基于遙感信息的黃河中游水土流失敏感區(qū)淤地壩壩地資源特征研究

張齊飛 ，孫從建 *，向燕蕓 ，李 皎 ，劉 顯 ，梁家榮

1.山西師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，太原 030031

2.山西財(cái)經(jīng)大學(xué) 公共管理學(xué)院，太原 030006

3.黃河中游生態(tài)環(huán)境研究中心，太原 030031

4.中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所 荒漠與綠洲生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊 830011

黃河中游是黃河流域主要的泥沙來源地，是世界上水土流失最為嚴(yán)重的地區(qū)之一，強(qiáng)烈的水土流失過程導(dǎo)致區(qū)域水土、泥沙流失，植被退化，塬面破壞，土壤肥力下降，可耕地面積萎縮，公路交通基礎(chǔ)設(shè)施破壞等相關(guān)問題（Wang et al，2016；楊云斌等，2019；鄒雅婧等，2019；孫從建等，2020；孫從建等，2022），這也進(jìn)一步加劇了黃河下游“地上懸河”的危害，直接威脅到周邊人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，對(duì)該區(qū)域人類的生產(chǎn)生活和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生重要影響，并逐漸成為我國(guó)人地矛盾最為突出和復(fù)雜的區(qū)域之一（傅伯杰等，2021；Li et al，2021）。為此，開展區(qū)域水土流失防治對(duì)于黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

淤地壩是指在水土流失地區(qū)各級(jí)溝道中，以攔泥淤地為目的而修建的壩工建筑物，其攔泥淤成的地叫壩地，用于淤地生產(chǎn)的叫淤地壩或生產(chǎn)壩（黃河上中游管理局，2005）。淤地壩是當(dāng)前黃土高原地區(qū)水土流失防治的有效工程措施之一，具有良好的水土保持功效，在攔泥淤地、滯洪蓄水、建設(shè)農(nóng)田、鞏固退耕還林（草）、發(fā)展生產(chǎn)、減輕黃河泥沙、改善生態(tài)環(huán)境等方面均發(fā)揮了重要作用（高海東等，2017；袁水龍等，2019；惠波等，2020；鞠琴等，2021）。淤地壩工程建設(shè)有效抑制了黃土高原地區(qū)1970 — 1990年的水土流失過程，對(duì)區(qū)域生態(tài)保護(hù)具有顯著效益（Wang et al，2016）。習(xí)近平總書記2015年在延安梁家河調(diào)研指出：“淤地壩是流域綜合治理的一種有效形式，既可以增加耕地面積、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力，又可以防止水土流失，要因地制宜推行”（史紅艷，2019）。淤地壩壩地作為黃土高原地區(qū)一種潛在的土地資源形式，正受到廣泛關(guān)注，傳統(tǒng)對(duì)淤地壩壩地的監(jiān)測(cè)方式多集中在單個(gè)小流域的少數(shù)壩地、壩系中，監(jiān)測(cè)方法多為人工GPS測(cè)繪方法，費(fèi)時(shí)費(fèi)力（黎奕瑾等，2010）。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，遙感技術(shù)作為一種有效的地物判讀手段，已被廣泛應(yīng)用在草地系統(tǒng)、城市、河流水系、水庫(kù)信息和工程水利設(shè)施研究中。如當(dāng)前使用的 Landsat MSS/TM/ETM+/OLI、MODIS產(chǎn)品，以及高分辨率的 WorldView-2、SPOT/IKNOS、ASTER、Cornaoa、HJ1A/1B、Google Earth 等衛(wèi)星影像已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到湖泊和湖壩信息的提取，并取得了很好的效果（Song and Sheng，2016；Kapitsa et al，2017；Li et al，2020；Wangchuk and Bolch，2020）。Petrov et al

