惠 波，李斌斌，惠 露，趙俊俠，王 婷，唐紅玉，趙曉林，李丹陽

[1.黃河水土保持綏德治理監(jiān)督局(綏德水土保持科學(xué)試驗(yàn)站)，陜西 綏德 718000；2.黃河上中游管理局 西安規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，陜西 西安710021；3.北京水保生態(tài)工程咨詢有限公司，北京 100055；4.黃河水利委員會(huì) 中游水文水資源局，山西 晉中 030600]

內(nèi)蒙古鄂爾多斯市礦產(chǎn)資源豐富，是國家重要的能源化工基地和清潔能源輸出主力基地，也是資源性、工程性和結(jié)構(gòu)性缺水并存的地區(qū)，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，區(qū)域水資源供需矛盾日益突出，嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展。為了積極探索破解缺水地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水資源制約瓶頸的有效手段，2003年開始水利部在內(nèi)蒙古和寧夏推動(dòng)農(nóng)業(yè)節(jié)水水權(quán)轉(zhuǎn)讓試點(diǎn)工作，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。2008年，根據(jù)黃河水權(quán)轉(zhuǎn)換制度、國務(wù)院“87分水方案”及農(nóng)業(yè)節(jié)水水權(quán)轉(zhuǎn)讓的經(jīng)驗(yàn)，鄂爾多斯市政府與黃河水利委員會(huì)(以下簡稱“黃委”)座談時(shí)提出了水土保持“水沙置換”(現(xiàn)稱“攔沙換水”)的思路和構(gòu)想。經(jīng)過10多年堅(jiān)持不懈的努力，鄂爾多斯水土保持“攔沙換水”工作實(shí)現(xiàn)了突破性進(jìn)展，試點(diǎn)工程實(shí)施方案獲黃委批復(fù)，為下一步試點(diǎn)工程建設(shè)創(chuàng)造了良好的先決條件，也為黃河流域水權(quán)轉(zhuǎn)換進(jìn)行了積極的探索。

1 水土保持“攔沙換水”的思路和構(gòu)想

鄂爾多斯市位于黃河中游粗泥沙集中來源區(qū)，自然條件惡劣，生態(tài)環(huán)境脆弱，境內(nèi)有號(hào)稱“世界水土流失之最”“地球環(huán)境癌癥”“地球身上的牛皮癬”的砒砂巖裸露區(qū)面積約2萬km2，水土流失問題十分突出，全市嚴(yán)重水土流失面積占土地總面積的54.1%，平均每年向黃河輸送泥沙達(dá)1.5億t，是典型的風(fēng)水復(fù)合侵蝕區(qū)。隨著鄂爾多斯社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速增長、工業(yè)和農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展、人口數(shù)量的不斷增長、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的持續(xù)加快，以及環(huán)境保護(hù)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)力度的進(jìn)一步加強(qiáng)，各行業(yè)、各部門、各領(lǐng)域生產(chǎn)生活用水量不斷增加，特別是隨著國家能源、重化工戰(zhàn)略的實(shí)施，水資源供需矛盾更加突出，嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。為緩解水資源短缺矛盾，2003年在水利部的指導(dǎo)下，黃委在內(nèi)蒙古和寧夏推動(dòng)水權(quán)轉(zhuǎn)讓試點(diǎn)工作，提出“投資農(nóng)業(yè)節(jié)水、有償轉(zhuǎn)讓水權(quán)”的思路，主要集中在“農(nóng)業(yè)”向“工業(yè)”實(shí)施水權(quán)轉(zhuǎn)換，通過工業(yè)企業(yè)投資灌區(qū)節(jié)水改造工程建設(shè)，將節(jié)約出的水量轉(zhuǎn)讓給工業(yè)企業(yè)[1]。黃河水權(quán)轉(zhuǎn)讓試點(diǎn)項(xiàng)目的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)節(jié)水支持工業(yè)和工業(yè)出資反哺農(nóng)業(yè)的多贏，促進(jìn)了水資源的高效利用，取得了顯著成效，也積累了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。為了進(jìn)一步解決水資源短缺制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的困境，積極探索水權(quán)轉(zhuǎn)換模式，2008年初鄂爾多斯市政府與黃委座談，探索“政府引導(dǎo)、企業(yè)投資”的新模式，提出了水土保持“水沙置換”這一思路和初步構(gòu)想，即由政府引導(dǎo)、企業(yè)投資，通過在十大孔兌實(shí)施水土保持工程建設(shè)，主要是攔沙壩工程，攔洪滯沙，減少入黃泥沙，從而置換出部分黃河輸沙用水量，換取黃河用水指標(biāo)，按照政府宏觀調(diào)控、市場(chǎng)導(dǎo)向、平等協(xié)商的原則，合理配置，增強(qiáng)鄂爾多斯工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水供水能力，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供水資源保障。

