2006年第15期（總第27期）　　2006年10月27日

 

十大孔兌及烏蘭布和沙漠水土流失

嚴重威脅黃河防汛安全

 

　　黃河上游屬“水多沙少, 水沙異源”區(qū)段，河道泥沙淤積問題主要出現(xiàn)在黃河內(nèi)蒙古河段，而該區(qū)河道粗泥沙主要來源于水土流失嚴重的十大孔兌及烏蘭布和沙漠，這兩個區(qū)域每年向黃河注入泥沙近7000萬t（多年平均）。在劉家峽、龍羊峽等大型水庫修建運行和寧蒙區(qū)段大規(guī)模開墾引水以來，內(nèi)蒙古河道水沙運行機制發(fā)生了根本性的變化，泥沙淤積速率加劇，近50a平均淤高0.36～2.18m，導(dǎo)致河道嚴重萎縮，心灘密布，行洪不暢，嚴重威脅黃河防汛安全。

在此次中國水土流失與生態(tài)安全綜合科學(xué)考察中，北方農(nóng)牧交錯區(qū)組的專家在實地考察的基礎(chǔ)上，對十大孔兌及烏蘭布和沙漠水土流失現(xiàn)狀進行了較詳細的分析研究。

　　一 、十大孔兌及烏蘭布和沙漠水土流失現(xiàn)狀及危害

　　1、十大孔兌

　　十大孔兌均發(fā)源于鄂爾多斯風(fēng)沙高原，從南到北橫穿庫布齊沙漠直奔黃河。流域形態(tài)相似，等距離切割成南北狹長形。各孔兌上游為鄂爾多斯臺地北緣風(fēng)沙殘積區(qū)，廣泛分布質(zhì)地松軟的砒砂巖，遇水易崩解，主要以水力侵蝕為主（圖1）。區(qū)域內(nèi)水土流失面積8413.7km²，占總土地面積78.1%，土壤侵蝕模數(shù)一般在10000t/（km²·a）。十大孔兌多年平均向黃河輸沙2711萬t，其中60%以上是粒徑大于0.05mm的粗沙?？變断掠螢槠皆瓍^(qū)，坡度變緩，河槽形成寬淺式，流速減弱，泥沙淤積，河床抬高，已成“懸河”，罕臺川溝底已高出兩岸約4 m左右，嚴重威脅兩岸人民生命財產(chǎn)的安全。

 

 

 

圖1 鄂爾多斯梁地砒砂巖

 

　　每到汛期，十大孔兌經(jīng)常產(chǎn)生洪水，直泄黃河，在各孔兌入黃口處形成扇形淤積，影響黃河水流變化，據(jù)測算，黃河內(nèi)蒙段主河槽年平均淤高7.5cm。1961～1998年，十大孔兌的西柳溝、罕臺川等曾7次發(fā)生泥沙堵塞黃河的現(xiàn)象。1998年7月12日，西柳溝一次洪水挾帶的泥沙就達1億m³，在入黃口處形成沙壩，堵塞黃河。2003年7月29日十大孔兌爆發(fā)特大洪水，受災(zāi)范圍4000 km²，受災(zāi)人口9.3萬人，9人死亡，4人失蹤，3459人無家可歸，造成直接經(jīng)濟損失5.33億元，其中農(nóng)牧業(yè)經(jīng)濟損失1.25億元。

　　2、烏蘭布和沙漠

　　烏蘭布和沙漠，位于內(nèi)蒙古后套平原的西南部。黃河沿沙漠東側(cè)繞流100余km。該區(qū)大風(fēng)頻繁，廣布流動沙丘，沙丘高約5～6 m，每年向東平均前移約 5～10 m。由于沙漠的東移，目前沙漠前沿的流動沙丘直接進入河道的長度達46 km左右。尤以老磴口 - 閻王背一帶最為嚴重。在磴口縣東南部及南部，黃河干流流經(jīng)烏蘭布和沙漠的東測，在風(fēng)力作用下，沙漠每年向黃河侵泄的流沙高達1909萬t，流入黃河的風(fēng)沙在進入后套區(qū)后便大量沉積，致使河道抬高變淺，河床每年抬高0.15m，航運無法進行，并使磴口段黃河干流較西部平原區(qū)高出10～20m，形成地上懸河，有引發(fā)洪水的威脅，同時造成其下游主流擺動，引起河岸崩塌，沖毀農(nóng)田和林地，每年護岸工程都要耗費大量的人力、物力和財力。在巴音木仁閻王鼻子段，大量沙漠沙涌入河床，迫使黃河河道局部東移（圖2）。

 

 

 

 

圖2 烏蘭布和沙漠入侵黃河河道

 

