砒砂岩区淤地坝建设中存在的问题及思考

刘静 白力嘎 郭建英 田秀民 韩宇航

1.水利部牧区水利科学研究所 2.内蒙古师范大学 3.陕西省府谷县水利发展有限公司

鄂尔多斯市砒砂岩地区位于黄河中游黄甫川流域，是水土流失最为严重的地区，也是黄河粗沙的主要策源地，在其区域内建设科学有效的拦沙措施——淤地坝，对解决黄河输沙问题和控制流域水土流失至关重要。本文通过分析淤地坝建设的背景、需求及现有淤地坝的建设成效，提出了淤地坝存在的问题及思考，希望能够为淤地坝的科学规划、建设提供理论依据。

一、砒砂岩区淤地坝建设的必要性

黄土高原是世界上面积最大的黄土覆盖地区，是我国水土流失最严重的地区，控制黄土高原的水土流失是根治黄河泥沙问题的关键。多年的水土流失治理实践和理论研究表明，加强多沙粗沙区的水土流失治理，是减少黄河下游河道泥沙淤积的有效途径。黄河粗泥沙的主要来源且最严重复杂的区域是黄甫川流域，其是黄河流域多沙粗沙支流。流域的土壤母质由砒砂岩（红色松散沉积岩，养分低、胶结力差）、黄土和风沙土构成，极易发生土壤侵蚀。黄土又多为覆沙性黄土，且含沙粒径较大，是地表侵蚀的主要原因，也是黄河流域粗泥沙的主要来源。黄甫川流域的泥沙问题，在整个黄河泥沙问题上占有极其重要的地位，理应成为人们研究黄河泥沙、治理泥沙的重中之重。黄甫川流域的水土流失及其对黄河输沙的影响一直都是相关研究的热点问题。

二、砒砂岩区淤地坝建设成效

1.淤地坝建设历程

淤地坝是黄土高原地区广大人民群众在长期同水土流失的斗争实践中，创造的一种行之有效的水土保持工程措施，在巩固退耕还林还草成果，改善生态环境，促进农业增产、农民增收与农村经济社会可持续发展，以及减少入黄泥沙，实现黄河长治久安等方面，发挥着重要的作用。最早的淤地坝始建于距今400 多年前的明朝，其不是修建而是自然形成的。新中国成立后，淤地坝经过四个阶段的发展，即20世纪50年代的试验示范阶段，60年代的推广普及阶段，70年代的发展建设阶段和80年代以来以治沟骨干工程为主体的坝系建设阶段。进入20世纪90年代以后，国家加大了淤地坝建设的投入，进一步加快了淤地坝的发展进程，逐渐从以往分散、没有规模发展到现今以小流域为单元按坝系建设。到 2020年，已建设淤地坝16.3 万座，其中骨干坝3.0万座。

2.淤地坝建设改善了自然生态环境

近十几年，国家在黄甫川流域实施林草工程和淤地坝建设的综合治理工程，极大地改善了自然生态环境。淤地坝发展至今已经形成了“以小流域为单元，骨干坝和中小型淤地坝相配套，建设沟道坝系”的淤地坝建设思路。已有相关研究表明，淤地坝作为长期治理黄土高原小流域土壤侵蚀过程中最为有效的工程措施（范利杰，2013；付凌，2011），对小流域洪水泥沙进行长期控制，充分利用水沙资源，促进沟坡退耕还林还草和综合治理工作，最终达到水沙相对平衡、坝系相对稳定的状态。统计分析表明，每淤一亩坝地，中型淤地坝可拦沙8000 吨，小型淤地坝可拦沙5000 吨，尤其是中、小型淤地坝结合的拦沙效果更为突出。

3.淤地坝建设改善了生产生活条件

拦沙工程的主要措施是建设沟道淤地坝，淤地坝淤成的坝地，是水分充沛、肥力高、旱涝保收的稳产高产农田。与坡耕地相比，土壤含水率高80%，养分高30%，土地生产力大大提高，极大地改善了当地生产生活条件。据多年资料统计，每亩坝地产量相当于坡耕地的5～8 倍。淤地坝优化了土地利用结构，增加了农民收入，发展了农村经济，农业增产与农民增收效益十分显著。