（2017）基于高分辨率的WorldView-2、IKONOS和SPOT5影像并結(jié)合SRTM DEM高程數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)烏茲別克斯坦山區(qū)冰川湖壩體分類，并對(duì)其壩體參數(shù)（壩頂寬度、壩體寬高比、坡度）等進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)編目；Worni et al（2013）基于Landsat ETM+、Google Earth 影像并結(jié)合SRTM DEM高程數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)山區(qū)湖泊潰壩事件的監(jiān)測(cè)。淤地壩壩地分布較為零散，傳統(tǒng)的測(cè)量手法往往誤差較大，難以準(zhǔn)確定量分析其時(shí)空分布特征，而遙感技術(shù)手段使得大范圍淤地壩壩地的判別及其時(shí)空變化得以監(jiān)測(cè)，例如：基于無人機(jī)遙感技術(shù)定量分析淤地壩的水土資源（王彥武等，2019）；借助地形數(shù)據(jù)、Landsat和Google Earth高分遙感影像完成1976 — 2010年黃河中游皇甫川流域淤地壩的信息提取和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)（彌智娟等，2015）；借助Landsat TM影像提取地物信息并改進(jìn)RUSLE模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)皇甫川流域土壤侵蝕產(chǎn)沙的模擬（田鵬等，2015）。而對(duì)于黃土高原東部地區(qū)，目前仍然缺乏較大區(qū)域的淤地壩信息統(tǒng)計(jì)，如何準(zhǔn)確獲取淤地壩的位置信息、數(shù)目、空間分布、壩地面積、控制面積等信息是科學(xué)分析淤地壩減蝕（減少土壤侵蝕）和攔沙（攔截入黃泥沙）作用及其未來建設(shè)規(guī)劃的基礎(chǔ)。

為此，本研究基于遙感技術(shù)手段，借助多源遙感數(shù)據(jù)，結(jié)合各流域主要淤地壩監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，以黃土高原腹地晉西南地區(qū)為研究靶區(qū)，開展黃土高原地區(qū)淤地壩壩地資源現(xiàn)狀調(diào)查及其動(dòng)態(tài)變化研究，評(píng)估淤地壩的運(yùn)行現(xiàn)狀及其生態(tài)服務(wù)功能，以期為黃河流域的生態(tài)保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)和科技支撐。

1 研究區(qū)概況

選取黃河中游水土流失嚴(yán)重的晉西南地區(qū)作為典型研究區(qū)，該區(qū)毗鄰黃河，是典型的黃土殘?jiān)珳羡謪^(qū)。該區(qū)地理位置介于110°22′ — 112°35′ E、35°14′ — 36°57′ N（圖1），總面積約2.03 ×104km2，涵蓋16個(gè)縣區(qū)（縣級(jí)市）（堯都區(qū)、曲沃縣、襄汾縣、洪洞縣、古縣、安澤縣、浮山縣、吉縣、鄉(xiāng)寧縣、大寧縣、隰縣、永和縣、蒲縣、汾西縣、侯馬市和霍州市）。地形上四周環(huán)山，東臨太岳山、西臨呂梁山，中部被臨汾盆地所貫穿，整個(gè)區(qū)域海拔范圍在377 — 2480 m，平均海拔為1008 m。該地區(qū)處在半干旱、半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均氣溫12.6℃，多年平均降水量500 —600 mm。該區(qū)河流均屬黃河水系，分布有大小河流200余條，該區(qū)生態(tài)環(huán)境較為脆弱，水土流失較為嚴(yán)重，水土流失面積達(dá)14374 km2，約占區(qū)域總面積的71%（張文強(qiáng)等，2019）。該區(qū)土地利用/覆蓋類型主要為耕地（水田和旱地）、林地（人工和天然的灌木、疏林等）、草地、水域、城鄉(xiāng)居民用地。土壤類型主要為黃綿土、褐土、鈣土、潮土、稻土等。

圖1 研究區(qū)概況Fig. 1 Location of the study area

2 資料和方法

2.1 數(shù)據(jù)來源及預(yù)處理

選用多源遙感數(shù)據(jù)提取淤地壩壩地信息，包括遙感衛(wèi)星Sentinel-2影像（包含Sentinel-2A和Sentinel-2B），為避免植被和河流對(duì)淤地壩壩地信息的干擾，主要選取10月末到次年2月初的影像，云層覆蓋度在10%以下。此外，結(jié)合高分辨率的WorldView-2、Google Earth 以及Bing影像作為淤地壩信息提取過程中的主要和輔助影像。選用的數(shù)字高程數(shù)據(jù)來源于SRTM1 Arcsec（Shuttle Radar Topography Mission），與SRTM3 Arcsec DEM相比，SRTM1 Arcsec DEM 具有更高的空間分辨率，該數(shù)據(jù)來自美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（United States Geological Survey，USGS，http://www.usgs.gov）。將所有的影像坐標(biāo)系信息統(tǒng)一投影到WGS 1984 UTM Zone 49N。

