固溝保塬綜合治理規(guī)劃基礎(chǔ)研究

朱莉莉 ，許林軍 ，張 超

(1.黃河上中游管理局 西安規(guī)劃設(shè)計研究院，陜西 西安 710021； 2.水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計總院，北京 100011)

黃土塬是黃土高塬溝壑區(qū)最為典型的特征地貌，其塬面開闊平坦，土地資源條件優(yōu)越，是黃土高塬溝壑區(qū)最為重要的生產(chǎn)生活基地。長期以來，黃土塬這一獨特的地貌形態(tài)，飽受水土流失危害，溝頭不斷前進，溝床不斷下切，塬面逐年被蠶食，土地資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化，水土流失正在剝奪人們世代依存的土地，威脅糧食安全、生態(tài)安全和人民生命財產(chǎn)安全，成為黃土塬區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)屏障建設(shè)的突出制約因素。根據(jù)國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)對中共中央統(tǒng)戰(zhàn)部向中央辦公廳報送的《關(guān)于轉(zhuǎn)呈九三學(xué)社中央〈關(guān)于黃土高原“固溝保塬”綜合治理的建議〉的函》的批示精神，以及《全國水土保持規(guī)劃(2015—2030年)》和《全國水土保持發(fā)展“十三五”規(guī)劃》保護黃土塬的要求，水利部會同國家發(fā)展改革委、財政部、國土資源部和國家林業(yè)局，于2016年7月正式啟動了黃土高塬溝壑區(qū)“固溝保塬”綜合治理規(guī)劃編制工作。本研究屬該規(guī)劃編制的前期基礎(chǔ)工作，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的詳實可靠直接關(guān)系著規(guī)劃成果的實用性。

1 研究區(qū)概況

黃土高塬溝壑區(qū)，即全國水土保持區(qū)劃二級區(qū)——晉陜甘黃土高塬溝壑保土蓄水區(qū)[1]，位于嶗山-白于山一線以南、汾河以西、六盤山以東、關(guān)中盆地以北，涉及甘肅省、陜西省和山西省3省的7個市34個縣(區(qū))，總面積5.58萬km2，水土流失面積2.13萬km2(表1)。以黃土塬為主要特征地貌，黃土塬占50.57%，山地占45.05%，其他地貌占4.38%，海拔1 000～2 000 m，平均海拔1 200 m，主要涉及涇河、北洛河、昕水河等流域。屬于中溫帶半濕潤區(qū)，根據(jù)2015年統(tǒng)計資料，多年平均氣溫8.4 ℃，多年平均風(fēng)速1.4～4.3 m/s，多年平均降水量460～667 mm。土壤類型以黃綿土、黑壚土和褐土為主，植被類型主要為溫帶落葉闊葉林，林草覆蓋率56.17%?？?cè)丝?15.25萬人，農(nóng)業(yè)人口597.05萬人，年國內(nèi)生產(chǎn)總值2 085.03億元，年糧食總產(chǎn)量356.52萬t，農(nóng)民年人均純收入8 433元。

表1 研究區(qū)概況 萬km2

本次研究范圍為黃土高塬溝壑區(qū)中的黃土塬及其侵蝕溝，總面積2.82萬km2，其中水土流失面積1.30萬km2。

2 黃土塬區(qū)現(xiàn)狀分析

2.1 黃土塬現(xiàn)狀分析

本次研究首先對黃土塬的塬面、塬坡、溝坡和溝道進行了范圍界定，以塬中(地面坡度小于3°)為圓心，塬面為地面坡度小于8°的區(qū)域范圍，塬坡為8°～15°的區(qū)域范圍，溝坡與溝道為大于15°的區(qū)域范圍。在此基礎(chǔ)上，對黃土高塬溝壑區(qū)內(nèi)的黃土塬進行調(diào)查統(tǒng)計，從調(diào)查成果(表2)可以看出，調(diào)查范圍內(nèi)黃土塬共1 221個。塬面面積大于1.0 km2的黃土塬共520個，其中甘肅省98個、陜西省311個、山西省107個、跨省塬為4個；塬面面積小于等于1.0 km2的有701個，占總數(shù)量的57.41%；塬面面積為1.0～3.0 km2的有232個，占總數(shù)量的19.00%；塬面面積大于10.0 km2的有127個，占總數(shù)量的10.40%。從分省情況來看，甘肅省大于10.0 km2的塬所占比例較大，塬面較為完整、連續(xù)；山西省小于1.0 km2的塬所占比例高達81.42%，塬面破碎。