三、砒砂岩区建设淤地坝存在的问题

1.淤地坝建设规模、标准的科学性有待论证

关于黄甫川流域淤地坝减沙效果、小流域林草措施减蚀减沙效果的问题，国内许多学者进行了相关研究。但是随着黄河流域高质量发展这一重要理论的提出，以及国家对黄河水沙调节关系的高度重视，在“以小流域为单元，骨干坝和中小型淤地坝相配套，建设沟道坝系”的坝系综合治理思路下，淤地坝拦截泥沙的作用是毋庸置疑的，但大规模的淤地坝建设也可能对黄河水沙资源产生负面影响。据水利部预测，如果能全面按照淤地坝建设规划实施，截至2020年，淤地坝建设将减少43 亿立方米的水量进入黄河，而且在全球变暖和大规模人类活动的影响下，黄河水资源的减少量可能更大。其次，由于退耕坡面的植被恢复，也可能出现淤地坝无沙可淤，并失去其淤地造田的基本功能。有些小流域设计配套建设的淤地坝不科学，库容超过需求范围，导致工程投资不足，影响淤地坝建设进度和实用性。而有些淤地坝设计太小，几年内就淤满，无法继续发挥作用，小型淤地坝越多，增加的管护费用就越多，得不偿失。因此，小流域内的淤地坝建设的必要性，以及选择最合适库容的淤地坝建设，也应进行科学论证。

2.淤地坝相应的工程措施不配套，建设标准相对较低

坡面植草措施淤地坝

目前，粗泥沙集中来源区内已有的淤地坝中，绝大部分为控制面积在0.5 平方公里以下的小型淤地坝，中型淤地坝的比例严重失调。而且，这些淤地坝绝大多数是20世纪70年代以前群众运动中修建的，基本已淤满。由于没有统一规划、设计，工程设施不完善，防洪标准低，且管护缺失，这一类淤地坝还面临除险加固、改造利用等诸多问题。

下游坝体带反滤体淤地坝

3.新技术、新材料应用水平偏低

目前，拦沙工程建设仍沿用均质土坝坝体，放水工程涵管采用混凝土预制圆管或浆砌石涵洞，溢洪道采用混凝土或浆砌石材料。部分技术工作需人工完成，施工速度慢，造价高，质量难以保证。后期管护需要人力多，管护难度大，成本高。要解决这一问题，应研究应用新型材料、新技术，例如植物柔性坝、可再生材料坝体等，采取将生态科技材料用于修建淤地坝等措施。

4.淤地坝建设初期，征地移民问题突出

由于淤地坝建设投资大、技术要求高、建设任务重，且涉及移民、征地等多种问题，多数建设区域的地方财政资金紧张，当地农民生活困苦。国家投资有限，地方配套不足是一大问题。据水利部统计数据显示，国家目前对于每座大型坝仅补助60%～70%，中型坝仅补助40%～50%，而地方资金多数难以落实。征地移民补偿无法及时落实到位，导致建设工期延长或停滞，这一问题是导致规划落实困难的症结所在，值得国家及地方财政部门给予关注及支持。

5.淤地坝建成淤满后，农业生产利用率较低

淤地坝的建设，除了能够积蓄径流改善生态环境外，还有一个重要作用就是促进陡坡耕地退耕还林还草，利用坝地资源增加基本农田，改善农民生产生活。绥德县的王茂沟是小流域治理的成功案例，是国家级水保示范园区，其内有坝地400 多亩，区内科学利用坝地资源，种植粮食作物，实现了由广种薄收转变为少种而高产多收的坝地高效利用。区内大量坡耕地退耕还林还草，坡耕地由建设初期的57%下降到28%，林草覆盖率由6%上升到52%。而这样的理想效果，在砒砂岩区的淤地坝建设中并没有实现。砒砂岩区内现状是许多淤满的坝地闲置，即使政府给予相应的补偿，愿意耕种的农民也较少，这就使淤地坝的效益大大降低。要想解决这些问题，就要从区内农民的切身利益出发，发挥坝地作用，推广有效的种植技术等，使其了解淤地种田是科学的，使其没有后顾之忧，积极主动地投入到坝地农田改造生产中，解决农民最基本的生产生活问题才是一切生态工程的最终落脚点。

四、思考

砒砂岩区小流域内淤地坝建设的必要性及其规模的确定是有待认真研究的科学问题。淤地坝（骨干坝）控制的小流域减沙效果如何；小流域内在林草措施实施下是否需要建坝；现有的坝控小流域内，不同植被恢复模式减蚀减沙有何特征，减蚀减沙量上有什么差别，是否可以总结其不同的减蚀减沙规律，而运用于建设规划中……这些都是需要进行科学论证的问题，也是本文讨论的关键。今后应通过开展相关研究工作，查清黄甫川小流域土壤侵蚀强度、面积以及侵蚀产沙特征等水土保持工作中的重要问题，才能使淤地坝的建设更为科学有效，使其真正成为保护黄河长治久安最为有效的措施。