论文快递|刘晓燕:关于黄河水沙形势及对策的思考

作者:金年会发布时间:2022-07-21 22:07

本文摘要:关于黄河水沙形势及对策的思考刘晓燕(黄河水利委员会,河南 郑州 450003)摘 要:水少沙多是黄河的突出特点。进入21 世纪,黄河天然径流量淘汰了20%,取用水量却不停增加。近10 a 黄河头道拐至花园口河段和全河的地表水资源使用率已划分达60%和80%,水少问题越发突出,缺水已经成为黄河流域面临的最大问题;节水潜力是有限的,将黄河下游分水指标过多调整给上中游又将导致不康健河段更长,因此建议尽快开工建设南水北调西线工程,并兴建多年调治水库,提高黄河蓄丰补枯的能力。

金年会

关于黄河水沙形势及对策的思考刘晓燕(黄河水利委员会,河南 郑州 450003)摘 要:水少沙多是黄河的突出特点。进入21 世纪,黄河天然径流量淘汰了20%,取用水量却不停增加。近10 a 黄河头道拐至花园口河段和全河的地表水资源使用率已划分达60%和80%,水少问题越发突出,缺水已经成为黄河流域面临的最大问题;节水潜力是有限的,将黄河下游分水指标过多调整给上中游又将导致不康健河段更长,因此建议尽快开工建设南水北调西线工程,并兴建多年调治水库,提高黄河蓄丰补枯的能力。2000—2019 年,潼关年均输沙量仅2.45 亿t/a,“沙多”压力有所缓解,但还原坝库拦沙量后的流域产沙量为5.64 亿t/a,仍然远高于黄河下游的蒙受能力。

未来,如果能将林草梯田笼罩水平提高至理想情景,流域产沙量可降低至4 亿~5 亿t/a;可是,黄土高原植被极易受人畜破坏而退化,若退化至2010 年水平,“龙华河”四站沙量将反弹至6.7 亿~7.1 亿t/a。因此,黄河水沙调控工程和防洪工程的计划设计必须为未来沙量反弹留足空间。为控制入黄沙量在低位水平、支撑黄河长治久安,黄土高原应优先重视现状林草植被的维护,并革新黄土丘陵沟壑区第五副区产沙的控制措施。

关键词:黄河;水情;沙情;对策;建议黄河水沙情势是实施黄河流域生态掩护和高质量生长战略的基础条件,是黄河重洪流沙调控工程结构及运用方式、河流工程部署、流域内水资源设置和跨流域调水工程决议等的基础。因此,笔者拟重点讨论黄河面临的水沙形势与挑战,旨在为宏观决议提供参考。1 流域概况及数据泉源黄河流域地跨青藏高原、黄土高原和黄淮海平原三个台阶。兰州以上地域多属青藏高原、局下属黄土高原,年均降水量490 mm,是黄河径流的主要泉源区,年均孝敬约57%的径流量、但取用水量仅占全河的7%。

流域中部是群山、平原和沙漠围绕的黄土高原,年均降水量440 mm,是黄河泥沙和污染物的主要泉源地。黄河下游是地上悬河,汇入水沙和废污水很少,为黄淮海平原地域人民的生发生活用水提供了便利。黄河最突出的特点是水少沙多、水沙异源。在人类运动相对较少的时期,黄河陕县站实测输沙量高达16 亿t/a(1919—1959 年)、是长江年输沙量的4 倍,但全河天然径流量仅为580 亿m3/a(1919—1975 年)、只有长江天然径流量的1/17。

黄土高原年均产沙量占黄河流域产沙总量的97%,但其对黄河径流量的孝敬仅约15%,流域中部的径流实际主要来自黄土高原周边的土石山区和风沙区。笔者接纳的实测水量和输沙量数据均来自《中华人民共和国水文年鉴》(黄河流域卷)。

