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一、榆林河流域概況
榆林河水庫及其灌溉渠系對維護榆林河灌區人地關系穩定、生物多樣性及生態安全具有極其重要的作用。然而，榆林河流域地處荒漠內陸，該地區干旱少雨，植被稀疏，風大沙多，風蝕荒漠化嚴重，特別是風沙對水庫、渠道等水利設施的侵害，使水庫庫容減少，輸水渠道淤積，加重了群眾清淤投勞的負擔，泥沙進入耕地，造成耕地沙化，淤埋幼苗致死，嚴重影響農業生產，出現了一系列生態、經濟和社會問題。因此，開展治沙護庫等庫區生態工程建設，找出防治風沙入侵的安全對策，減少或阻止榆林河灌區水利工程遭受風沙災害影響，對維護庫區生態環境、社會穩定、經濟發展都具有積極的現實意義。
二、榆林河流域風沙災害成因分析
㈠自然因素
瓜州縣多年平均氣溫8.8℃，極端最高氣溫42.8℃，極端最低氣溫-29.3℃，降雨量45.7毫米，蒸發量高達3040.6毫米，干燥度為16.8，屬極度干旱區。年平均風速為3.7米/秒，大風日數70天左右，具全省之最，最長持續日數達7天。榆林河水庫西側為石質山地，風沙強度較弱，沙災危害小。東側屬低山丘陵向戈壁過渡地帶，土壤為棕漠土和灰棕漠土，植被類型為荒漠草原植被。由于干旱少雨，植被稀少，生物作用弱，使沙質地表疏松裸露，極易產生土壤風蝕，頻繁發生沙塵暴。每到風季，沙隨風起，沉積東岸坡的大量風沙土直接進入水庫，危害嚴重。
㈡人為因素
二十世紀九十年代初，隨著大量移民的遷入，人口劇增，導致生產生活用水不斷增長，生態用水相對減少，破壞了原有的生態平衡，加劇了荒漠化進程。其次，瓜州境內大面積開荒，耕地面積擴大。為滿足耕地用水，境內開始大量打井，超采地下水，地下水位急劇下降，嚴重影響了綠洲邊緣荒漠植被的生長，使一些原本被固定的沙丘再度成為流動沙丘，進一步加劇了綠洲的荒漠化和沙漠化。同時，過度放牧、亂砍濫挖植被導致自然林草植被減少、退化速度加快。自然和人為因素的雙重作用，導致該區生態環境惡化，土壤風力侵蝕強烈，大風揚沙天氣頻繁出現，入庫流沙逐年增多，庫容萎縮，有效灌溉面積減少，灌溉渠系填埋嚴重，渠道清沙勞民傷財。每到大風季節，水庫蓄水混濁，干渠引水攜沙量增加，泥沙隨水流入耕地，耕地被沙化，造成農作物死苗、減產等。風沙對水利設施的危害，已對灌區社會經濟的發展造成相當嚴重的影響，成為制約當地區域經濟發展的主要因素之一。
三、榆林河流域風沙災害防治對策
從根本上治理風沙對榆林河水庫及灌溉渠系的危害，應針對庫區自然特征和風沙危害特點，按照“預防為主、全面規劃、綜合防治、因地制宜、加強管理、注重效益”的水土保持工作方針，堅持工程措施，植物措施，水利措施相配套的原則，以治沙護庫、防沙填渠，改善生態環境，保障綠洲灌區經濟發展和社會穩定為目的，建設育灘固沙、護庫保田防風治沙綜合防治體系。根據蘭州沙漠研究所對金塔縣解放村水庫進庫沙量的觀測，由風沙危害而引起的進庫沙量主要以沙丘移動進庫和風沙流進庫兩種形式侵害庫區，以沙丘移動形式入庫沙量約占總入庫量的92%。因此，在治理進庫埋渠風沙過程中要以穩固流動沙丘為主。根據該區風力侵蝕特點、重點保護對象、風力風向、地形地貌特征，結合當地多年風沙治理經驗，以水庫為中心，由近及遠將項目區劃分為庫區風沙防治區、渠道風沙防治區二區域，分別采取措施治理風沙危害，減輕水庫和農田灌渠風沙填埋程度，延長水利設施使用壽命，改善生態環境和灌區農業生產條件。
㈠庫區風沙防治對策
