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（甘肅省慶陽(yáng)市水利工作總站，甘肅 慶陽(yáng) 745000）

慶陽(yáng)市屬重度水土流失區(qū)，侵蝕模數(shù)2 000～9 000t/km2·a，平均土壤侵蝕模數(shù)達(dá)6 211t/km2·a，屬?gòu)?qiáng)烈水力侵蝕。慶陽(yáng)市水土流失面積23 292km2，占全市總面積的81.2%。慶陽(yáng)市每年河流帶走泥沙總量為2.138億t，其中自產(chǎn)泥沙1.684億t，流失的土壤有機(jī)質(zhì)達(dá)35萬(wàn)t，給生態(tài)環(huán)境造成巨大破壞。

一、水土保持工程現(xiàn)狀

近年來(lái)，甘肅省慶陽(yáng)市圍繞全省國(guó)家生態(tài)安全屏障綜合試驗(yàn)區(qū)建設(shè)和創(chuàng)建國(guó)家級(jí)生態(tài)市，以固溝保塬和“再造一個(gè)子午嶺”兩大主戰(zhàn)場(chǎng)為抓手，水土流失得到有效遏制，地表植被逐步恢復(fù)。截至2014年8月底，全市累計(jì)完成水土流失綜合治理面積10 298km2，其中：梯田635 925畝，水保造林種草5 711km2，封禁治理347.25平方km。建成淤地壩846座、各類小型水保攔蓄工程21.8萬(wàn)處（座）。全市梯田化率達(dá)到59.66%，農(nóng)民人均基本農(nóng)田3畝，寧縣、西峰區(qū)2個(gè)縣區(qū)、57個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）實(shí)現(xiàn)了梯田化，梯條田每年新增糧食28.4萬(wàn)t，較好改善了群眾的生產(chǎn)生活條件。全市已建成的各類水保措施年可攔蓄徑流達(dá)1.5億立方、攔截泥沙4 500萬(wàn)t，攔泥蓄水、保水保肥、增產(chǎn)增收的民生作用和地位日益凸現(xiàn)。

慶陽(yáng)市常年深受風(fēng)沙侵害，水土流失嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境十分脆弱。為使水土流失得到有效遏制，慶陽(yáng)市高度重視生態(tài)文明建設(shè)工作，把加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)、打造生態(tài)安全屏障作為全面落實(shí)“五位一體”戰(zhàn)略總體布局的實(shí)際行動(dòng)和推動(dòng)全省國(guó)家生態(tài)安全屏障綜合試驗(yàn)區(qū)建設(shè)的重要舉措，加大資金投入，高標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)要求，大力實(shí)施水保造林種草、三北防護(hù)林、天保工程、生態(tài)紀(jì)念林和鄉(xiāng)鎮(zhèn)千畝荒山造林等，進(jìn)一步加強(qiáng)林木管護(hù)和森林資源保護(hù)，使慶陽(yáng)市生態(tài)環(huán)境得到明顯改善。近兩年來(lái)完成董志塬區(qū)固溝保塬水土流失綜合治理面積286km2；完成鄉(xiāng)鎮(zhèn)千畝荒山造林66.87萬(wàn)畝，有林地面積1 027.54萬(wàn)畝，林木總蓄積量2 058.77萬(wàn)m3，森林覆蓋率達(dá)到25.26%，較“十一五”末增加2.83個(gè)百分點(diǎn)。

二、存在問(wèn)題

（一）缺乏骨干攔沙工程，無(wú)法有效攔蓄河道泥沙

慶陽(yáng)市屬重度水土流失區(qū)，侵蝕模數(shù)2 000～9 000 t/km2·a，平均土壤侵蝕模數(shù)達(dá)6 211t/km2·a。全市黃土層深厚、溝壑縱橫、植被稀少，土壤疏松裸露，汛期暴雨形成的洪水裹挾大量泥沙下泄，年均輸入黃河泥沙1.68億t。西峰區(qū)所在的董志塬面積比100年前縮減了近400km2，目前有3 249個(gè)支毛溝不斷伸向董志塬腹地。

