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黄土高原沟壑坝研究管理论文
黄土高原沟壑坝研究管理论文 一、沟壑坝系的现状、任务与问题 黄土高原沟壑修建淤地坝由来已久，约有４００年的历史。但大量的淤地 坝还是在新中国成立后修建的。据黄河上中游管理局和黄土高原七省（自治区） 水土保持部门的统计，截至２００２年底，黄土高原地区建成淤地坝１１．３５ 万座（其中骨干坝１４８０座，中小型坝１１．２万座），淤地３２万ｈｍ２， 保护川台地１．８７万ｈｍ２。其中，陕西、山西、内蒙古３省（自治区）共有 淤地坝９万余座，占总数的７９．１％。多沙区分布１０．６０万座、占总数的 ９３．４％，多沙粗沙区分布８．５２万座，占总数的７５．１％。同时，建成 的数十条小流域坝系，在各地都起到示范作用，促进了坝系建设的快速发展。实 践证明，沟壑淤地坝系建设以后，小流域内的泥沙几乎全部被拦蓄下来，洪水得 以调蓄和利用，沟道基本实现了川台化，荒沟变良田，构建了黄土高原坝系农业 的雏形。根据对黄土高原人口发展需要粮田和淤地坝建设条件及潜力的分析，按照 需要与可能相结合的原则，也是为了适应全面建设小康社会和西部大开发的要求， 《黄河近期重点治理开发规划》提出用１０年的时间，在黄土高原建设骨干坝１． ６７万座，中小型淤地坝８．９４万座和一批小流域示范坝系。工程建成后，结 合其他水土保持措施的实施，实现年减少入黄泥沙５亿ｔ，新增淤地能力１８万 ｈｍ２、拦泥能力１４０亿ｔ、蓄水能力６０亿ｍ３，可发展灌溉８万ｈｍ２， 可促进退耕还林还草８０万ｈｍ２和封育保护约１３３．４万ｈｍ２。
沟壑坝系建设是一项技术性较强的系统工程，群众在长期的实践中积累了 不少成功经验，取得一些科研成果。但尚未形成比较完善的技术体系，坝系建设 中有许多重大问题与关键技术需要研究与创新。水是黄土高原最为稀缺的战略资 源，大规模地建设沟壑坝系势必拦蓄大量的天然降水，其对黄河下游断流的影响 有多大，坝系建设的重点区域在哪里，坝系建设的规模、布局、结构、时序如何 安排，如何实现坝系的相对稳定和运用管护，如何确保坝地的防洪保收，如何防 治坝地盐碱化等，都需要认真研究和解决，进而加快坝系建设速度，提高质量， 降低成本，增大坝系的整体效益。
二、沟壑坝系建设对河川径流的影响 １．拦蓄降雨径流是黄土高原农业生产的必要条件沟壑坝系拦蓄了大量的天然降水和部分径流，这些水量拦蓄在黄土高原的 千沟万壑，为当地社会经济发展和农业生产提供了宝贵的水资源。沟壑坝系拦蓄 了暴雨径流，并逐步实现高效利用，使过去的“拦水减灾”转变为“蓄水兴利”。据 人民治黄５０年水土保持效益分析，到１９９５年，流域修建了１１万多座淤地 坝和３８０多万座水窖、涝池等小型拦蓄工程，累计蓄水３２２．７亿ｍ３，按 ６０％的利用率计算，增加可利用水量１９３．６３亿ｍ３，可解决１０００多 万农业人口的饮水困难。
黄土高原平均４００ｍｍ左右的降水本来就比较少，尽量多地就地就近拦 蓄利用降水是当地生态环境恢复、人们生活生产所必需的。即使以后实施西线南 水北调，也只能用于河套沿黄灌区以及黄河下游两岸，很难调水到黄土高原的千 沟万壑间。所以加快沟壑坝系工程的建设速度，搞好水土保持，尽量多地拦蓄降 雨径流，恢复生态、发展生产无疑是非常必要的。
２．坝系拦蓄径流的同时也拦蓄了大量泥沙，总体上对黄河是有益的 黄河水沙异源，来水主要在兰州以上，来沙主要在河龙区间的多沙粗沙区。
淤地坝主要集中在河龙区间，加上其他水保工程措施，拦蓄了这一区间的产水， 就意味着拦截了入黄的大部分泥沙，对黄河泥沙问题的解决无疑是一大贡献。
