“母子坝系”

关于“母子坝系”文的回顾

作者注:这篇文章是我在1997年考察了黄土高原的坝系后所写的。我看到的坝系与我想象的坝系颇有差距,使我非常惊奇。简单说来:我觉得建坝者对流沙的经济价值没作适当的重视,建坝的唯一目的就是用来拦沙,减少泥沙进入河道。那时我的构想是建坝拦沙,利用淤积的泥沙来发展沟地,创造新的耕地,再把耕地租赁出去,补偿建坝的投资。当然通过租赁回收的周期比较长,但这不是问题,在一般市场经济体系的贷款制度下都可以周转运行,在商业投资上不离贷款,为什么在耕地开发上就不能采用呢?为了要提高租赁的回收,新增淤地必须愈多愈好,而且要愈快愈好。

    

1997年我在西安 黄河中游局 作报告时便把这观点提出。报告后讨论时有人提出说现时骨干工程的淤地只有200亩,我对这数据觉得很惊奇,但也不知如何回答。离开西安后我在山西离石见到第一座骨干坝,那时我才明白这句话是什么意思。请看右图的一项骨干工程,最前的一座坝在十五年内拦截了深达数十米的泥沙,所创坝地也只有200来亩,而且这片淤地是水库建成后十五年 当水库内第二座坝建设起来后才能使用。从拦泥效益的角度看来 骨干工程的任务是满足了,但从增添耕地的角度看来 这样的工程规划是不合乎经济规律的:把它当作任何一项商业投资来看,这项投资在十五年内没有回收,能算是合理投资吗?但建坝者不须考虑以经营坝系来补偿投资,费用是由国家拨款的,不须考虑回收的,(而且有人 理直气壮地根我说:“我们是事业单位,是不向农民收一分钱的”)。我听了后也无话可说,只是可惜农民得不到坝系更多的利益。如果坝系能与发展耕地配套,农民从增产增收上拿出部分收入作为土地租赁费,农民富了,建坝的投资也就减少了,可促进坝系的发展,为什么要以不收农民一分钱而自豪呢?(见延安解家沟水库

当然旧坝系对农民不是完全没有利益,请看图中围绕着坝系四周密集发展的农村,这情况 也是因为坝系而产生的。在坝系没淤积成良田时,这条山沟的情况可能是荒芜的,见图二。淤积了十年至十五年后,农民开始迁移近来,最后发展成为兴旺的农村。坝系的经济效益是非常可观的,该尽力发展。

我考察了一系列单功能(以拦沙为主)坝系后,在途中我连忙写了篇符合我所构想的所谓“母子坝系”的文章,提出以骨干工程为“母坝” 负担小流域的防洪任务,再多设小型淤地坝(不受洪水威胁的“子坝”)作为耕地开发的经济效益,这样一个构想。

我在离开中国时便把这篇稿投向《人民黄河》,之后也没有得到回音,也没办法看到杂志。2003年当我在郑州参加黄河国际论坛时我把1997年以后的《人民黄河》都买了,回到家后慢慢翻阅,原来我这篇“母子坝系”并未刊登(原因不祥),而在1997年第11期中把我同年投向“第三届海峡两岸水利科技交流研讨会”的一篇文章登上了,害我犯了“一稿二投”之罪。现把原文提供于下,请读者批评。1997年后我对坝系的经营有更确实的认识,这篇文章尚存很多可商榷的观点。

我知道国内农村经济体系中 在多方面操作上尚未展开,我终于与友人成立了“黄土高原资金有限公司”尝试以商业性方法来经营坝系。请看“贷款”文。

适宜于沟道建设和发展坝地农业的 “母子” 坝系

粱 恩 佐

美国 马萨诸塞大学

黄河中游黄土丘陵沟壑区是黄土高原水土流失最严重的地区,造成黄河流水多沙的现象,控制这里的水土流失是当前治理黄河的主要任务。经过长期的水土侵蚀这地区的地形破碎,沟壑万千,地面斜度大,地表水渗入率低,地下水资源短缺,又因气候干旱,植被稀疏,不能以植被覆盖作为固土防蚀措施。

人们经过长期对黄土丘陵沟壑区的治理实践,普遍认为控制这地区水土流失的最有效方法是在沟壑里打坝拦沙,采用工程措施直接了当地把侵蚀的泥沙拦住,不使它作进一步的迁移。通过打坝,淤地蓄水,非但可以增添坝地,又为沟地种植提供灌溉水源,有效地改变黄土高原地域干旱,雨量分布不均,农业低产的种种困难处境,使粮食产量得到数倍的增加,达到多方面的利益。但沟道经受洪水威胁严重,必须在沟道里建造有防洪能力的坝系才能充分使用,但是这项投资量毕竟是比较高,不是目前农村经济所能自身负担的建设项目,以致农业坝系发展缓慢,它的实施必须配合其他非农业功能,如它在拦沙上所起的作用,强调它对黄河下游产生的减沙效益,争取到外来的资助才能完成,通过一道比较曲折的过程。

为了加强坝系在农业上所能产生的经济效益,减低它过分依赖外来资助的因素,这里我们提出一个使用坝系的新方案,称为 “母子” 坝系,尽可能地发挥坝系的前期经济效益。

农村坝系指的是一般小型的淤地坝,这里谈到的是较大的又有防洪能力的建设,亦称为骨干工程。它们控制的小流域面积通常是 3-10 km2 之间,虽然也有较大的规划,但通过实践认为以小流域作为治理单元最为恰当。为了要降低每座坝的造价,坝上常不设溢洪道,唯以坝体的高程和它的特大库容来应付洪水,但因为地区的降雨量在时空的分布上极不均匀,年降雨量可以从枯水年的 50 mm 增加至丰水年的 700 mm。如每座坝都能达到高度的防洪标准,那么造价必然很高,失去了它在经济发展中的优越竞争地位。泥沙在水库里淤积沉淀可以淤出来新的耕地,但单凭水库的淤积来创造耕地,成效率很慢,必须淤积十多年才能创造百余亩坝地,耕地面积增加缓慢,而投资利息却不断地积累,它严重地影响了坝系的经营发展,拖长了坝系投资回收周期。尽管农民欢迎坝地,在坝地上操作可以保证高产稳产,但是作为投资经营所得的收入尚歉理想。

