陇东黄土塬面保护存在的问题与对策浅析

段义字，白小丽

(平凉市水土保持科学研究所，甘肃 平凉 744000)

陇东黄土塬区主要包括甘肃庆阳市西峰区、宁县、镇原县、正宁县、合水县、庆城县和平凉市的泾川县、灵台县、崇信县、崆峒区，该区是我国黄土层最厚、保存最完整的黄土塬，也是黄土高原水土流失严重地区之一。多年来，随着全球气候变暖和常年地质活动，使黄土塬区产生许多丛沟且不断蚕食塬面。目前，“塬沟相间、沟壑纵横”现象普遍存在，塬边数万条支毛沟在塬面无序汇流的冲刷下逐渐被切割成“手掌状”，塬面逐年萎缩。仅庆阳市面积在666.67hm2以上的塬有董志塬、早胜塬、宫河塬等37个，总面积9566.35km2，水土流失面积高达9218.48km2，年输入黄河泥沙达6599万t，其中董志塬是陇东面积最大、保存最完整的黄土塬，塬面被切割为373条一级支沟和2876条支毛沟，塬面由唐代时期的南北长110km、东西平均宽50km蚕食为目前南北长89km、东西最宽处仅46km的黄土残塬，最狭窄处只有50m。董志塬自唐代以来1300多年间，塬地被蚕食面积达6万多hm2，年平均蚕食约46hm2，塬面土壤侵蚀模数达6150t/(km2·a)，年输沙量1683万t[1-2]。

近年来，随着塬面城镇化及新农村建设、石油煤炭资源开发、塬面小型建设项目的实施和道路场院硬化面积的增加，塬面汇流面积增大、下垫面蓄渗降水和汇流能力降低，塬面汇流排水设施不完善、水土保持设施布局不合理、已有蓄排水设施老化和运行能力降低，难以满足有效保护塬面的要求。庆阳市西峰塬区的火巷沟、清水巷，镇原县孟坝镇的和尚沟、回回拐沟等多条沟道已嵌入城镇和居民区，塬区沟岸不断扩张、塌陷，危及城镇安全，导致沟边原有单位和居民陆续搬迁。为此，本文根据陇东黄土塬面现状，分析塬面保护存在的问题，提出对策和建议，以便为该区后续黄土塬面保护实施方案设计和建设提供有益借鉴。

1 黄土塬面保护和降水汇流利用的意义

黄土塬面保护就是依据水利水土保持相关技术规范和规程，对位配置小型蓄排引水工程和林草措施，对黄土塬面一定降雨强度产生的汇流进行调蓄利用和疏导，减轻汇流对塬面的蚕食和沟头的发育，进而保护塬面永续利用和安全的一系列相关技术的总称。塬面降水汇流利用就是在合理配置蓄排引水工程的基础上，将道路、场院、城镇居民区等硬化地面产生的汇流按照一定降水频率修建蓄水池、涝池、水窖等蓄水工程，为当地生产生活用水提供必要的补充。

1.1 有利于保护耕地和村庄

长期以来，由于黄土塬面作为陇东地区人口聚居区和重要的农业生产区，塬面通过修筑梯条田、道路、居民区和小城镇，人工重塑地貌面积不断扩大，使黄土塬面自然形成的微地形坑洼、陷穴、土壕等破碎地面得到平整和恢复，但塬面村庄道路网络密布，硬化或渗透能力较弱的地面面积相应增加。因此，在确保塬面农耕生产生活稳定安全的前提下，尽可能因地制宜布设塬面蓄排引水工程，就地蓄存塬面汇流，以便干旱时用于浇灌农作物、畜禽生活饮用水和小型建筑工程施工用水，汛期通过蓄排引水工程调节塬面汇流，截断塬面汇流流路，削减塬面汇水对村庄、耕地的冲蚀和威胁。多年来，地处陇东黄土高原的平凉、庆阳市在塬面治理上积累了丰富的实践经验，庆阳市西峰区在城区相继实施了天湖、北湖、东湖等3个雨洪集蓄保塬生态工程，通过雨洪集蓄利用、合理疏导，从源头上削减洪水对塬面冲蚀的压力。平凉市崇信县、泾川县和崆峒区在柏树塬、玉都塬、白庙塬、草峰塬结合新农村建设，适地零星布设了涝池、水窖、蓄水池等小型蓄水工程，其在保护塬面、提高塬面汇水利用方面取得了一定成效。

