陇中黄土丘陵沟壑区沟坝工程建设效应分析——以定西市黄土丘陵沟壑区淤地坝为例

尚新明，吴南江，张佰林

甘肃省定西市水土保持科学研究所（邮编：743000）

关键词:  植被恢复   淤地坝   效应  丘陵沟壑区

摘 要：黄土丘陵区由于生态环境治理，植被恢复，坡面来水被有效地截留、蓄渗，径流量明显减少，坝库蓄水不足，淤积年限延长，淤积增地功能失调，给淤地坝工程效益带来影响。沟道治理应遵循客观规律，提出新的思路，改变原来的设计理念，为水土保持生态治理做出新的贡献。

黄土丘陵沟壑区面积27.126万km²，占黄河流域的36%，由于该区处于半干旱气候带，植被稀少，黄土土层厚、质地疏松、空隙大，地形破碎，沟壑纵横，丘陵起伏，沟谷陡峻，降水且时空分布不均匀，其中70%以上集中于7、8、9三个月，而且主要以历时短、范围小的暴雨形式降落，多数一次暴雨降水量都在可超过全年降雨量的10%，形成了多汇流面积大小不等、地质地貌、侵蚀方式及产流输沙特性迥异的沟道径流，是黄河流域主要水土流失及输沙区。植被恢复和改善生态环境成为环境建设的头等大事。

从50年代开始，淤地坝作为沟道治理的骨干工程为防止水土流失、恢复植被生长就被广泛应用。特别是黄土高原沟壑区中的沟壑坝库，沟坝地水、肥充足，是生物依赖生存发展的基地，它对沟壑区生态发展起到了举足轻重的作用。如坝地，土地有机氮和含水量等均比坡地高，粮食亩产也比坡地高出4～7倍（坡地亩产75kg、旱梯田亩产100kg、旱坝地亩产250kg、水坝地亩产350kg），管理好的坝地亩产千斤以上；不仅粮食产量高，其它生物群落也因得天独厚的无机环境而得到稳定的发展。甘肃庆阳的南小河沟、定西的官兴岔流域及九华沟流域的治理就是很好的证明。20世纪80年代以沟壑坝库为基地开展小流域综合治理，工程措施和生物措施相结合，农、林、牧、副相结合，经过几十年的治理已使昔日的黄色沟壑景观变为草木茂盛、溪水长流、鸟语花香的绿色沟壑，不但自然景观大为改观，经济效益也显著提高，而且在推动小流域治理和水土保持工作的示范中起到了积极的作用。淤地坝不仅稳定沟床侵蚀，防止沟岸下切、沟岸扩张、坍塌，而且拦蓄泥沙，调节径流，落淤增地，变荒沟为良田，为山区农林牧的发展，改善局部生态环境创造了有利的条件，是生物群落生长的无机环境库，也是小流域综合治理防止水土流失措施的最后一道防线。这种在沟壑区生物植被未大面积形成前，有着显著的拦泥减沙效果的工程，其作用是其它水保措施无可代替的。

进入21世纪，随着我国经济和综合国力的快速提高和发展，在农村大面积区域化实施的沼气和坡地整治工程建设，使农村生活方式发生根本变化（燃料以煤、气为主），水土保持治理理念发生改变，大面积区域性的生态修复得以实施。仅定西市在2002年，在安定区的杏园、东岳高峰实施修复面积104.25km²；在通渭实施修复面积93.30km²；在漳县的土石山区修复面积105.73km²，三地通过三年的封禁治理，生态、经济、社会效益显著，其中植被有效覆盖度分别达到66.1%、82.5%、和82.2%，年土壤侵蚀模数降为2100.8t/km²、964.4t/km²和860t/km²，封禁区在25mm的有效降水范围内土不出田、水不出沟，真个天晴山满绿，阴雨水清流的景观，水土保持效果十分明显。为了加快生态环境改善，2005年7月定西市委决定在全市一次性实施面积约1.04万km²的封禁，占到总土地面积的53.12%，封禁后区域内植被恢复迅速，生态环境大为改善，治理速度也是原来小流域治理的十几倍。截止2015年，定西市水土治理面积95.647万hm²：其中坡耕地整理44.434万hm²，占耕地面积的65%，封禁面积8.13万hm²，水土保持林草43.08万hm²_，水土流失治理程度达到66.57%，治理效益效宏费廉，小流域生态环境改善明显。同时由于沟道层层拦蓄，沟道地表径流补充河道水源逐年减少。根据定西市第一次全国水利普查河流基本情况普查结果，定西市渭河及黄河干流流域消亡河流7条，河流径流减少，大部分河流长期断流成为季节性河道。面对径流减少、河流消亡、土地沙化、局部水土流失加剧、突发气象、地质灾害频发等特征给水土保持工作提出了新的挑战。以淤地坝建设为代表的沟道拦蓄工程的实施给河道径流及河流生态的影响，在不同时期不同专家看法都不尽一致。新时代，沟坝建设如何布局？本文根据第一次全国水利普查成果，结合定西市安定区20世纪80年代至2010年修建的80多座淤地坝拦蓄效益的典型调查，谈谈今后淤地坝工程建设的看法。

