黃河流域高標準淤地壩內(nèi)涵與科技問題

姚文藝，張 攀

（1.黃河水利科學研究院，河南 鄭州 450003；2.水利部黃土高原水土保持重點實驗室，河南 鄭州 450003）

淤地壩是我國黃土高原獨特的、重要的一項水土保持工程措施［1］，對黃河減沙、當?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展、生態(tài)環(huán)境改善、滯洪減災及文旅景觀建設等發(fā)揮了顯著作用，在減少黃河下游泥沙淤積方面發(fā)揮了最直接、最有效的作用［2］。長期以來，國家對淤地壩建設給予了高度重視，把以淤地壩建設為重要內(nèi)容的黃土高原水土流失綜合治理上升為一種國家行為，先后通過列專項建設資金、作為“亮點工程”等方式促進了淤地壩建設的快速發(fā)展［2－5］，形成了世界上規(guī)模最大、持續(xù)建設歷時最長的淤地壩工程體系。據(jù)統(tǒng)計［6］，截至2020年黃河流域累計建成淤地壩5.81萬座，其中大型淤地壩0.58萬座、中型淤地壩1.20萬座、小型淤地壩4.03萬座。然而，建設標準低、運行管護體制機制不健全、病險淤地壩多且安全風險大、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和水資源利用效率低、監(jiān)測監(jiān)管手段相對落后等系統(tǒng)性問題卻不斷凸顯［7］，不僅影響淤地壩效益的充分發(fā)揮和工程安全，而且制約了黃河流域水土保持高質(zhì)量發(fā)展。

為解決淤地壩建管中存在的系統(tǒng)性問題，提高水土保持工程質(zhì)量，促進黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展國家戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)，2021年中共中央、國務院印發(fā)的《黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃綱要》要求“加強對淤地壩建設的規(guī)范指導，推廣新標準新技術新工藝，在重力侵蝕嚴重、水土流失劇烈區(qū)域大力建設高標準淤地壩。排查現(xiàn)有淤地壩風險隱患，加強病險淤地壩除險加固和老舊淤地壩提升改造，提高管護能力。建立跨區(qū)域淤地壩信息監(jiān)測機制，實現(xiàn)對重要淤地壩的動態(tài)監(jiān)控和安全風險預警”。2022年10月全國人大常委會通過的《中華人民共和國黃河保護法》規(guī)定“國務院水行政主管部門應當會同國務院有關部門制定淤地壩建設、養(yǎng)護標準或者技術規(guī)范，健全淤地壩建設、管理、安全運行制度”。為落實《黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃綱要》，水利部、國家發(fā)改委于2022年4月聯(lián)合頒發(fā)了《黃土高原地區(qū)淤地壩工程建設管理辦法》。2022年6月水利部副部長陸桂華在甘肅省調(diào)研指導淤地壩建設管理工作時強調(diào)“要緊扣地方實際和群眾需要，找準淤地壩發(fā)展定位，加強新建淤地壩論證分析，加大新技術新工藝新材料應用力度，建設高標準淤地壩”［8］。建設高標準淤地壩已成為黃河流域生態(tài)保護、水土流失治理、增強水土保持能力的重要舉措，目前黃河流域有關?。▍^(qū)）正在積極推進建設高標準淤地壩的相關工作。高標準概念常見于國際貿(mào)易規(guī)則制定中，如高標準經(jīng)貿(mào)規(guī)則（HTIR）。近年來這一概念被多領域關注和引用，例如2008年我國提出建設高標準基本農(nóng)田等［9］。2021年在青島召開的國際標準化大會進一步彰示高標準引領高質(zhì)量發(fā)展已成為人們的共識。我國先后實施的包括高標準淤地壩建設在內(nèi)的高標準基本農(nóng)田、高標準市場體系建設等一系列重大工程都是推動高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措，因此應基于高質(zhì)量發(fā)展國家戰(zhàn)略的大背景來認識高標準淤地壩的內(nèi)涵。