根据黄土高原各地水土保持试验站的科学观测：坡耕地每年流失的水量为 ３万～４．５万ｍ３／ｋｍ２，流失土壤７５００～１５０００ｔ／ｋｍ２；
荒 坡地每年流失的水量为４．５万～６万ｍ３／ｋｍ２，流失土壤４５００～９０ ００ｔ／ｋｍ２。也就是说坡耕地拦１ｔ泥沙需拦水３～４ｍ３，荒坡地拦１ｔ 泥沙需拦水７～１０ｍ３，实际从坡面冲下来的高含沙洪水到沟壑沿途冲刷不断 增强，其含沙量更高。与下游冲１ｔ沙入海需要几十立方米水量相比，在中游拦 沙能节省大量水资源。以现有的水土保持措施和有关研究成果计算的全部水土保 持措施最大减水量为１４．５３亿ｍ３，占黄河多年平均径流量５８０亿ｍ３的 ２．５％。按照黄土高原地区淤地坝建设规划再新增１６．３万座大、中、小型 淤地坝，其蓄水能力也就是５０亿～６０亿ｍ３，但是每年能够减少入黄泥沙约 ７亿ｔ，也就是说可节省出１００多亿ｍ３冲沙入海的水用于黄河下游的工农业 生产。
另外，黄河断流主要发生在非汛期的２～７月，而淤地坝等水土保持措施 的拦蓄作用主要是在７～９月，时间上是不一致的；
淤地坝拦蓄主要是暴雨洪水径流，基本是不可利用或难以利用的水量；
淤地坝在汛期拦蓄的高含沙洪水一部 分转化为地下水，一部分转化为清水，增加了沟道长流水，增加了河川基流，对 汛期洪水起到调节作用，对减少断流产生积极影响。现在黄土高原，特别是黄丘 区的黄河一级支流和二、三级支沟，没有坝系的沟道，大多是一遇暴雨就成灾， 多为暴涨暴落的洪水，雨后天晴立即变成干沟滩，没有长流水；
而凡是沟道坝系 较多的，暴雨洪水被节节拦蓄利用，成不了灾，且在沟道下游涌出了许多泉水， 细水长流，源源不断地补给下游支流、补给黄河。
三、突出重点，加快多沙粗沙区坝系建设和管护 １．多沙粗沙区是坝系建设的重点 黄河泥沙的８７．５％来自水土流失面积为１９．１万ｋｍ２的多沙区， 其中水蚀面积为１４．６万ｋｍ２。涉及黄土丘陵沟壑区、黄土高原沟壑区、土 石山区和黄土阶地区的部分地区。集中分布在河龙区间、泾洛渭河中上游以及青 海、内蒙古、河南沿黄部分地区。多年平均输入黄河的泥沙量为１４亿ｔ。上述 多沙区中，侵蚀模数大于５０００ｔ／ｋｍ２・ａ且粗沙模数大于１３００ｔ／ ｋｍ２・ａ的区域为多沙粗沙区，面积为７．８６万ｋｍ２。分布于河口镇至龙 门区间的２３条支流和泾河上游（马莲河、蒲河）部分地区、北洛河上游（刘家 河以上）部分地区，主要涉及黄土丘陵沟壑区、黄土高原沟壑区。该区多年平均 输沙量（１９５４～１９６９年系列）１１．８２亿ｔ，占黄河同期总输沙量的 ６２．８％；
粗泥沙输沙量为３．１９亿ｔ，占黄河粗泥沙总量的７２．５％。
该区支毛沟发育，沟壑面积占总面积的５０％～６０％；
面积大于３ｋｍ２的沟 道有６７５８条，其中流域面积为１００～３００ｋｍ２的沟道有２６５条，５ ０～１００ｋｍ２的有４３５条，１０～５０ｋｍ２的有１７９２条，５～１０ ｋｍ２的有１７７１条，３～５ｋｍ２的有２４９５条。
经过多年的实验观测，黄河泥沙的主要来源及其给下游淤积抬高河床带来 严重危害的是多沙粗沙区，要控制泥沙入河，可以首先对该区域的水土流失抓紧 治理。这里的沟壑侵蚀量占到总量的６０％以上，侵蚀严重且独具良好的筑坝条 件，在这里加快沟壑坝系建设，能快速减少入黄泥沙。
目前，该区域已建设了数十条小流域坝系，探索出了淤地坝大、中、小联 合运用的成功模式。但是建设大量的骨干坝和大中型淤地坝，工程量大，所需投 资多。从多年的工程建设实践来看，这项工程不能单凭国家补助或群众自发的力 量来完成，必须由国家认定作为治理黄河、建设黄土高原、巩固退耕还林成果的重点开发项目，加大投资力度，组织力量进行建设。