表2 研究區(qū)黃土塬情況統(tǒng)計

注：跨省塬為南長武塬、巨路邵寨塬、獨店棗園塬、北極永和底廟塬，塬面面積分別為286.77、64.70、72.76和169.78 km2。

2.2 侵蝕溝現(xiàn)狀分析

對長度大于50 m、流域面積不大于5 km2嵌入塬面的侵蝕溝進行的調(diào)查結(jié)果(表3)顯示，研究區(qū)共涉及侵蝕溝85 603條，包括甘肅省24 127條、陜西省43 910條、山西省17 566條，其中長度在0.05～0.5 km之間的Ⅰ級溝道64 540條，占總溝道數(shù)量的75.39%；長度在0.5～1 km之間的Ⅱ級溝道13 261條，占總溝道數(shù)量的15.49%；長度在1～3 km之間的Ⅲ級溝道6 236條，占總溝道數(shù)量的7.28%；長度大于3 km的Ⅳ級溝道1 566條，占總溝道數(shù)量的1.83%。

表3 研究區(qū)溝道情況統(tǒng)計

按侵蝕溝的侵蝕活躍度和危害程度，將侵蝕溝危害程度劃分為3級(表4)。

表4 研究區(qū)溝道危害等級統(tǒng)計

1級指危害嚴重的侵蝕溝，溝沿線位于塬邊，溝頭深入塬中，無消能緩沖排洪設(shè)施，在水力侵蝕及重力侵蝕作用下，溝頭逐年坍塌前進，塬面不斷被蠶食，距溝頭及溝沿線50 m之內(nèi)有農(nóng)戶或居民點、鄉(xiāng)級以上公路、學(xué)校、工礦企業(yè)等重要設(shè)施。2級指危害較嚴重的侵蝕溝，溝頭活躍，溝岸逐年擴張，危及居民點、道路、農(nóng)田。3級指危害較輕的侵蝕溝，溝頭不活躍，溝岸相對穩(wěn)定，對居民點、道路和農(nóng)田威脅較小。根據(jù)調(diào)查，研究區(qū)危害為1級的侵蝕溝32 371條，危害為2級的侵蝕溝24 999條，近70%的侵蝕溝存在較為嚴重的危害。

2.3 社會經(jīng)濟及土地利用現(xiàn)狀分析

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，研究區(qū)總?cè)丝?55.78萬人，其中農(nóng)業(yè)人口437.34萬人，占總?cè)丝诘?8.69%；平均人口密度197人/km2。調(diào)查數(shù)據(jù)表明，黃土塬面積較大的地區(qū)，資源條件較好、城鎮(zhèn)化水平較高、人口密度較大。甘肅、陜西塬面相對完整、連續(xù)，人口密度均在200人/km2以上；山西塬面較為破碎，人口密度僅為48人/km2。據(jù)2015年國民經(jīng)濟統(tǒng)計資料(表5、6)，研究區(qū)農(nóng)業(yè)占各業(yè)總產(chǎn)值比例為53.89%，農(nóng)村經(jīng)濟以種植業(yè)為主，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)科技含量不高，集約化程度低，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)抵御自然災(zāi)害的能力較弱；人均GDP為25 580元，低于同年黃河流域人均GDP 31 121元和全國人均GDP 49 229元水平。研究區(qū)土地利用以耕地和林地為主，耕地面積76.74萬hm2，占土地總面積的27.20%，人均耕地面積0.14 hm2；林地面積74.85萬hm2，占土地總面積的26.53%。

表5 研究區(qū)社會經(jīng)濟情況統(tǒng)計

表6 研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀

根據(jù)調(diào)查結(jié)果(表7)，研究區(qū)總耕地面積76.74萬hm2，82.82%的耕地分布在塬面和塬坡，其中28.52%的耕地位于生產(chǎn)力較好的塬面。梯田總面積27.95萬hm2，占總耕地面積的36.42%，主要分布于甘肅省和陜西省。坡耕地總面積26.91萬hm2，占總耕地面積的35.07%，各省坡耕地面積所占比例均較大，其中山西省坡耕地占比最大，達本省耕地總面積的54.24%。坡耕地土地生產(chǎn)力低，經(jīng)營方式粗放，是水土流失發(fā)生發(fā)展的主要源地之一。大于25°的陡坡耕地仍有2.64萬hm2，是退耕還林還草的重點區(qū)域。

