黃土高原溝壑壩研究管理論文

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一、溝壑壩系的現狀、任務與問題

黃土高原溝壑修建淤地壩由來已久，約有400年的歷史。但大量的淤地壩還是在新中國成立后修建的。據黃河上中游管理局和黃土高原七省（自治區）水土保持部門的統計，截至2002年底，黃土高原地區建成淤地壩11．35萬座（其中骨干壩1480座，中小型壩11．2萬座），淤地32萬hm2，保護川臺地1．87萬hm2。其中，陜西、山西、內蒙古3?。ㄗ灾螀^）共有淤地壩9萬余座，占總數的79．1％。多沙區分布10．60萬座、占總數的93．4％，多沙粗沙區分布8．52萬座，占總數的75．1％。同時，建成的數十條小流域壩系，在各地都起到示范作用，促進了壩系建設的快速發展。實踐證明，溝壑淤地壩系建設以后，小流域內的泥沙幾乎全部被攔蓄下來，洪水得以調蓄和利用，溝道基本實現了川臺化，荒溝變良田，構建了黃土高原壩系農業的雛形。

根據對黃土高原人口發展需要糧田和淤地壩建設條件及潛力的分析，按照需要與可能相結合的原則，也是為了適應全面建設小康社會和西部大開發的要求，《黃河近期重點治理開發規劃》提出用10年的時間，在黃土高原建設骨干壩1．67萬座，中小型淤地壩8．94萬座和一批小流域示范壩系。工程建成后，結合其他水土保持措施的實施，實現年減少入黃泥沙5億t，新增淤地能力18萬hm2、攔泥能力140億t、蓄水能力60億m3，可發展灌溉8萬hm2，可促進退耕還林還草80萬hm2和封育保護約133．4萬hm2。

溝壑壩系建設是一項技術性較強的系統工程，群眾在長期的實踐中積累了不少成功經驗，取得一些科研成果。但尚未形成比較完善的技術體系，壩系建設中有許多重大問題與關鍵技術需要研究與創新。水是黃土高原最為稀缺的戰略資源，大規模地建設溝壑壩系勢必攔蓄大量的天然降水，其對黃河下游斷流的影響有多大，壩系建設的重點區域在哪里，壩系建設的規模、布局、結構、時序如何安排，如何實現壩系的相對穩定和運用管護，如何確保壩地的防洪保收，如何防治壩地鹽堿化等，都需要認真研究和解決，進而加快壩系建設速度，提高質量，降低成本，增大壩系的整體效益。

二、溝壑壩系建設對河川徑流的影響

1．攔蓄降雨徑流是黃土高原農業生產的必要條件

溝壑壩系攔蓄了大量的天然降水和部分徑流，這些水量攔蓄在黃土高原的千溝萬壑，為當地社會經濟發展和農業生產提供了寶貴的水資源。溝壑壩系攔蓄了暴雨徑流，并逐步實現高效利用，使過去的“攔水減災”轉變為“蓄水興利”。據人民治黃50年水土保持效益分析，到1995年，流域修建了11萬多座淤地壩和380多萬座水窖、澇池等小型攔蓄工程，累計蓄水322．7億m3，按60％的利用率計算，增加可利用水量193．63億m3，可解決1000多萬農業人口的飲水困難。

黃土高原平均400mm左右的降水本來就比較少，盡量多地就地就近攔蓄利用降水是當地生態環境恢復、人們生活生產所必需的。即使以后實施西線南水北調，也只能用于河套沿黃灌區以及黃河下游兩岸，很難調水到黃土高原的千溝萬壑間。所以加快溝壑壩系工程的建設速度，搞好水土保持，盡量多地攔蓄降雨徑流，恢復生態、發展生產無疑是非常必要的。

2．壩系攔蓄徑流的同時也攔蓄了大量泥沙，總體上對黃河是有益的

黃河水沙異源，來水主要在蘭州以上，來沙主要在河龍區間的多沙粗沙區。淤地壩主要集中在河龍區間，加上其他水保工程措施，攔蓄了這一區間的產水，就意味著攔截了入黃的大部分泥沙，對黃河泥沙問題的解決無疑是一大貢獻。