２．加大已建坝系的维修管护，提高坝地利用率 由于维修管护不力，已建坝系的效益难以正常发挥，坝系配套不科学，造 成已淤坝地不能防洪保收，盐碱化严重使得坝地利用率很低等，直接影响着农民 群众投入的积极性。
２００３年４月，笔者在陕北、晋西北进行退耕还林中期评估调查时，就 遇到不少这方面问题。有的村人均已有０．１３ｈｍ２坝地，就是山上的地全部 退耕还林了，坝地里产的粮食也够吃。问题是有１／３的坝地盐碱化严重，不能 种庄稼了，另外能种的部分坝地也经常受洪水的侵袭，不能保收。当地政府和群 众希望帮助他们修建拦洪坝或者排洪渠，治理盐碱地。在各地调查时都遇到这样 的问题，只是程度不同而已；
还有的淤出一些坝地后，就只管眼前生产，不顾长 期利益，高筑渠、畅排洪，影响坝地的不断淤积增加，不利于实现坝系的相对稳 定和可持续利用。究其原因，主要是群众资金少，想建设但力不从心；
再就是他 们缺乏科学技术指导，不懂得怎样实施科学有效的防治。这应该引起各级领导的 高度重视并采取相宜的措施帮助农民解决困难。在坝系建设和管护方面增加科技 含量，以提高坝地的保收率、利用率和坝系的整体效益。
四、沟壑坝系建设应注意的几个问题 １．坝系规模 小流域坝系的规模主要指坝系的控制面积、工程数量、安全标准和工程等 级等几个方面。控制规模用小流域面积和坝系的流域面积控制率反映，数量规模 一般用坝系的布坝密度（单位面积内淤地坝的数量）表示，安全标准用坝系的防 洪标准反映，工程等级则反映组成坝系的单坝工程规模。
坝系规模的确定要考虑坝址条件、坝区淹没情况、流域内的自然条件、社 会经济情况、水土流失特点等因素。目前小流域坝系应以１００ｋｍ２左右的流 域为基本规划单元进行布设。影响布坝密度的因素很多，主要有沟壑密度、沟道 比降、沟长、侵蚀模数、坡面治理程度、暴雨强度等。
２．坝系结构 小流域坝系的结构是指小流域坝系骨干坝、中小型淤地坝、小水库、塘坝等沟道工程的分层组合关系、数量配置比例和平面形状，主要与小流域内各级沟 道的疏密程度和各级沟道的面积有关。根据对黄土高原不同侵蚀区淤地坝现状结 构的分析，得出不同侵蚀区骨干坝单坝控制面积和骨干坝与中小型淤地坝的配置 比例见表１。
沟道形状影响着坝系工程的数量和配置比例，“Ｖ”形沟道狭窄，一般适合 配置中小型坝，工程数量较多；
“Ｕ”形沟道宽阔，一般配置大中型坝，工程数量 较少。对不同的坝系在功能设置上有不同的要求：防洪要求高的坝系，一般骨干 坝防洪标准较高，因此中小型坝的比例较小；
要求快速淤地、及早生产的坝系， 一般需要工程数量较多，因此中小型坝比例较大，即“小多成群”。坝系在结构上 要充分考虑防洪、拦泥、生产、蓄水功能。
坝系结构往往随坝系的发展而变化，初建阶段坝系按设计完成布局，形成 的坝系结构，工程数量较多，中小型坝比例较大，在坝系发育过程中，通过适应 性调整，工程总数量有所减少，大中型坝比例增大，到成熟阶段，坝系结构基本 固定下来。
３．坝系布局 小流域坝系的布局是以水沙淤积相对平衡为目标，最终实现流域内天然降 水资源的充分、合理利用，具有整体性、层次性和关联性。
整体性：坝系防治体系包括骨干坝、中小型淤地坝、小水库、小塘坝、谷 坊和其他小型拦蓄工程，它们虽然在坝系中的分工和作用不同，但作为一个整体， 共同构筑了沟道防护体系。
层次性：坝系防治体系根据其功能和作用可归结为两个层次，一是防洪体 系，二是生产体系。防洪体系是坝系的骨架，是维系坝系安全运行的必要措施；
防洪体系主要由承担坝系防洪任务的骨干坝和小水库组成，设计标准较高、工程 规模较大是它们的主要特征，也是坝系规划的主要研究对象。生产体系是坝系的 主体，是确保坝系可持续发展的必要内容；