　　二、兩大粗泥沙源向黃河內(nèi)蒙古河道輸送粗泥沙狀況

　　據(jù)測算，黃河內(nèi)蒙古河段在1954～2000年期間淤積泥沙總量約20.1億t，其中＞0.1mm的粗沙為15.2億t，占總量的75.6%。期間，烏蘭布和沙漠貢獻＞0.1mm的粗沙6.1億t，庫布齊沙漠貢獻5.82億t，十大孔兌砒砂巖貢獻3.28億t。另外近5億t淤積在內(nèi)蒙古河道＜0.1 mm的泥沙來源多樣，主要包括上游的祖歷河、洮河、清水河等黃土高原水土流失產(chǎn)生的泥沙和當(dāng)?shù)厥罂變逗蜑跆m布和沙漠風(fēng)水兩相侵蝕產(chǎn)生的泥沙。

　　三、黃河內(nèi)蒙古河道泥沙淤積成因分析

　　1、風(fēng)力侵蝕和水力侵蝕交替，加劇水土流失

　　該區(qū)風(fēng)力侵蝕和水力侵蝕作用交替發(fā)生。冬春時節(jié)，10級以上的大風(fēng)頻繁發(fā)生，地表風(fēng)蝕強度大，常形成強沙塵暴天氣。大風(fēng)攜帶大量泥沙直接進入孔兌溝道（圖3）。至夏秋時節(jié)，該區(qū)又是暴雨的高頻區(qū)，洪水?dāng)y帶溝道中的泥沙涌入黃河，突發(fā)性地堵塞河道形成沙壩，造成內(nèi)蒙古河段嚴重的洪澇災(zāi)害。通常情況下，“風(fēng)助水勢，水助風(fēng)勢”，產(chǎn)生疊加效應(yīng)，風(fēng)力侵蝕形成的物質(zhì)堆積到溝谷，為水力侵蝕的搬運提供了充足的物質(zhì)基礎(chǔ)，而水力侵蝕形成的細溝又為風(fēng)力侵蝕創(chuàng)造了條件。

　　2、沙漠的東移加劇內(nèi)蒙古河道泥沙的淤積

　　據(jù)測量，烏蘭布和沙漠和庫布齊沙漠每年都以5～10 m的速度向東前移。隨著沙漠的前移，烏蘭布和沙漠前沿的流動沙丘直接進入河道的長度已從1985年的36 km增加到目前的46 km左右，直接導(dǎo)致風(fēng)沙流輸送、沙丘前移和河流淘蝕坍塌的入黃粗沙量的進一步增加，加劇黃河河道泥沙的淤積。

 

 

圖3 庫布齊沙漠沙入侵西柳溝

 

　　3、上游水庫運行對黃河內(nèi)蒙古河道泥沙淤積的影響

　　河道水沙變化對流域產(chǎn)沙產(chǎn)流環(huán)境和上游水庫運行存在復(fù)雜的響應(yīng)機制，水庫下游各河段依據(jù)其不同的侵蝕淤積環(huán)境，在時間和空間上表現(xiàn)出相應(yīng)侵蝕和淤積特性。一般河道在鄰近水庫區(qū)域均呈現(xiàn)出侵蝕下切和床底物質(zhì)粗化現(xiàn)象，而離水庫愈遠，河道侵蝕淤積特性主要取決于支流向干流輸運泥沙量的大小及組分。黃河內(nèi)蒙古河段在上游水庫修建以前河道處于淤積狀態(tài)，平均淤積速率在1954～1960年間約1.07×10⁸ t /a。在此期間，黃河輸沙能力平均約7.33 kg/m³，并且＞0.1 mm的粗沙（AS）和 ＜0.1 mm的泥沙（FS）都處于淤積狀態(tài)，且平均淤積速率分別約為3.8×10⁷ t/ a和6.9×10⁷ t /a。1961～1968年期間為鹽鍋峽和三盛公水庫運行期，黃河輸沙能力降為6.27 kg /m³，F(xiàn)S表現(xiàn)為侵蝕狀態(tài)，年侵蝕速率為3.35×10⁷ t/ a； AS表現(xiàn)為淤積狀態(tài)，年均淤積速率為2.89×10⁷ t /a。黃河內(nèi)蒙古河段河床發(fā)生粗化和侵蝕下切現(xiàn)象，年侵蝕速率為4.5×10⁶ t/ a。1968～1986年期間，劉家峽和青銅峽水庫加入運行，黃河河道輸沙能力進一步下降為3.91 kg /m³,黃河河道開始淤積，且年均淤積速率為1.16×10⁷ t /a。并且黃河泥沙AS淤積速率（2.92×10⁷ t /a）大于FS侵蝕速率（1.75×10⁷ t/ a），黃河河床粗化現(xiàn)象進一步加強。1989~2000期間，由于龍羊峽水庫開始運行，且大量黃河水被引出用于灌溉，黃河河道輸沙能力減少到近50年來最低值3.48 kg /m³，河道AS和FS重新開始沉積，且淤積速率分別為3.5×10⁷和4.2×10⁷ t /a。黃河河道淤積程度接近河道在沒有水庫運作時自然條件下的淤積程度。

