照片1：馬家溝新修「之」字型梯田的路面和田面衝蝕及田坎塌落。焦菊英攝
照片2：蛇家溝填溝造地田旁道路毀損。陳一先攝
照片3：清水溝遠溝淤地壩的壩地淤積。焦菊英攝
照片4：清水溝正溝淤地壩的壩地淤積。焦菊英攝
照片5：馬家溝淤地壩一側早已衝毀形成的排水溝渠。焦菊英攝
照片6：馬家溝2017年春新修梯田群。焦菊英攝
■焦菊英
2017年7月25日20時至26日8時，陝北榆林地區突降一場特大暴雨（以下簡稱為「7·26」特大暴雨），子洲縣雨量站記錄降雨量為206.6毫米，其中最大一小時降雨量為52.0毫米，發生在26日1～2時。據水利部黃河水利委員會副總工程師劉曉燕等的計算，大理河流域面雨量為159毫米，大理河支流岔巴溝流域面雨量211毫米。據黃土高原土壤侵蝕與旱地農業國家重點實驗室主任劉寶元教授等的推算，此次為該區500年一遇的暴雨。「7·26」特大暴雨引發了黃河中遊一級支流無定河及其支流大理河超歷史洪水，子洲縣受災人口達10.47萬人，城區電力、通訊、供氣、交通中斷，工農業及基礎設施等方面經濟損失嚴重。暴雨引起的嚴重水土流失，使城區街道洪水漫溢，路面淤泥幾釐米到幾十釐米不等，厚處達1米多，加重了災情。
筆者與研究生陳一先、白雷超、王楠、王灝霖5人組成一個調查組，在8月2日～6日赴暴雨受災區子洲縣進行了調查。選擇此次暴雨洪水中發生水庫潰壩的清水溝小流域，以及岔巴溝流域的馬家溝和蛇家溝小流域為研究區，測量與調查了不同坡位的坡耕地、退耕林草地、新修和老式梯田、削坡填溝造地、道路的土壤侵蝕及危害，並對3個小流域所有淤地壩逐一進行實地勘察，調查了淤地壩的壩體毀損及壩地的過水深、淤積厚度與作物受災情況。通過考察與分析，對此次暴雨造成的土壤侵蝕危害、存在問題思考如下。
一、 退耕還林草的減蝕作用明顯，但陡坡耕種依然存在且土壤侵蝕嚴重，應繼續加強實施陡坡退耕與監管力度。
對2000年退耕後自然恢復的草地調查發現，坡度變化多在14°至32°之間，主要植物物種有豬毛蒿、達烏裡胡枝子、茭蒿、鐵桿蒿、草木樨狀黃芪等，還有酸棗、枸杞、槓柳、河朔蕘花等灌木出現，群落蓋度變化在25%至65%之間。在「7·26」特大暴雨中並未出現較嚴重的土壤侵蝕，沒有明顯的細溝產生，以鱗片狀剝蝕為主。
對2000年退耕還林坡地調查發現，刺槐林木枯梢較為嚴重，但林下草本植被發育良好，主要有賴草、茭蒿、蒙古蒿、早熟禾、角蒿、狗尾草等，草本植物蓋度變化在10%~60%，枯落物相對較多。土壤侵蝕以面蝕為主，坡面本來存在的淺溝成為排水道，但衝蝕不嚴重。
但是，調查發現坡耕地在此次暴雨下細溝發育廣泛，特別是許多溝坡下部（坡腳）被開墾種植的破碎坡地，由於受上方坡面來水的影響，細溝侵蝕強烈，甚至發育小切溝。坡耕地面積大且多分布在陡峭的溝坡，對流域產沙貢獻很大。通過對清水溝壩地淤泥深度的測定與反演，發現坡耕地分布多的正溝侵蝕強度至少為46000 噸/平方公裡，而坡耕地少的相鄰小流域——遠溝為12000噸/平方公裡，前者是後者的3.8倍。說明水土流失在該區依然嚴重，應繼續加強水土保持力度，特別是要堅持陡坡退耕。
建議該地區完善並繼續實施退耕政策，同時加大宣傳和監察力度。25度以上耕地全部退耕並實施封禁，嚴禁陡坡開墾種植；對已退耕的要加強監督與管理，並加快水土保持工作的信息化建設，提高監管效率。