近年來(lái)小型水土保持工程建設(shè)初見(jiàn)成效，但是小型水土保持工程控制面積基本在5km2以下，對(duì)較大溝道水土流失尤其是溝蝕無(wú)濟(jì)于事。巴家咀水庫(kù)曾是全國(guó)最大的攔泥試驗(yàn)庫(kù)，對(duì)治理黃河做出過(guò)歷史性貢獻(xiàn)，但由于多年泥沙淤積，3.3億m3攔沙庫(kù)容已基本淤滿。巴家咀水庫(kù)現(xiàn)采取蓄清排渾、空庫(kù)迎洪的調(diào)度運(yùn)行方式，新增調(diào)蓄工程（五臺(tái)山水庫(kù)）可以儲(chǔ)備巴家咀水庫(kù)汛前排空水量，但不能處理汛期洪水，也不能解決巴家咀水庫(kù)泥沙淤積問(wèn)題。由于工程規(guī)模所限，小盤(pán)河水庫(kù)基本沒(méi)有攔沙功能。

慶陽(yáng)市目前缺乏骨干攔沙工程，現(xiàn)有水庫(kù)攔沙庫(kù)容基本淤滿，汛期洪水?dāng)y帶泥沙下泄，進(jìn)入涇河、渭河，造成了嚴(yán)重的水土流失同時(shí)威脅下游防洪安全。

（二）慶陽(yáng)市資源性缺水和工程性缺水問(wèn)題交織疊加，水資源供需矛盾突出

慶陽(yáng)市全市多年平均降水量505mm，多年平均蒸發(fā)量1 306mm，屬于干旱半干旱地區(qū)。根據(jù)慶陽(yáng)市水資源綜合規(guī)劃成果，慶陽(yáng)市多年平均水資源總量8.2億m3，人均占有水資源量310m3，約為全國(guó)人均的15%，遠(yuǎn)低于國(guó)際公認(rèn)的缺水警戒線人均占有水資源量1 000m3，畝均耕地占有水資源量123m3，約為全國(guó)平均的7%，屬于資源性嚴(yán)重缺水地區(qū)。

目前，慶陽(yáng)市各類蓄水工程總庫(kù)容6.4億m3，大部分庫(kù)容被泥沙淤積，有效調(diào)節(jié)庫(kù)容3 999萬(wàn)m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容占地表水資源量的比例為2.9%，約為全國(guó)平均水平的8%。根據(jù)分析，慶陽(yáng)市基準(zhǔn)年需水量為1.83億m3，現(xiàn)狀實(shí)際供水量1.55億m3，缺水量0.28億m3，缺水率約為15%。2030年慶陽(yáng)市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展預(yù)測(cè)需水量為5.63億m3，慶陽(yáng)市通過(guò)各類工程的建設(shè)總供水能力達(dá)到44 074萬(wàn)m3（含馬蓮河水利樞紐供水10 290萬(wàn)m3），其中：現(xiàn)狀供水能力18 110萬(wàn)m3；通過(guò)各類工程新增供水能力25 964萬(wàn)m3，缺水量12 252萬(wàn)m3。供水量依然不能滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求。

（三）馬蓮河、蒲河水沙條件特殊，蓄水與攔沙矛盾尖銳

由于降水時(shí)空分布不均，河川徑流年際變化較大，年內(nèi)分配不均，7、8、9三個(gè)月徑流總量占年徑流量的60%，且多以洪水形式出現(xiàn)。洪水陡漲暴落，含沙量大，為了排沙，供水水庫(kù)汛期需采用“蓄清排渾”方式運(yùn)用，相當(dāng)一部分洪水資源白白流走，限制了總體供水能力。即將建成的馬蓮河水利樞紐設(shè)計(jì)攔沙年限為14年，攔沙庫(kù)容淤滿后，仍然存在蓄水與排沙的矛盾。根據(jù)有關(guān)成果，全市年排沙需水量為2.1億m3，是河道生態(tài)需水量的3倍，蓄水與排沙的矛盾進(jìn)一步加劇了慶陽(yáng)地區(qū)水資源供需矛盾。