土地利用和植被指數(shù)（NDVI）數(shù)據(jù)來源于資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心（https://www.resdc.cn/），用于分析淤地壩流域范圍內(nèi)的土地利用和植被變化情況，該土地利用類型包含耕地、林地、草地、水域、居民地和未利用土地6個(gè)一級(jí)類型以及25個(gè)二級(jí)類型，本研究主要以第一類型分類為主，該套數(shù)據(jù)基于美國(guó)陸地衛(wèi)星Landsat TM/OLI影像，通過人工目視解譯生成。NDVI數(shù)據(jù)是基于SPOT/VEGETATION以及MODIS等衛(wèi)星生成的一套反映生長(zhǎng)季（春夏秋三季）的NDVI數(shù)據(jù)，本研究選取該時(shí)期內(nèi)NDVI的最大值，該數(shù)據(jù)產(chǎn)品當(dāng)前已經(jīng)在植被動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)、土地利用、覆被變化監(jiān)測(cè)等方面得到廣泛應(yīng)用。此外，使用淤地壩（骨干壩和綜合壩）壩地資料用以分析和評(píng)估研究區(qū)淤地壩運(yùn)行情況，壩地資料包含淤地壩的方位信息、壩地類型、建設(shè)年份、驗(yàn)收年份、所屬支流、所在地區(qū)、壩地工程設(shè)計(jì)的淤地壩長(zhǎng)、壩高、總庫(kù)容、防洪標(biāo)準(zhǔn)、壩控面積等信息，該數(shù)據(jù)源由山西省水利局提供。本研究所采用的數(shù)據(jù)信息詳見表1。

表1 本研究使用的數(shù)據(jù)源匯總Tab. 1 Summary of the datasets used in this study

2.2 淤地壩信息提取

淤地壩信息的提取過程如圖2所示。首先，根據(jù)現(xiàn)有淤地壩監(jiān)測(cè)資料，對(duì)其壩地空間位置進(jìn)行定位。其次，基于30 m的SRTM1 DEM高程數(shù)據(jù)并借助ArcSWAT模型自帶的Watershed Delineator等工具對(duì)研究區(qū)河流水系、流域范圍和出山口節(jié)點(diǎn)位置進(jìn)行提取，同時(shí)借助提取的等高線對(duì)其淤地壩系的空間位置和朝向進(jìn)行判斷。Sentinel-2衛(wèi)星數(shù)據(jù)共包含13個(gè)光譜波段，該原始數(shù)據(jù)通過SNAP軟件處理后分辨率達(dá)到10 m。本研究根據(jù)遙感影像中的圖斑信息進(jìn)行淤地壩壩地信息矢量化，為進(jìn)一步提取地物信息，通過組合波段4、3、2真彩色和波段8、4、3假彩色組合影像，根據(jù)淤地壩壩系/壩地明顯的紋理特征和空間位置信息進(jìn)行提取。針對(duì)山區(qū)河道內(nèi)復(fù)雜地形、地物特征、河流水體等的影響，進(jìn)一步結(jié)合Bing和Google Earth高分影像以及WorldView-2高分影像對(duì)其壩地信息進(jìn)行判讀和校正，所提取的淤地壩壩地信息與遙感影像均在統(tǒng)一坐標(biāo)系下進(jìn)行。最后，基于多源遙感數(shù)據(jù)編目了一套黃河中游淤地壩壩地?cái)?shù)據(jù)集，其數(shù)據(jù)包括淤地壩的數(shù)目、壩地面積、控制面積、位置、高程信息以及不同流域壩系信息等。

圖2 淤地壩壩地信息提取的流程圖Fig. 2 Flow chart showing process used for check dam extraction

關(guān)于提取淤地壩壩地面積的不確定分析，借鑒當(dāng)前山區(qū)湖泊信息提取中的不確定相關(guān)研究（Petrov et al，2017；Zheng et al，2019），利 用緩沖區(qū)法來估算淤地壩壩地面積提取過程中的誤差。在這項(xiàng)研究中，淤地壩壩地面積提取的不確定性依據(jù)淤地壩壩地邊緣長(zhǎng)度及其不確定誤差，考慮到的最大誤差為淤地壩壩地提取影像的半個(gè)像元，即基于陸地衛(wèi)星Sentinel-2影像誤差為5 m，而WorldView-2影像的空間誤差為0.25 m左右?？傮w上，基于淤地壩壩地邊界緩沖區(qū)方法，2020/2021年研究區(qū)域淤地壩壩地面積提取的不確定范圍在20%以內(nèi)。此外，為進(jìn)一步驗(yàn)證提取淤地壩壩地邊界的精確度，基于2015年的監(jiān)測(cè)淤地壩壩地面積數(shù)據(jù)，通過與同期分辨率較差的Sentinel-2提取對(duì)應(yīng)30座淤地壩面積對(duì)比發(fā)現(xiàn)，本方法提取的淤地壩壩地面積誤差約為15%。