二、水土保持措施發揮了一定的作用，但由於缺乏徑流的引排措施，加劇了土壤侵蝕及危害，迫切需要建立與水土保持措施相配套的地表徑流「蓄—引—排」技術體系。
調查中發現該區域水土保持措施比較普遍，在減緩徑流、消減洪峰等方面發揮了一定的作用，但地表徑流引排措施嚴重缺失。坡耕地無排水與耕作保護措施，任其被侵蝕蠶食，特別是溝坡的耕地被切割得支離破碎。梯田因沒有排水措施，新修的「之」字型梯田兩臺之間的道路便成了此次暴雨的水流通道，對下一臺田面造成嚴重的衝蝕，田埂部分區段被衝開，田坎發生塌落（照片1）；老式梯田的田坎在不斷衝蝕中田面變窄。調查的削坡填溝造地工程也沒有設計排水系統，在此次暴雨中不僅農作物和壩體遭到了嚴重破壞，而且田旁新修道路衝毀嚴重，切割後形成的裸露溝壁多處發生土體塌落（照片2）。溝坡由於承接坡面的匯流，在很多地方有切溝發育。在本次暴雨中，由於缺乏排水系統，道路充當了排水通道，結果道路衝蝕非常嚴重，有些地方甚至無法通行；也有道路、村落設有排水管/渠，但排到了淤地壩內，加重了淤地壩被衝毀的危險。該區幾乎每條溝道都有淤地壩，由於抬高了基準面，滯洪攔沙作用明顯，但在這次特大暴雨洪水條件下排洪不暢，壩地泥沙淤積嚴重，莊稼被淹淤埋，甚至於壩體衝毀，下遊溝道或河道淤積嚴重。在岔巴溝流域的馬家溝溝口壩地內，今年春季修了一段寬2.5米、深0.5米的排水渠，但排洪能力有限，壩地玉米倒伏嚴重，泥沙淤積深度為30釐米左右。
因此，建議聯合相關專家，設計小流域蓄水、引水、排水網絡系統，加強流域水系工程建設，對徑流進行調控與管理，既可滿足暴雨條件下的排水要求，也可兼顧該區常年乾旱的特點蓄存所需水量。
三、淤地壩在此次暴雨中滯洪攔沙作用明顯，但或重或輕都存在一定的問題與隱患，尤其是配套工程、管理維護的缺失加劇了溝道侵蝕和洪害，急需規範淤地壩建設、管理與維護技術體系。
本次共調查3個小流域32個淤地壩，其中清水溝6個，馬家溝22個，蛇家溝4個，發現凡是配套工程、管理維護措施制度健全的淤地壩都安全、有效，反之則出現嚴重問題與隱患，加劇溝道侵蝕和洪害。調查區淤地壩現狀可概括為以下4類。
（1）有三大件（壩體、溢洪道、放水建築物）的淤地壩，如果放水建築物（豎井或臥管）排水暢通，壩地淹水，淤積嚴重，壩體完好。如蛇家溝流域下遊的2座壩均設有臥管，壩體完好，雖然溝頭削坡填溝造地及道路衝毀嚴重，上遊第一座淤地壩以前就衝出一條排水溝，而整個蛇家溝只有下遊的淤地壩從臥管有泥沙排出，但下遊壩內淤積厚度平均為80釐米，過水深近2米。清水溝流域的遠溝淤地壩的豎井在這次暴雨中被村民及時打開，壩體保存完好，但壩體下方衝毀嚴重，壩地內的玉米全部被淹沒，淤積厚度平均1.8米（照片3）。
（2）有三大件的淤地壩，如果豎井或臥管排水不暢通，壩地淹水、淤積嚴重，距離豎井或臥管附近的壩體會被衝毀。如清水溝的正溝淤地壩，豎井下部排水口堵塞，壩體被衝開一條溝，壩體溢洪道一側被衝毀，壩內玉米地過水深可達2米，淤積深40~80釐米（照片4）；清水溝的羊路溝淤地壩豎井下部的排水口被淤泥堵住，雖上部被村民打開，但洪水水位未到達壩體頂部，壩地玉米幾乎全部被淹沒，淤積厚度平均1.8米，過水深3米，且臥管部位被水衝掏擴大成直徑3米左右的排水洞。