供水量、用水量和天然径流量数据均来自1998—2018 年的《黄河水资源公报》。接纳的黄土高原入黄沙量,是黄河循化至青铜峡区间、河口镇至龙门区间、汾河河津、北洛河头、泾河张家山和渭河咸阳站的输沙量之和,其中1933—2019年接纳实测输沙量数据,1919—1932 年接纳黄河水利委员会水文局插补延长的沙量数据。基于实测输沙量,还原坝库拦沙量和引水引沙量,可获得流域产沙量,其中坝库拦沙量为观察分析结果、引水引沙量为实测数据。

接纳的1956—2019 降水数据主要来自水文年鉴、部门来自国家气象中心共享网站,进而提取并盘算了黄河主要产沙区日降雨量大于25 mm 的年降雨总量,称为有效雨量。1919—1955 年,因雨量站稀少,使用全国1990—2009 年网格化气候数据集[1]提供的黄土高原汛期降雨量和1956—2009 年实测的有效降雨数据,推算了黄河主要产沙区的有效雨量,故可靠度略低。接纳的“林草地面积”是流域易侵蚀区内林地和草地面积的总和,系使用遥感影像(分辨率30 m)、依据《土地使用现状分类》(GB/T 21010—2007)提取获得,与水土保持部门的统计口径差别。

其中,流域的“易侵蚀区面积”是剔除建设用地、石质山区、平缓的河川地宁静原后的流域面积,是流域泥沙的主要产地。接纳“NDVI”和“林草植被盖度”表征林草地的植被笼罩水平,其中NDVI 是使用遥感影像提取的可反映植被生长状况的指数;使用遥感影像获取的NDVI值,可盘算出林草植被盖度[2]。2 水 情2.1 近年来水形势水少是黄河的自然特点。1919—1975 年,还原人类用水和水库蓄变量后,黄河天然径流量花园口站为559 亿m3/a、利津站为580 亿m3/a。

2016 年,黄河流域人均水资源量为408 m3,只有全国平均水平的1/5,若扣除向其他流域的供水量,则黄河流域实际的人均水资源量仅332 m3。由于水少,旱灾一直是黄河流域人们生发生活面临的主要灾害。

据《黄河流域水旱灾害》[3],黄土高原平均每10、5、2、1.25 a,就有53%、49%、36%、22%的面积发生重度旱灾;北宋以前,山西、河南两省平均每百年发生严重干旱次数划分为6.2 次和3.2 次,但13—19 世纪划分增加到49 次和17 次。1972—1999 年,黄河下游有22 a发生断流,其中1997 年利津断面全年有226 d 断流、甚至生长到距入海口704 km 的开封。更为严峻的是,随着流域地下水开采、坝库蒸发、梯田建设和林草植被的改善等,黄河的河川径流量仍在淘汰。

2000—2018 年,在流域降水量略偏丰情况下(偏丰1.6%),花园口断面天然径流量只有463 亿m3/a。从流域主要来水区降水与径流的关系变化看(见图1,图中“基准年”的时段选择思量了下垫面变化特点),流域产流能力的降低,主要发生在以黄土高原为主体的流域中部地域;在以青藏高原为主体的兰州以上地域,其降水—径流关系变化不大。图1 黄河流域降水—径流关系变化情况展望未来,虽然地下水开采量可能会略有下降,可是林草梯田笼罩率仍将略有提高、坝库水面蒸发量也将有所增加,因此黄河河川径流量有进一步淘汰的可能性。

2.2 供用水量变化在黄河河川径流量淘汰20%的形势下,流域供水量连续增加。1950 年前后,黄河流域内外取用水量不足100 亿m3/a(耗水量约65 亿m3/a),主要在花园口以上地域。

2007—2018 年,流域内外总取用黄河水量517 亿m3/a,其中农业取用水345.6 亿m3/a、占总量的66.9%。宁蒙灌区和下游引黄灌区是主要的农业用水户,划分占全河浇灌用水量的39.5%和28.0%。黄河流域供水水源以地表水为主,现在占76%。

