
[關鍵詞] 淤地壩;建設成效;臨縣
[摘 要] 淤地壩是黃土高原地區治理水土流失的重要工程措施,臨縣深處黃土高原腹地,淤地壩建設歷史悠久,共建成淤地壩5 540座,其中大中型壩163座。臨縣163座大中型淤地壩控制流域總面積395.21 km2,總庫容8 320.65萬m3,攔泥庫容5 695.36萬m3,可淤壩地838.65 hm2,達到淤積年限總攔泥量7 665.76萬t、年均保水量377.39萬m3,產生年均直接經濟效益2 043.15萬元、總間接經濟效益21 293.78萬元,在蓄水保土、淤積壩地、滯洪減災、改善區域生態環境等方面效益十分明顯。臨縣淤地壩建設不僅為生態環境的可持續良性發展奠定了基礎,為實現黃河下游“河床不抬高”提供了有力保障,更有效地鞏固了脫貧攻堅成果,助力鄉村振興戰略的全面實施。
[中圖分類號] S157.2 [文獻標識碼]C DOI:10.3969/j.issn.1000-0941.2024.06.019
[引用格式] 張寶艷.臨縣淤地壩建設成效分析[J].中國水土保持,2024(6):59-61.
臨縣位于呂梁山西側、黃河以東,屬典型的黃土丘陵溝壑區,地理坐標為北緯37°35′52″~38°14′19″、東經100°39′40″~111°18′02″。境內山巒起伏,溝壑縱橫,生態脆弱,水土流失十分嚴重。
1 淤地壩建設歷史及現狀
淤地壩是黃土高原地區治理水土流失的重要工程措施,多年來,臨縣進行了大規模的推廣和建設。新中國成立初期,在政府的鼓勵下,群眾打壩淤地的積極性高漲,自發性的淤地壩建設得到很快的發展,但這一階段建設的淤地壩是以村為單位或者是以個體戶承包的形式開展,沒有統一的標準,更沒有科學的規劃和設計,所以建設標準、規模不一,都是庫容在10萬m3以下的小型淤地壩。20世紀80年代后,隨著改革開放的步伐加快,水利部先后頒布了《水土保持治溝骨干工程暫行技術規范》(SD 175—1986)及相關的概預算定額、實施辦法等,臨縣淤地壩建設逐漸走上了規范化、正規化的路子。20世紀90年代,黃河中游大型壩試點工程及大型壩專項投資、國債投資等淤地壩建設項目的實施,使臨縣淤地壩建設速度和質量標準得到了空前的提升和發展。從2003年開始,臨縣水利局結合全縣水土流失情況,制定了全縣淤地壩建設規劃,先后建設了萬安溝小流域、吳家灣小流域、六家溝小流域3個壩系重點工程項目。除壩系項目外,每年相關部門還按照上級下達的淤地壩建設計劃任務逐年實施,臨縣淤地壩建設進入了全新的時期,在規模、數量上有了空前的發展。
多年來臨縣共建成淤地壩5 540座,其中大型壩76座、中型壩87座、小型壩5 377座。水利部門建成的大中型淤地壩共140座,其中大型壩76座、中型壩64座;其他部門如臨縣生態項目辦公室、臨縣以工代賑辦公室、臨縣扶貧開發中心、臨縣“3923”項目辦、臨縣世行貸款扶貧開發項目辦公室等單位和部門,共建成中型淤地壩23座。全縣大中型淤地壩控制流域總面積395.21 km2,總庫容8 320.65萬m3,攔泥庫容5 695.36萬m3,可淤壩地838.65 hm2。這些大中型淤地壩分布在全縣22個鄉鎮110個村莊,主要集中在白文、城莊、臨泉、兔坂、雷家磧5個鄉鎮,其大中型淤地壩數量約占全縣大中型淤地壩總數的70%。
2 淤地壩綜合效益
經過多年的淤地壩建設,目前臨縣境內已基本形成以黃河一級支流和湫水河支流為骨架、以支流內小流域為單元、大中小型淤地壩相配套的水土保持治理體系。大中型淤地壩在防治水土流失上起著控制性、主導性的作用,臨縣小型淤地壩大部分是新中國成立初期群眾為增加糧食產量自發修建的,沒有資料參考,所以筆者只對全縣163座大中型淤地壩,通過收集資料、實地調查、現場測量,在充分研究討論的基礎上進行效益分析評價。
淤地壩綜合效益是指通過淤地壩的淤地、防洪等功能在蓄水保土的基礎上產生的經濟收益、生態環境的改善、社會和諧穩定可持續發展的成效,主要包括基礎效益(保土效益、保水效益)、經濟效益、生態效益和社會效益4個方面[1]。
2.1 基礎效益
淤地壩基礎效益是指淤地壩將控制流域內的水沙攔蓄下來所產生的蓄水保土效益,采用水文計算法和定額值法進行核算。
2.1.1 保土效益