1.2 有利于水土保持

按照GBT16453.4-2008《水土保持综合治理技术规范 小型蓄排引水工程》建设的塬面保护和汇流利用工程能充分蓄存塬面雨洪资源，其在保护塬面耕地资源、增加降雨蓄渗能力、减少塬面汇流量、保持塬面水土资源方面发挥了重要作用，减轻了塬面小城镇或新农村居民区产生的汇流再次随地形变化而无序散排至塬边或侵蚀沟头，减缓沟头后退形成的崩塌、坍塌等重力侵蚀。另一方面，通过对现有塬面梯条田改造和地膜覆盖、大坑种植、耕地集约化生产，增加了梯田蓄存田面短历时、高强度降水，提高梯田蓄水保土功效，挖掘了梯田生产潜力。40～180cm土层中，梯田较缓坡地多利用土壤水分41.3～46.4mm，梯田生育期对土壤水分的利用明显高于坡耕地，提高了梯田蓄水保土、抗旱减灾的能力，达到塬面水土保持的目的。

1.3 有利于水沙调控

塬面水沙调控就是通过塬面各自然地类一级调控以及在人工重塑地貌配置水土保持工程和林草措施形成的二级调控，全方位增加塬面蓄水保土能力，构建多层次、多组分、多循环的塬面水沙调控机制，重塑塬面稳定而有序的微地形水沙运行利用系统，主要通过修建水平梯条田、水窖、涝池、沟边埂、沟头防护、引洪漫地等工程措施和塬面耕地地膜覆盖、塑料大棚、窖灌、滴灌以及梯条田地埂栽植埂坎防护林、沟边防护林、“四旁”植树等方式，多渠道利用塬面雨洪资源，使塬面水沙调控形成着眼于“调”，立足于“控”，目的在于“用”“调、蓄、用”相结合的模式，增加塬面水沙调控能力，进而减少地表降水汇流无序散排，保护塬面。

2 黄土塬面保护工程建设存在的问题

2.1 行业技术层面衔接不紧

长期以来，在塬面汇流蓄存与排放设计理念和目标方面，部门之间衔接不够紧密，尤其在塬面道路排水方面较为突出，道路工程设计修建浆砌石或砼现浇路侧排水沟，其目的就是尽快将路面汇水排至附近沟道，最大限度减少塬面道路汇水滞留对路基安全造成威胁，汇水下渗、蓄存量小，因此，塬面汇流进入道路排水沟后，迅速下泄至附近沟头，加剧了部分塬面沟头溯源侵蚀，而水土保持工程设计则是尽可能适地布设水窖、涝池或蓄水池等蓄水工程，最大限度增加塬面汇流区降水资源就地利用、蓄存和下渗量，减少汇水随地形变化而散排流入冲沟，减轻塬面和沟头侵蚀。同时，由于同一类型蓄排水设施验收、运行管理以及产权单位不同，其管理与运行效果差异较大。

2.2 可用资料深度不足

在塬面小型蓄排水工程设计中，选取的设计参数不同，设计结果差异较大。尤其径流系数选用方面，设计规范要求参照当地《水文手册》或观测资料，但许多《水文手册》为20世纪七八十年代编制，观测资料序列较短且径流系数为一个区域的平均值，径流系数基本上依照当时水土保持现状情况推算而得。近40a来，塬面地形地貌及地类现状已发生了较大变化，塬面实施了较为完善的水土保持工程措施和林草措施，部分塬面梯条田化程度达到80%以上，新农村数量和“村村通”道路硬化面积增大，塬面汇水面积、径流来源结构发生变化，因此，选用的当地径流系数必须符合塬面现状，才能使设计的水土保持工程更加符合实际，达到费小效宏的目的。