（四）馬蓮河洪德以上苦咸水下泄，影響下游水資源的正常利用

馬蓮河流域上游環(huán)江基流水質(zhì)苦澀，其中洪德以上非汛期常流量礦化度達(dá)10g/L，2 100萬(wàn)m3的非汛期苦咸水下泄造成下游干流4.47億m3水質(zhì)變差，幾乎導(dǎo)致全市1/3的水資源白白流失。苦咸水直接下泄，造成下游地區(qū)水資源供需矛盾進(jìn)一步加劇，影響水資源正常的開(kāi)發(fā)利用。

三、建設(shè)必要性和任務(wù)

由于水資源短缺，水土流失嚴(yán)重，再加上馬蓮河洪德以上區(qū)域苦咸水的影響，造成了慶陽(yáng)地區(qū)資源性缺水、工程性缺水與水質(zhì)性缺水并存的不利局面。為了實(shí)現(xiàn)慶陽(yáng)地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，推動(dòng)革命老區(qū)脫貧致富，需要建設(shè)骨干攔沙工程，攔沙淤地，改善當(dāng)?shù)毓┧畻l件及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件。

四、工程建設(shè)必要性

工程建設(shè)是攔截泥沙、減輕下游河道淤積的需要。

（一）馬蓮河是渭河泥沙特別是粗泥沙主要來(lái)源區(qū)，是生態(tài)建設(shè)的重點(diǎn)區(qū)域

渭河是黃河流域面積最大、來(lái)水量和來(lái)沙量最多的一級(jí)支流，流域面積、年徑流量和來(lái)沙量分別占黃河流域的17.0%、17.3%和35.0%。渭河的洪水危害主要在中下游，防洪保護(hù)區(qū)涉及寶雞、咸陽(yáng)、西安、渭南等市（區(qū)），面積1 084.6km2。區(qū)內(nèi)農(nóng)田95.54萬(wàn)畝，人口約243.2萬(wàn)人，有隴海鐵路干線、310國(guó)道和寶雞至潼關(guān)的高速公路等重要交通設(shè)施，洪水一旦決溢將造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，而且洪水決溢后，水退沙存，河渠淤塞，良田沙化，將導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化。

泥沙淤積河道、河床逐漸淤高是渭河下游洪水威脅嚴(yán)重的根本原因，尤其是1991年以來(lái)，泥沙大部分淤在主河槽，造成主河槽嚴(yán)重萎縮，河床不斷抬升，排洪能力急劇下降，洪水位上升。2000年華縣站洪峰流量1 890m3/s相應(yīng)水位比1981年洪峰流量5 380m3/s相應(yīng)水位還高0.27m。2003年咸陽(yáng)、臨潼、華縣站洪峰流量分別為5 340m3/s、5 100m3/s和3 570m3/s，相應(yīng)洪水位均創(chuàng)歷史最高，特別是華縣站水位342.76m比1996年歷史最高水位高出0.51m。當(dāng)前，渭河下游已經(jīng)發(fā)展為地上懸河，不利的河床形態(tài)使中小洪水易形成“橫河”“斜河”，渭河南山支流入渭受阻，渭河倒灌現(xiàn)象嚴(yán)重，防洪大堤被沖決的幾率增加，渭河下游防洪形勢(shì)嚴(yán)峻。

涇河是渭河的最大支流，涇河張家山站多年平均水量占渭河華縣站水量的24%，而沙量卻占渭河華縣站沙量的76%。涇河水沙過(guò)程是造成渭河下游河道淤積的主要原因，根據(jù)渭河來(lái)水來(lái)沙及河道泥沙沖淤特性分析，渭河下游主河槽淤積主要是由于涇河張家山站流量小于300m3/s、含沙量大于300kg/m3的高含沙小洪水導(dǎo)致，而該高含沙小洪水90%來(lái)自于馬蓮河流域。