1998—2002 年,流域上中游地域地表水取水量为260亿m3/a、耗水量为182 亿m3/a。2010—2018 年,取水量和耗水量划分为277 亿m3/a 和207 亿m3/a,耗水量约为1950 年前后的3 倍。基于用水种别口径一致的2003—2018 年《黄河水资源公报》,用水增加最多的是包罗城镇公共用水、住民生活用水和生态情况用水在内的“大生活”用水,由2003 年的45.5 亿m3增加到2018 年的89.2 亿m3,即15 a 增加约1 倍。

工业用水自1998 年后快速增加,至2011—2012 年到达峰值(约78 亿m3/a),之后因老旧企业被淘汰或节水革新、新企业全面接纳空气冷却和干排灰渣等节水技术,至2018 年逐渐回落到2003 年前后的量级(约65 亿m3/a)。现在,限于黄河分水指标和取水工程条件的约束,黄河上中游有大批工农业项目因缺水而难以上马,更有大量生活在干旱区的贫困农牧民等候异地安置。

有关研究讲明[4-5],至2050 水平年,黄河上中游地域工业和生活的刚性缺水为64 亿~84 亿m3。严重缺水,已经成为制约黄河上中游地域生态掩护、脱贫攻坚和高质量生长的瓶颈。

3 沙 情20 世纪80 年月以来,黄河来沙量逐渐淘汰,其中2000—2019 年为2.45 亿t/a。在此配景下,“黄河变清”成为当下热议,更有呼吁按“来沙2 亿~3 亿t/a”修改黄河重大工程的结构、规模及运行方式。不外,基于已往10 a 的研究,笔者认为该想法可能过于乐观。

3.1 黄土高原产沙变化黄土高原的土壤要酿成黄河“泥沙”,需要履历侵蚀、产沙和输沙这三个环节,淤地坝、水库和引水引沙主要在“输沙”环节起作用,土壤、地形、植被是影响侵蚀产沙的关键下垫面因素。由于坝库拦截和引水引沙等,黄土高原各支流实测输沙量往往小于流域产沙量。1919—2019 年黄土高原入黄沙量、产沙量和产沙指数变化见图2,其中:产沙量是输沙量、坝库拦沙量和引水引沙量的总和;产沙指数是指流域易侵蚀区内单元有效降雨在单元面积上的产沙量[2],可代表下垫面的产沙能力。

观察分析讲明,1960 年以来黄土高原坝库(不含干流水库)拦沙量为1.85 亿~3.25 亿t/a,其中:20 世纪70 年月为3.25 亿t/a(淤地坝拦沙2.15亿t/a),2000—2019 年拦沙2.36 亿t/a(淤地坝拦沙1.48亿t/a)。图2 1919—2019 年黄土高原入黄沙量、产沙量和产沙指数变化情况分析图2 可知:(1)20 世纪80 年月以来,黄土高原的入黄沙量、实际产沙量和相同降水情况下的产沙能力均体现为下降趋势,2000 年以来降幅更大。

(2)2000—2019 年,黄土高原入黄沙量和产沙量划分为3.15 亿t/a 和5.64 亿t/a,即44%的产沙被“截留”在当地。(3)思量降雨因素,20 世纪70 年月产沙指数最高(即其时林草梯田笼罩水平最低),20 世纪90 年月的产沙指数与20 世纪20 年月相当。(4)与1919—1959 年均值相比,2000—2009 年和2010—2019 年的下垫面产沙能力划分下降了57%和80%。由此可见,黄土高原下垫面产沙能力的显着降低,主要发生在近20 a。

3.2 未来沙情预测2000 年以来,由于44%的泥沙被坝库等截留在当地,因此黄土高原入黄沙量只有3.15 亿t/a。然而,坝库的拦沙作用是不行连续的,将随拦沙库容淤满而竣事。