1.定西市丘陵沟壑区淤地坝工程建设状况及效应

定西市黄土丘陵沟壑区主要包括安定区、通渭县、陇西县、临洮县及渭源县，面积13866.76km²，侵蚀沟道分级为3级或4级，沟道割裂以中度割裂为主，或向强度割裂过度，侵蚀强度中等；沟道长度≥500m的沟道数量45605条，面积8510.56km²。截止2015年各类沟道拦蓄工程建设数量103679座，其中淤地坝244座、塘坝234个，平均每条沟道分布2座以上；50≤骨干坝数量≥500万m³150座，控制面积682.5km²，总库容9907.3万m³，已淤库容2742.7万m³，占总库容27.68%，淤地面积323.3hm²。根据第一次全国水利普查结果和骨干坝典型调查，安定区在20世纪80年代～2010年底，建设淤地坝155座，其中骨干坝81座，以单坝或坝系分布在20多条流域内，工程多建于20世纪80年代和20世纪末期，目前已超过设计淤积年限的骨干坝45座，到达设计淤积年限的13座，其余已接近设计淤积年限。这些坝的总库容11355.4万m³，已淤库容3072.4万m³_，占总库容27.06%，淤地面积272.2hm²，存在库容大、蓄量小，实际淤积年限比设计年限延长，落淤增地的功能在设计期限失去。由于沟坝工程拦蓄作用，地表径流补充河流水源明显减少。特别是在黄土丘陵沟壑Ⅳ、Ⅴ副区，降水在400～500mm，土壤侵蚀方式主要以坡面冲刷和沟道下切为主。随着小流域综合治理及大面积坡耕地整治工程建设的实施，林草植被覆盖度不断增大，生态环境有效改善，降水、径流因截留、蓄渗和根系固土防蚀作用，坡面冲刷得到有效控制，土壤侵蚀、径流洪峰流量及历时将会逐渐减小及延长，沟道径流明显减少，从而使沟壑坝库设计洪水标准、坝系利用方式出现变化，坝高和库容、淤地坝面积变小减少，以致沟壑工程作用的广泛性体现不出。而且，小流域综合治理的层层拦蓄，使得河流地表水源补充减少。根据安定区安家沟流域卡口站2007～2017年11年的径流数据表明：安家沟流域面积9.06km²,流域内两条主沟内布设5座淤地坝，总库容261.80万m³,淤积库容81.65万m³,林草覆盖率由2007年的40%增加到现在的50%，水土保持治理程度由2007年的83.8%增加到现在91%，在此期间，降水≥12mm场次79次，降水量1705.4mm，卡口流域产流场次35次，共产流12.26万m³ ,平均径流系数0.0079，对应产流降水雨量为20mm及以上，其中在2011~2017年55场次降水中产流19次，径流系数平均0.0009，流域内径流基本上不出卡口，全部拦蓄在流域内。像这种大库容、小蓄量的坝系在其它流域也存在，其原因除了设计上保守及设计时未充分考虑水土保持措施的拦蓄效益外，也与坡面治理和植被恢复、沟道截流蓄水有关。另外，这些坝分布位置多在流域的干、支沟，距离村庄较远，受地形地貌影响，灌溉条件不足（缺少川台地），除了一定的拦蓄功能外，最大的益处是解决了农村通路问题，在降水偏少的半干旱地区，由于淤积坝地含盐碱较大，真正发挥淤泥增地产粮功能效益的不多。

2.定西市丘陵沟壑区坝系建设思路及建议

2.1 转变坝系建设依旧遵循先支沟后干沟，大中小配套的治理思路，按照时空地域的降水特点、地形地貌、植被状况、产流特征及社会经济发展状况，按照山水林田湖草是生命共同体的理念，统筹规划、整体施策、多措并举。在降水量400mm的丘Ⅳ、Ⅴ副区坝系建设不再以骨干坝为中坚的大库容高坝系，坝系利用方式也不再分为拦泥淤地上拦下种等方式为主，而是以毛沟为主、支沟辅助，重点防治沟头侵蚀和沟道下切；坝系功能以蓄水灌溉、养殖为主，兼顾供水和旅游等优化布局，给河道以流通的空间，让河道的血液流通起来，恢复河流生态系统。在治理措施上兼顾植被措施和工程措施的相结合，以植被工程为主、治沟为辅，沟底多栽植防冲林，以耐盐碱植物为主，既可以控制沟底下切、沟岸扩张，防治水土流失，又降低地下水位，防治盐碱化，使沟壑坝库发挥更大效能。

2.2 坚持绿水青山就是金山银山的理念，在丘Ⅳ、Ⅴ副区减少坝系投资规模，结合当地建设加大植被恢复工程建设，以生态和经济效益为主，增加林分和林木结构改善的投入；积极引进和培育发展适合当地生长的经济林果及畜牧草业，引进外资，采取企业+农户或土地入股、互联网+等方式促进当地经济发展，提高群众的经济收入，促进资源利用率。这几年，在新世纪水保治理理念的指导下，植被得到有效的恢复，水土流失得到防治，生态环境得到了改善，但距离人民群众对生态环境和经济发展的期望还有较大差距，要实现全面建成小康社会目标的任务还很艰巨。因此，在面对人居环境可利用资源少，资源利用率及生产水平和经济发展科技含量低的瓶颈，要坚持节约优先、保护优先、自然恢复为主的方针，突出节约优先、系统治理的理念，从观念、意识、政策、体制、措施等各方面都要体现节约的优先地位；要统筹治水的各要素、各领域、各方面，全方位、全地域、全过程系统开展生态环境治理，加快形成节约资源和保护环境的空间格局、产业结构、生产方式、生活方式，给自然生态留下休养生息的时间和空间。

2.3 细化设计标准，提高设计人员技术水平，特别是要加强设计成果的审核环节，减少重复项目上马建设，杜绝以虚假项目套取建设资金的现象；加大从项目申报、施工、验收等全过程监督检查力度，要注重于实效，避免走形式、走过场，使有限的投入发挥更大的效益。