2.3 点性工程投资过大、沟头发育阶段评估不准

根据近两年来陇东黄土塬面保护与汇流利用工程设计情况，工程措施主要为涝池、水窖、蓄水池、排水沟、沟头防护、沟边埂、沟边防护林和引洪漫地等，其中沟头防护作为塬面汇水蓄排的最后一道防线，其在塬面保护、防止沟头后退和沟头重力侵蚀、保护塬边道路和村庄中起到了重要作用。但从已有的塬面保护项目沟头防护典型设计来看，部分沟头防护设计工程量大、投资高、涉及面广，甚至存在不合理的大开挖、大回填和填沟增地情况，导致个别沟头防护工程投资达到数十万甚至百万元，使仅有的塬面保护项目投资点性化，相应减少了其他面上小型蓄排水工程的布设数量和投资；另一方面，由于对侵蚀沟头危害程度、发育阶段和活跃程度评估不足，沟头上部塬面汇水面积和来水量、地类、治理程度及措施数量统计不准确，造成一些侵蚀沟头比较稳定、上部塬面来水量较小或通过对位配置蓄水工程可以蓄存设计频率汇水的沟头仍进行加固、防护，增加了投资，相应削减了其他措施的工程量。

2.4 建设项目水土保持措施布设不到位

近年来，随着小城镇和新农村建设、道路及其他农业综合开发建设项目的实施，塬面交通基础设施较为完善，但占用平原耕地和林地面积增大，硬化地表迅速增加、塬面原有的汇流疏导流路被占压，导致地表径流剧增，加之施工过程中，水土流失临时防护措施少或配置不到位，使各类建设工地泥沙随雨水进入道路排水系统流入塬面侵蚀沟，加重了塬边重力侵蚀和侵蚀沟的发育。新《中华人民共和国水土保持法》实施以来，市、县水土保持监督部门虽然注重开发建设项目的监管，但对塬面小多成群的公益性新农村点性居民区建设和小城镇建设监管缺失，大部分项目未按照相关要求编报水土保持方案报告书(表)，生产建设活动随意性大、扰动面积大，先弃后拦、乱挖乱弃普遍发生，施工过程中无系统的水土流失防治措施；另一方面，塬面旧房屋拆除产生的弃土弃渣和生活垃圾就近倒入沟道或堆弃在附近沟头，截断或改变沟头径流流路，加剧了侵蚀沟头的发育。

3 黄土塬面保护与径流利用技术实施对策

3.1 加强行业技术衔接，多环节利用塬面汇流

塬面水土保持是一项社会公益性系统工程，水土保持各项措施的实施需要多部门协调联动，尤其塬面保护蓄排引水工程的布设将占用耕地、林地、村庄自留地、乡村公路路权用地等，因此，需要公路、林业、国土、乡镇等部门的合作和协调，在塬面保护工程实施过程中，在确保公路运行安全的前提下，可分段、适地设置蓄渗式路侧土质渗水池、蓄水沟，节节拦蓄路面汇水；水土保持工程设计应依据GB51018-2014《水土保持工程设计规范》和GBT16453.4-2008规定的洪水设计频率合理选取设计参数，计算塬面汇流量；在村庄场院附近设置蓄水池、涝池、水窖等蓄水工程，采取水平沟、水平台、大坑或燕翅坑整地，适地栽植村庄道路防护林、梯条田地埂和沟边防护林，多措施、分层次、渐进式的分散蓄存和利用塬面汇流，减少沟头下泄汇水量，减轻沟头侵蚀压力。同时，应该将塬面水土保持措施作为专门章节编入县域生态环境保护总体规划中，为塬面小城镇和新农村建设扰动地面水土流失防治提供法律和技术依据。