据观察[6-7],现在约46%的大中型坝和95%的小型坝已经失去拦沙能力,仍可发挥拦沙作用的大中型坝仅约7 600 座,至2050 年可能只剩2 500 座、相应的拦沙能力仅约3 300 万t/a。水库情况与之相似,而且近30 a 新建水库少少[8],故未来拦沙作用更小。

通过淤地坝拦沙而形成的坝地具有连续减沙的能力,但现在的坝地面积仅900 km2,故减沙作用有限,为0.20 亿~0.22 亿t/a。梯田是近30 a 黄土高原产沙量淘汰的重要因素。停止2017 年,潼关以上黄土高原地域共建成梯田3.6万km2,其中90%以上漫衍在严重水土流失区。思量在流域尺度上梯田的“当地”和“异地”减沙作用[9],现状梯田可减沙约5 亿t/a(与陕县“16 亿t/a”口径一致,下同)。

根据近村近路、确有需求的原则,有关单元测算了黄土高原地域的梯田建设潜力[10],约为10 812 km2,其中黄河主要产沙区为5 500 km2。不外,由于许多梯田潜力区的现状林草梯田笼罩率已达60%以上,因此测算的减沙潜力只有0.3 亿~0.5 亿t/a。实际上,新增梯田的效益更多体现在农民增收。

林草植被改善是近年最受关注的减沙因素。由于扩耕和人畜破坏,林草植被在20 世纪70 年月到达谷底[11],20 世纪80 年月以后逐渐恢复,2000 年以来恢复更快。

基于笔者对植被变化对流域产沙影响纪律的认识[2],推算2016—2019 年林草植被可减沙7 亿t/a。遥感监测效果讲明,1978—2018 年,只有河龙区间和北洛河上游的林草地面积增加了10 410 km2,十大孔兑地域略有增加,其他地域反而因扩耕等淘汰了7 451 km2,因此,现状林草减沙量的90%以上得益于植被盖度提高。

不外,植被盖度继续提高的潜力有限:图3 是1981 年开始封禁的固原云雾山、1998 年开始封禁的安塞和神木自然修复样地的跟踪监测效果,由图可见,在无人畜滋扰情况下,植被封育17 ~19 a 即可达盖度峰值[12];遥感观察也讲明,2016—2019 年,绝大部门地域的植被盖度增幅已不足3%。也就是说,经由20 a左右的修复,2018 年前后的林草植被盖度已基本到达现状自然和社会情况下的潜力值,现在,仅清水河上中游、泾河流域西北部和无定河上游仍有少量潜力。图3 黄土高原典型地域植被盖度变化情况值得注意的是,植被盖度也是最易退化的因子。理论上植被盖度应随降水丰枯而增减,但分析植被生恒久降水与NDVI 的关系(见图4)发现,在20 世纪八九十年月,植被盖度险些与同期降水无关,说明降水对植被的促生作用基本上被人类过分放牧和砍伐等破坏运动抵消;20 世纪90 年月中期以来,降水作用逐渐显现,其中2006 年以来NDVI 与同期降水之间呈显著正相关,说明该时期人类对植被的破坏运动大幅淘汰,气候条件成为影响植被笼罩状况的关键因素。

由此推测,若人畜滋扰很少,则未来林草植被盖度和结构将取决于当地的气候和土壤条件;一旦社会情况朝着20 世纪逆向生长、人畜重返黄土梁峁,植被盖度极易降低。图4 河龙区间降水与NDVI 的关系多数专家认为,黄土高原未来汛期降水将略偏丰[13-14]。从已往百年黄土高原有效降雨量变化看(见图5),确实存在“枯—丰—平—枯—平—丰”周期变化特点;2012 年以来,该区降水似乎处于第二个丰水期。如果未来20~30 a 重现1933—1967 年的降水情景,一方面会增强黄土高原的产沙动力,同时也有利于现状林草植被的维持和改善。