根據黃土高原各地水土保持試驗站的科學觀測：坡耕地每年流失的水量為3萬～4．5萬m3／km2，流失土壤7500～15000t／km2；荒坡地每年流失的水量為4．5萬～6萬m3／km2，流失土壤4500～9000t／km2。也就是說坡耕地攔1t泥沙需攔水3～4m3，荒坡地攔1t泥沙需攔水7～10m3，實際從坡面沖下來的高含沙洪水到溝壑沿途沖刷不斷增強，其含沙量更高。與下游沖1t沙入海需要幾十立方米水量相比，在中游攔沙能節省大量水資源。以現有的水土保持措施和有關研究成果計算的全部水土保持措施最大減水量為14．53億m3，占黃河多年平均徑流量580億m3的2．5％。按照黃土高原地區淤地壩建設規劃再新增16．3萬座大、中、小型淤地壩，其蓄水能力也就是50億～60億m3，但是每年能夠減少入黃泥沙約7億t，也就是說可節省出100多億m3沖沙入海的水用于黃河下游的工農業生產。

另外，黃河斷流主要發生在非汛期的2～7月，而淤地壩等水土保持措施的攔蓄作用主要是在7～9月，時間上是不一致的；淤地壩攔蓄主要是暴雨洪水徑流，基本是不可利用或難以利用的水量；淤地壩在汛期攔蓄的高含沙洪水一部分轉化為地下水，一部分轉化為清水，增加了溝道長流水，增加了河川基流，對汛期洪水起到調節作用，對減少斷流產生積極影響?，F在黃土高原，特別是黃丘區的黃河一級支流和二、三級支溝，沒有壩系的溝道，大多是一遇暴雨就成災，多為暴漲暴落的洪水，雨后天晴立即變成干溝灘，沒有長流水；而凡是溝道壩系較多的，暴雨洪水被節節攔蓄利用，成不了災，且在溝道下游涌出了許多泉水，細水長流，源源不斷地補給下游支流、補給黃河。

三、突出重點，加快多沙粗沙區壩系建設和管護

1．多沙粗沙區是壩系建設的重點

黃河泥沙的87．5％來自水土流失面積為19．1萬km2的多沙區，其中水蝕面積為14．6萬km2。涉及黃土丘陵溝壑區、黃土高原溝壑區、土石山區和黃土階地區的部分地區。集中分布在河龍區間、涇洛渭河中上游以及青海、內蒙古、河南沿黃部分地區。多年平均輸入黃河的泥沙量為14億t。上述多沙區中，侵蝕模數大于5000t／km2·a且粗沙模數大于1300t／km2·a的區域為多沙粗沙區，面積為7．86萬km2。分布于河口鎮至龍門區間的23條支流和涇河上游（馬蓮河、蒲河）部分地區、北洛河上游（劉家河以上）部分地區，主要涉及黃土丘陵溝壑區、黃土高原溝壑區。該區多年平均輸沙量（1954～1969年系列）11．82億t，占黃河同期總輸沙量的62．8％；粗泥沙輸沙量為3．19億t，占黃河粗泥沙總量的72．5％。該區支毛溝發育，溝壑面積占總面積的50％～60％；面積大于3km2的溝道有6758條，其中流域面積為100～300km2的溝道有265條，50～100km2的有435條，10～50km2的有1792條，5～10km2的有1771條，3～5km2的有2495條。

經過多年的實驗觀測，黃河泥沙的主要來源及其給下游淤積抬高河床帶來嚴重危害的是多沙粗沙區，要控制泥沙入河，可以首先對該區域的水土流失抓緊治理。這里的溝壑侵蝕量占到總量的60％以上，侵蝕嚴重且獨具良好的筑壩條件，在這里加快溝壑壩系建設，能快速減少入黃泥沙。

目前，該區域已建設了數十條小流域壩系，探索出了淤地壩大、中、小聯合運用的成功模式。但是建設大量的骨干壩和大中型淤地壩，工程量大，所需投資多。從多年的工程建設實踐來看，這項工程不能單憑國家補助或群眾自發的力量來完成，必須由國家認定作為治理黃河、建設黃土高原、鞏固退耕還林成果的重點開發項目，加大投資力度，組織力量進行建設。