臨縣為典型的黃土丘陵溝壑區,黃土層覆蓋厚度從數十米到數百米不等,土質疏松,抗沖刷能力差,遇水極易崩解,加之臨縣受季風氣候影響,降雨集中,極易形成山洪。淤地壩在攔蓄山洪、減少徑流的同時,還將洪水中攜帶的泥沙攔蓄在壩內,從而起到了攔泥保土的作用。其攔泥量估算公式為
W=F×M(1)
式中:W為淤地壩工程攔泥量,單位萬t/a;F為控制流域面積,單位km2;M為小流域侵蝕模數,單位萬t/(km2·a)。
臨縣大中型淤地壩控制流域總面積395.21 km2,侵蝕模數約為8 500 t/(km2·a),大型壩淤積年限一般為15~20 a,中型壩淤積年限一般為10 a。通過計算,臨縣大中型淤地壩達到淤積年限總攔泥量可達7 665.76萬t。
2.1.2 保水效益
淤地壩攔蓄下來的洪水中含有大量的泥沙,通過淤地壩蓄渾排清后,壩區滯留了大量淤泥,淤泥的干密度約為1.35 t/m3,孔隙率約為50%,據含水量是飽和的推算,每立方米淤泥中含有0.5 m3的水,而0.5 m3水中有一部分會蒸發,一部分涵養在淤泥里,還有一小部分滲入地下補充了地下水。大面積壩地保水量估算公式為
V=Fa×h(2)
式中:V為淤地壩工程保水量,單位萬m3/a;Fa為可淤壩地面積,單位hm2;h為壩地保水量,單位萬m3/(hm2·a),此處依據“黃河水沙變化研究基金項目”所采用的定額[1],取0.45萬m3/(hm2·a)。
臨縣163座大中型淤地壩可淤壩地面積838.65 hm2,通過計算,壩地年均保水量為377.39萬m3。
2.2 經濟效益
2.2.1 直接經濟效益
1)淤地壩種植效益。淤地壩達到設計淤積高程或年限后,壩地的種植產出就是淤地壩的種植效益。作物以本地主要種植的玉米為標準,糧食單價按2元/kg計算,壩地平均產量按15 000 kg/hm2計算。通過調查,壩地利用率一般在82%左右,壩地抗旱能力強,保收率約為90%。經估算,全縣163座大中型淤地壩種植效益平均每年為1 856.77萬元。
2)淤地壩防洪效益。淤地壩可通過滯洪、緩洪、排洪對下游耕地起到很好的保護作用。按淤地壩可保護耕地面積計算,災害率取35%,受保護耕地的單產按7 500 kg/hm2計算,作物還按照玉米為標準,糧食單價按2元/kg計。通過對全縣163座大中型淤地壩下游耕地面積進行實地調查,并結合地形圖進行推算,臨縣大中型淤地壩可保護下游耕地面積約355 hm2,經計算,年防洪效益為186.38萬元。
2.2.2 間接經濟效益
間接經濟效益主要是指淤地壩滯留在壩內的泥沙若流入黃河下游河道后產生的清淤費用和加固堤防費用。根據黃河水利委員會核算標準,黃河下游河道每清除1 m3淤沙所需費用為15元,進入河道的泥沙中有1/4淤積在下游河道,所以上游每減少1 m3入河泥沙,產生的間接經濟效益為3.75元[2]。按每立方米泥沙約1.35 t計算,臨縣大中型淤地壩工程達到淤積年限產生的總間接經濟效益為21 293.78萬元。
2.3 生態效益
2.3.1 改善生態環境,調節小氣候
臨縣大多數溝道在流水的侵蝕下呈V形,侵蝕最嚴重的部位一般在溝道兩側的陡坡段。淤地壩建成后,隨著壩內淤積面的抬升,溝道陡坡段的侵蝕面也不斷抬高,流水侵蝕線路變短,水流速度變緩,侵蝕程度就大大降低,從根本上改變了區域生態環境。
淤地壩淤地造田后,區域內高產的壩地替代了低產的坡洼地,從而促進了農業生產由粗放型向集約型轉變,大量的坡洼地節約出來后實施了退耕還林還草項目,提高了區域林草植被覆蓋率,改善了土壤結構,保持了水土,涵養了水源。
淤地壩會改變區域內的水文條件,其攔蓄的洪水一部分蒸發到大氣中,一部分涵養在淤泥里,在干旱的黃土高原地區有效調節了局部小氣候,緩解了氣候干旱的狀況,還有一部分下滲補給了地下水,緩減了水源短缺的問題,有效解決了當地的農村安全飲水及發展產業用水的困境。
2.3.2 提升防洪能力,保護下游人民群眾的生命財產安全
淤地壩工程措施的落實,使得小流域上游嚴重的水土流失得到控制,有效地減少了進入下游河道的泥沙,緩解了下游河道淤積,從而減輕了下游河道的防洪壓力。大型淤地壩校核洪水標準為200~300 a一遇,中型淤地壩校核洪水標準為50~100 a一遇,大中小淤地壩聯合調度運用,可有效削減洪峰,攔蓄泥沙,防止溝道下切,減輕水土流失,減少洪澇災害給農業生產造成的損失和對人民群眾的生命財產帶來的威脅。
2.4 社會效益
社會效益是指淤地壩工程實施后促進當地社會經濟發展和社會穩定等方面的效益。
