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水沙置换是为统筹解决内蒙古十大孔兑水土流失治理与鄂尔多斯新增工业用水需求而提出的全新思路,其基本思想是由有新增用水需求的工业企业出资,在十大孔兑修建拦沙坝,以此取得部分黄河下游节约的输沙水量作为生产用水。实施水沙置换,对促进黄河流域生态保护与高质量发展具有重大现实意义。本文以水土保持学、生态学、制度经济学和水文水资源学等学科的相关理论和研究为基础,采用定性与定量分析相结合,从技术和经济两个方面开展研究,提出通过生态补偿实施水沙置换的路径和方法,并通过实例进行验证。(1)将拦沙工程建设与水权交易相结合,从理论上构建了基于水沙置换的水土保持生态补偿模式,其关键环节是设计和实施水土保持拦沙置换水量交易。(2)利用SWAT模型定量模拟拦沙工程对流域水沙过程的影响,并以模拟结果为基础计算拦沙工程实现的减水减沙量。(3)通过流域水沙模拟分析,采用经验公式法计算水土保持工程拦沙可置换水量。(4)采用工程费用法核算基于水沙置换的水土保持生态补偿标准。(5)针对水沙置换特点,引入水权交易机制,设计土保持拦沙置换水量交易,提出相应的交易机制和保障措施。(6)以西柳沟流域为例,对基于水沙置换的水土保持生态补偿的合理性和可行性进行验证。计算得出,在设定的最可能出现的25a系列黄河干支流水沙方案组合下,新建79座拦沙坝,年均可减少入黄河的径流量和输沙量分别为288.22万m3和138.53万t,工程平均拦沙年限为28a,年均可节约输沙水量1173.51万m3,以工程建设投资为依据核算的水土保持生态补偿标准为22934.93万元。设定年均可交易的拦沙置换水量为1000万m3/a,交易年限为25a,采用成本定价法和影子价格法计算,水土保持拦沙置换水量交易的基准价格范围在0.92元/m3·a至1.52元/m3·a之间。研究表明,在黄河流域多沙粗沙区,特别是粗泥沙集中来源区建设拦沙工程,可以减少黄河干流河道淤积,进而节约下游输沙水量,虽然在拦沙的同时也拦蓄了部分进入干流的径流量,但其节约的输沙水量远大于工程拦截的水量,可以认为是相对增加了黄河流域的可利用水资源量,这是实施基于水沙置换的水土保持生态补偿的基础。实施基于水沙置换的水土保持生态补偿,有利于实现区域生态保护与经济社会可持续发展的双重目标和相关利益方的共赢。