2．加大已建壩系的維修管護，提高壩地利用率

由于維修管護不力，已建壩系的效益難以正常發揮，壩系配套不科學，造成已淤壩地不能防洪保收，鹽堿化嚴重使得壩地利用率很低等，直接影響著農民群眾投入的積極性。

2003年4月，筆者在陜北、晉西北進行退耕還林中期評估調查時，就遇到不少這方面問題。有的村人均已有0．13hm2壩地，就是山上的地全部退耕還林了，壩地里產的糧食也夠吃。問題是有1／3的壩地鹽堿化嚴重，不能種莊稼了，另外能種的部分壩地也經常受洪水的侵襲，不能保收。當地政府和群眾希望幫助他們修建攔洪壩或者排洪渠，治理鹽堿地。在各地調查時都遇到這樣的問題，只是程度不同而已；還有的淤出一些壩地后，就只管眼前生產，不顧長期利益，高筑渠、暢排洪，影響壩地的不斷淤積增加，不利于實現壩系的相對穩定和可持續利用。究其原因，主要是群眾資金少，想建設但力不從心；再就是他們缺乏科學技術指導，不懂得怎樣實施科學有效的防治。這應該引起各級領導的高度重視并采取相宜的措施幫助農民解決困難。在壩系建設和管護方面增加科技含量，以提高壩地的保收率、利用率和壩系的整體效益。

四、溝壑壩系建設應注意的幾個問題

1．壩系規模

小流域壩系的規模主要指壩系的控制面積、工程數量、安全標準和工程等級等幾個方面?？刂埔幠Ｓ眯×饔蛎娣e和壩系的流域面積控制率反映，數量規模一般用壩系的布壩密度（單位面積內淤地壩的數量）表示，安全標準用壩系的防洪標準反映，工程等級則反映組成壩系的單壩工程規模。

壩系規模的確定要考慮壩址條件、壩區淹沒情況、流域內的自然條件、社會經濟情況、水土流失特點等因素。目前小流域壩系應以100km2左右的流域為基本規劃單元進行布設。影響布壩密度的因素很多，主要有溝壑密度、溝道比降、溝長、侵蝕模數、坡面治理程度、暴雨強度等。

2．壩系結構

小流域壩系的結構是指小流域壩系骨干壩、中小型淤地壩、小水庫、塘壩等溝道工程的分層組合關系、數量配置比例和平面形狀，主要與小流域內各級溝道的疏密程度和各級溝道的面積有關。根據對黃土高原不同侵蝕區淤地壩現狀結構的分析，得出不同侵蝕區骨干壩單壩控制面積和骨干壩與中小型淤地壩的配置比例見表1。

溝道形狀影響著壩系工程的數量和配置比例，“V”形溝道狹窄，一般適合配置中小型壩，工程數量較多；“U”形溝道寬闊，一般配置大中型壩，工程數量較少。對不同的壩系在功能設置上有不同的要求：防洪要求高的壩系，一般骨干壩防洪標準較高，因此中小型壩的比例較?。灰罂焖儆俚?、及早生產的壩系，一般需要工程數量較多，因此中小型壩比例較大，即“小多成群”。壩系在結構上要充分考慮防洪、攔泥、生產、蓄水功能。

壩系結構往往隨壩系的發展而變化，初建階段壩系按設計完成布局，形成的壩系結構，工程數量較多，中小型壩比例較大，在壩系發育過程中，通過適應性調整，工程總數量有所減少，大中型壩比例增大，到成熟階段，壩系結構基本固定下來。

3．壩系布局

小流域壩系的布局是以水沙淤積相對平衡為目標，最終實現流域內天然降水資源的充分、合理利用，具有整體性、層次性和關聯性。

整體性：壩系防治體系包括骨干壩、中小型淤地壩、小水庫、小塘壩、谷坊和其他小型攔蓄工程，它們雖然在壩系中的分工和作用不同，但作為一個整體，共同構筑了溝道防護體系。

層次性：壩系防治體系根據其功能和作用可歸結為兩個層次，一是防洪體系，二是生產體系。防洪體系是壩系的骨架，是維系壩系安全運行的必要措施；防洪體系主要由承擔壩系防洪任務的骨干壩和小水庫組成，設計標準較高、工程規模較大是它們的主要特征，也是壩系規劃的主要研究對象。生產體系是壩系的主體，是確保壩系可持續發展的必要內容；生產體系主要由中小型淤地壩（也稱為生產壩）和小型蓄水塘壩及附屬建筑物組成。壩地、灌溉庫容與養殖水面是壩系經濟活動的基礎條件，也是壩系建設的主要目的之一。