2 水土保持“攔沙換水”的必要性

2.1 有效攔截入黃泥沙和減少河道泥沙淤積

鄂爾多斯高原位于黃土高原腹地，地形特點(diǎn)為“三面黃河一面城”，氣候的演變及近代人類對(duì)自然資源的不合理利用，導(dǎo)致高原生態(tài)環(huán)境遭到了嚴(yán)重的破壞，區(qū)域內(nèi)溝壑縱橫，水土流失嚴(yán)重，地表植被呈現(xiàn)出荒漠化趨勢(shì)，局部地區(qū)土壤侵蝕模數(shù)高達(dá)4萬t/(km2·a)。同時(shí)，由于十大孔兌源頭為水土流失極為嚴(yán)重的砒砂巖丘陵溝壑區(qū)，中部庫布齊沙漠橫貫東西，下游為沖洪積扇，是典型的風(fēng)水復(fù)合侵蝕區(qū)，因此極易形成高含沙洪水，且粗泥沙含量大，對(duì)黃河內(nèi)蒙古河段泥沙輸移和河床演變?cè)斐蓢?yán)重影響。面對(duì)內(nèi)蒙古河段淤積嚴(yán)重，僅依靠大洪水沖沙的可行性不大的問題，解決的關(guān)鍵在于攔截十大孔兌入黃泥沙，加快十大孔兌水土保持生態(tài)建設(shè)，這對(duì)于黃河內(nèi)蒙古河道及黃河中下游生態(tài)安全都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2.2 有效緩解水資源供需矛盾，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展

鄂爾多斯礦產(chǎn)資源豐富，是我國新興的能源重化工基地，但是該區(qū)域水資源嚴(yán)重短缺、供需矛盾突出。地質(zhì)勘探結(jié)果表明，鄂爾多斯已探明煤炭儲(chǔ)量1 244億t，約占全國總儲(chǔ)量的1/6，煤炭年產(chǎn)量1.6億t；還有天然堿儲(chǔ)量866億t，石膏儲(chǔ)量34.98億t，天然氣儲(chǔ)量7 000億m3，煤層氣儲(chǔ)量10 000億m3[2]。隨著國家能源、重化工戰(zhàn)略的實(shí)施，鄂爾多斯社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，工業(yè)企業(yè)、城鎮(zhèn)居民不斷增長的需求量和水資源的供給量之間已形成尖銳矛盾，需求量超過了區(qū)域水資源的承載能力，水資源短缺已成為制約鄂爾多斯經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的短板和屏障。鄂爾多斯水土保持“攔沙換水”試點(diǎn)工程的實(shí)施，可以有效緩解水資源供需矛盾，主要支持新規(guī)劃的電力、煤化工等重點(diǎn)供水缺口項(xiàng)目，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2.3 有效提高內(nèi)蒙古河段的防洪防凌能力

自1959年以來，鄂爾多斯十大孔兌先后發(fā)生數(shù)十次特大暴雨洪水，有明確記錄的沙壩淤堵黃河干流共有8次，其中以西柳溝洪水淤堵黃河次數(shù)最多[3]，具體表現(xiàn)為在入黃口處形成沙壩，堵塞黃河干流，導(dǎo)致黃河斷流，水位猛漲，洪水泛濫，沖毀農(nóng)田、道路、橋梁及村莊，甚至造成人畜傷亡等，危害嚴(yán)重。其主要特點(diǎn)是洪水峰高量大、陡漲陡落、水少沙多，洪水?dāng)y帶大量泥沙進(jìn)入黃河，在入黃口處形成沙壩淤堵，造成黃河內(nèi)蒙古河段河床不斷淤積抬高，主河槽逐步萎縮，影響黃河干流正常行洪，使得黃河干支流河段的防洪防凌形勢(shì)日益嚴(yán)峻。據(jù)西柳溝龍頭拐水文站觀測(cè)資料，實(shí)測(cè)最大洪峰流量為6 940 m3/s(1989年)，最大含沙量為1 550 kg/m3(1973年)，年最大輸沙量為4 750萬t(1989年)[4]；1959—2018年，西柳溝流域曾發(fā)生5次泥沙堵塞黃河事件，造成內(nèi)蒙古河段淤積加重，防凌防洪形勢(shì)嚴(yán)峻。鄂爾多斯水土保持“攔沙換水”試點(diǎn)工程的實(shí)施可減少內(nèi)蒙古局部河段的泥沙淤堵，減輕黃河水患威脅，提高內(nèi)蒙古河段的防凌、防洪能力。