表7 研究區(qū)耕地坡度組成 hm2

2.4 水土流失現(xiàn)狀與危害分析

研究區(qū)以水力侵蝕為主，徑流主要來源于塬面，泥沙主要來源于溝道。塬面水土流失形式主要有濺蝕、面蝕、細溝侵蝕，局部有沖溝侵蝕；坡面侵蝕主要是面蝕和溝蝕；溝道是侵蝕最為強烈的部位，重力侵蝕嚴重，侵蝕形式自上而下主要有立崖坍塌、滑塌、陷穴、瀉溜、溝床下切。黃土塬區(qū)水土流失面積1.30萬km2，占總土地面積的46.10%。按照侵蝕強度統(tǒng)計，輕度、中度、強烈、極強烈和劇烈水土流失面積分別占水土流失總面積的30.27%、30.26%、30.21%、7.56%和1.70%，強烈及以上水土流失面積占水土流失總面積的39.47%。其中山西省塬區(qū)地形最為破碎，溝壑密度較大，水土流失程度最為強烈，強烈及以上水土流失面積占本省水土流失總面積的68.13%。詳見表8。

表8 研究區(qū)水土流失現(xiàn)狀

長期以來，因自然和人為因素的雙重作用，水土流失十分嚴重，塬面徑流下泄導(dǎo)致溝頭前進、溝岸擴張、塬面逐年萎縮。侵蝕溝的不斷發(fā)展造成耕地破碎和面積減少，影響糧食安全，嚴重制約地方經(jīng)濟社會發(fā)展。由于溝道溯源侵蝕嚴重，村莊、道路等基礎(chǔ)設(shè)施受到威脅甚至損毀，危及當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活、生命財產(chǎn)安全。該區(qū)域塬面是主要的徑流來源區(qū)，塬面徑流占總徑流的60%以上[2]，特別是近年來城鎮(zhèn)及新農(nóng)村建設(shè)、道路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)快速發(fā)展，致使硬化面積增加，削弱了雨水入滲，導(dǎo)致塬面徑流下泄量增大，加劇了侵蝕溝發(fā)育及產(chǎn)沙輸沙，溝道產(chǎn)沙量占產(chǎn)沙總量的80%以上，嚴重影響淤地壩和小型水利工程的運行安全。侵蝕溝的發(fā)育進一步誘發(fā)一系列如崩塌、滑坡等重力侵蝕的發(fā)生發(fā)展，致使溝頭前進、溝岸坍塌，危害嚴重。

2.5 水土流失治理現(xiàn)狀分析

從20世紀70年代開始，研究區(qū)相繼開展了小流域綜合治理、生態(tài)修復(fù)、坡耕地治理、退耕還林還草、壩系工程和飲水解困等重點建設(shè)項目。截至2015年底，研究區(qū)共實施水土保持措施面積109.28萬hm2(詳見表9、10)。

表9 研究區(qū)水土保持措施面積統(tǒng)計 萬hm2

表10 研究區(qū)水土保持工程建設(shè)現(xiàn)狀

研究區(qū)經(jīng)過長期的綜合治理，水土流失得到一定遏制，土壤侵蝕強度有所降低，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和生態(tài)得到改善。同時黃河水利委員會西峰水土保持科學(xué)試驗站等單位開展了一系列的科學(xué)試驗研究，水土保持綜合治理模式研究取得了系列化成果，不同治理階段形成了不同特色的治理模式，如“三道防線”綜合治理模式、“四個生態(tài)經(jīng)濟帶”綜合治理模式、基于徑流調(diào)控利用的多元綜合治理模式[2]等。但以往實施的措施多集中在坡面和開闊的溝道，針對黃土塬開展的保護性系統(tǒng)治理僅在局部區(qū)域開展，嵌入塬面的侵蝕溝系統(tǒng)綜合治理和塬面徑流疏導(dǎo)相對薄弱。

