淤地坝是黄土高原地区一种有效的治理水土流失的水利工程,截止2015年底,黄土高原地区已建成各种类型淤地坝共11万余座,黄河潼关水文站实测输沙量由1919-1959的每年15.92亿吨减小到2015年的0.55亿吨,其中,淤地坝的减沙量占各种水利水保措施总减沙量的20%左右。同时,淤地坝拦淤后形成平坦的人造平原,土壤湿润肥沃,抗旱能力强,产量高,比坡地增产3～10倍。但是,淤地坝改变了天然地形地貌和水流条件,淤地坝蓄水(或积水)引起的非饱和黄土工程性质效应、水循环与盐分聚积效应、坝体溃决效应以及斜坡失稳等效应,给人民的生命及财产造成了很大损失。本文依托延安革命老区综合地质调查项目,以延安市甘谷驿顾屯流域采用淤地坝为主方式的治沟造地工程为研究对象,在淤地坝及坝系野外调查的基础上,通过探井揭示与采样、原位实验、地球物理勘探、室内试验、数值模拟等手段,开展黄土高原淤地坝工程环境效应研究,提出环境风险防控措施。取得的主要认识和研究成果如下。1.淤地坝工程引起的流域内表层黄土非饱和特性效应显著。现有地表回填土与原状黄土相比,土体结构被重构,黄土非饱和特性效应表现为:原状黄土土体在含水率为12%时其吸应力即达到2114.471kPa,而回填土土体在含水率为12%时其吸应力仅达到9.90kPa,脱湿过程回填土最大吸应力为1958.463kPa,出现在含水率为1.8%时;在吸湿条件下,原状黄土土体在含水率为12%时其吸应力达到586.94kPa,而回填土土体在含水率为12%时其吸应力仅为2.52kPa,吸湿过程回填土最大吸应力为492.75kPa,出现在含水率为1.8%时。含水率相近时,在脱湿路径下,原状黄土的渗透系数为1.72e-7 cm/s,而回填土渗透系数为3.1e-4 cm/s;在吸湿路径下,原状黄土的渗透系数为5.14e-8 cm/s,而回填土渗透系数为2.13e-4 cm/s;同时,在脱湿过程中,原状黄土的进气值为90.91kPa,而回填土进气值仅为5.46kPa,;在吸湿过程中,原状黄土的进气值为19.23kPa,而回填土进气值为2.45 kPa。原状黄土的吸应力滞后效应可达71.68kPa,而回填土的吸应力滞后效应为3.01kPa。2.淤地坝系局部区域水循环改变引起土壤盐渍化效应明显。顾屯流域淤地坝工程改变了河道地形地貌和水文地质结构,重构了地表水和地下水局域水循环系统,天然条件下,地下水位埋深较大,难以产生土壤盐渍化现象。修建后的淤地坝上游常年蓄水拟或形成水库,坝系内地下水位壅高,加上回填土毛细上升高度约1.346m,导致土壤盐渍化效应。3.淤地坝存在较高的溃决风险。通过野外调查、地面物探和数值模拟等工作,认为坝体东侧与通村公路相接处渗漏问题较为严重,淤地坝存在较高的溃决风险,坝内排水不畅和地下水位高是导致溃决风险的主要原因。4.坝体防渗加固和坝内排水降低地下水位是防控坝体溃决风险和土壤盐渍化的有效途径。首先,对坝体西侧原有泄水廊道和排水沟进行清淤,保证排水通畅;第二,针对坝体东侧无排水措施的现状,除在坝体东侧下部增加相应的泄水廊道和排水沟外,应在坝地横向布设暗渠与排水沟相连,使回填土积水能够顺利排出,降低坝地地下水位、控制土壤盐渍化和提高坝体安全性;第三,采取雨季前翻耕、减小水盐上升高度,秸秆覆盖、抑制水分蒸发,提高土壤有机质质量比、改善植物生长等土壤盐渍化综合防治措施。