2.4 有效改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境

鄂爾多斯十大孔兌位于黃河流域粗泥沙集中來源區(qū)，在數(shù)千條溝壑中修建攔沙壩工程，攔截泥沙淤地造田，使荒溝成為高質(zhì)高產(chǎn)的基本農(nóng)田和飼料基地，能從根本上鞏固和擴(kuò)大退耕還林還草成果，是解決農(nóng)牧民生存與發(fā)展基本需求和實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要措施。鄂爾多斯水土保持“攔沙換水”試點(diǎn)工程的實(shí)施，不僅對(duì)促進(jìn)黃河治理和區(qū)域資源開發(fā)利用具有重要的意義，而且是探索維持黃河健康生命的樣板之舉。

3 水土保持“攔沙換水”發(fā)展現(xiàn)狀和綜合效益分析

3.1 發(fā)展現(xiàn)狀

為了探索生態(tài)補(bǔ)償式水沙置換試點(diǎn)工程建設(shè)，自2008年以來，鄂爾多斯市委托內(nèi)蒙古自治區(qū)水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院、黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司完成了《黃河上中游內(nèi)蒙古鄂爾多斯高原西柳溝流域水土流失治理及水沙置換試點(diǎn)工程可行性研究》和《黃河上游西柳溝流域水土保持治理及水沙置換試點(diǎn)工程初步研究》等相關(guān)科研報(bào)告，并先后邀請(qǐng)黃委總工辦、科技委、水土保持局、水資源管理與調(diào)度局，以及黃河水利科學(xué)研究院、西安理工大學(xué)等單位有關(guān)專家就“攔沙換水”試點(diǎn)工程的可行性和必要性進(jìn)行咨詢和討論，經(jīng)專家討論，一致認(rèn)為在鄂爾多斯市西柳溝先期開展“攔沙換水”試點(diǎn)工程是十分可行和必要的。2012年鄂爾多斯市水土保持局聘請(qǐng)中國科學(xué)院院士王光謙和中國工程院院士王浩作為顧問，由兩位院士及其團(tuán)隊(duì)開展“攔沙換水”的理論依據(jù)和技術(shù)支撐相關(guān)科研工作，其中王光謙院士團(tuán)隊(duì)開展的“基于云水資源利用的多沙粗沙區(qū)以沙換水研究”課題研究為實(shí)施“攔沙換水”試點(diǎn)工程進(jìn)行了論證。2015年12月，黃委在鄭州組織召開了“基于云水資源利用的多沙粗沙區(qū)以沙換水研究”課題研究專家咨詢會(huì)，參加咨詢會(huì)的兩位院士、20多位專家一致認(rèn)為在鄂爾多斯市先期開展“攔沙換水”試點(diǎn)工程非常必要。2016年4月，黃委水土保持局、水資源管理與調(diào)度局和鄂爾多斯市水土保持局就“攔沙換水”試點(diǎn)工程的探索工作進(jìn)行了座談，最終形成《鄂爾多斯市“攔沙換水”試點(diǎn)探索會(huì)議紀(jì)要》，同意鄂爾多斯市在十大孔兌的黑賴溝流域和西柳溝流域先期開展“攔沙換水”試點(diǎn)探索，編制實(shí)施方案，從黃河干流置換水指標(biāo)2 000萬m3，使用年限暫定為25年。2016年7月，鄂爾多斯市水土保持局委托黃河上中游管理局西安規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院、清華大學(xué)水沙科學(xué)與水利水電工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合開展鄂爾多斯市“攔沙換水”試點(diǎn)工程實(shí)施方案的編制工作。2018年2月，黃委以黃水?！?018〕52號(hào)文件批復(fù)了《鄂爾多斯攔沙換水試點(diǎn)工程實(shí)施方案》，批復(fù)年置換水量2 800萬m3，暫定使用年限為25年，工程建設(shè)期為2年，建設(shè)內(nèi)容是在十大孔兌的西柳溝、黑賴溝兩條流域共布設(shè)攔沙壩193座，在黑賴溝中游的伙房圪臺(tái)布設(shè)1處引洪滯沙工程。目前正在進(jìn)行的是攔沙工程設(shè)計(jì)、效益監(jiān)測(cè)，以及供水項(xiàng)目法人組建、供水渠首管理、取水計(jì)量監(jiān)測(cè)等。