为预测黄土高原未来产沙情势,设计了两个汛期降水与1933—1967 年和2010—2019 年的实际降水相似,但较1919—2019 年均值偏丰3.5%和6%的降水系列,在此降水条件下,黄土高原在1919—1959 年下垫面产沙量划分为16.9 亿、18 亿t/a。设计了三种下垫面水平:①维持现状(2016—2019 年)林草梯田笼罩水平;②林草梯田笼罩水平提高至理想状况;③梯田维持在2017 年水平,但植被盖度退化至2010 年水平(该水平较2018 年偏低15%~25%)。盘算效果讲明,在以上降水和三种下垫面情景下,黄土高原产沙量划分为4.77 亿~5.00 亿、4.00 亿~4.16 亿、7.13 亿~7.48 亿t/a。图6 为黄河主要产沙区在第一种下垫面情景下的产沙模数格式,该区天然时期产沙量占潼关以上黄土高原产沙量的94%。

图5 1919—2019 年黄土高原有效降雨量变化情况图6 2016—2019 年下垫面配景下的产沙模数格式进一步思量黄河干支流已建和在建水库、现状淤地坝的拦沙能力变化,以及青藏高原来沙、浇灌引沙和河流冲淤等因素,推算了“龙华河”四站(即龙门、华县、河津、头4 个水文站)在未来差别水平年的可能来沙量,效果见图7。由图7 可知,随着现状坝库拦沙库容损失,四站沙量逐渐反弹;若现状林草植被能得以维持或略提高,则四站沙量可控制在3.7 亿~4.7 亿t/a。可是,若林草植被盖度倒退至2010 年的水平,则四站沙量仍达6.7 亿~7.1 亿t/a,沙量反弹将主要泛起在近20 a 植被改善水平较高的河龙区间和北洛河上游等东部地域。

图7 “龙华河”四站沙量预测(1933—1967 年降水系列)黄河沙量是否偏多,主要取决于河流及河口冲淤平衡的沙量。研究讲明,在现状河床界限条件和花园口径流量220 亿~250 亿m3/a 条件下,实现黄河下游河床冲淤平衡的沙量阈值为2 亿~3 亿t/a[15-16];要实现现状入海流路和三角洲地域的海岸线淤蚀平衡,利津来沙量应为1.5 亿~1.6 亿t 和2 亿~2.5 亿t[17-18],加上浇灌引沙和河床冲淤,推算相应的花园口沙量为2 亿~3 亿t。

对比讲明,纵然未来四站沙量只有4 亿t/a 左右,也仍然凌驾黄河下游冲淤平衡的沙量阈值。若遭遇倒霉情况,纵然林草植被盖度仅减小至2010 年的水平,黄河沙量将达下游沙量阈值的2.8 倍左右。

由此可见,现阶段黄河沙多的压力确实显着缓解,但现状坝库“退休”后,黄河沙量仍然远高于黄河下游的蒙受能力,遇倒霉因素时泥沙压力更大。兴建更多坝库并不能挣脱被泥沙淤满的运气,故黄河沙量反弹是一定的。

4 对策建议千百年来,黄河流域水旱灾害一直是国家的心腹之患,因此除害兴利一直是黄河治理的主要任务。进入新时期,党和人民向黄河掩护与治理提出了更高要求:一要保障黄河恒久安澜,并提升滩区防洪尺度,为此必须将进入下游的沙量恒久维持在近十几年的水平、并保障塑槽和输沙水量。

二要保障流域高质量生长的用水需求,这对水资源开发使用率已达80%的黄河显然是严峻挑战,而流域中西部多为不蓬勃地域,脱贫攻坚、高质量生长、生态掩护等无不需要更多水资源作支撑。三要进一步改善流域生态情况质量,这一定使水资源刚性约束下的经济与生态的竞争性用水矛盾越发突出,也增大了黄河“八七”分水方案的调整难度。