高標準淤地壩是促進新時期水土保持高質(zhì)量發(fā)展的一項重要的關鍵措施，其不同于以往把淤地壩作為一般水土保持工程的認識，在現(xiàn)有技術規(guī)范基礎上應具有更高的建設技術要求、更加注重各類新技術的綜合應用，除現(xiàn)有淤地壩功能外應有更多的功能，具有更多的直接效益、間接效益和外溢效益。因此，高標準淤地壩建設不再局限于水土保持和水利工程領域，將涉及水土保持、土木工程、農(nóng)業(yè)、水利、生態(tài)環(huán)境、水文泥沙、材料、信息、管理、經(jīng)濟社會甚至人文等學科領域。本文旨在圍繞黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展國家戰(zhàn)略的目標、任務、需求，基于水土保持高質(zhì)量發(fā)展的大背景，對高標準淤地壩的內(nèi)涵、定義進行探討，并提出高標準淤地壩建設相關的科學問題與研究熱點，以期為促進高標準淤地壩的相關研究提供參考，并推動黃河流域水土保持高質(zhì)量發(fā)展。

1 黃河流域淤地壩建設及其技術標準發(fā)展過程

1.1 淤地壩建設發(fā)展過程

關于淤地壩建設發(fā)展過程（或發(fā)展階段）已有不少研究［1，10－17］，部分研究成果見表1。大多數(shù)研究者認為人工修筑淤地壩起源于天然“聚湫”（所謂“聚湫”就是地震、暴雨等引起的陡坡崩塌造成大量土體堵塞溝道所形成的攔沙庫）的啟發(fā)［1，10－13］，但對淤地壩建設發(fā)展過程的階段劃分結果不完全一致。從時段節(jié)點看，大部分研究者是從20世紀50年代開始劃分階段的，也有從淤地壩出現(xiàn)時期開始劃分的；從階段劃分的依據(jù)看，多數(shù)是按建設規(guī)模或建設性質(zhì)（如示范、試點、推廣、鞏固調(diào)整等）來劃分，也有按淤地壩工程體系結構（如單壩、中小型淤地壩、骨干壩、溝道壩系等）發(fā)展情況來劃分。因此，研究時期、研究目的、劃分依據(jù)的不同，使得不同研究者所劃分的階段及其節(jié)點不盡一致。

表1 淤地壩發(fā)展階段的部分研究成果

淤地壩作為一項攔沙淤地、治理溝道侵蝕的水土保持工程措施，其發(fā)展受多種因素影響，尤其大規(guī)模的壩系建設是一項系統(tǒng)工程，其發(fā)展受到社會需求、投資規(guī)模、技術水平、管理政策、政治等多種因素的制約。不同時期淤地壩建設發(fā)展的主要制約因素有所不同，這是形成不同發(fā)展階段的原因。因此，對于淤地壩發(fā)展階段的劃分，既要綜合多種因素又要辨識驅(qū)動發(fā)展變化的主導因素，合理確定各階段之間的節(jié)點，給各發(fā)展階段賦予主要屬性的標簽性參數(shù)，所劃分的每一個階段應當具有明顯的屬性特征，且各階段之間應具有順序關系、交疊關系，能夠明晰淤地壩整個建設發(fā)展過程的脈絡。基于以往淤地壩發(fā)展階段劃分的有關成果，在此對黃河流域淤地壩發(fā)展階段做如下進一步探討。

（1）1569—1926年：淤地壩起源階段。受陜西省子洲縣1569年暴雨形成的天然“聚湫”啟發(fā)，當?shù)剞r(nóng)民創(chuàng)建了人工淤地壩，目的是增加作物產(chǎn)量。受歷史條件限制，在這350余a的起源期，前期農(nóng)民自發(fā)零星修建，后期地方政府倡導修建，經(jīng)歷了緩慢發(fā)展的過程。

（2）1927—1948年：作用提升階段。首次把筑壩淤地、防治溝道侵蝕作為治理黃河泥沙的措施，提升了淤地壩在治黃中的作用，并出現(xiàn)“官辦”第一壩。

（3）1949—1970年：壩系形成階段。新中國開啟大規(guī)模修建淤地壩的新局面，通過大范圍試點、示范，在黃河中游地區(qū)全面推廣，并由單壩發(fā)展到壩系。

（4）1971—1990年：規(guī)范建設階段。水墜筑壩新技術促進了淤地壩建設大發(fā)展，水利部首次頒布《水墜壩設計及施工暫行規(guī)定》（SD 122— 84）和《水土保持治溝骨干工程暫行技術規(guī)范》（SD 175— 86）等技術標準，使淤地壩建設進入規(guī)范發(fā)展期。