3.2 綜合效益預(yù)期

鄂爾多斯水土保持“攔沙換水”試點(diǎn)工程是黃河流域水資源管理中的一項(xiàng)重大創(chuàng)新，開創(chuàng)了一條解決干旱地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展用水的新思路，充分體現(xiàn)了水資源管理中的市場(chǎng)調(diào)節(jié)作用，是一項(xiàng)多贏的策略。該工程在不增加黃河內(nèi)蒙古段用水指標(biāo)、不超采地下水的前提下，適當(dāng)緩解區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與水資源的供需矛盾，可以獲得良好的社會(huì)、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。一是通過水土保持“攔沙換水”試點(diǎn)工程，為擬建工業(yè)項(xiàng)目提供生產(chǎn)用水，調(diào)整受水地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)區(qū)域高產(chǎn)值、高利潤企業(yè)的發(fā)展，解決水資源短缺地區(qū)“為水所困”的問題，有利于地區(qū)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。二是能擴(kuò)展節(jié)水融資渠道，變單純依靠國家或地方政府解決灌區(qū)節(jié)水工程投資為多渠道融資。三是可以節(jié)約國家投資，加大水土流失治理力度，減少入黃的粗泥沙。四是能調(diào)整產(chǎn)業(yè)用水結(jié)構(gòu)，遏制省區(qū)超用黃河水資源問題。五是能促進(jìn)節(jié)水型社會(huì)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用。現(xiàn)階段，鄂爾多斯水土保持“攔沙換水”試點(diǎn)工程實(shí)施得到了鄂爾多斯市很多企業(yè)的積極響應(yīng)，市政府根據(jù)全市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)布局，優(yōu)先安排煤炭、化工、電力等工業(yè)項(xiàng)目作為備選，并嚴(yán)格控制新上高耗水、重污染工業(yè)項(xiàng)目。

4 水土保持“攔沙換水”試點(diǎn)工程存在的問題和建議

水土保持“攔沙換水”試點(diǎn)工程主要是修建攔沙壩，但是根據(jù)《水土保持治溝骨干工程技術(shù)規(guī)范(SL 289—2003)》，攔沙壩的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)一般較低，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)最大的骨干壩設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為500年一遇，一旦發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)洪水會(huì)對(duì)下游的基礎(chǔ)設(shè)施和居民生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。2016年鄂爾多斯“8·17”特大暴雨洪災(zāi)造成十大孔兌西柳溝和罕臺(tái)川19座淤地壩垮壩(其中骨干壩12座、中型壩5座、小型壩2座)，占該區(qū)域淤地壩總數(shù)的11%，雖未造成人員傷亡，但是對(duì)下游群眾造成了一定的財(cái)產(chǎn)損失[5]。在“8·17”特大暴雨洪災(zāi)后，鄂爾多斯市政府提出加強(qiáng)對(duì)十大孔兌的綜合治理力度，盡快修復(fù)水毀工程，完善水土保持措施。近年來，受全球氣候變暖和人類活動(dòng)影響，水旱災(zāi)害呈多發(fā)頻發(fā)重發(fā)態(tài)勢(shì)，我國北方局部地區(qū)汛期出現(xiàn)極端氣候，水文事件更加復(fù)雜多變，黃河流域發(fā)生區(qū)域高強(qiáng)度暴雨洪水和極端暴雨洪水的可能性加大。針對(duì)當(dāng)前攔沙壩面臨的嚴(yán)峻安全形勢(shì)，建議國家在編制淤地壩技術(shù)規(guī)范時(shí)提高攔沙壩的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)加強(qiáng)攔沙壩工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和必要的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償研究，配合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估建立攔沙壩工程經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié) 語

內(nèi)蒙古鄂爾多斯水土保持“攔沙換水”試點(diǎn)工程是一種新型的國家生態(tài)補(bǔ)償模式水資源配置方法，既有利于加快黃土高原生態(tài)建設(shè)和減少入黃泥沙，又有利于水資源的節(jié)約利用；既可以調(diào)動(dòng)民間資本參與水土流失治理，又拓寬資金渠道，彌補(bǔ)了國家投資不足；既可以緩解黃河寧蒙河段防洪防凌壓力，又充分利用更多的黃河水資源搞經(jīng)濟(jì)建設(shè)。鄂爾多斯市利用水土保持“攔沙換水”試點(diǎn)工程爭(zhēng)取到的輸沙用水指標(biāo)，促進(jìn)國家能源重化工基地和清潔能源輸出主力基地建設(shè)，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)也為黃河流域水權(quán)轉(zhuǎn)換進(jìn)行了積極的探索和實(shí)踐，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。