3.2 收集最新基础资料，确保设计符合实际

塬面水土保持工程设计初期，在全面收集最新区域水文和气象、设计频率降水量和暴雨量、侵蚀沟头上部汇流区地类及面积、最新地形图等基础资料的基础上，对项目区侵蚀沟发育活跃和危害程度进行分级分类，甄别出发育活跃、危及村庄居民区和主要道路等急需防治的侵蚀沟位置和数量；应用万分之一地形图现场勾绘和初拟水土保持措施位置、类别及型式，参照该区黄土高原水土保持世行贷款二期项目监测的各地类保水指标结合量算的地类面积，采取加权平均法计算塬面径流系数，再依据GB51018-2014推荐的设计频率计算侵蚀沟头来水量，适地布设小型蓄排水工程，计算其蓄水量，配套布设沟头和沟边埂、沟边防护林等措施，逐级拦蓄塬面汇流；根据剩余来水量和侵蚀沟头地形确定沟头防护工程型式，将汇水安全导入沟道。根据平凉市2017年度固沟保塬沟头防护工程设计和实施经验，排水型沟头防护采用新型建筑材料UPVC波纹管以及钢筋砼预制排水管(槽)等型式，在排水沟进口设置沉砂池、出口下部设置消力池和抛石护坦等消能设施，避免排水对沟坡或沟底的二次冲蚀。同时，沟头防护型式考虑经济、实用、施工方便，尽量避免深挖高填的大型点性工程，以免造成投资过于集中而使塬面保护水土保持措施布局不均，影响塬面保护总体效益。

3.3 严格水土保持执法，限制塬面开发建设范围

黄土塬面是陇东地区除川台地以外的优质土地资源，是当地农民赖以生存的基础。近年来，各级政府十分重视改善民生，在塬面地势平缓、人口较为集中、耕地资源丰富的村庄集中建设小城镇、新农村以及配套的道路、场院硬化设施，水土保持部门要加强监管力度，做好塬面基础设施建设事前水土保持方案报告书(表)编制的检查、事中水土保持措施的实施和事后水土保持设施验收的监管和服务工作，督查项目建设区汇水外排与塬面已有排水系统的衔接以及水土保持工程、植物和临时防护措施实施的可行性和水土流失防治的有效性，严守塬面耕地保护红线；加大废弃村庄土地复垦、耕地占补平衡的力度，将小城镇、新农村建设水土保持方案与县域生态环境建设与保护总体规划紧密地结合起来，在资金和条件许可的情况下，适地建设蓄水池或水景休闲区，多途径、全方位蓄存和利用村庄场院、塬面地表汇流，建立生态清洁、生态经济、生态安全、生态休闲的美丽乡村和黄土塬面保护机制。

4 结语

黄土塬面保护和降水汇流利用有利于保护耕地和村庄，减轻了塬面小城镇或居民区产生的汇流再次随地形变化而无序散排至塬边或侵蚀沟头，造成沟头重力侵蚀。黄土塬面保护和降水汇流利用有利于水沙调控。加强行业技术衔接，将塬面水土保持措施作为专门章节编入新农村建设规划，为塬面小城镇和新农村建设扰动地面水土流失防治提供法律和技术依据。塬面沟头防护型式应考虑经济、实用和施工方便，避免大型点性沟头防护工程建设，以免造成投资过于集中而使塬面保护水土保持措施布局不均匀。水土保持监督管理部门要加大执法力度，做好塬面基础设施建设事前事中事后监管与服务工作，检查和指导项目建设区汇水外排与塬面已有排水系统的衔接情况。适地建设蓄水池或水景休闲区，多途径、全方位蓄存和利用村庄场院、塬面地表汇流，建立生态清洁、生态经济、生态安全、生态休闲的美丽乡村和黄土塬面保护机制。