（5）1991—2019年：建設波動階段。20世紀90年代至21世紀初期，隨著農(nóng)村富余勞動力“離土又離鄉(xiāng)，進城進工廠”高潮的出現(xiàn)，農(nóng)民建設淤地壩需求降低，淤地壩建設速度相對減緩。為促進淤地壩建設，2003年水利部實施了淤地壩等三大水利“亮點工程”建設重大舉措，使淤地壩建設發(fā)展得以恢復。

（6）2020以后：高標準建設階段。2019年黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展上升為重大國家戰(zhàn)略，“有條件的地方要大力建設旱作梯田、淤地壩等”列為戰(zhàn)略目標任務之一。2021年10月8日，中共中央、國務院印發(fā)的《黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃綱要》明確提出大力建設高標準淤地壩，同年水利部印發(fā)的《推動黃河流域水土保持高質(zhì)量發(fā)展的指導意見》和2022年水利部、國家發(fā)展改革委印發(fā)的《關于黃土高原地區(qū)淤地壩工程建設管理辦法的通知》都進一步提出了推進高標準淤地壩建設的要求，從而使淤地壩建設進入高質(zhì)量發(fā)展期。

總之，淤地壩建設經(jīng)歷了起源、作用提升、壩系形成、規(guī)范建設、建設波動、高標準建設等6個階段450余a的發(fā)展過程，新中國建立后才使淤地壩建設得到大規(guī)模快速發(fā)展，進入新時代又使淤地壩建設邁入高標準高質(zhì)量發(fā)展期。

1.2 淤地壩建設技術標準發(fā)展過程

隨著淤地壩建設的發(fā)展，淤地壩技術標準也經(jīng)歷了相應的發(fā)展過程，總結分析這一過程，對于探討高標準淤地壩內(nèi)涵很有必要。

20世紀80年代以前，淤地壩建設主要是結合農(nóng)田建設進行的，因此所建淤地壩大多為群眾自發(fā)修建的中小型淤地壩，缺少統(tǒng)一規(guī)劃和科學設計，建設標準低、結構不完整，存在很大的安全風險［18］。20世紀80—90年代，隨著水墜壩等技術的不斷成熟，在總結以往淤地壩建設經(jīng)驗和教訓的基礎上，水利部先后頒發(fā)了《水墜壩設計及施工暫行規(guī)定》（SD 122— 84）、《水土保持治溝骨干工程暫行技術規(guī)范》（SD 175— 86）和《水土保持技術規(guī)范》（SD 238— 87）等，并首次頒布了國家標準《水土保持綜合治理 技術規(guī)范 溝壑治理技術》（GB／T 6453.3— 1996），使淤地壩建設有了規(guī)范和依據(jù)。

進入21世紀后，隨著國家多項水土保持工程的實施，黃土高原全面開展了淤地壩建設，其工程規(guī)模不斷增大、設計和施工技術日臻完善?；凇捌呶濉薄鞍宋濉薄熬盼濉眹铱萍脊リP計劃項目研發(fā)的有關淤地壩建設的多項新技術和壩系建設實踐經(jīng)驗，水利部在對《水土保持治溝骨干工程暫行技術規(guī)范》（SD 175— 86）進行修訂后頒布了《水土保持治溝骨干工程技術規(guī)范》（SL 289— 2003）［19］，新規(guī)范增加了壩系工程布設要求、配套加固工程設計、按土壤侵蝕強度對單壩控制面積進行區(qū)分、骨干壩設計條件和建筑物級別、利用洪水調(diào)查和推理公式計算設計洪水參數(shù)、壩體滲流和沉降量計算方法、壩體穩(wěn)定計算方法等內(nèi)容。與此同時，隨著土工織物、聚乙烯微孔波紋管等新材料在水墜壩建設中的推廣應用，水墜壩建設技術不斷發(fā)展，2002年水利部對《水墜壩設計及施工暫行規(guī)定》（SD 122— 84）也進行了修訂，并更名為《水墜壩技術規(guī)范》（SL 302— 2004）［20］，在新規(guī)范中增加了土工織物和聚乙烯微孔波紋管在水墜壩中的應用、在缺水干旱地區(qū)攔蓄洪水修筑水墜壩等方面的內(nèi)容，并調(diào)整了壩體觀測設備等方面的規(guī)定。其后，根據(jù)水土保持工作內(nèi)容、性質(zhì)的深刻變化，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局、中國國家標準化管理委員會于2008年發(fā)布了修訂版《水土保持綜合治理 技術規(guī)范 溝壑治理技術》（GB／T 16453.3— 2008），其增加了溝頭防護處理技術等。