3 結(jié)果與分析

3.1 淤地壩壩地資源現(xiàn)狀分析

3.1.1 淤地壩壩地總體分布特征

截至2021年，整個(gè)研究區(qū)各種類型淤地壩共計(jì)12167座，總覆蓋面積達(dá)71.19 km2，平均單座淤地壩壩地面積為5851 m2。就淤地壩的規(guī)模而言，主要以小型淤地壩為主，其中，淤地壩壩地＜15000 m2的壩地?cái)?shù)量占該地區(qū)壩地總數(shù)量的93.42%，壩地面積＜5000 m2的淤地壩占總淤地壩數(shù)量的68.92%。從淤地壩的空間分布特征（圖3）來看，其主要集中在山區(qū)流域溝道中，如西部呂梁山區(qū)分布有眾多的淤地壩；盆地內(nèi)的淤地壩相對(duì)較少，如汾河谷地，但在汾河谷地的上游山區(qū)分布有眾多的淤地壩。

圖3 研究區(qū)淤地壩壩地的空間分布Fig. 3 Distribution of the check dam in the study area

3.1.2 各縣（市）淤地壩壩地分布特征

研究區(qū)各縣（市）淤地壩數(shù)量和面積存在明顯的空間差異，就整個(gè)研究區(qū)而言，淤地壩數(shù)量和面積整體呈現(xiàn)由北向東依次遞減趨勢(shì)（圖4）?？h域上，北部的汾西縣淤地壩數(shù)量最多，面積最大，分別占該地區(qū)淤地壩壩地總數(shù)量和總面積的47.56%和37.81%。其次是洪洞縣和浮山縣地區(qū)，其對(duì)應(yīng)范圍內(nèi)淤地壩數(shù)量和面積分別占總量的10.68%和10.71%（洪洞縣），9.12%和8.16%（浮山縣）。古縣、霍州市、堯都區(qū)和襄汾縣對(duì)應(yīng)淤地壩數(shù)量和面積相似，分別占研究區(qū)淤地壩總數(shù)量和總面積的5%和4%左右（表2）。區(qū)域淤地壩數(shù)量最少的為曲沃縣和侯馬市，同時(shí)也是海拔最低的地區(qū)，以山谷平原為主，其所涵蓋的淤地壩數(shù)量和面積均不超過總量的0.5%。

表2 研究區(qū)各縣（市）淤地壩壩地?cái)?shù)量及其面積分布Tab. 2 Distribution of check dam number in each county (city) across the study area

圖4 研究區(qū)各縣（市）淤地壩壩地?cái)?shù)量和面積的空間分布Fig. 4 Spatial distribution of check dam number and area in each county (city) across the study area

3.2 淤地壩運(yùn)行現(xiàn)狀分析

3.2.1 淤地壩淤泥年限運(yùn)行現(xiàn)狀

按照淤地壩建設(shè)及使用標(biāo)準(zhǔn)，其主要分為骨干壩、中型壩和小型壩三大類，共同組成了黃土高原地區(qū)各類壩系。截至2021年，研究區(qū)各類骨干壩和中型壩共計(jì)532座，其中，骨干壩321座（60.34%），中型壩211座（39.66%）（表3）。對(duì)比發(fā)現(xiàn)：研究區(qū)的淤地壩建設(shè)時(shí)間在2000年前后，主要集中于2002 — 2010年（圖5a）。就各縣區(qū)淤地壩修建時(shí)間來看，汾西縣和吉縣淤地壩的建設(shè)時(shí)間較早，集中在2000 — 2005年，而浮山縣在2010年前后也開始大規(guī)模修建淤地壩（圖5b）。從整個(gè)研究區(qū)淤地壩的服務(wù)期限來看，其分布在5 — 23 a，主要集中在10 —16 a。