馬蓮河又是涇河最大的支流，流域面積占涇河流域面積的42%。根據(jù)馬蓮河入涇河口雨落坪水文站實(shí)測(cè)資料統(tǒng)計(jì)，馬蓮河多年（1952年6月～2012年5月）實(shí)測(cè)平均輸沙量為1.19億t，同期，涇河張家山斷面多年平均輸沙量為2.19億t，渭河華縣斷面多年平均輸沙量為3.15億t，馬蓮河年均來(lái)沙量占涇河張家山斷面的53.9%，占渭河華縣斷面的37.5%，是涇河及渭河的主要泥沙來(lái)源區(qū)（見(jiàn)表1）。

馬蓮河、蒲河水流含沙量非常高，馬蓮河多年平均含沙量為280kg/m3，而汛期平均含沙量更高達(dá)406kg/m3。當(dāng)汛期洪水流量超過(guò)100m3/s時(shí)，其平均含沙量超過(guò)500kg/m3，此類高含沙水流通過(guò)涇河匯入渭河后，往往造成渭河下游河道嚴(yán)重淤積，給渭河及黃河的防洪減淤帶來(lái)巨大壓力。

粗泥沙是黃河河道泥沙淤積的主體，為更好地控制流域粗泥沙進(jìn)入河道，黃委以輸沙模數(shù)大于5 000t/km2·a、粒徑大于0.05mm的粗泥沙輸沙模數(shù)大于1 300t/km2·a為標(biāo)準(zhǔn)，界定黃河中游78 600km2面積作為多沙粗沙區(qū)，多沙粗沙區(qū)是黃河粗泥沙的主要來(lái)源區(qū)，優(yōu)先安排治理。馬蓮河流域多沙粗沙區(qū)面積達(dá)到11 432km2，占渭河流域多沙粗沙區(qū)面積的90%以上，占黃土高原地區(qū)多沙粗沙區(qū)總面積的14.5%。根據(jù)雨落坪站實(shí)測(cè)懸移質(zhì)泥沙顆粒級(jí)配資料統(tǒng)計(jì)分析，馬蓮河懸移質(zhì)泥沙中數(shù)粒徑為0.025mm，多年平均粗泥沙量（泥沙粒徑大于0.05mm）是0.24億t，占涇河粗泥沙總量的77%，占渭河粗泥沙總量的63%。為減少渭河及黃河下游河道泥沙淤積，需要對(duì)該流域多沙粗沙區(qū)進(jìn)行綜合治理，馬蓮河流域?qū)儆谥卫淼闹攸c(diǎn)區(qū)域。

（二）攔沙是減少中游入黃泥沙的根本措施，也是減輕黃河防洪壓力的重要途徑

多年治黃實(shí)踐表明，處理黃河泥沙措施為“攔、調(diào)、排、放、挖”，而攔沙為五項(xiàng)基本措施之首。由于黃河下游河道主槽內(nèi)淤積泥沙主要為粒徑大于0.05mm的粗泥沙（占總淤積量的68.7%），因此，在黃河中游多沙粗沙區(qū)建設(shè)工程攔截泥沙，減淤效益更高，根據(jù)《黃河粗泥沙集中來(lái)源區(qū)攔沙工程一期項(xiàng)目可行性研究》成果，粗泥沙集中來(lái)源區(qū)攔截1億t泥沙，下游河道可減少淤積約0.33億t。目前，黃河流域黃土高原地區(qū)水土流失面積達(dá)到45.4萬(wàn)km2，治理面積廣，需要投入大，非短時(shí)間內(nèi)可以完成。從控制流域水土流失和減少渭河及黃河下游河道淤積角度來(lái)看，現(xiàn)狀條件下，治理重點(diǎn)應(yīng)集中在多沙粗沙來(lái)源區(qū)。