榆林河水庫西側為石質山地，風沙強度弱，可暫不布設防治措施，以自然植被防治為主。東側屬低山丘陵向戈壁過渡地帶，在風速一定的情況下，改變水庫毗鄰區尤其是上風向土地利用覆蓋，增加植被覆蓋度或提高地表粗糙度，是降低湖泊風沙災害危險度的關鍵措施。為此，建議采用“三圈”模式，即以水庫為中心，由里到外依次布置3個防護圈層：工程治理圈、圍封繁育圈和自然恢復圈。在近庫岸，依地形布設多道擋沙墻阻擋流沙前進。在地勢低凹處，流沙沉積較厚，遇起沙風速會繼續前移直至進庫，應在采取草方格沙障進行治理；中圈采用直接營造防風林帶，保護水庫，為保證苗木成活率，防風林帶配套相應的節水灌溉設施，如滴灌、噴灌等；在防風林帶之外的荒漠草地，采取圍欄封禁、促進自然植被的恢復，防止就地起沙。通過實施上述三圈措施，一方面可以迅速減少上風向流沙入侵，同時建立中、外圈穩定植被帶，進而形成自維護生物保護圈。“三圈”防治模式利于構建荒漠水庫區生態安全的土地格局和水系統。
㈡渠道風沙防治對策
榆林河灌溉干渠在水庫的東北部，渠系兩側沿線長近約14k米，沿途均為荒漠戈壁，每年冬春不灌水季節，干渠被風沙填平，在灌水季節，飄落至渠系的沙塵隨流水直接進入耕地。危害干渠的風沙是以風沙流的形式直接進入干渠，防治措施布設上以防治風沙流危害為重點。借鑒疏勒河七墩灘灌區風沙治理經驗，同樣采用“三圈”防治模式。在輸水渠道兩側采用草方格沙障固沙，草方格采用1.0米×1.0米的正方形，高度為15厘米左右。草方格的使用壽命一般為四五年，為解決草方格老化后防風固沙功能減弱和喪失的問題，采取在干渠東側營造防風主林帶，在西側營造副林帶，來防止草方格防護功能失效后的風沙危害。在干渠兩側防護林帶以外，采取封禁措施，保護現有植被和地表結皮，以減少就地起沙。各項防治措施布設后，從內向外形成“護、阻、固、封”相結合的綜合防護體系。
四、防風固沙體系的綜合效益分析
㈠防風固沙效果明顯
為驗證“三圈”防治模式防風固沙效果，依據金塔縣治沙試驗站的觀測，在有灌溉條件下，新植紅柳在4年后高度可達到186厘米以上，單株(叢)年阻沙量為0.58立方米。由此推算，項目區新增的防護林年可阻沙11.80×104立方米。根據金塔縣鴛鴦池水庫治沙工程經驗，封育措施的減蝕效益按灌木林效益的20%估算，年阻沙量14.90×104立方米，草方格措施可減少70%左右入庫沙量，據此推斷，年阻沙量18.70×104立方米，各項措施年阻沙量為45.40×104立方米。說明“三圈”防治模式固沙效果非常明顯。
㈡生態效益明顯改善
預計項目完成后，可使項目區植被覆蓋度由原來的5%～0%提高到15%以上。通過封育措施，天然植被覆蓋度也有所增加。同時，人工植被建設也將對改善榆林河流域及庫區自然景觀和生態環境發揮重要作用，可使項目區原灰棕漠土和風沙土向灌淤土方向改良，提高土地肥力。同時項目實施后，通過干渠進入下游灌區耕地的沙量將會有所減少，能減輕耕地沙化程度。
㈢經濟效益間接增加
庫區防風固沙措施是保護水利設施、保障灌區社會經濟發展的生態環境項目，不具備產生直接經濟效益的條件，但間接經濟效益明顯。首先體現在節約清淤費用上，項目建設減少對水利設施的填埋量，如果按5元/立方米的費用計算，則每年可節約清淤費約227萬元；其次，減輕對耕地農作物的沙壓沙埋，減少受災面積，減輕受災程度，相對增加農民經濟收入；再次，如將每年減少的風沙對水利設施的填埋量折算為有效庫容，則可相應增加有效庫容45.40×104立方米，相對增加灌溉面積1700畝。如果按400元/畝計算，則可增加種植收益68萬元。
㈣社會效益大幅提高
該項目的實施，符合國家西部大開發和加強生態環境建設的方針政策，有利于區域社會經濟的穩定發展，具有良好的社會效益。通過布設治沙護庫、治沙護渠措施，減緩風沙對水庫的填埋淤積速度，延長水庫的使用壽命；干渠在防護體系保護下，進入干渠的沙量減少。減輕沙粒對干渠磨蝕的強度，同時減少維修費用，保障水利設施的正常運行，保障了綠洲灌區社會經濟可持續發展。同時，榆林河水庫及榆林河灌區存在的環境問題是河西走廊環境問題的縮影，對荒漠多風地區有較強的代表性，“三圈”防治模式的實施對河西走廊的風沙防治具有樣板示范作用。
作者：康福林 單位：甘肅省瓜州縣榆林河灌區水利管理所