为了加强建坝的前期效益,扩大坝系对农业生产所能得到的利益, 这里提出一种多功能坝系设计,称为 “母子” 坝系。按照小流域治理方案,在一个小流域里首先治理它的支沟和沟掌位置,每座坝所控制流域面积不大。比如说在一片约 5 km2 的支沟流域里先建成一座 “母坝”,控制流域面积 3.5 km2。(见图一) 母坝是一座俱有防洪能力的骨干工程,防洪标准与骨干工程相似,但与目前所见骨干工程不同处就是它具有 “蓄清排浑” 功能,就是说坝下设置有规模较大的排水涵洞,在暴雨来时能把浑浊的洪水排出水库,用来淤积坝前沟道,创造新的淤地。诚然,涵洞的设计要求要比目前一般的骨干工程来得严格,但这是工程上的新课题,是可以解决的问题;涵洞造价也会是比较昂贵,这问题在下面对坝系经营作分析时再讨论。

母坝建成后在它的前端筑上简单的淤地坝,一片片的淤地便可以通过一年年的排淤而建设起来,几乎在建坝后的第二年新的淤地便可以投入生产,为经营坝系提供前期效益。坝前的淤地坝因为已得到母坝的防御和排淤量的控制,不需达到防洪的标准,造价也就很低,称此谓 “子坝”,子坝是完全可以由农民自发完成的建设项目。子坝的增添可以由近至远,当一片淤地完成后在地旁开辟一道泄洪道,以便淤积下面的一片沟地,这样的发展方式便利灌溉,灵活性大。

假如在黄土高原丘陵沟壑区一个占地面积 60 km2 较原始的沟道和开发不大的流域里,可以筑坝的支沟流域面积有 3-10 km2 不等,现以一处占地面积 5 km2 的小流域作为示范讨论。这里的母坝可以布设于支沟中端直接控制流域面积 3.5 km2,如图一所示。母坝高有 35-40 m,防洪标准达到一般骨干工程的要求,即按二十年淤积年限设计,300年一遇洪水校核,或更高的标准。每次暴雨入库洪水量约 7万 m3,含沙量 3.5万 吨,涵洞设计可按洪水含沙沉淀前全部排清计算,估计排洪时间只限于数小时内,所以涵洞的设计要求是较目前使用涵洞为高。如每次放淤 3.5万吨,或 2.7万m3 ,可在坝前淤地约 10亩,每年淤出坝地20-30亩,能达到一定的造地和生产效益。

子坝为一般的淤地坝,平均坝高只需有 4 m,淤地平均深度仅 2 m,达到淤地多而且快的条件。母坝建成后沟口控制的流域面积只剩所余的 1.5 km2,沟口也可以建上低防洪标准的淤地坝,每年也就淤出来坝地 10-20 亩地。 坝地由山坡表土随坡面径流汇入沟道淤积而成,土壤肥沃,水源充足,能达到稳产高产的条件。按每年坝地亩产粮食 500公斤,粮食单价每公斤 1.5元计算,每亩坝地每年产值 750元,如每亩坝地为建坝提供还贷筹资每年150元,那么以每年新增坝地 40亩计算,第一年筹资 0.6万元,第二年再新加 0.6万元,两年累积 1.8万元,以此方式计算在前十年可淤坝地 400亩,为筹资累积 15万元。如母坝建设投资总量为50万元,这项筹资是不可忽略的经营项目。沟内川台地的灌溉效益,是与目前骨干工程使用方法相同,不再提出。

如果按照目前方式经营坝系,单凭坝库淤积成地,十年来所得坝地不过是 100亩或更少,使用库内坝地时必须在暴雨来前把庄稼收割,洪水来后把库内蓄水排清,再种一熟,但如若这样去做水库便不能为坝库四周耕地来年春耕时提供灌溉,产生两利不能共兼的矛盾。另外库内坝地的表土每年被新淤土地所覆盖,土壤无法加以人工改良,土壤质量只能停留在原始淤土的本性上,土地产值也就不能进一步地提高。

按照母子坝系的开发程序,水库可以保持它的蓄水功能,保证四周耕地能得到灌溉利益,坝前所淤的坝地的土壤可以通过改良,如投入有机肥等,把产量进一步提高,甚至在地上建有温室大棚,也不会被新来洪水的干扰或受洪水周期性的牵制。水库得到排淤后它的淤积明显减慢,坝系的使用期延长了,还贷的负担也就相对降低,这些都是母子坝系所能发挥的优势。

目前骨干工程的放水设施工程费约占总工程费的 20%,为了要负担排淤任务卧管和涵洞的宽度和高度都要增加,估计需要的建筑材料将会增加一倍,使母坝的建筑价格从 50万元增至 60万元;虽然早期投资较大,但是母子坝系的灵活性大,容易配合将来农业的发展,是有发展前途的,希望水保部门能对这一方案作更进一步的分析研究。 笔者1997年在绥德和榆林地区考察坝系时,得到当地水保工作人员蔡建岗和魏秉文的指点,并对母子坝系提出具体意见,笔者得益不少,特此致谢。

Photo source: George Leung (1997)