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黄土高原区域环境管理

黄土高原区域环境管理

摘要:淤地坝是治理黄土高原水土流失的主要措施之一,可以改变微地貌,增加良田面积,有效拦截泥沙,防止沟道侵蚀,减少水土流失,能有效拦蓄洪水,减少灾害,提高水资源的利用率,有利于区域植被的恢复改善生态环境。还可以坝代路,便利交通。

关键词:淤地坝建设区域环境黄土高原

一、黄土高原区域环境特征

黄土高原是我国乃至世界上水土流失最严重的地区,在内外侵蚀营力作用下,形成黄土高原沟壑纵横、峁梁密布、支离破碎、地形起伏剧烈的地貌特征,沟壑密度可以达到3.47~5.10km/km2。据不完全统计,仅陕北地区长度在1km以上的沟道就达近3万条。该区以干旱、半干旱气候为主,气候干燥,四季分明,降雨集中,且多以暴雨形式出现。由于恶劣的自然环境,再加上剧烈的人类活动,使得天然植被遭到破坏,造成严重的水土流失,自然灾害频繁,人民生活贫困。

淤地坝不仅具有防洪、拦泥、增产、淤地等功效,而且在改善农村生态环境等方面的作用也非常显著。

二、淤地坝建设对区域环境的影响

淤地坝修建于沟道中,大型淤地坝坝高在30m以上,小型坝也在5m以上,淤地坝的建设,改变了原沟道自然条件。据无定河普查资料,黄土丘陵区小流域面积在3~5km2的沟道自然比降一般为3.5%左右,而淤地坝建成后的沟道比降为0.8%。淤地坝不但稳定了沟床,防止了沟蚀的发展,而且在沟道中形成山间小平原,有利于实现机械化和水利化,有利于农业生产。

1.改良土壤,增加良田面积

该区剧烈的水土流失,不仅严重地阻碍了当地农业生产的发展,而且使耕地面积逐年减少,成为影响区域环境的重要因素。淤地坝一般修筑于干沟和支毛沟,支毛沟多为荒沟,增地作用明显,土壤水肥条件较好。据统计,淤地坝土壤的含氮量是坡地的1.2倍,磷是坡地的4倍,钾是坡地的5.2倍,有机肥是坡地的1.25倍,土壤含水量是坡地的2.5倍。

2.有效拦泥、防止沟道侵蚀减少水土流失

淤地坝不仅可以拦截大量的泥沙,而且可有效防止沟道侵蚀。据调查,骨干坝单坝平均拦泥300万t/座,大型坝平均拦泥148.8万t/座,中型坝平均拦泥32.1万t/座,小型坝单坝平均拦泥3.2万t/座。据调查,在黄河下游河床清淤1m3泥沙需投资10元以上,而上中游的淤地坝每拦蓄1m3泥沙,所需投资还不到1元。据陕西省水土保持局测算,该省3万多座淤地坝50多年累计拦蓄泥沙51亿t,这些泥沙如果按1/4沉积下游河床,以每吨清淤费10元计算,就可为下游节省清淤费用近130亿元。因此,在黄土高原地区大规模开展淤地坝建设是一项一举多得的重大举措。在黄土丘陵区,地貌单元可以分为沟间地和沟谷地两类,沟缘线以上为沟间地,以下为沟谷地,据黄河水利委员会绥德水保站观测分析,沟间地和沟谷地面积分别占总面积的56.5%和43.4%,而沟谷地径流量占总径流量的59.3%~83.5%,平均为64.7%;泥沙量占总输沙量的57.9%~69.5%,平均为61.3%,可见沟谷地的侵蚀程度较高。淤地坝的建设可有效地防止沟谷侵蚀,由于抬高了侵蚀基准,可以防止沟底下切,沟岸扩张,减少了重力侵蚀的发展,从而控制了淤地坝上游的沟道侵蚀,同时由于淤地坝的滞洪作用,对坝下洪水也有一定的减蚀作用。

3.拦蓄洪水减少灾害

淤地坝可以拦截上游的洪水,有效削减洪峰流量,减轻洪水灾害。以小流域为单元,梯级建设淤地坝,层层拦蓄,具有较强的削峰、滞洪功能和上拦下保的作用,能有效地防止洪水泥沙对下游造成的危害。如2002年7月4~5日,陕西子长县发生大暴雨,降雨量317.3mm,占当年平均降水总量的61.6%,子长水文站实测洪峰流量4670m3/s,为500年一遇的特大洪水,只有2座骨干工程由于多年淤积,滞洪库容难以抵御洪峰而溃决,而2000年建成的苗家沟骨干工程及放水设备完好无损,拦泥近20万m3,真正实现了泥不出沟,同时减轻了下游坝库的洪水压力。