表3 研究區(qū)各縣（市）骨干壩和中型壩的空間分布統(tǒng)計(jì)Tab. 3 Distribution of check dam number in each county (city) across the study area

基于淤地壩工程服務(wù)期限來看（圖5d），截至2021年，有一半以上（56.58%）的淤地壩已經(jīng)超過了淤地壩淤積年限，絕大多數(shù)淤地壩的淤積超限時(shí)間在2 — 6 a，多座淤地壩淤積年限已經(jīng)超過15 a。而對(duì)于當(dāng)前未超淤積年限的淤地壩而言，其大都在未來5 a內(nèi)服務(wù)期滿。就晉西南各地區(qū)而言，這些服務(wù)年限已經(jīng)超限的淤地壩主要集中在西北部地區(qū)，如：隰縣（46座淤地壩服務(wù)年限超限，占該地區(qū)骨干壩和中型壩總數(shù)的51.11%，平均超限4 a）、永和縣（27座，占該地區(qū)骨干壩和中型壩總數(shù)的42.86%，平均超限4 a）、大寧縣（69座，占該地區(qū)骨干壩和中型壩總數(shù)的62.16%，平均超限3 a）、汾西縣（35座，占該地區(qū)骨干壩和中型壩總數(shù)的72.92%，平均超限6 a）、蒲縣（22座，占該地區(qū)骨干壩和中型壩總數(shù)的47.83%，平均超限8 a）、吉縣（51座，占該地區(qū)骨干壩和中型壩總數(shù)的64.56%，平均超限4 a）和鄉(xiāng)寧縣（46座，占該地區(qū)骨干壩和中型壩總數(shù)的62.16%，平均超限4 a）。

圖5 研究區(qū)各縣（市）淤地壩的建設(shè)時(shí)間及其運(yùn)行時(shí)間Fig. 5 The construction time of check dams in each county (city) and their operation period in the study area

3.2.2 淤地壩淤積服務(wù)現(xiàn)狀

研究區(qū)骨干壩和中型壩所控流域面積為15272.76 km2，其設(shè)計(jì)總庫(kù)容量達(dá)26861.76萬m3，其中，淤地壩設(shè)計(jì)攔泥沙庫(kù)容量達(dá)15745.11萬m3?；诿孔俚貕蔚墓こ淘O(shè)計(jì)年限，其超出工程設(shè)計(jì)年限為“淤滿”狀態(tài)，截至2021年，晉西南地區(qū)設(shè)計(jì)超限的淤地壩（骨干壩和中型壩）總淤滿庫(kù)容達(dá)6617.41萬m3，約占晉西南地區(qū)總設(shè)計(jì)攔泥容量的42.03%?？臻g上，這些庫(kù)容淤滿的淤地壩主要集中在西部和西北部區(qū)域（圖6）。就空間上庫(kù)容淤滿的淤地壩而言，這些庫(kù)容淤滿的淤地壩主要集中在隰縣（46座，淤滿庫(kù)容1210.26萬m3）、永和縣（27座，淤滿庫(kù)容565.67萬m3）、大寧縣（69座，淤滿庫(kù)容2008.12萬m3）、汾西縣（35座，淤滿庫(kù)容670.04萬m3）、蒲縣（22座，淤滿庫(kù)容280.50萬m3）、吉縣（51座，淤滿庫(kù)容1183.33萬m3）和鄉(xiāng)寧縣（46座，淤滿庫(kù)容660.01萬m3）。

圖6 研究區(qū)超服務(wù)年限淤地壩（骨干壩和中型壩）的超期時(shí)間及其攔泥庫(kù)容量淤滿空間分布Fig. 6 Spatial distribution of overdue period and silt storage capacity of check dam (key and medium-sized dams) beyond designed service life in the study area

4 討論

近年來，在全球氣候變暖和人類活動(dòng)的影響下，黃土高原地區(qū)水土流失加劇，糧食生產(chǎn)較為集中的丘陵溝壑區(qū)水土流失更為嚴(yán)重。其中，研究區(qū)受水土流失影響最為敏感的草地在2000 — 2020年減少了6.8%，減幅達(dá)17.9 km2· a-1。淤地壩作為黃河流域和黃土高原地區(qū)生態(tài)治理的重點(diǎn)工程和土地利用方式，對(duì)該地區(qū)的生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展有重要作用。2019年習(xí)近平總書記《在黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會(huì)上的講話》中指出：“黃河流域要加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，中游要突出抓好水土保持和污染治理，有條件的地方要大力建設(shè)旱作梯田，淤地壩等”。基于2000年以來的土地利用數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)城鄉(xiāng)和居民用地近20 a擴(kuò)張了近67%，擴(kuò)張速率達(dá)6.7 km2· a-1，而耕地面積僅擴(kuò)張了2.23%，增幅達(dá)5.4 km2· a-1。天然和人工林在內(nèi)的林地范圍在近20 a擴(kuò)張了3.55%，擴(kuò)張速率在5.7 km2· a-1，而這很大程度上受到人工植樹造林的影響（圖7）。