關聯性：壩系內各工程之間相互聯系、相互轉換。壩系運行初期，壩地尚未形成，此時淤地壩實際上也發揮著攔截泥沙和調蓄洪水的作用，隨著時間的推移，淤地壩庫容逐漸被泥沙淤滿，壩地逐漸形成，其防洪能力也逐漸喪失，淤地壩的功能轉向了壩地生產。壩系中控制性骨干壩，建設初期兼顧有灌溉的功能，汛期防洪攔蓄洪水，汛后可利用庫水發展灌溉。同時，壩系與坡面工程和流域內村莊、道路、工礦企業等重要建筑物也相互聯系。小流域坡面治理程度低，壩系溝道工程淤積速度加快，洪水威脅就大；反之，坡面治理較好的小流域，壩系安全性就高。壩系的防洪安全直接影響流域內村莊和工礦企業，因此，壩系建設在做好溝道工程布局的同時，還要做好小流域坡面治理和居住在溝岸的村鎮廠礦等防洪安全論證。

骨干壩的布局應遵循三均衡原則，即單壩區間控制面積基本均衡，對干支溝的溝道控制基本均衡，單壩淤地面積與區間控制面積的比值基本均衡。

小流域壩系中受控于干溝壩系的支溝在其下游或溝口骨干壩的控制下形成一個相對獨立的壩系單元，這一個相對完整的子壩系，在整個壩系中起到“承上啟下，獨當一面”的作用，發揮相對獨立的單元防洪、攔泥和生產的功能，對干溝壩系起“上攔下?！弊饔谩?/p>

骨干壩在流域內分單元切塊布局，中小型淤地壩按溝道級別分層布局。壩系從初建到實現相對穩定很難在一個階段實現，一般要經過初建、發育、成熟和相對穩定4個階段的發展過程。在各個階段，由于運行方式有所區別，壩系布局結構也不同。布壩密度一般為每平方公里1．0～1．5座，骨干壩與中小型壩的配置比例一般為1∶1～1∶2。

4．建壩時序

在安排壩系建設進度計劃時，為計算方便，通常采用多年平均洪量模數和侵蝕模數作為流域產流產沙的指標。而實際上，暴雨洪水具有的隨機性，使得各單壩的淤滿年限具有不確定性。若某座壩在淤積庫容未滿時便修建上游后續壩，勢必影響該壩效益的發揮。而當淤滿時間提前時，若不及時建設上游后續壩，則又會造成該壩過量淤積，威脅壩庫安全。顯然，籠統地給各單壩安排固定的布設時間往往不符合實際情況，當淤積條件發生變化時，就有必要對上游后續壩修建時間進行適時調整。同時，由于壩系是一個整體，其中任何一座壩的調整均可能對其他壩乃至整個壩系的建設造成連鎖影響。因此，在對壩系中某座壩的建造時間進行調整時，需要相應分析以下幾個問題：①淤地壩修建時間的調整是否會對后續壩乃至整個壩系建設產生影響，影響有多大；②在不影響后續壩和壩系建設整體進程的前提下，該壩調整的余地有多大；③如何調整、采取何種對策措施才可能減少調整帶來的不利影響。

5．壩系相對穩定

壩系達到相對穩定后，隨著壩地面積逐年淤積增加，即承受洪水的面積愈來愈大，在一定標準洪水量情況下，相對單位面積承受洪水的深度就愈來愈淺，各級溝道均已川臺化，各個單壩均可防洪保收，洪水泥沙在壩地內已變成“引洪漫地”，壩體加高已變成養護性質的“護埂”，壩系結構持久穩定。另外坡面措施的層層攔蓄，來水來沙逐步減少，促進和保障了相對穩定壩系的快速形成。黃土高原已有多條基本相對穩定的壩系，達到多年洪水不出溝，被就地就近攔蓄利用。壩系相對穩定是溝道建設淤地壩的最終目標，是淤地壩發展的必然結果。

