论坝系建设在改善流域水环境中的作用和地位
付明胜 王建荣 任怀泽
（黄委会绥德水土保持科学试验站 陕西.绥德 718000）
[关键词] 水环境 ； 坝系建设
[摘要] 本文分析了陕北水资源特点和水环境恶化的现状,即汛期洪水成灾，非汛期干旱缺水的水资源特点。从水资源利用条件入手，分析了淤地坝在改善水环境与径流资源化利用中的地位和作用，提出了本区水资源环境改善的具体方案：建设以水土保持治沟骨干工程为主的沟道坝系，强化坡面集雨工程和林草植被建设，增大贮水空间，使降雨就地就近被拦蓄，从而使水环境得以修复。
陕北黄土丘陵沟壑区是水资源十分匮乏而且水资源环境不断恶化的地区。由于自然条件差，气候性的干旱、暴雨性的水土流失、资源性缺水成为本区社会经济发展的障碍因子，严重制约着经济可持续发展和生态环境的改善，直接影响实现小康社会的进程。如何保持水土，改善水资源环境，合理开发利用水资源，一直是各方面关注的问题。本文拟从分析水资源特点和利用条件入手，发挥淤地坝拦泥蓄水淤地等综合基本功能，可促进农业增产、农民增收、农村经济发展，巩固退耕还林还草成果，修复水资源环境。所以淤地坝建设在改善水环境与径流资源化利用中具有重要的地位和作用。
1 陕北水资源特征
陕北的水资源包括大气降水，河川径流与地下水三部分。河川径流与地下水都是由大气降水进行补给的，因此可以说“降水是水资源之母”。所以本区水资源的特点与问题，都与降水特点直接相关。这一客观存在，决定了陕北水土保持在改善水环境与水资源开发利用中的地位和作用。水资源现状和特点主要表现在以下几方面。
1.1 水资源数量少
陕北地表水和地下水的资源总量42.1×108m3，人均不足800m3，为陕西省人均1400m3的57%，为全国人均2171m3的37%，不足世界人均水资源的1/10，加拿大的1/136。
1.2 水资源的分布不平衡
该区地表水资源，由于地形破碎（沟壑密度高达5—7km/km2），川道滩多地少，可发展水地的面积有限；山原地多水少，发展灌溉既要抽又要引，难度大。地下水资源由于大部分河谷已切穿到基岩，大量的地下水以泉水的形式排泄入沟，使山原地下水的贮水条件极差，而且水土流失严重。介于本区水资源现状，必须大规模发展淤地坝拦蓄洪水；以降水叠加利用和雨水聚集利用技术来开发利用降水资源。
1.3 地表水暴涨暴落，含沙量高，灌溉水资源保证率低
陕北年降水量316.4mm(靖边)—627.7mm(洛川)，降水总量361.3×108m3。降水量的60%—80%集中在汛期（6—9月），而汛期降水量又主要集中在几次大暴雨，如94年8月4日绥德县6小时降雨156.7mm，占全年平均降水量的32.8%，2002年7月4日，子长县一次降雨260mm，占年平均降水量的一半以上。所以60%—80%左右的径流也集中在汛期，汛期水量又往往集中在几次大洪水，如黄河一级支流皇甫川，多年平均径流量1.86×108m3，1992年7月的一次洪水就占全年径流量的69%，而且洪水一方面含沙量高，另一方面暴涨暴落，据陕西省水保局调查，陕北修建水库410座，库容17.7×108m3，现已淤积6.84×108m3，占总库容的38.6%，许多小型水库几场暴雨就淤满了，使工程的蓄水、防洪、灌溉效益大大降低。
2 人类活动对水资源的影响
水资源环境是指水资源得以涵养、蓄集的空间，包括大气水、地表水、土壤水及地下水的涵养、蓄集的空间。所以水资源环境的优劣是地区发展对水资源持续利用的关键，面对水环境不断恶化的现状，必须加大开展蓄水保土工作。但解放以来，由于人口的迅速增加，造成水资源贮水空间不断减少，水资源环境质量不断下降。
2.1 人类不合理的活动使水资源贮水空间不断减少
据史料记载，陕北原是一个林草丰茂的地区，后来为了解决人口增加带来的粮食压力，不断毁林开荒，增加播种面积。回顾这一地区的土地利用方式，在“大跃进”时希望粮食“放卫星”；文革时，前期“深挖洞，广积粮”提倡“广种薄收”，后期“以粮为纲”要求粮食翻番，然而粮食没有高产，反而使本来就满目疮痍的植被破坏的更加严重。改革开放后，土地重新回到农民手里，饿怕了的这一地区农民更“珍惜”每一寸土地，在任何一点可以耕种的沟沟岔岔的土地上都种上了粮食。确实这里农民再不用为吃饱肚子犯愁了，可是这一地区的植被破坏也到了极限。如延川县1949年森林残存面积还占到整个农林牧用地的31%，到2000年下降到0.8%，97%的森林被开垦种了粮食。使植被所具有巨大的涵养水源、拦蓄径流、保持水土、调节气候的功能大大降低了，从而使水资源赖以涵养、蓄积的空间不断减少，特别是土壤环境越变越干。据对绥德辛店试验场调查，1997年至2001年连续5年在气象（干旱高温）和植物因素共同影响下，无论什么土地类型，土壤干层较深，土壤含水量极低，如草地、农耕地100cm以内土壤水分均在4.2%以下，刺槐地500cm内水分平均仅4.2%—4.6%，10月份后土壤水分恢复至170cm，含水率也仅5.1%—7.6%，平均6.0%，这样深的干土层就是丰水年也难以补充恢复，将成为永久性干土层。
2.2 人类不合理的活动使水资源利用率不断下降