隨著生態(tài)文明建設國家戰(zhàn)略的實施和城鎮(zhèn)化進程的不斷加快，水土流失綜合治理和生產(chǎn)建設項目中的水土保持工作更顯重要，為進一步規(guī)范水土保持工程建設，2014年住房和城鄉(xiāng)建設部、國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布了國家標準《水土保持工程設計規(guī)范》（GB 51018— 2014），其中包括淤地壩建設技術標準，對淤地壩工程布置、壩體設計、溢洪道設計、放水建筑物設計和施工組織均做出了技術規(guī)定（其中淤地壩設計技術要求與其他相關標準基本一致）。

20世紀修建的不少淤地壩已淤滿或接近淤滿，存在工程質(zhì)量、結構穩(wěn)定、滲流等方面安全隱患的病險淤地壩較多。據(jù)統(tǒng)計，2015年黃土高原地區(qū)中型以上病險淤地壩共計5 282座［21］；淤積面高程達到或超過設計淤積高程的大中型淤地壩共7 305座，占黃土高原大中型淤地壩總數(shù)的40.4%，其中大型淤地壩1 390座、中型淤地壩5 915座［15］。隨著氣候變化導致的極端降雨事件增加，淤地壩水毀問題凸顯、防洪防汛壓力增大，安全監(jiān)測的重要性也顯得更加突出。因此，需要提高淤地壩防洪設計、穩(wěn)定計算、除險加固等方面的技術要求，為此，水利部于2020年對《水土保持治溝骨干工程技術規(guī)范》（SL 289— 2003）和《水墜壩技術規(guī)范》（SL 302— 2004）進行合并及修訂后發(fā)布了《淤地壩技術規(guī)范》（SL／T 804— 2020）［22］，其增加了勘測、淤地壩附屬設施設計、監(jiān)測設計、除險加固、防汛管理、泄洪洞設計、病險淤地壩認定與處理、病險淤地壩泄洪建筑物設計、中小型淤地壩施工與管理等內(nèi)容，進一步完善了壩系工程布設、設計洪水計算、調(diào)洪演算、工程設計和施工、質(zhì)量管理及驗收、工程運行管理等相關要求。

綜上所述，淤地壩技術標準的發(fā)展，伴隨著不同時期科學技術水平的提高和淤地壩建設、水土保持工作實踐經(jīng)驗總結及新的需求，經(jīng)歷了形成、不斷完善、不斷修訂的過程，起到了規(guī)范和指導淤地壩建設的作用，支撐了不同時期淤地壩的規(guī)范建設，保障了黃河流域淤地壩建設的健康發(fā)展。新時期高標準淤地壩建設也必然促進淤地壩技術規(guī)范的進一步發(fā)展。

2 高標準淤地壩定義與內(nèi)涵

對基本概念做出科學定義是任何學科發(fā)展到一定成熟階段的標志之一。高標準淤地壩建設已成為黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措，明確高標準淤地壩的定義并科學界定其本質(zhì)特征、價值及其內(nèi)涵和外延，對于高標準淤地壩建設規(guī)劃、設計、施工、管理目標的設定等都是非常必要的。

2.1 高標準淤地壩的定義

高標準不同于高水平。高水平一般是指在某一專業(yè)方面所達到的高度，而高標準則是指衡量事物的準則高或賦予事物更高的功能、目標和內(nèi)涵。顯然，應該從淤地壩結構與布局、功能與作用等基本特征方面對高標準淤地壩進行定義，或者說高標準淤地壩并不僅僅意味著工程設計的技術標準高，即高標準淤地壩是一個包含較多外延的集合詞。

出于不同的研究目的，對高標準淤地壩的理解也不完全一致。劉雅麗等［18］認為，高標準淤地壩體現(xiàn)在新建淤地壩注重適宜區(qū)域、統(tǒng)籌規(guī)劃、科學設計，已建淤地壩注重除險加固和提升改造，應發(fā)揮淤地壩蓄水功能、加強淤地壩蓄水安全運用管理；朱建海［23］認為，建設高標準淤地壩應體現(xiàn)“四變”思路（一是提質(zhì)增效變水庫，二是生態(tài)補償變農(nóng)田，三是近自然治理變水溝，四是銷號移交變公路），構建淤地壩建管新格局。