五、有關壩系建設的幾點建議

1．建立淤地壩建設管理新機制

溝壑壩系建設要嚴格按照基本建設管理體制的要求，實行項目法人責任制和建設監理制、招標投標制，通過合同方式進行管理，加強工程建設的質量監督與管理。

重建設輕管理、管理技術落后、產權虛置、缺乏補償機制，是當前淤地壩運行管理的突出矛盾。根據目前我國政府機構改革和加快建立農村中介組織機構的政策措施，結合流域壩系整體關聯性的技術要求，以及建立市場經濟體制和產權制度改革的現實形勢，淤地壩運行管理就是在壩系內部，以人為本，通過建立組織，確定責任，實現有人管壩、有錢修壩、有章護壩的新局面，具本包括三個方面的內容：建立淤地壩管理協會，設立淤地壩管理基金，推行淤地壩產權制度改革。

淤地壩管理協會是農民按照自愿原則自行組成的合作經濟組織，是壩系運用管理的組織機構，也是實現壩系持續發展管理活動的保證和依托。淤地壩管理基金是實現可持續發展的經濟基礎。淤地壩管理基金的目的和作用主要是確保淤地壩加固配套，實現壩地資源可持續利用。管理基金的建立，將解決國家顧及不到而一家一戶辦不成的事情。淤地壩產權制度改革應根據市場經濟和家庭聯產承包責任制的實際以及本地區現階段生產力水平，按照“三個有利于”的標準，遵循資產經營和資本經營原則，采取多種形式，盤活這部分呆滯的資源和資產。一般宜采用以下幾種產權制度改革形式：股份合作制，租賃經營，有償轉讓，出售，抵押承包，嫁接改造。

2．遵循市場經濟規律，建立淤地壩投資體系

淤地壩是一項以公益性為主的社會發展事業，需要國家、集體、個人一齊上，走“淤地壩為社會，社會興建淤地壩”的路子，引進利益驅動機制，調動各方面的積極性，建立多層次、多渠道、多元化淤地壩投資體系。首先，國家對溝壑壩系建設有穩定的投入，實行地方匹配，群眾投勞。其次，進一步完善淤地壩管護責任制，確保經營管理者合法權益，做到責權利相結合，鞏固和發展群眾興建淤地壩的積極性。第三，積極引進外資，利用國際組織貸、贈款興建淤地壩。第四，采取多種形式，吸取社會資金，加快淤地壩建設，如股份合作、中外合資、中外合作等。

3．建立淤地壩服務體系

根據黃土高原水土流失特點和淤地壩建設任務，逐步建立起以下幾種類型相結合的淤地壩服務體系。一是建立一套運轉靈活、持續、穩定的淤地壩管理機構。各級淤地壩管理機構要轉變職能，理順關系，提高效率，搞好服務，開展調查研究，科學規劃設計，使之技術上可行，經濟上合理，確保工程建設的高標準、高質量，組織工程驗收，落實管護措施，做到建一座壩，興辦一個實體，富一方群眾。二是建立科研、示范、推廣體系，加速淤地壩科研成果的轉化。三是積極開展多種經營，建立經濟實體，為農民提供市場信息，培養和引進優良品種，傳授優質、高產、高效技術，組織產品就地加工轉化，搞好產品收購、貯藏和運銷，促進水土保持與商品生產更好地發展，富裕人民，增強水保機構的經濟實力。

4．建立健全法規，為淤地壩發展提供保障

淤地壩建設必須適應社會主義市場經濟，建立健全法規，貫徹執行好水土保持法規，運用法律、法規保護和促進淤地壩的建設和發展。首先，要行使好《水土保持法》賦予水保行業主管部門的職能，依法加強對淤地壩的統一管理。其次，強化對淤地壩的建設和運行管理。對于在經濟開發和生產經營等社會活動中損壞或侵占淤地壩工程的，按照“誰損壞、誰修復”的原則，責成其負責修復。礦區開發、交通建設等都會對淤地壩工程造成影響，必須要求相關部門在建設和開發的同時，按照水土保持的統一規劃和標準編報水土保持方案，完善配套好淤地壩工程。第三，完善現有淤地壩規章制度，對壩區產權界定、淤地壩規劃布局與定位、投資方式、工程招標投標和監理、壩系農業等問題，要在實踐中積累經驗，廣泛調查研究，制定出操作性強的法規、條例、為淤地壩的發展提供保障。