2006年第15期（总第27期）　　2006年10月27日

 

十大孔兑及乌兰布和沙漠水土流失

严重威胁黄河防汛安全

 

　　黄河上游属“水多沙少, 水沙异源”区段，河道泥沙淤积问题主要出现在黄河内蒙古河段，而该区河道粗泥沙主要来源于水土流失严重的十大孔兑及乌兰布和沙漠，这两个区域每年向黄河注入泥沙近7000万t（多年平均）。在刘家峡、龙羊峡等大型水库修建运行和宁蒙区段大规模开垦引水以来，内蒙古河道水沙运行机制发生了根本性的变化，泥沙淤积速率加剧，近50a平均淤高0.36～2.18m，导致河道严重萎缩，心滩密布，行洪不畅，严重威胁黄河防汛安全。

在此次中国水土流失与生态安全综合科学考察中，北方农牧交错区组的专家在实地考察的基础上，对十大孔兑及乌兰布和沙漠水土流失现状进行了较详细的分析研究。

　　一 、十大孔兑及乌兰布和沙漠水土流失现状及危害

　　1、十大孔兑

　　十大孔兑均发源于鄂尔多斯风沙高原，从南到北横穿库布齐沙漠直奔黄河。流域形态相似，等距离切割成南北狭长形。各孔兑上游为鄂尔多斯台地北缘风沙残积区，广泛分布质地松软的砒砂岩，遇水易崩解，主要以水力侵蚀为主（图1）。区域内水土流失面积8413.7km²，占总土地面积78.1%，土壤侵蚀模数一般在10000t/（km²·a）。十大孔兑多年平均向黄河输沙2711万t，其中60%以上是粒径大于0.05mm的粗沙。孔兑下游为平原区，坡度变缓，河槽形成宽浅式，流速减弱，泥沙淤积，河床抬高，已成“悬河”，罕台川沟底已高出两岸约4 m左右，严重威胁两岸人民生命财产的安全。

 

 

 

图1 鄂尔多斯梁地砒砂岩

 

　　每到汛期，十大孔兑经常产生洪水，直泄黄河，在各孔兑入黄口处形成扇形淤积，影响黄河水流变化，据测算，黄河内蒙段主河槽年平均淤高7.5cm。1961～1998年，十大孔兑的西柳沟、罕台川等曾7次发生泥沙堵塞黄河的现象。1998年7月12日，西柳沟一次洪水挟带的泥沙就达1亿m³，在入黄口处形成沙坝，堵塞黄河。2003年7月29日十大孔兑爆发特大洪水，受灾范围4000 km²，受灾人口9.3万人，9人死亡，4人失踪，3459人无家可归，造成直接经济损失5.33亿元，其中农牧业经济损失1.25亿元。

　　2、乌兰布和沙漠

　　乌兰布和沙漠，位于内蒙古后套平原的西南部。黄河沿沙漠东侧绕流100余km。该区大风频繁，广布流动沙丘，沙丘高约5～6 m，每年向东平均前移约 5～10 m。由于沙漠的东移，目前沙漠前沿的流动沙丘直接进入河道的长度达46 km左右。尤以老磴口 - 阎王背一带最为严重。在磴口县东南部及南部，黄河干流流经乌兰布和沙漠的东测，在风力作用下，沙漠每年向黄河侵泄的流沙高达1909万t，流入黄河的风沙在进入后套区后便大量沉积，致使河道抬高变浅，河床每年抬高0.15m，航运无法进行，并使磴口段黄河干流较西部平原区高出10～20m，形成地上悬河，有引发洪水的威胁，同时造成其下游主流摆动，引起河岸崩塌，冲毁农田和林地，每年护岸工程都要耗费大量的人力、物力和财力。在巴音木仁阎王鼻子段，大量沙漠沙涌入河床，迫使黄河河道局部东移（图2）。

 

 

 

 

图2 乌兰布和沙漠入侵黄河河道

 