水利部印發(fā)的《推動黃河流域水土保持高質(zhì)量發(fā)展的指導意見》對高標準淤地壩建設的表述為：“優(yōu)先選擇建壩條件充分、群眾需求迫切的地方，推廣新技術新工藝新材料，建設一批工程安全可靠、配套設施齊全、整體環(huán)境美觀、運行管護到位、綜合效益顯著的高標準淤地壩?！逼涑浞煮w現(xiàn)了高標準淤地壩穩(wěn)定安全、結構完善、綜合效益顯著的基本內(nèi)涵，同時又闡明了技術先進、環(huán)境美觀、運行管護到位的外延。顯然，較之一般的淤地壩，高標準淤地壩有更豐富的內(nèi)涵與外延，這是對高標準淤地壩進行定義的重要依據(jù)。

對高標準淤地壩的定義應充分體現(xiàn)黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展國家戰(zhàn)略的需求和水土保持高質(zhì)量發(fā)展的新時代目標要求［24］，同時，應從水土保持措施體系整體優(yōu)化、壩系結構優(yōu)化的范疇對高標準淤地壩進行定義。因此，可以把高標準淤地壩定義為：空間布局合理、體系配置優(yōu)化、建造技術先進、構造穩(wěn)固安全、生態(tài)景觀良好、水土資源高效利用、運行監(jiān)管到位、綜合效益顯著，與水土保持高質(zhì)量發(fā)展相適應的多功能高質(zhì)量淤地壩。顯然，高標準淤地壩概念的提出，彰顯了我國淤地壩建設已從“量”的發(fā)展進入“質(zhì)”的提升階段。高標準淤地壩可以是新建的，也可以是通過對仍然有較大綜合利用潛力的已建淤地壩進行除險、加固、改造使其成為高標準淤地壩。

2.2 高標準淤地壩的內(nèi)涵

深刻認識高標準淤地壩的本質(zhì)屬性及內(nèi)涵，對推進高標準淤地壩建設具有重要意義。

（1）空間布局合理。高標準淤地壩應建在需要建且能建的地方即有條件的地方，既要考慮水土流失嚴重的地區(qū)，又要考慮建壩條件充分且群眾需求迫切的地區(qū)，確保淤地壩建成后用得上、用得好。水土流失嚴重的黃土高原地區(qū)，氣候、土壤、地質(zhì)、植被、土壤侵蝕和經(jīng)濟社會發(fā)展水平等具有顯著的空間分異性，因此應科學選擇能夠建壩、需要建壩的地方，做到合理、科學布局。

（2）體系配置優(yōu)化。體系配置優(yōu)化有兩層含義：一是壩系規(guī)劃設計不僅要做到空間布局優(yōu)化、壩型結構優(yōu)化，使淤地壩發(fā)揮更大的攔沙滯洪效益、生態(tài)效益、生產(chǎn)效益，而且要做到與防洪安全相適應，達到壩系級聯(lián)攔沙防洪效益的最大化；二是作為水土保持工程措施之一，淤地壩及其壩系布局、建設必須納入水土保持措施體系的總體布局規(guī)劃，與水土保持綜合措施體系優(yōu)化配置相適應，做到系統(tǒng)治理、溝坡兼治，實現(xiàn)水土保持綜合治理效益的最大化。

（3）建造技術先進。隨著科技進步，一些新技術、新材料、新工藝為提高淤地壩建造質(zhì)量、降低造價提供了科技支撐，例如砒砂巖改性材料、PCCP材料、柔性材料、黃土固化技術、頂管技術、生態(tài)袋等的應用。另外，GIS、DEM、無人機、BIM、壩系安全監(jiān)測預警預報新技術新方法的應用，可提高淤地壩運行、管理和險情監(jiān)測水平。目前存在的突出問題是研用脫節(jié)，迫切需要攻克新技術、新材料、新工藝推廣應用中遇到的技術、管理瓶頸，以科技進步推動高標準淤地壩的科學高效建設。