　　四、專家提出的防治措施和建議

　　經(jīng)過對黃河產(chǎn)生重大影響的兩大粗沙源區(qū)水土流失狀況的實地考察，在科學(xué)分析黃河內(nèi)蒙古段淤積成因基礎(chǔ)上，專家們分別就十大孔兌及烏蘭布和沙漠提出如下水土流失防治措施：

　　1、十大孔兌

　　十大孔兌治理主要包括三大區(qū)域治理：上游丘陵溝壑區(qū)，中游庫布齊沙漠區(qū)和下游平原區(qū)。專家們認為，因地制宜、生態(tài)修復(fù)和分區(qū)治理是該區(qū)水土流失治理的關(guān)鍵。

　　上游丘陵溝壑區(qū)一般坡度大，土壤肥力差，水土流失嚴重，應(yīng)主要進行林草植被修復(fù)。丘陵區(qū)梁地選擇種植羊柴和檸條等灌木；草本植被主要靠封育自然修復(fù)；土層深厚的丘陵區(qū)坡面發(fā)展為人工草地。土層較薄但地面較完整的坡面進行水平溝整地，溝內(nèi)種植沙棘等，溝間種植檸條、首荷等，實行喬、灌、草混交，以提高植被覆蓋度。土層較薄但破碎的坡面，進行魚鱗坑整地，坑內(nèi)栽植油松，坑間播種適生牧草如首楷等，形成立體防護。覆沙黃土坡面以穴狀整地，栽植沙柳，行間播種羊柴等牧草。覆沙較厚的坡面，配合沙障治沙，栽種沙柳、羊柴等，重建和恢復(fù)林草植被；丘陵區(qū)溝坡一般較陡，不進行工程整地，在土質(zhì)溝坡段，實施人工撒播沙棘、首蒼或拌有同類灌草種籽的泥丸噴播等措施，使植物在靠溝坡坑凹和侵蝕松散土體地段著根、發(fā)芽、生長，達到增加植被的目的；丘陵區(qū)溝道主、干溝中下部及主溝兩側(cè)依水流條件實施治河造地、引洪澄地等措施，發(fā)展基本農(nóng)田。在支毛溝通過修筑骨干工程、淤地壩、塘壩等形成科學(xué)合理的治溝工程體系，在攔泥蓄水，治沙減沙的同時，進行灌溉和發(fā)展溝壩地。

　　中游庫布齊沙漠區(qū)對流動沙丘近期采用鎖邊治理措施，從沙丘外圍和周邊開始，通過設(shè)置人工沙障，在控制沙丘發(fā)展的基礎(chǔ)上，在沙障中間栽種沙柳、花棒、沙打旺等進行防沙治沙植被建設(shè)。同時在有條件地段的沙丘間下部較低處筑沙壩蓄水，通過前拉后擋逐步削平沙丘，拉沙造地，削減沙丘高度。在雨季條件成熟時進行人工飛播種草造林加快治理進度；固定、半固定沙丘地帶一般地下水較為豐富，可直接栽植沙柳、沙篙等；丘間低地及丘外平地土壤水分條件好，采用營造防護林進行保護，并通過拉沙造田抬高田面，防止鹽漬化、鈣化等危害；風(fēng)沙區(qū)低洼堿灘通過洪水泥沙的引入，沿途拉沙治沙，用水用沙造田。

下游平原區(qū)主要實施引洪減沙淤地工程和引洪灌溉工程。

　　2、烏蘭布和沙漠

　　烏蘭布和沙漠影響下的河段，由于受沙漠的東移和南侵的影響，沙丘前移，風(fēng)沙流輸送和河流淘蝕坍塌的入黃粗沙量將進一步增加。因而，建立以固為主、固阻結(jié)合的沙漠鎖邊林工程和河道左岸沙丘護坡工程。沙漠鎖邊林工程主要包括流沙固定沙障、障內(nèi)固沙灌木栽植和丘間低地喬灌栽植工程。流沙固定沙障主要指草方格沙障和粘土沙障；沙障內(nèi)固沙灌木主要應(yīng)用花棒、檉柳、沙柳、梭梭等；丘間低地主要栽植旱柳、楊柳、沙棗、樹柳、沙柳等。河道左岸沙丘護坡工程是指應(yīng)用沙漠沙制成沙磚對沙丘入黃的坡面進行鋪墊，防止河流的淘蝕。

　　由于黃河內(nèi)蒙古河段的泥沙淤積已嚴重影響當(dāng)?shù)氐姆姥窗踩?，對包頭等大中城市也構(gòu)成了威脅，建議國家高度重視十大孔兌及烏蘭布和沙漠水土流失問題，列專項工程開展治理。

　?。ㄞr(nóng)牧交錯區(qū)考查組提供）