3 綜合治理需求分析

3.1 塬面保護是保護黃土塬地質(zhì)地貌形態(tài)的需要

以甘肅的董志塬、陜西的洛川塬和山西的太德塬為核心的黃土高塬溝壑區(qū)，塬面面積大，分布集中，地質(zhì)地貌形態(tài)與景觀獨一無二。該區(qū)是地質(zhì)變遷、黃土高原形成及其侵蝕演變的野外研究大平臺，陜西洛川塬區(qū)的洛川縣黑木溝有中國乃至世界上標準的黃土古土壤地層序列連續(xù)完整的黃土剖面，是人類進化最完整的“歷史紀年表”，是過去與未來之間的橋梁和紐帶，可謂是全人類之共同財富。然而長期以來，嚴重的水土流失正在蠶食人們世代依存的土地，使這一獨特的地貌形態(tài)不斷改變和消退，廣袤平坦的塬面將變成千溝萬壑，迫切需要采取更加有效的措施，控制塬面侵蝕和萎縮，保護這塊世界上現(xiàn)存最大的塬面。

3.2 塬面保護是土地資源保護及降水資源合理利用的需要

近年來，由于塬面加速萎縮，耕地日趨減少，嚴重影響著區(qū)域糧食安全。研究區(qū)擁有豐富的石油、煤炭、天然氣等礦產(chǎn)資源，隨著城市拓展、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、石油煤炭資源開發(fā)等人為活動的擾動，地表徑流增大，水土流失加劇，滑坡、滑塌、崩塌等災(zāi)害經(jīng)常發(fā)生，給當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境保護帶來了一項新的課題。與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的需求相協(xié)調(diào)，按照國家“兩型”社會建設(shè)要求，做好現(xiàn)階段脆弱生態(tài)環(huán)境的保護工作，迫切需要從戰(zhàn)略高度開展生態(tài)環(huán)境治理、固溝保塬。

該區(qū)多年平均降水量460～667 mm，60%～90%的降水集中在汛期，且年際分配不均，旱澇災(zāi)害頻發(fā)，使有限的水資源得不到合理利用，加之地高水低、投入不足等，目前川臺地和大部分塬地?zé)o灌溉設(shè)施，嚴重制約了旱作農(nóng)業(yè)示范區(qū)的發(fā)展。加強水資源優(yōu)化配置，在節(jié)水的基礎(chǔ)上，通過開發(fā)利用過境水、雨洪資源集蓄利用等措施，加大塬區(qū)水工程建設(shè)力度，提高水資源的可持續(xù)利用，支持農(nóng)業(yè)經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展；同時，調(diào)控塬面徑流，保護塬面。

3.3 塬面保護是農(nóng)村生產(chǎn)生活條件改善的需要

研究區(qū)農(nóng)業(yè)人口占總?cè)丝诘?8.69%，農(nóng)業(yè)、林果業(yè)、牧業(yè)產(chǎn)值占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的比例分別為53.89%、3.66%、12.27%，經(jīng)濟以農(nóng)業(yè)為主，林業(yè)發(fā)展緩慢，農(nóng)林牧業(yè)比例失調(diào)，農(nóng)副業(yè)生產(chǎn)水平低，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)極不合理，生產(chǎn)水平落后，在一定程度上導(dǎo)致農(nóng)村生態(tài)環(huán)境惡化和群眾貧困。研究區(qū)大部分農(nóng)村依舊存在環(huán)境臟亂差、村莊布局零亂、房屋結(jié)構(gòu)陳舊、基礎(chǔ)設(shè)施不配套、公共服務(wù)水平低等突出問題，農(nóng)民群眾改變落后生活方式的要求越來越迫切，急需通過固溝保塬綜合治理，加快基本農(nóng)田建設(shè)，大力發(fā)展高效農(nóng)業(yè)，加快新農(nóng)村建設(shè)步伐，在優(yōu)化土地資源的基礎(chǔ)上合理調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展特色產(chǎn)業(yè)，改善農(nóng)村生產(chǎn)生活條件。

3.4 塬面保護是增強蓄水保土及改善生態(tài)的需要

研究區(qū)水土流失面積占總土地面積的46.10%，水土流失導(dǎo)致大量N、P、K礦質(zhì)元素隨土壤流失，使土壤肥力和有機質(zhì)含量降低，土壤理化性狀變差，持水能力下降，生產(chǎn)能力低下，土壤變得更加貧瘠，糧食產(chǎn)量低而不穩(wěn)。據(jù)調(diào)查測算，僅董志塬區(qū)每年輸入黃河泥沙就達 6 599萬t。泥沙直接淤積河道及農(nóng)業(yè)灌溉渠道，并威脅著黃河下游人民的生命財產(chǎn)安全和經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展。渭河、涇河、北洛河、昕水河等河流是該區(qū)主要生產(chǎn)生活用水來源，每年汛期集中降水造成水體渾濁，泥沙含量大，灌溉、人畜飲水等得不到保障，加上水質(zhì)日趨惡化，影響著城鎮(zhèn)居民的飲水安全和生活質(zhì)量，阻礙水資源的開發(fā)利用。通過固溝保塬綜合治理，對位配置水土保持措施，保持水土，涵養(yǎng)水源，可改善生態(tài)環(huán)境，減少入黃泥沙。

