科学网—淤地坝的功效与应用前景
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2024-6-6 07:16
| 系统分类: 科研笔记
淤地坝是黄土高原地区水土流失综合治理的一种有效形式，既可以增加耕地面积、提高农业生产能力，又可以防止水土流失，是统筹山水林田湖草沙系统治理的基础工程。近年来，淤地坝在黄土高原治理水土流失、改善生态环境、巩固退耕还林成效、确保脱贫成效、促进乡村振兴、支撑区域绿色发展中发挥了重要作用。
我最早了解、学习淤地坝是在1993年，当时中国科学院科技政策与管理科学研究所康晓光研究员于5月5日在《中国科学报》发表《治黄之本在于打淤地坝》，8月16、18、20日连续三期发表长篇报告——坝系农业是治黄之本（上、中、下），观点新颖、思路超前，在社会上引起了广泛影响，对我很有启发性和震撼性。康晓光研究员认为“黄河可以变清，黄河必然变清。黄土高原的水土流失可以根治。这一切的根本保障就是坝系农业在黄土高上科学地、全面地、尽快地实施。当前的紧迫任务是全力推进均衡坝系研究”，这几份材料现在读来，还让人振奋。
随后，我主持承担了不同的科研项目，在完成预订的计划任务外，还特别留意淤地坝的相关报道、论文与报告，在野外实验或考察过程中关注淤地坝建设与运行成效，并向相关的专家学习请教相关淤地坝知识。在1996-2000年，有幸承担国家“九五”科技攻关项目子专题—区域粮食生产潜势与持续增产技术，在对黄土高原农业生产考察与调研中，关注了不同类型耕地、特别是坝地的生产能力。于2002-2007年，承担国家973项目课题—森林植被对土壤侵蚀过程的调控机理，就水土流失过程、植被-侵蚀关系以及淤地坝生态效应做了一点工作。2003年，淤地坝建设做为水利部的三大亮点工程，受到各级政府的空前重视， 《黄土高原地区水土保持淤地坝规划》也 颁布实施。于2007-2010年，承担中国科学院知识创新工程重大项目课题—陕西省耕地、粮田、粮食产量演变态势及粮食安全战略研究，再次对陕北坝地作用与地位进行考察。于2014-2016年，承担中国科学院科技服务网络计划（STS）项目子课题—黄土高原地区生态工程生态成效综合评估，与黄委上中游局与黄科院合作，对各类水土保持措施的效果，特别是淤地坝的作用进行了评估。2017年12月，参加陕西省水土保持局组织的健康小流域、淤地坝研讨，在柞水县城西的水保站集中封闭一周时间，与省水保局的工程规划、实施和管理人员一起交流讨论。通过20多年的不断学习与考察，对淤地坝在水土流失防治和促进农村经济发展中的作用有了新的认识。
2017年7月25日20时至26日8时，陕北榆林地区突降一场特大暴雨（以下简称为726暴雨），子洲县雨量站记录降雨量为206.6毫米，其中最大一小时降雨量为52.0毫米，发生在26日1-2时，为该区500年一遇的暴雨。 大理河流量3160立方米每秒，为大理河历史上实测最大洪峰。 这次暴雨事件，造成榆林子洲、绥德273座游地坝被毁、42.43万人受灾、12人死亡，直接经济损失超过80亿元。致使子洲、绥德城区电力、通讯、供气、交通中断，工农业及基础设施等方面经济损失严重，暴雨引起的严重水土流失，使城区街道洪水漫溢，路面淤泥达1米多。这一 突发的暴雨洪灾引发了全国人民的广泛关注，中央电视台与众多新闻媒体进行了连续报道。
726暴雨后，西北农林科技大学、中国科学院水利部水土保持研究所、中国水科院、黄委会等部门或单位，组织相关科研人员到灾区开展科学考察与救灾活动。据西北农林科技大学焦菊英研究员实地调查清水沟、马家沟、蛇家沟等3个小流域32个淤地坝后，认为淤地坝在此次暴雨中滞洪拦沙作用明显，但或重或轻都存在一定的问题与隐患，尤其是配套工程、管理维护的缺失加剧了沟道侵蚀和洪害，急需规范淤地坝建设、管理与维护技术体系。
做为在水土保持研究所工作多年的科研人员，也在思考726暴雨这一突发灾害，为何这次暴雨导致的灾害如此严重，其中一个重要原 因是暴雨造成榆林子洲、绥德273座淤地坝被毁，加剧了洪灾危害。未来随着气候变化加剧，这种极端降雨事件发生的频率会明显增加，有近6万座淤地坝的黄土高原地区，始终会受到洪水灾害的危险之中，可以说就似成千上万枚“炸弹”悬挂 在头顶。我就围绕黄土高原地区淤地坝建设现状、分布、运行、管护、效应、问题、风险等开展多形式、多层次、多视角的调研与分析，虽然淤地坝是黄土高原地区最有效、最受欢迎的水土保持措施之一，但还需要提升淤地坝技术规程的标准，合理布局淤地坝建设，强化淤地坝除险加固，科学管控淤地坝的风险危害，才能确保区域人民生活福祉。