由于人类不从以上降水特征的分析和我站多年径流观测结果，降至下垫面的雨水分配比例大致是20—35%，用于第一性生产，而且由于大量使用化肥使土壤板结，用于第一性生产的水分还在下降，10—20%形成径流，冲刷土壤，祸害下游。形成径流的雨水实际成为发展径流农业、集水农业最主要的资源，我们将地表径流有条件转化为径流资源的过程定义为径流资源化。
3 坝系建设是改善山区水资源环境的切入点
面对水资源严重不足、水土流失严重、水环境不断恶化的现实，在山区如何将水资源通过合理科学配置以保障和支持经济、社会和环境的协调发展，合理安排水资源在数量上和质量上的时间和空间分布。
水资源的开发利用与保护相结合的原则。水资源开发利用与保护既相互联系，又相互制约。水资源是不可再生资源，在水资源的开发利用中，使水资源能够永续利用，并使生态环境得到保持和改善。水资源的开发利用的实质就是从时间上和空间上重新分配水资源。解决这一问题的关键是开展大规模的区域性水土保持植被建设、沟道坝系建设和集雨工程建设工作，使工程措施的直接拦蓄洪水泥沙功能和植被所具有的巨大的涵养水源、调节径流、保持水土、调节气候等功能得以充分发挥，使贮水状态得以改善，贮水空间得以大大增加，降水就地就近被拦蓄，最终使水资源环境得以修复。
3.1 建设以治沟骨干工程为主体的沟道坝系，为开发利用水资源创造了条件
黄土高原地区大部分为干旱、半干旱地区，水资源短缺，已成为制约当地经济社会发展和生态环境建设的一个主要因素。但该地区汛期降雨占全年降雨量的60～70%，多以暴雨形式出现，坡沟径流系数高达0.3～0.5，每年汛期有20～100亿m3暴雨径流由沟道汇集到黄河支流与干流，不但未得到有效利用，而且加剧了河道洪涝灾害。实践证明，治沟骨干工程建设，做为拦蓄坡面径流，防治洪涝灾害的一项重要措施，可将暴雨、洪水就地拦截，在淤满前可长期保持部分蓄水库容。治沟骨干工程一般单坝库容在50—100万m3以上，控制面积3—5km2，能拦蓄200～300年一遇暴雨产生的洪水泥沙，如能配置一些中小型淤地坝，形成坝系，不仅能蓄水拦泥，巩固并抬高沟床，稳定沟坡，减轻沟蚀，而且可以大大补充地下水，增加沟道常流水，使区内有限的水资源得到合理开发利用。如绥德县韭园沟，沟中已建各类坝库234座，总库容3200多万m3，坝系通过有效的滞洪，将高含沙洪水一部分转化为地下水，一部分转化为清水，通过泄水建筑物，排放到下游沟道，增加了沟道常流水，涵养了水源，同时，对汛期洪水起到了调节作用，使水资源得到了合理利用。据我站多年观测，绥德县韭圆沟小流域，按照“骨干控制，大中小工程相结合，实现洪水泥沙冲淤平衡”的指导思想，科学布设，连续治理，目前已建成治沟骨干工程11座，同时对7座治沟骨干工程进行配套，坝系形成后，人、畜数量增加一倍多，发展水地2700多亩，沟道常流水不但没有减少，反而增加两倍多。同时为坡面林草措施提供水源200多万m3，将水土保持生态建设与水资源开发利用有机地统一起来。
3.2 淤地坝建设保证了退耕还林还草的实施，使水资源环境得以修复
本区水资源时空分布极不均匀，干旱时几个月无雨，下雨时山洪暴发。因此，保持水土，修复水资源环境的根本出路在于加大植树种草的力度，充分发挥林草涵养水源、调节径流、保持水土等综合生态功能，修复水资源贮水空间，使水资源环境向高生态效益的方向发展。
淤地坝建设，可将沟壑淤成平川，为山区农民提供了高产稳产的耕地资源，从根本上巩固和扩大黄土高原区退耕还林还草成果。，调动了群众植树种草的积极性，使“封山绿化”、大面积实施封育保护，实现“粮油下川，林草上山”有了可靠保障，确保“退得下、稳得住、不返弹、群众能致富”。如米脂榆林沟流域从56年坝系初具规模到现在40多年洪水、泥沙没有出沟，而且淤成坝地313.44hm2良田，累计利用面积47959 hm2，可产粮食2498.93万kg。坝地的高产保证了少种，少种为坡耕地退耕还林还草、天然植被自然修复创造了条件，截止2001年底退耕下来的耕地造林1917.4 hm2，其中乔木林244.6 hm2，灌木林816.3 hm2，栽植经济林果856.5 hm2，种草797.5 hm2，治理度达到65.06%。有效的保持了水土，减少了入黄泥沙，同时坝库拦截的洪水，大部分则通过渗透作用变为地下水或通过泄水建筑物将澄清的水缓慢排向下游，变为常流水，改善了水资源环境，提高了当地水资源利用能力，从而有机地统一了治黄与脱贫致富、生态建设与经济持续发展的关系。
实践证明，在陕北丘陵沟壑区致命的问题就是干旱、水资源不足。而且水资源具有时空分布间歇性，存在很大的波动性和水土流失的严重性。雨水利用的第一步首先是将时空不连续、不稳定的雨水资源尽量转变为具有持续供水能力的稳定系统，只有开展以治沟骨干工程为主的沟道坝系建设，蓄水淤地，才能藤出坡地开展植树种草，水环境才能得以修复。
作者简介：付明胜 男 1952年生，陕西横山县人，高级工程师，从事水土保持措施研究30多年，发表论文39篇。 联系电话：(办) 0912-5632776 （宅）0912~5612884 E-mail: fmsh1227@163.com