（4）構造穩(wěn)固安全。除勘察清楚建壩區(qū)域地質(zhì)構造、地震、土壤等涉及淤地壩安全穩(wěn)定的因素外，在沒有制定高標準淤地壩設計規(guī)范前，淤地壩結構設計必須遵照現(xiàn)行的相關技術規(guī)范要求。例如，大型淤地壩應設置壩體、放水建筑物和泄洪建筑物；在大型淤地壩控制區(qū)域內(nèi)的中、小型淤地壩，應設置壩體、放水建筑物或壩體、泄洪建筑物，避免“悶葫蘆壩”；在大型淤地壩控制區(qū)域外的中型淤地壩應配置泄洪建筑物。在壩系設計中，應考慮淤地壩之間攔沙滯洪的級聯(lián)關系和大、中、小型淤地壩功能與作用的不同，合理配置壩系的結構，提高其整體安全性。對于不符合要求的已建淤地壩，應實施升級改造，確保安全運行。與此同時，推進大中型病險淤地壩除險加固，優(yōu)先開展病險嚴重、危害大的病險壩除險加固，及時排查病險問題，確保淤地壩安全運行，通過除險加固把病險淤地壩改造為高標準淤地壩。應推廣碾壓筑壩技術，可把改性材料、固化材料等作為壩體建造的新材料，提高壩體強度和防滲性能。

（5）生態(tài)景觀良好。生態(tài)景觀良好有三層含義：一是高標準淤地壩建設不僅應納入水土保持措施體系配置并進行優(yōu)化設計，而且還應與當?shù)氐纳鷳B(tài)建設密切結合，根據(jù)當?shù)貧夂颉⒌匦?、土壤、水資源等條件，把壩地建設成高標準基本農(nóng)田，促進坡地退耕還林還草，形成壩地、水域、植被融合的優(yōu)良環(huán)境，生態(tài)形態(tài)達到同類氣候、地形、土壤條件下的良好水平；二是高標準淤地壩建設不僅應著眼于攔沙淤地，而且還應考慮當?shù)鼐坝^格局的構建，將淤地壩作為景觀元素之一，與當?shù)氐纳鷳B(tài)旅游、衍生產(chǎn)業(yè)發(fā)展相結合，使之成為促進景觀格局完整、健康的積極要素，使高標準淤地壩建設在促進農(nóng)業(yè)發(fā)展的同時對生態(tài)經(jīng)濟發(fā)展也起到促進作用，保障高標準淤地壩建設的可持續(xù)性；三是壩地的利用要發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)、綠色農(nóng)業(yè)，防止壩地鹽堿化和水土污染，有利于區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)恢復和健康。

（6）水土資源高效利用。水土是黃土高原最為寶貴的資源，但如何高效利用淤地壩的水土資源，是一個長期的難題。以往壩地經(jīng)營權大都歸屬個體農(nóng)戶，種植作物品種和結構都很難做到優(yōu)化，壩地水土資源難以整體發(fā)揮效益；隨著大量農(nóng)民工群體進城務工，當?shù)厝罕妼蔚氐男枨蠼档?，造成不少壩地多年處于閑置狀態(tài)。為此，需要通過高標準淤地壩建設實現(xiàn)壩地水土資源的高效利用。由于壩地土壤肥力、水資源條件較好，有建設高標準農(nóng)田的優(yōu)勢，因此當?shù)卣畱褖蔚乩眉{入高標準農(nóng)田建設，同時，切實把淤地壩作為振興鄉(xiāng)村經(jīng)濟的基礎設施，把壩地利用納入當?shù)氐霓r(nóng)業(yè)、旅游業(yè)和生態(tài)衍生產(chǎn)業(yè)發(fā)展的總體規(guī)劃，對壩地進行提質(zhì)改良，利用壩地發(fā)展特色作物、經(jīng)濟林等。為此，高標準淤地壩建設必須考慮完備的排水設施，具備蓄水條件且防洪安全有保障的大中型高標準淤地壩可以在汛后適當蓄水，以緩解當?shù)厮Y源匱乏問題，為改善生態(tài)環(huán)境、發(fā)展相關生態(tài)旅游產(chǎn)業(yè)等提供基礎資源支撐。

（7）運行監(jiān)管到位。對高標準淤地壩的監(jiān)測滿足實時動態(tài)、全要素全過程、自動化智能化的要求，做到對每座淤地壩安全運行的監(jiān)管，應建設淤地壩信息數(shù)據(jù)庫、管理人員數(shù)據(jù)庫和智慧水務應用平臺，改變靠人工“跑查”、典型抽樣的監(jiān)管方式，實現(xiàn)管理良好、安全可靠、可持續(xù)發(fā)展的目標。同時，對淤地壩進行確權劃界，明確管護范圍內(nèi)的土地使用權及其管理責任，完善淤地壩“3個責任人”的制度和運行機制，保障淤地壩運行監(jiān)管到位到人，確保淤地壩安全運行和可持續(xù)發(fā)揮效益。

