī)模。

為實(shí)現(xiàn)到2035年溝道年新增減沙1億t的目標(biāo)，需建設(shè)大型淤地壩3 100座；大型淤地壩和中小型淤地壩配置比例采用1∶4左右，需配置中小型淤地壩1.27萬座。即：2020—2035年，確定應(yīng)新建淤地壩1.58萬座，其中大型淤地壩3 100座、中小型淤地壩1.27萬座，具體見表8。

表8 黃土高原地區(qū)淤地壩建設(shè)布局(2020—2035年) 座

4.2 淤地壩除險加固和提升改造

黃土高原地區(qū)現(xiàn)有淤地壩主要是20世紀(jì)70年代以前建設(shè)的，大多為群眾修建的中小型淤地壩，缺少統(tǒng)一規(guī)劃和科學(xué)設(shè)計，所建淤地壩標(biāo)準(zhǔn)較低，部分淤地壩蓄水?dāng)r沙的能力喪失。同時，在淤地壩運(yùn)行過程中會不斷出現(xiàn)新的病險，淤地壩淤積庫容會淤滿，防汛壓力也會逐漸增大。因此，繼續(xù)推進(jìn)病險淤地壩除險加固，是促進(jìn)淤地壩工程效益持續(xù)發(fā)揮、確保人民生命財產(chǎn)安全的有效措施。根據(jù)《黃土高原地區(qū)中型以上病險淤地壩除險加固工程實(shí)施方案》，黃土高原地區(qū)七省(區(qū))認(rèn)定的病險淤地壩共計5 282座，目前一期工程正在實(shí)施(下達(dá)計劃1 999座，已完成1 484座)，二期工程3 283座(表9)尚未啟動，按照實(shí)施方案，到2025年全部實(shí)施完成。

根據(jù)2019年11月完成的黃土高原地區(qū)淤地壩調(diào)研分析，目前有7 305座大中型淤地壩已淤滿，其中有60%的淤地壩蓄水?dāng)r沙能力喪失，可通過壩體加高、增設(shè)放水建筑物和溢洪道對已淤滿淤地壩提質(zhì)增效。到2035年，需完成淤地壩提質(zhì)增效規(guī)模4 348座，其中大型淤地壩1 390座、中型淤地壩2 958座，具體見表10。

表9 黃土高原地區(qū)中型以上淤地壩除險加固工程二期規(guī)模 座

表10 黃土高原淤地壩提質(zhì)增效規(guī)模(2020—2035年) 座

4.3 發(fā)揮淤地壩蓄水功能，加強(qiáng)淤地壩蓄水安全運(yùn)用管理

《黃土高原地區(qū)水土保持淤地壩建設(shè)管理辦法》規(guī)定，嚴(yán)禁淤地壩蓄水運(yùn)用。但在淤地壩實(shí)際運(yùn)用中，為緩解當(dāng)?shù)厝诵箫嬎щy，發(fā)展灌溉和養(yǎng)殖，各地均不同程度存在淤地壩蓄水情況。根據(jù)對鄂爾多斯市淤地壩建設(shè)意愿調(diào)查，52份調(diào)查問卷中，有50份有蓄水需求，占調(diào)查總數(shù)的96.2%。建議對水資源匱乏、用水需求強(qiáng)烈的地區(qū)，在未淤滿情況下，允許利用淤積庫容進(jìn)行蓄水，充分發(fā)揮淤地壩攔泥蓄水效益。

要滿足淤地壩蓄水需求，就必須提高淤地壩建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。此外，各地水行政管理部門應(yīng)加強(qiáng)對淤地壩蓄水利用的安全運(yùn)用管理，根據(jù)洪水特點(diǎn)完善淤地壩防汛預(yù)案和淤地壩安全運(yùn)用調(diào)度方案，嚴(yán)格執(zhí)行蓄水紅線，確保淤地壩安全運(yùn)行。新建小流域壩系，在有常流水的溝道可配套部分塘壩、澇池等蓄水設(shè)施，為鄉(xiāng)村振興和農(nóng)業(yè)發(fā)展提供水資源保障。內(nèi)蒙古鄂爾多斯市就根據(jù)區(qū)域地形地貌及當(dāng)?shù)厝罕娪盟枨?，因地制宜提出了“一壩一塘，引水上梁”的水資源利用模式，利用壩攔蓄徑流洪水，通過壩下滲流補(bǔ)給塘，利用塘中水，采取各種節(jié)水措施(深埋塑料管、噴灌等)發(fā)展農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)并解決人畜飲水，是一種提高水資源利用率的水資源開發(fā)模式，可為當(dāng)?shù)鼐用袢诵箫嬎踩峁┲匾Ｕ稀?/p>

5 建 議

為促進(jìn)黃土高原地區(qū)淤地壩建設(shè)和管理持續(xù)健康推進(jìn)，提出以下幾點(diǎn)建議：

(1)完善小型水利工程制度改革。建議將淤地壩納入水利工程管理體系，由中央統(tǒng)籌安排工程防汛和管護(hù)維修經(jīng)費(fèi)，落實(shí)“三個責(zé)任人”責(zé)任，建立穩(wěn)定的經(jīng)費(fèi)保障機(jī)制，確保淤地壩安全運(yùn)用。

(2)建議根據(jù)市場價格及時組織有關(guān)單位重新修訂水土保持工程概算定額，合理確定水土保持淤地壩工程建設(shè)項(xiàng)目投資，將土地征占、搬遷及淹沒損失等費(fèi)用列入工程建設(shè)投資。

(3)在工程建設(shè)中進(jìn)一步提高中央投資比例，各省(區(qū))多渠道籌措資金，建立穩(wěn)定的加固配套和提升改造機(jī)制，促進(jìn)淤地壩建設(shè)管理高質(zhì)量發(fā)展。

(4)建立淤地壩安全預(yù)警等監(jiān)控體系。建議優(yōu)先選擇具有上攔下保作用、防汛壓力大、下游有居民點(diǎn)及重要設(shè)施的骨干壩和中型淤地壩布設(shè)監(jiān)控設(shè)備，實(shí)時監(jiān)測淤地壩的淤積運(yùn)行情況，切實(shí)保障淤地壩的安全運(yùn)行。