2.4.1 減輕水土流失對耕地的破壞,起到了保護耕地的作用
水土流失最大的危害就是使耕地變得貧瘠,進而減少耕地面積。淤地壩作為水土保持工程措施,它的作用就是改善溝道地形,穩定溝坡,減少溝道侵蝕,保護耕地。侵蝕嚴重的V形溝道內,流水侵蝕使得溝底不斷下切,引發溝道向兩岸擴張,這是臨縣流失泥沙的來源。淤地壩建成后,攔蓄溝道上游泥沙,抬高溝床,徹底解決了溝道下切的問題,進一步提高了兩岸溝坡的穩定性,同時減輕了流水侵蝕對土地的破壞,既保護了耕地土肥不流失,又確保了耕地面積不縮小。
2.4.2 減輕干旱對農業生產的威脅,確保了當地群眾收入,促進了社會穩定發展
淤地壩建在溝道里,壩地位置低,水肥容易流入壩地,且受干旱、霜凍等自然災害影響小,因此壩地的抗旱性能優于梯田和坡地,減輕了干旱對農業生產的威脅。2021年夏季,呂梁山區嚴重干旱,據氣象觀測資料統計,進入“七下八上”的主汛期后,降水異常少,7—8月累計降雨量僅為96.6 mm(歷年同期降雨量為202.2 mm),使縣境內山坡地幾乎絕收,而壩地抗旱能力強,成為全縣的主要糧食生產地。
2.4.3 防洪減災效益顯著
淤地壩的滯洪防洪功能保護了下游人民群眾生命財產安全。淤地壩工程的主要作用是上攔下保,上攔是指攔蓄上游洪水,下保是指保護工程下游耕地、村莊及交通設施安全。據統計,臨縣六家溝壩系流域總面積88 km2,共建成大中型淤地壩29座,其中大型壩14座、中型壩15座。2012年7月27日7—10時,臨縣西北部突降暴雨,局部降特大暴雨,3 h最大降雨量達到197 mm,是臨縣有歷史記載以來最大的降雨。處于暴雨中心的六家溝壩系,控制流域面積80.46 km2,攔蓄洪水約400萬m3;據推算,若沒有六家溝壩系工程,則其溝口洪峰流量將為730 m3/s,而實測的六家溝溝口洪峰流量僅為290 m3/s,削減洪峰60.27%。采用對比法分析相鄰的兔坂溝流域,該流域總面積44 km2,推算溝口洪峰流量為460 m3/s,實測的溝口洪峰流量為400 m3/s;暴雨期間,兔坂鎮50多間商鋪進水,水深達2.5 m,200間房屋倒塌,20多輛汽車被沖走,直接經濟損失約1億元[3],見表1。
2.4.4 促進當地社會發展
淤地壩工程的實施,完善了當地的農業基礎設施,促進了當地農業由粗放型向集約型轉變,有利于調整土地利用結構與農村生產結構,使人口、資源、環境與經濟發展走上可持續良性發展的道路。臨縣地處呂梁山,曾屬國家級深度貧困地區,多年來無節制地開墾利用山坡地,造成了“越窮越墾,越墾越窮”的惡性循環局面。2019年,習近平總書記提出了黃河流域生態保護和高質量發展重大國家戰略,淤地壩等水土保持工程項目的實施逐步提高了土地涵養水源和保持水土的能力,促進了糧食的增產增收,為實施坡耕地退耕還林還草工作奠定了堅實的基礎,同時進一步踐行了“綠水青山就是金山銀山”理念,有力地助推了脫貧攻堅、鄉村振興戰略的全面實施。
臨縣大部分地區農村經濟貧困的主要原因是土地利用與產業結構不合理,要從根本上改變農村經濟的落后面貌,就必須調整土地利用結構和農村產業結構。新增的壩地穩產、高產,可以節約出更多的土地和勞動力來發展其他產業,從而促進農村整體經濟發展。大量事實表明,淤地壩的建設給當地農民帶來了可觀的經濟收益,提高了農民群眾的整體生活水平,同時也促進了社會穩定發展。
3 結束語
臨縣淤地壩的建設使縣域內嚴重的水土流失得到有效控制,減少了入黃泥沙,提高了農作物的產量,促進了農民增收,不僅為生態環境的可持續良性發展奠定了基礎,而且為實現黃河下游“河床不抬高”提供了有力保障,更有效地鞏固了脫貧攻堅成果,助力了鄉村振興戰略的全面實施。
[參考文獻]
[1] 黃河上中游管理局.淤地壩設計[M].北京:中國計劃出版社,2004:197-202.
[2] 范瑞瑜.黃土高原壩系生態工程[M].鄭州:黃河水利出版社,2004:574-584.
[3] 山西省水利廳.山西省黃土高原地區淤地壩壩系工程建設項目后評價[M].鄭州:黃河水利出版社,2014:74-79.
收稿日期: 2024-01-05
第一作者: 張寶艷(1986—),男,山西臨縣人,工程師,學士,主要從事水利工程、水土保持工程建設管理工作。
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(責任編輯 張緒蘭)