3.5 塬面保護是保護我國重要歷史文化遺產(chǎn)和發(fā)展紅色旅游的需要

董志塬區(qū)是先周歷史文化和中華農(nóng)耕文化的發(fā)祥地，周先祖不窟、鞠陶、公劉在此“教民稼穡”，開啟了華夏農(nóng)耕文化之先河。洛川塬區(qū)鄜城(今富縣)遺址出土的“燕王職劍”，據(jù)專家考證是公元前300年左右戰(zhàn)國時期燕昭王時代所鑄造；黃陵縣的“軒轅黃帝陵”號稱“天下第一陵”。洛川塬區(qū)的安塞腰鼓、陜北“老秧歌”和甘肅慶陽民俗文化的代表——香包隴繡等民間藝術(shù)是“民族瑰寶”“民俗奇葩”。黃土高原地區(qū)中華文明和中華農(nóng)耕文化源遠流長，是構(gòu)成隴東、陜北高原和山西高原地域特色文化的重要載體，具有較高的歷史價值、文化內(nèi)涵和學(xué)術(shù)意義。

該區(qū)是陜甘寧邊區(qū)重要的組成部分。毛澤東等老一輩無產(chǎn)階段革命家在這里生活戰(zhàn)斗了13個春秋，培育了光照千秋的延安精神，留下了永遠值得學(xué)習(xí)傳承的偉大精神和永遠值得尋訪緬懷的紅色圣地，延安市的鳳凰山、楊家?guī)X、棗園、王家坪、瓦窯堡、洛川會議舊址和銅川市的照金革命根據(jù)地紀念館等，是全國愛國主義、革命傳統(tǒng)和延安精神教育基地。保護塬面對于發(fā)展紅色旅游具有十分重要的意義。

4 綜合治理面臨的形勢與存在的問題

4.1 面臨的形勢

隨著中國特色社會主義進入新時代，黨中央將建設(shè)美麗中國作為全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家的重大目標，從保護典型地貌和歷史文化、生態(tài)屏障建設(shè)、實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、保護耕地和保障糧食安全、加大生態(tài)保護力度、實現(xiàn)扶貧攻堅等方面對黃土高塬溝壑區(qū)“固溝保塬”工作提出了新的要求，習(xí)近平總書記在黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展座談會上的講話，為黃土高塬溝壑區(qū)“固溝保塬”工作提供了難得的歷史機遇。

4.2 存在的問題

(1)治理任務(wù)艱巨。黃土塬區(qū)塬面面積大于1.0 km2的黃土塬共520個，涉及侵蝕溝共計85 603條，其中70%的侵蝕溝存在較嚴重的危害，溝沿線位于塬邊，溝頭深入塬中，在水力侵蝕及重力侵蝕作用下，溝頭逐年坍塌前進，塬面不斷被蠶食，嚴重危害人民生產(chǎn)生活和生命財產(chǎn)安全，急需治理。

(2)措施體系不完整。綜合治理工程大多實施于20世紀七八十年代，存在工程標準低、措施單一等問題，仍然存在塬水下溝、溝頭前進、溝岸擴張、溝底下切、山體垮塌等現(xiàn)象，難以適應(yīng)極端降雨情況，急需建設(shè)塬面和坡面、溝頭、溝坡、溝道多層次全方位的綜合防治體系。

(3)支撐體系不健全。對塬面徑流、溝頭溯源侵蝕、坡面沖刷、溝道崩塌侵蝕，以及水土保持效果等，缺乏長期、可靠的監(jiān)測，監(jiān)測能力和技術(shù)水平有待進一步提高。長期以來，投資分散，力量薄弱，治理成效不明顯，急需建立國土、環(huán)保、交通等各部門協(xié)調(diào)機制，共同推進固溝保塬工作。治理措施后期管護責(zé)任不明確，管護不到位，給治理成果鞏固帶來嚴重壓力。