淤地坝在黄土高原已有数百年历史 ，由自发到有组织进行，由试验示范到全面推广，由单坝到坝系，以及淤地坝与骨干坝相结合、联合调度等发展阶段。 在榆林市子洲县裴家湾镇黄土洼村，有一座四百多年前形成的天然淤地坝，被称为淤地坝“鼻祖”。 截至2021年统计，黄土高原地区 淤地坝 有 58776座，主要分布在陕西（34087座）、山西（18161座）、内蒙（2277座）、甘肃（1600座）、宁夏（1102座）、青海（674座）、河南（8 75座）等七省区；其中大型坝5905座、中型坝 12169座、小型坝40702 座。
通过大量的调研，认为淤地坝是黄土高原拦沙滞洪、确保黄河安全的重要举措之一，但淤地坝风险管控方面还存在的不少问题，诸如：淤地坝建设资金严重不足，工程建设缓慢；现存的淤地坝大部分超过设计淤积年限，老化失修，病险严重；坝系缺乏统筹规划，合理布局，淤地坝的群体效应得不到充分发挥；淤地坝管理维护机制不健全，坝地潜力发挥不够；淤地坝建设中科技相对滞后，实用技术的应用推广力度不大等问题。
基于思考与总结，关于黄土高原淤地坝建设归纳为如下三大问题：淤地坝建设质量低，病险坝比重大，淤地坝风险随极端气候频增而加剧；财政投入不足，病险坝除险加固缓慢，对数量巨大的小型坝关注不够；坝地多功能性潜力发挥不够，淤地坝管理机制不健全。在此基础上，就黄土高原淤地坝建设工作提出如下四条建议：暂缓黄土高原地区淤地坝建设工作，全面评估淤地坝建设的成效、问题和风险，制定未来淤地坝发展策略；提高淤地坝建管技术标准，强化黄土高原淤地坝除险加固工程、加快病险坝的除险加固速度；构建黄土高原淤地坝实时监测与风险评价网络平台，实现淤地坝安全运行与风险信息的自动获取与实时预警；实施以特色生态衍生产业为中心的绿水青山提质增效工程，加快区域生态文明与乡村振兴进程。
我和西北农林科技大学水土保持研究所高建恩研究员、经济管理学院淮建军教授在邵明安院士的指导下，经过近两年的调研与分析，于2019年撰写了《关于 加强黄土高原淤地坝建设与风险管控的建议》的咨询报告。随后，我们先后受水利部水保司、黄委会水保局、黄河上中游管理局、陕西省水利厅、陕西省林业局等邀请，围绕淤地坝效益分析、淤地坝风险评估、旱作梯田规划、生态保护策略、绿水青山提质增效等问题进行咨询。这一工作也被《中国科学报》、《陕西日报》、《科学网》、《黄河网》、《澎湃新闻·澎湃号》等多家媒体大量报道。
为了进一步推动陕北黄土高原水土保持工作，于2020年向陕西省政协十二届三次会议提交《关于加强陕北淤地坝风险管控，促进我省生态保护与高质量发展的提案》，并被省政协2020年重点督办提案，由陕西省水利厅、应急管理厅和林业局来具体落实，还被评为陕西省政协2020年度优秀提案。
2020年7月2日，受邀参加陕西省水利厅主办的《新型淤地坝建设专题座谈会》，并做重点发言，建议未来淤地坝建设宜根据新时代的要求，赋予部分淤地坝蓄水功能，探索坝地多功能高效利用模式，因地制宜做好治沟造地工作，发展主导产业，提升生态景观质量，使淤地坝成为陕北地区高质量发展的突破口；提出未来淤地坝建设应以高效、生态和增收为核心，围绕淤地坝设计（新规划、新设计、新标准）、工程（新材料、新工艺、新技术）和管理（新理念、新体制、新模式）进行全面创新，集成“全环节”绿色发展理念，构建“全过程”科学管理体系，打造“全链条”产业融合模式，引领“全流域”生态保护和高质量发展。
2023年6月以来，“三北”工程攻坚战加快推进，目前取得阶段性进展。作为新时代“三北”工程攻坚战三大标志性战役之一，黄河“几字弯”攻坚战是重中之重。“几字弯”攻坚战重点是治理黄河左右岸线的流沙，沿线的“沙头、沙口、沙源”、十大孔兑（是蒙语山洪沟的意思）粗沙区以及黄土高原水土流失，减少黄河输沙量。未来，新型淤地坝建设在解决黄河“几字弯”沙患、水患生态问题将发挥越来越重要的作用，也必将成为黄土高原地区水土保持高质量发展的重要抓手。
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