生产体系主要由中小型淤地坝（也称 为生产坝）和小型蓄水塘坝及附属建筑物组成。坝地、灌溉库容与养殖水面是坝 系经济活动的基础条件，也是坝系建设的主要目的之一。
关联性：坝系内各工程之间相互联系、相互转换。坝系运行初期，坝地尚 未形成，此时淤地坝实际上也发挥着拦截泥沙和调蓄洪水的作用，随着时间的推移，淤地坝库容逐渐被泥沙淤满，坝地逐渐形成，其防洪能力也逐渐丧失，淤地 坝的功能转向了坝地生产。坝系中控制性骨干坝，建设初期兼顾有灌溉的功能， 汛期防洪拦蓄洪水，汛后可利用库水发展灌溉。同时，坝系与坡面工程和流域内 村庄、道路、工矿企业等重要建筑物也相互联系。小流域坡面治理程度低，坝系 沟道工程淤积速度加快，洪水威胁就大；
反之，坡面治理较好的小流域，坝系安 全性就高。坝系的防洪安全直接影响流域内村庄和工矿企业，因此，坝系建设在 做好沟道工程布局的同时，还要做好小流域坡面治理和居住在沟岸的村镇厂矿等 防洪安全论证。
骨干坝的布局应遵循三均衡原则，即单坝区间控制面积基本均衡，对干支 沟的沟道控制基本均衡，单坝淤地面积与区间控制面积的比值基本均衡。
小流域坝系中受控于干沟坝系的支沟在其下游或沟口骨干坝的控制下形 成一个相对独立的坝系单元，这一个相对完整的子坝系，在整个坝系中起到“承 上启下，独当一面”的作用，发挥相对独立的单元防洪、拦泥和生产的功能，对 干沟坝系起“上拦下保”作用。
骨干坝在流域内分单元切块布局，中小型淤地坝按沟道级别分层布局。坝 系从初建到实现相对稳定很难在一个阶段实现，一般要经过初建、发育、成熟和 相对稳定４个阶段的发展过程。在各个阶段，由于运行方式有所区别，坝系布局 结构也不同。布坝密度一般为每平方公里１．０～１．５座，骨干坝与中小型坝 的配置比例一般为１∶１～１∶２。
４．建坝时序 在安排坝系建设进度计划时，为计算方便，通常采用多年平均洪量模数和 侵蚀模数作为流域产流产沙的指标。而实际上，暴雨洪水具有的随机性，使得各 单坝的淤满年限具有不确定性。若某座坝在淤积库容未满时便修建上游后续坝， 势必影响该坝效益的发挥。而当淤满时间提前时，若不及时建设上游后续坝，则 又会造成该坝过量淤积，威胁坝库安全。显然，笼统地给各单坝安排固定的布设 时间往往不符合实际情况，当淤积条件发生变化时，就有必要对上游后续坝修建 时间进行适时调整。同时，由于坝系是一个整体，其中任何一座坝的调整均可能 对其他坝乃至整个坝系的建设造成连锁影响。因此，在对坝系中某座坝的建造时 间进行调整时，需要相应分析以下几个问题：①淤地坝修建时间的调整是否会对 后续坝乃至整个坝系建设产生影响，影响有多大；
②在不影响后续坝和坝系建设 整体进程的前提下，该坝调整的余地有多大；
③如何调整、采取何种对策措施才可能减少调整带来的不利影响。
５．坝系相对稳定 坝系达到相对稳定后，随着坝地面积逐年淤积增加，即承受洪水的面积愈 来愈大，在一定标准洪水量情况下，相对单位面积承受洪水的深度就愈来愈浅， 各级沟道均已川台化，各个单坝均可防洪保收，洪水泥沙在坝地内已变成“引洪 漫地”，坝体加高已变成养护性质的“护埂”，坝系结构持久稳定。另外坡面措施 的层层拦蓄，来水来沙逐步减少，促进和保障了相对稳定坝系的快速形成。黄土 高原已有多条基本相对稳定的坝系，达到多年洪水不出沟，被就地就近拦蓄利用。
坝系相对稳定是沟道建设淤地坝的最终目标，是淤地坝发展的必然结果。
五、有关坝系建设的几点建议 １．建立淤地坝建设管理新机制 沟壑坝系建设要严格按照基本建设管理体制的要求，实行项目法人责任制 和建设监理制、招标投标制，通过合同方式进行管理，加强工程建设的质量监督 与管理。