　　二、两大粗泥沙源向黄河内蒙古河道输送粗泥沙状况

　　据测算，黄河内蒙古河段在1954～2000年期间淤积泥沙总量约20.1亿t，其中＞0.1mm的粗沙为15.2亿t，占总量的75.6%。期间，乌兰布和沙漠贡献＞0.1mm的粗沙6.1亿t，库布齐沙漠贡献5.82亿t，十大孔兑砒砂岩贡献3.28亿t。另外近5亿t淤积在内蒙古河道＜0.1 mm的泥沙来源多样，主要包括上游的祖历河、洮河、清水河等黄土高原水土流失产生的泥沙和当地十大孔兑和乌兰布和沙漠风水两相侵蚀产生的泥沙。

　　三、黄河内蒙古河道泥沙淤积成因分析

　　1、风力侵蚀和水力侵蚀交替，加剧水土流失

　　该区风力侵蚀和水力侵蚀作用交替发生。冬春时节，10级以上的大风频繁发生，地表风蚀强度大，常形成强沙尘暴天气。大风携带大量泥沙直接进入孔兑沟道（图3）。至夏秋时节，该区又是暴雨的高频区，洪水携带沟道中的泥沙涌入黄河，突发性地堵塞河道形成沙坝，造成内蒙古河段严重的洪涝灾害。通常情况下，“风助水势，水助风势”，产生叠加效应，风力侵蚀形成的物质堆积到沟谷，为水力侵蚀的搬运提供了充足的物质基础，而水力侵蚀形成的细沟又为风力侵蚀创造了条件。

　　2、沙漠的东移加剧内蒙古河道泥沙的淤积

　　据测量，乌兰布和沙漠和库布齐沙漠每年都以5～10 m的速度向东前移。随着沙漠的前移，乌兰布和沙漠前沿的流动沙丘直接进入河道的长度已从1985年的36 km增加到目前的46 km左右，直接导致风沙流输送、沙丘前移和河流淘蚀坍塌的入黄粗沙量的进一步增加，加剧黄河河道泥沙的淤积。

 

 

图3 库布齐沙漠沙入侵西柳沟

 

　　3、上游水库运行对黄河内蒙古河道泥沙淤积的影响

　　河道水沙变化对流域产沙产流环境和上游水库运行存在复杂的响应机制，水库下游各河段依据其不同的侵蚀淤积环境，在时间和空间上表现出相应侵蚀和淤积特性。一般河道在邻近水库区域均呈现出侵蚀下切和床底物质粗化现象，而离水库愈远，河道侵蚀淤积特性主要取决于支流向干流输运泥沙量的大小及组分。黄河内蒙古河段在上游水库修建以前河道处于淤积状态，平均淤积速率在1954～1960年间约1.07×10⁸ t /a。在此期间，黄河输沙能力平均约7.33 kg/m³，并且＞0.1 mm的粗沙（AS）和 ＜0.1 mm的泥沙（FS）都处于淤积状态，且平均淤积速率分别约为3.8×10⁷ t/ a和6.9×10⁷ t /a。1961～1968年期间为盐锅峡和三盛公水库运行期，黄河输沙能力降为6.27 kg /m³，FS表现为侵蚀状态，年侵蚀速率为3.35×10⁷ t/ a； AS表现为淤积状态，年均淤积速率为2.89×10⁷ t /a。黄河内蒙古河段河床发生粗化和侵蚀下切现象，年侵蚀速率为4.5×10⁶ t/ a。1968～1986年期间，刘家峡和青铜峡水库加入运行，黄河河道输沙能力进一步下降为3.91 kg /m³,黄河河道开始淤积，且年均淤积速率为1.16×10⁷ t /a。并且黄河泥沙AS淤积速率（2.92×10⁷ t /a）大于FS侵蚀速率（1.75×10⁷ t/ a），黄河河床粗化现象进一步加强。1989~2000期间，由于龙羊峡水库开始运行，且大量黄河水被引出用于灌溉，黄河河道输沙能力减少到近50年来最低值3.48 kg /m³，河道AS和FS重新开始沉积，且淤积速率分别为3.5×10⁷和4.2×10⁷ t /a。黄河河道淤积程度接近河道在没有水库运作时自然条件下的淤积程度。