表1 渭河流域主要支流控制站實(shí)測(cè)水沙量特征值表

慶陽(yáng)市氣候干旱，降水稀少，大部分土地黃土裸露，植被不足，屬重度水土流失區(qū)，平均土壤侵蝕模數(shù)達(dá)6 211t/km2·a，生態(tài)環(huán)境脆弱，沙漠化趨勢(shì)加劇。環(huán)縣、華池大部，慶城、鎮(zhèn)原部分地區(qū)屬多沙粗沙區(qū)，是涇河泥沙的主要來(lái)源區(qū)，是渭河下游河道泥沙淤積的主體（多沙粗沙區(qū)范圍見(jiàn)圖1）。攔減馬蓮河、蒲河流域泥沙，對(duì)于減輕渭河下游河道泥沙淤積，減緩河道防洪壓力具有重要的作用。同時(shí)，由于進(jìn)入河道泥沙量、特別粗泥沙量的減少，對(duì)減少黃河下游河道淤積也具有重要的意義。

圖1 多沙粗沙區(qū)范圍圖

攔沙是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，可采取多種途徑，層層攔截，各有優(yōu)勢(shì)，互為補(bǔ)充。目前，常用的措施有植樹(shù)種草、封山禁牧、修建梯田、淤地壩及水庫(kù)等。其中，植樹(shù)種草、封山禁牧可以增加區(qū)域內(nèi)林草植被覆蓋度，原地?cái)r截泥沙，阻止泥沙進(jìn)入山溝及河谷，措施生效后，其攔沙作用長(zhǎng)期有效，但此類措施需要持續(xù)投入，建設(shè)周期長(zhǎng)，生效相對(duì)緩慢；修建梯田、淤地壩則主要將泥沙攔截在山坡和溝谷地帶，減少泥沙進(jìn)入到流域較大的支流及干流，攔沙作用明顯，投資少，見(jiàn)效快，但梯田及淤地壩控制面積小，攔沙容積有限，淤積速度快，淤滿后將失去攔沙作用；而在重要的干流及支流修建大型水庫(kù)攔沙，具有控制面積廣、攔沙量大、攔沙年限長(zhǎng)、單方攔沙量投入最小等特點(diǎn)。

（三）工程建設(shè)對(duì)延長(zhǎng)馬蓮河水利樞紐攔沙庫(kù)容運(yùn)用年限、減緩渭河下游河道淤積、保障防洪安全具有重要意義

巴家咀水庫(kù)3.3億m3攔沙任務(wù)已經(jīng)完成，小盤(pán)河水庫(kù)基本沒(méi)有攔沙功能。規(guī)劃修建的馬蓮河水利樞紐設(shè)計(jì)攔沙庫(kù)容為6.35億m3，攔沙年限為14年。數(shù)學(xué)模型計(jì)算結(jié)果表明，馬蓮河水利樞紐攔沙可累計(jì)減少渭河下游淤積量為2.01億t，減少渭河下游淤積厚度0.32m，同時(shí)可減少黃河下游河道淤積量2.5億t。

在馬蓮河、蒲河上游建設(shè)水利骨干工程，建庫(kù)攔沙，可以大幅度減少進(jìn)入馬蓮河水利樞紐、巴家咀水庫(kù)、小盤(pán)河水庫(kù)的泥沙量，達(dá)到延長(zhǎng)水庫(kù)運(yùn)用年限的目的，促進(jìn)水庫(kù)興利作用發(fā)揮。同時(shí)可進(jìn)一步減輕渭河下游及黃河下游河道泥沙淤積，保障渭河下游防洪安全。

四、主要結(jié)論

（一）慶陽(yáng)市建設(shè)骨干攔沙工程，進(jìn)行攔沙滯洪、涵水保土是必要的

慶陽(yáng)市地處黃土高原腹地，植被稀疏，土壤侵蝕強(qiáng)烈，水土流失面積占全市總面積的81.2%，每年河流帶走泥沙2.138億t，馬蓮河年均來(lái)沙量占渭河華縣斷面的37.5%，是涇河及渭河的主要泥沙來(lái)源區(qū)。慶陽(yáng)市汛期（6月～9月）平均水量為2.83億m3，占全年的66.8%，汛期平均輸沙量為1.15億t，占全年的96.8%，由于缺乏骨干攔沙工程，汛期高含沙水流難以利用。馬蓮河環(huán)縣洪德以上2 100萬(wàn)m3的非汛期苦咸水下泄造成下游干流4.47億m3水質(zhì)變差，導(dǎo)致全市1/3的水資源白白流失。