（8）綜合效益顯著。高標準淤地壩的屬性決定了其應具有攔沙滯洪、防治溝道侵蝕、減少入黃泥沙、淤地造田、發(fā)展高標準農(nóng)田、提高糧食產(chǎn)量、改善生態(tài)環(huán)境、增加生態(tài)經(jīng)濟價值、涵養(yǎng)水源、形成溝道景觀帶、優(yōu)化區(qū)域景觀格局、豐富當?shù)芈糜钨Y源、促進當?shù)厣鷳B(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展等綜合功能。當然，要充分發(fā)揮高標準淤地壩的綜合效益，需要對高標準淤地壩建設規(guī)劃布局進行優(yōu)化并納入國土空間整體規(guī)劃，綜合統(tǒng)籌布局水土保持、農(nóng)業(yè)、生態(tài)、景觀、經(jīng)濟、城鎮(zhèn)等發(fā)展要素的功能空間。

3 建設高標準淤地壩的科學技術問題

高標準淤地壩是一個新概念、具有較多屬性和豐富內(nèi)涵，建設高標準淤地壩須解決如下科學技術問題。

（1）高標準淤地壩建設技術標準。建設高標準淤地壩，提高淤地壩在水土流失防治、生態(tài)環(huán)境改善、生態(tài)經(jīng)濟發(fā)展等方面的綜合效益，增強淤地壩防洪安全能力，完善運行管護制度與機制，切實達到建設高標準淤地壩的目標要求，必須有科學適宜的技術標準作支撐，技術標準應明確高標準淤地壩建設分區(qū)與建設任務、工程體系結構、不同區(qū)域各類型淤地壩工程配置體系、綜合功能提升技術、監(jiān)管維護保障措施和技術要求等。

（2）綜合效益鏈中高標準淤地壩的地位與作用機制。由高標準淤地壩的屬性可知，其比一般的淤地壩具有更多的直接效益、間接效益和外溢效益，其綜合效益鏈更長、結構更復雜。研究高標準淤地壩在綜合效益鏈中的驅(qū)動作用及其效應機制，對于高標準淤地壩的布局、規(guī)劃、設計及效益評價都有重要意義。為此，須明確高標準淤地壩綜合效益鏈的基本結構、類型和屬性，研究其綜合效益鏈結構、組分及其關系，辨識高標準淤地壩在綜合效益鏈中的作用、功能、鏈條位點和驅(qū)動關系，揭示高標準淤地壩發(fā)揮直接效益、間接效益和外溢效益的機制，進而評價高標準淤地壩綜合效益全鏈條中直接、間接、外溢效益的貢獻率，探索壩系資源開發(fā)、生態(tài)保護與經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展模式。

（3）現(xiàn)狀淤地壩功能提升技術。以具有一定攔沙滯洪能力的大中型淤地壩為重點，研究淤地壩結構加固完善、土壤改良提質(zhì)、作物結構調(diào)整優(yōu)化、生態(tài)經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展、水資源涵養(yǎng)能力提升、壩系生態(tài)景觀格局再造、生態(tài)功能提升技術和模式，揭示淤地壩攔沙滯洪－生態(tài)經(jīng)濟－景觀再造協(xié)同機制，實現(xiàn)對已建淤地壩的整體提質(zhì)增效，促進鄉(xiāng)村振興。

（4）高標準淤地壩空間布局原則及壩系效應耦合關系?；谏剿痔锖萆尘C合治理的空間格局和坡面、溝道兼治原則，以及綜合效益最大化的目標，研究高標準淤地壩在綜合治理措施體系中的作用，進而提出高標準淤地壩空間布局原則；分析不同結構高標準淤地壩壩系的作用與功能，揭示單壩效應與壩系效應的關系以及壩系的功能級聯(lián)關系，提出高標準淤地壩空間布局的優(yōu)化模式。

（5）高標準淤地壩碳匯能力與價值。高標準淤地壩建設區(qū)位選擇的前提條件是建壩條件充分，以避免“曬太陽空壩”的出現(xiàn)，確保淤地壩高效攔沙淤地條件進而發(fā)揮其碳匯潛力。為全面評價高標準淤地壩的綜合效益，應對其碳匯能力及其生態(tài)、經(jīng)濟價值進行評價，研究高標準淤地壩滯洪攔沙與壩地土壤碳匯的關系，分析壩區(qū)和壩地土壤碳匯的時空分布規(guī)律，以及壩系中碳的匯集、運移、再分布過程與規(guī)律，建立壩地土壤碳匯能力評價指標體系與評價方法，基于高標準淤地壩或壩系建設區(qū)域的經(jīng)濟、社會發(fā)展水平研究壩地土壤碳匯價值化的轉(zhuǎn)化與當量評估機制，為構建高標準淤地壩綜合效益評價體系提供支撐。