　　四、专家提出的防治措施和建议

　　经过对黄河产生重大影响的两大粗沙源区水土流失状况的实地考察，在科学分析黄河内蒙古段淤积成因基础上，专家们分别就十大孔兑及乌兰布和沙漠提出如下水土流失防治措施：

　　1、十大孔兑

　　十大孔兑治理主要包括三大区域治理：上游丘陵沟壑区，中游库布齐沙漠区和下游平原区。专家们认为，因地制宜、生态修复和分区治理是该区水土流失治理的关键。

　　上游丘陵沟壑区一般坡度大，土壤肥力差，水土流失严重，应主要进行林草植被修复。丘陵区梁地选择种植羊柴和柠条等灌木；草本植被主要靠封育自然修复；土层深厚的丘陵区坡面发展为人工草地。土层较薄但地面较完整的坡面进行水平沟整地，沟内种植沙棘等，沟间种植柠条、首荷等，实行乔、灌、草混交，以提高植被覆盖度。土层较薄但破碎的坡面，进行鱼鳞坑整地，坑内栽植油松，坑间播种适生牧草如首楷等，形成立体防护。覆沙黄土坡面以穴状整地，栽植沙柳，行间播种羊柴等牧草。覆沙较厚的坡面，配合沙障治沙，栽种沙柳、羊柴等，重建和恢复林草植被；丘陵区沟坡一般较陡，不进行工程整地，在土质沟坡段，实施人工撒播沙棘、首苍或拌有同类灌草种籽的泥丸喷播等措施，使植物在靠沟坡坑凹和侵蚀松散土体地段着根、发芽、生长，达到增加植被的目的；丘陵区沟道主、干沟中下部及主沟两侧依水流条件实施治河造地、引洪澄地等措施，发展基本农田。在支毛沟通过修筑骨干工程、淤地坝、塘坝等形成科学合理的治沟工程体系，在拦泥蓄水，治沙减沙的同时，进行灌溉和发展沟坝地。

　　中游库布齐沙漠区对流动沙丘近期采用锁边治理措施，从沙丘外围和周边开始，通过设置人工沙障，在控制沙丘发展的基础上，在沙障中间栽种沙柳、花棒、沙打旺等进行防沙治沙植被建设。同时在有条件地段的沙丘间下部较低处筑沙坝蓄水，通过前拉后挡逐步削平沙丘，拉沙造地，削减沙丘高度。在雨季条件成熟时进行人工飞播种草造林加快治理进度；固定、半固定沙丘地带一般地下水较为丰富，可直接栽植沙柳、沙篙等；丘间低地及丘外平地土壤水分条件好，采用营造防护林进行保护，并通过拉沙造田抬高田面，防止盐渍化、钙化等危害；风沙区低洼碱滩通过洪水泥沙的引入，沿途拉沙治沙，用水用沙造田。

下游平原区主要实施引洪减沙淤地工程和引洪灌溉工程。

　　2、乌兰布和沙漠

　　乌兰布和沙漠影响下的河段，由于受沙漠的东移和南侵的影响，沙丘前移，风沙流输送和河流淘蚀坍塌的入黄粗沙量将进一步增加。因而，建立以固为主、固阻结合的沙漠锁边林工程和河道左岸沙丘护坡工程。沙漠锁边林工程主要包括流沙固定沙障、障内固沙灌木栽植和丘间低地乔灌栽植工程。流沙固定沙障主要指草方格沙障和粘土沙障；沙障内固沙灌木主要应用花棒、柽柳、沙柳、梭梭等；丘间低地主要栽植旱柳、杨柳、沙枣、树柳、沙柳等。河道左岸沙丘护坡工程是指应用沙漠沙制成沙砖对沙丘入黄的坡面进行铺垫，防止河流的淘蚀。

　　由于黄河内蒙古河段的泥沙淤积已严重影响当地的防汛安全，对包头等大中城市也构成了威胁，建议国家高度重视十大孔兑及乌兰布和沙漠水土流失问题，列专项工程开展治理。

　　（农牧交错区考查组提供）