本次規(guī)劃的30處攔沙工程，多年平均攔沙量4 605萬(wàn)t，攔減泥沙量占慶陽(yáng)市年產(chǎn)沙量的24%，可以減少進(jìn)入馬蓮河水利樞紐泥沙的19%，減少入渭泥沙的8%，從而延長(zhǎng)馬蓮河水利樞紐、巴家咀水庫(kù)、小盤(pán)河水庫(kù)使用年限，緩解渭河下游淤積。30處攔沙工程總滯洪庫(kù)容2.53億m3，汛期安全攔蓄運(yùn)用，可以增加慶陽(yáng)市水資源可利用量。馬蓮河環(huán)縣洪德以上建設(shè)8處攔沙工程，控制38%流域面積，可以減少非汛期苦咸水下泄，改善馬蓮河水質(zhì)。工程可淤地8.65萬(wàn)畝，改善當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件。

本次規(guī)劃的骨干攔沙工程建設(shè)可以減少慶陽(yáng)市水土流失，改善生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，緩解下游水庫(kù)淤積，工程建設(shè)是必要的。

（二）攔沙水庫(kù)工程主要布置在馬蓮河、蒲河上游，可發(fā)揮顯著的攔沙及淤地效益

規(guī)劃的30處骨干攔沙工程中，馬蓮河流域20處，控制馬蓮河水利樞紐以上19%的面積，年均攔沙量2 417萬(wàn)t。巴家咀水庫(kù)以上流域布置8處攔沙工程，控制了巴家咀以上44%的面積，年均攔沙量1 396萬(wàn)t。巴家咀水庫(kù)與小盤(pán)河水庫(kù)區(qū)間流域，布置2處攔沙工程，控制區(qū)間面積18%，年均攔沙量791萬(wàn)t。

30處攔沙工程總控制流域面積5 344km2，總攔沙庫(kù)容10.63億m3，總庫(kù)容13.16億m3，淤地8.65萬(wàn)畝。攔沙工程中29處為中型，1處為大型。項(xiàng)目靜態(tài)總投資101.28億元，其中工程部分投資95.73億元，移民征地補(bǔ)償費(fèi)用5.55億元。

（三）攔沙工程運(yùn)用初期采用“滯洪攔沙”方式運(yùn)行，水庫(kù)淤滿后要及時(shí)加高壩體或改變運(yùn)用方式，保障水庫(kù)安全

骨干工程的主要任務(wù)是蓄水?dāng)r沙，運(yùn)用初期采用“滯洪攔沙”方式運(yùn)行。在洪水期間河道來(lái)水含沙量一般較大，工程對(duì)洪水泥沙進(jìn)行全攔全蓄，洪水過(guò)后除部分工程預(yù)留供水所需水量外，應(yīng)及時(shí)下泄所蓄清水，保障下游河道需水量，為下次攔蓄洪水泥沙預(yù)留庫(kù)容。

工程到達(dá)設(shè)計(jì)淤積年限后（目前設(shè)計(jì)為30年），攔沙庫(kù)容將被淤滿。結(jié)合庫(kù)區(qū)及大壩的加高條件，工程淤滿后，可比較選取“滯洪攔沙”或“滯洪排沙”二種適宜的治理模式。當(dāng)水庫(kù)淤滿后大壩有進(jìn)一步加高潛力時(shí)，可及時(shí)對(duì)壩體進(jìn)行加高，增加攔沙庫(kù)容，采用“滯洪攔沙”方式運(yùn)行，繼續(xù)發(fā)揮水庫(kù)的蓄洪攔沙功能。若水庫(kù)無(wú)進(jìn)一步加高潛力，可在其上游尋找新的壩址修建攔沙水庫(kù)，繼續(xù)對(duì)流域內(nèi)泥沙進(jìn)行攔蓄，同時(shí)原有水庫(kù)采用“滯洪排沙”方式運(yùn)用，加大水庫(kù)泄流能力（擴(kuò)建泄洪洞或修建溢洪道），維持水庫(kù)一定的調(diào)洪庫(kù)容，確保壩體防洪安全。