為進(jìn)一步探究淤地壩工程建設(shè)對(duì)植被生態(tài)保護(hù)的影響，基于NDVI數(shù)據(jù)，對(duì)2000 — 2019年的植被狀況進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：近20 a，晉西南地區(qū)淤地壩流域的NDVI呈現(xiàn)非常顯著的增加態(tài)勢(shì)（P＜0.01），速率達(dá)0.01 · a-1（圖7a），NDVI值從2000年的0.53增大到2019年的0.70，增幅達(dá)32.08%。而淤地壩壩地當(dāng)前已成為土地資源開發(fā)的重點(diǎn)方向，水土流失得到有效防治，植被得到了很好恢復(fù)。

圖7 2000 — 2020年淤地壩流域范圍內(nèi)土地利用類型和NDVI變化Fig. 7 Land use / NDVI change in the basins of the check dam during 2000 — 2020

淤地壩壩地作為黃土高原地區(qū)一種有效的土地利用資源，在很大程度上可以減少水土流失，并在很大程度上提供肥沃的土地資源。盡管淤地壩淤滿之后，其攔泥蓄容和防洪等功能下降，但其淤滿后仍能發(fā)揮減蝕和攔蓄徑流泥沙作用（惠波等，2020）。與坡耕地相比，淤地壩壩地具備易于獲取且穩(wěn)定高產(chǎn)的土地資源條件，如淤地壩攔淤后，形成平坦的人造平原，土壤濕潤(rùn)肥沃，抗旱能力強(qiáng)，產(chǎn)量高，比坡地增產(chǎn)3 — 10倍。據(jù)推算，黃土高原區(qū)每淤壩地1 hm2，可退耕陡坡耕地 3 — 8 h m2（羅西超，2016），本研究中的淤地壩總面積71.19 km2，折算可退耕地面積21357 — 56952 hm2。由此可見，相較其他土地利用類型，淤地壩具有更高的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

5 結(jié)論

基于多源遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)和淤地壩監(jiān)測(cè)資料，對(duì)晉西南地區(qū)淤地壩壩地資源現(xiàn)狀進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)與分析，完成了該地區(qū)淤地壩壩地編目，并對(duì)其運(yùn)行現(xiàn)狀進(jìn)行了評(píng)估，主要結(jié)論如下：

（1）截至2021年，研究區(qū)各種類型淤地壩共計(jì)12167座，總覆蓋面積達(dá)71.19 km2，平均單座淤地壩壩地面積為5851 m2。淤地壩規(guī)模上主要以小型規(guī)模（＜15000 m2）的淤地壩為主，占淤地壩總數(shù)量的93.42%。其中，骨干壩和中型壩總計(jì)532座（占4.37%）。淤地壩在空間分布上主要集中于汾西縣、洪洞縣和浮山縣。

（2）截至2021年，晉西南地區(qū)56.58%的骨干壩和中型壩已超過了其服務(wù)年限（平均超限4.35 a），其總淤滿庫(kù)容達(dá)6617.41萬m3，而剩余的絕大多骨干壩和中型壩在5 a之內(nèi)也將超過其運(yùn)行服務(wù)年限。整體上，晉西南地區(qū)淤地壩超服務(wù)期限嚴(yán)重并多呈現(xiàn)淤滿狀態(tài)。

（3）淤地壩的建設(shè)在很大程度上減少了上游水土流失，對(duì)防洪、生態(tài)保護(hù)、淤泥建地、發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面已經(jīng)產(chǎn)生了重要影響，但淤地壩淤滿使得防沙、防洪能力明顯減弱。

致謝：感謝劉志慧、張雅清、閆斌和劉文毅在遙感影像處理和解譯過程等方面付出的辛勤勞動(dòng)。