重建设轻管理、管理技术落后、产权虚置、缺乏补偿机制，是当前淤地坝 运行管理的突出矛盾。根据目前我国政府机构改革和加快建立农村中介组织机构 的政策措施，结合流域坝系整体关联性的技术要求，以及建立市场经济体制和产 权制度改革的现实形势，淤地坝运行管理就是在坝系内部，以人为本，通过建立 组织，确定责任，实现有人管坝、有钱修坝、有章护坝的新局面，具本包括三个 方面的内容：建立淤地坝管理协会，设立淤地坝管理基金，推行淤地坝产权制度 改革。
淤地坝管理协会是农民按照自愿原则自行组成的合作经济组织，是坝系运 用管理的组织机构，也是实现坝系持续发展管理活动的保证和依托。淤地坝管理 基金是实现可持续发展的经济基础。淤地坝管理基金的目的和作用主要是确保淤 地坝加固配套，实现坝地资源可持续利用。管理基金的建立，将解决国家顾及不 到而一家一户办不成的事情。淤地坝产权制度改革应根据市场经济和家庭联产承 包责任制的实际以及本地区现阶段生产力水平，按照“三个有利于”的标准，遵循 资产经营和资本经营原则，采取多种形式，盘活这部分呆滞的资源和资产。一般 宜采用以下几种产权制度改革形式：股份合作制，租赁经营，有偿转让，出售，抵押承包，嫁接改造。
２．遵循市场经济规律，建立淤地坝投资体系 淤地坝是一项以公益性为主的社会发展事业，需要国家、集体、个人一齐 上，走“淤地坝为社会，社会兴建淤地坝”的路子，引进利益驱动机制，调动各方 面的积极性，建立多层次、多渠道、多元化淤地坝投资体系。首先，国家对沟壑 坝系建设有稳定的投入，实行地方匹配，群众投劳。其次，进一步完善淤地坝管 护责任制，确保经营管理者合法权益，做到责权利相结合，巩固和发展群众兴建 淤地坝的积极性。第三，积极引进外资，利用国际组织贷、赠款兴建淤地坝。第 四，采取多种形式，吸取社会资金，加快淤地坝建设，如股份合作、中外合资、 中外合作等。
３．建立淤地坝服务体系 根据黄土高原水土流失特点和淤地坝建设任务，逐步建立起以下几种类型 相结合的淤地坝服务体系。一是建立一套运转灵活、持续、稳定的淤地坝管理机 构。各级淤地坝管理机构要转变职能，理顺关系，提高效率，搞好服务，开展调 查研究，科学规划设计，使之技术上可行，经济上合理，确保工程建设的高标准、 高质量，组织工程验收，落实管护措施，做到建一座坝，兴办一个实体，富一方 群众。二是建立科研、示范、推广体系，加速淤地坝科研成果的转化。三是积极 开展多种经营，建立经济实体，为农民提供市场信息，培养和引进优良品种，传 授优质、高产、高效技术，组织产品就地加工转化，搞好产品收购、贮藏和运销， 促进水土保持与商品生产更好地发展，富裕人民，增强水保机构的经济实力。
４．建立健全法规，为淤地坝发展提供保障 淤地坝建设必须适应社会主义市场经济，建立健全法规，贯彻执行好水土 保持法规，运用法律、法规保护和促进淤地坝的建设和发展。首先，要行使好《水 土保持法》赋予水保行业主管部门的职能，依法加强对淤地坝的统一管理。其次， 强化对淤地坝的建设和运行管理。对于在经济开发和生产经营等社会活动中损坏 或侵占淤地坝工程的，按照“谁损坏、谁修复”的原则，责成其负责修复。矿区开 发、交通建设等都会对淤地坝工程造成影响，必须要求相关部门在建设和开发的 同时，按照水土保持的统一规划和标准编报水土保持方案，完善配套好淤地坝工 程。第三，完善现有淤地坝规章制度，对坝区产权界定、淤地坝规划布局与定位、 投资方式、工程招标投标和监理、坝系农业等问题，要在实践中积累经验，广泛调查研究，制定出操作性强的法规、条例、为淤地坝的发展提供保障。