子长县史家畔乡丹头坝系,流域面积65.1km2,水土流失面积64.5km2,主沟长16.2km有长0.5km以上的沟道169条。多年平均侵蚀模数17000t/km2·a。至2002年,流域内共有淤地坝70座,其中骨干工程3座,大型坝6座,中型坝30座,小型坝31座,总库容2300万m3已种坝地146hm2。从支毛沟到干沟,由骨干坝与大中小型淤地坝组合而成的坝群体系已形成一个滞、排、淤、种相互配合的有机整体,并已具有以坝系群体抵御特大洪水的能力。

1989年7月21日,内蒙古准格尔旗黄甫川流域普降特大暴雨,12座治沟骨干工程削洪量达89.7%,还保护了下游260hm2坝地和340hm2川、台、滩地的安全,减灾效益高达200多万元。

4.提高了水资源的利用率

淤地坝在工程运行前期可作为蓄水工程,解决当地工农业生产用水和发展水产养殖业。十年九旱的定西县花岔流域,多年靠窖水和从几十里外人担畜驮解决饮水困难。通过坝系建设,不仅彻底解决了水荒,而且每年还向流域外调水50多万m3,发展灌溉农田133hm2。淤地坝不仅能有效滞洪,还能涵养水源,增加沟道内的流水长度。据绥德水保试验站多年观测,陕西绥德县韭园沟小流域坝系形成后,牲畜数量增加1倍多,发展水浇地180多hm2,沟道流水不但没有减少,反而增加。

5.有利于植被的恢复改善生态环境

淤地坝建设解决了农民的基本粮食需求,为优化土地利用结构和调整农村产业结构、促进退耕还林还草、发展多种经营创造了条件。绥德县王茂庄小流域,有坝地27hm2,在人口增加、粮食播种面积缩小的情况下,粮食总产却连年增加,使大量坡耕地退耕还林还草,土地利用结构发生了显著变化,耕地面积由占总面积的57%下降到28%,林地面积由3%上升到45%,草地面积由3%上升到7%。坝地面积占耕地面积的15%,产量却占流域粮食总产的67%。实现了人均林地2.4hm2,草地0.33hm2,粮食超千斤。环县赵门沟流域依托坝系建设,发展舍饲养殖,累计退耕还林还草217hm2,既解决了林牧矛盾,保护了植被,又增加了群众收入。目前黄土高原区已涌现出一大批“沟里坝连坝,山上林草旺,家家有牛羊,户户有余粮”的富裕山庄。淤地坝建设,为建设高产稳产基本农田创造了条件,实现了少种多收,提高了土地生产率和持续增产的能力,解除了群众的后顾之忧,调动了群众治理水土流失的积极性,为大面积“封山绿化”、实施封育保护、实现“粮油下川,林草上山”提供了可靠保障。

6.以坝代路,便利交通

在交通不便的偏僻山村,淤地坝坝顶成了连接沟道两岸的桥梁,大大地方便了当地群众的交通,有效地改善了农业生产条件,降低了劳动强度,提高了劳动生产率,且为实现机械化和水利化创造了条件。有些地方利用淤地坝过沟,减少了修路和建桥费。如山西汾西至宁夏的公路也有多处以坝代路,陕西省靖边县青阳岔至桥沟湾路段内,有8处跨越大沟,都是以坝顶代替桥梁;内蒙古准格尔旗至东胜市的公路,在沙圪堵至纳林镇路段内也是用淤地坝顶代替桥梁,节省了大量的建桥费用。

三、结语

根据《黄河上中游多沙粗沙区治沟骨干工程建设专项规划》《黄河流域黄土高原地区水土保持生态环境建设规划》,结合对各省(自治区)淤地坝发展潜力调查统计,黄土高原区今后尚可新建控制性的治沟骨干工程2万多座,新建中小型淤地坝约13万座。治沟骨干工程主要分布在多沙粗沙区。这些淤地坝工程建成后,将会在黄土高原区形成以小流域为单元,以水土保持治沟骨干工程为骨架,大中小型淤地坝相配套,拦、排、蓄相结合的完整的沟道坝群防护体系。据初步预测,这些工程可累计拦蓄泥沙259亿m3,新增坝地33.4万hm2,加上已有坝地,按每公顷增产3000kg计算,可增产粮食20亿kg届时坝地将成为黄土高原区主要的粮食生产基地。淤地坝建设将对黄土高原区域的环境改善起到重要作用。

参考文献:

1冉大川等.黄河中游河口镇至龙门区间水土保持与水沙变化.郑州黄河水利出版社2000.

2王允升等.黄河中游地区1994年暴雨洪水淤地坝水毁情况和拦泥作用调查.中国水土保持,1995.8.

3王英顺等.黄河流域水土保持沟道工程建设.中国水土保持,1996.10.