（3）有壩體和溢洪道兩大件的淤地壩，處於淹水狀態。如馬家溝陽燕溝淤地壩，壩頂長100米，壩高32米，壩頂寬4米；新建溢洪道長140米，洪道寬3.2米，總庫容5.68×105立方米，滯洪庫容7.20×104立方米，淤地面積8公頃，此次暴雨中壩體完好，但壩地處於淹水狀態中，裡面種植的高粱只有淤地壩邊緣有小部分存在。另外，在清水溝，有兩個由村民私人修建的淤地壩，建造有簡易的排水渠，在此次暴雨中壩體未被衝毀，但排水渠有損毀，壩地內有淤積，淤泥深度5~75釐米。
（4）只有壩體的淤地壩，在此次暴雨之前就已被衝毀。馬家溝這樣的淤地壩很多，佔本次調查馬家溝總淤地壩的60%。因為此次暴雨之前洪水已將壩體一側衝開，形成了自然排水溝（照片5）。在此次暴雨中洪水排出較為通暢，但靠近排水溝一側的壩地遭受殘蝕和破壞，有些地方垮塌可達寬2米、長1米，但壩地整體淤積厚度較小，淤積厚度在10釐米以下的壩地佔60%以上；而一側有匯水排入的壩地，淤泥厚度達50釐米以上。
建議規範淤地壩建設、管理與維護技術體系，構建淤地壩管理與維護制度，健全每個淤地壩檔案，落實到人，誰看管誰負責，並給予看護人員適當的補助，確定管理維護人員在突發狀況下的責任、權利和義務。同時，坡地、梯田、道路等也要落實到農戶，平時注重農地、田埂和道路的維護，並給予技術上的指導，防微杜漸。
四、進一步提高農民水土保持意識，加大踐行綠色發展新理念的力度。
在調查中發現，當地部分農民水土保持意識淡薄，對其在生態環境破壞中充當的角色認識不清，陡坡亂墾現象依然非常普遍，對坡地、梯田、壩地、道路不能及時主動地去維護。當災難來臨時，一方面歸咎於天災，另一方面誇大受災程度以期得到政府更多的補償。在清水溝、馬家溝、蛇家溝三個調查小流域，以傳統農業生產模式為主，農民靠擴大耕種面積來增加糧食產量或在山坡上放羊來提高經濟收入，這勢必會破壞當地本就脆弱的生態環境。而退耕補助相對於目前迅速增長的消費水平來說猶如杯水車薪，因而坡耕地依舊很多，常分布在陡峭且比較隱蔽的坡下部或溝坡，不易被發現，但對流域侵蝕產沙的貢獻很大。也發現該區有一定面積的坡面種植藥材黃芪，若對黃芪的收穫期與坡地管理維護不當，也會造成嚴重的土壤侵蝕。2017年春季，岔巴溝新修建了很多梯田群（照片6），計劃大力發展核桃種植，但由於缺乏管理與排水設計，梯田群與道路在此次暴雨中毀損嚴重，致使農戶一孔窯被淹，反而造成了新的經濟損失。
為此，建議在保護生態環境的前提下，實施精準扶貧，發展具有當地特色產業，提高農民的收入，從犧牲生態環境換取經濟收入的舊模式中脫離出來，使當地農民的物質基礎得到長遠保障，放棄對生態具有破壞性的農業耕作模式，自覺自愿地參與生態恢復與治理工作。與此同時，實施生態責任追究制度，將責任明確到個人；加強宣傳教育，提高農民主觀能動性，使農民認識到對田地的維護是擁有土地使用權所伴隨的義務，提高環境保護意識與公眾意識，建設好美麗家園。
（作者系中國科學院水利部水土保持研究所黃土高原土壤侵蝕與旱地農業國家重點實驗室、西北農林科技大學水土保持研究所研究員）
《中國科學報》 (2017-09-15 第5版 專題)