（6）高標準淤地壩建設的新技術、新材料、新工藝。針對高標準淤地壩安全可靠、設施配套、生態(tài)良好的內(nèi)涵，研發(fā)壩體防滲漏、防沖刷、止張裂的生態(tài)型新工藝、新材料，不良筑壩原料的改性、固結新技術新材料，泄水建筑物、放水建筑物輕質(zhì)高強生態(tài)新材料，快速高效、質(zhì)高費省、生態(tài)安全的施工新工藝，淤地壩加固改造、提質(zhì)增能的新技術和新工藝等。同時，推廣適用的新技術、新材料、新工藝，如復合土工膜、土工袋、劈裂灌漿工藝、砒砂巖改性材料、黃土固結材料等。

（7）高標準淤地壩安全自動化監(jiān)測與智能化決策系統(tǒng)。融合云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能及低空無人機遙感監(jiān)測等現(xiàn)代信息技術，按照“四預”（預報、預警、預演、預案）智慧水利建設要求，研發(fā)覆蓋壩體、泄水與放水建筑物及壩區(qū)地質(zhì)等全壩域全壩系的視頻監(jiān)控系統(tǒng)和雨量、洪水、滲壓、變形、位移、沉陷、應力、庫容、污染、坍塌等多元數(shù)據(jù)自動采集、傳輸、處理系統(tǒng)，建立集水文風險、工程風險、運行風險、污染風險、管理風險等于一體的高標準淤地壩安全風險評價指標體系、風險度綜合辨識體系，構建高標準淤地壩壩系風險預測預警模型，建立高標準淤地壩安全風險及時預警、阻控預案快速生成的智能決策支持系統(tǒng)，實現(xiàn)淤地壩病險的自動排查和各類風險的預測、預警。

4 展 望

建設高標準淤地壩是落實黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展國家戰(zhàn)略目標的重要舉措，有廣闊的發(fā)展前景。2021年水利部、國家發(fā)展改革委印發(fā)的《黃河流域淤地壩建設和坡耕地水土流失綜合治理“十四五”實施方案》提出，黃河流域黃土高原7個?。▍^(qū)）（兼顧黃河下游山東?。?，擬通過5 a時間新建淤地壩1 461座、粗泥沙集中來源區(qū)攔沙壩2 559座，預計新增保土能力4 600萬t、增加蓄水能力1.4億m3。中共中央、國務院印發(fā)的《黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃綱要》強調(diào)“在重力侵蝕嚴重、水土流失劇烈區(qū)域大力建設高標準淤地壩”。因此，近5 a高標準淤地壩建設不僅規(guī)模大，而且建設區(qū)域非常明確。通過建設高標準淤地壩，將開創(chuàng)黃土高原水土保持和生態(tài)保護發(fā)展新局面，一是淤地壩建設將進入一個高質(zhì)量發(fā)展新階段，彰顯水土保持高質(zhì)量發(fā)展的新前景；二是高標準淤地壩建設將起到推動、示范、引領作用，對一大批仍有很大效益潛力的已建淤地壩進行除險加固、改建提質(zhì)增效使其成為高標準淤地壩，將整體形成黃土高原高標準淤地壩壩系網(wǎng)絡，使淤地壩成為流域綜合治理的更加有效的形式，并發(fā)揮更大的增加耕地、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力、防治水土流失、持續(xù)減少入黃泥沙、改善生態(tài)環(huán)境等綜合效益。

高標準淤地壩是一個新概念，有很多科技問題需要研究解決，因此其大規(guī)模建設必將促進水土保持等相關領域科研工作的發(fā)展，提升淤地壩建設的科技水平，有關淤地壩建設技術與工藝、工程材料與設備、監(jiān)測評價與智能決策、淤地壩建設規(guī)范與標準、淤地壩作用機制與多層級綜合效應評價等方面將會得到新發(fā)展，為高標準淤地壩建設、水土保持高質(zhì)量發(fā)展起到堅實的科技支撐作用。