对比黄河水沙形势可知,在不进一步损害黄河康健和增大地下水开采量的前提下,增加河川径流可使用量、控制下游来沙量,是支撑流域生态掩护和高质量生长国家战略面临的重大挑战。4.1 关于供水保障措施节水是解决黄河上中游缺水问题的优先选项,尤以宁蒙灌区节水潜力和水权转让潜力最大。研究讲明[4-5],以基本维持生态稳定和水盐平衡为前提,2016水平年宁蒙灌区的工程节水潜力为11 亿~13 亿m3,(与“八七”分水方案的口径相同)相应的耗水量为5 亿~6 亿m3。近几年,该节水潜力的1/3 已经设置给其他行业或被用于扩耕的土地,若站在2020 年的时间点上,可转让水权的节水潜力更小。

调整种植结构是实现灌区节水的重要措施,但该节水量深受农产物市场颠簸的影响,不宜将其水权转让给新增工业和生活用水户。毫无疑问,除宁蒙灌区外,其他地域也有一定的节水潜力[5-6]。但一个值得思考的问题是,在法治和维权意识日益高涨的今天,所节约的水权有几多可以转移给工业和城镇生活?又有几多可以跨行政区转让?事实上,这个问题在宁蒙灌区同样存在:拟承接水权的工业企业,险些都不在灌区所在的行政区。

加大很是规水使用量可以有效改善河流水质,但并不能增加河川径流量。面临黄河上中游严峻的缺水形势,并思量南水北调东中线工程已经建成生效、长江下游水量丰沛,有人建议将黄河下游分水指标中的30 亿~40 亿m3调整到严重缺水的上中游省区,下游的缺口由南水北调东线或中线工程供应。可是,该意见可能忽视了两个问题:(1)除降水大幅偏丰的2018 年外,2006—2017 年黄河头道拐、龙门、三门峡和花园口断面的地表水使用率基本维持在60%左右(全河80%),其中降水偏枯的2015—2016 年为70%~75%,见图8。如此高的河川径流使用率,显然已是能够容忍的水资源使用“底线”。

图8 黄河各河段地表水开发使用率(2)受取水条件限制,黄河上中游省区仍有一些干流分水指标没有发挥作用。据近几年取水许可项目的审批情况,仅晋陕蒙三省区拟新增的干流取水量就达16 亿m3/a,相应的取水工程或刚建成,或在建。

若思量即将生效的黄河干流取水工程,黄河中游河段的地表水开发使用率将达65%。在此形势下,如果再将下游30 亿~40 亿m3的分水指标调增给上游,则黄河头道拐至花园口河段的水使用率为75%~78%!实际上,纵然再为上中游增加15 亿m3的分水指标,黄河头道拐至花园口河段的水使用率也将由现状的60%左右提高到70%,这势必进一步损害中游河段的河流康健。

可以预期的是,若再遭遇20 世纪曾两次泛起的一连11 a 干旱,断流将不仅发生在黄河尾闾,头道拐以下约2 000 km 的黄河都将紧急。笔者认为,水资源短缺已经是黄河流域当前和未来面临的最大问题;从稳定、连续支撑黄河上中游地域生态掩护、脱贫攻坚和高质量生长的角度看,应尽快实施南水北调西线工程。

该工程的水源地为长江上游,服务工具主要为黄河上中游地域,并应兼顾流域相近的西北内陆河湖区。调水量简直定应重点思量两方面的因素,一是受水区城乡生活、工业生长和生态移民安置的用水需求,即2050 水平年刚性缺水量64 亿~84亿m3;二是还水于河的要求,使南水北调西线工程生效前不得不暂时挤占河流生态用水的水量得以赔偿,以控制头道拐断面的地表水开发使用率不凌驾60%。因此,两项合计需要的外调水量为80 亿m3。

同时,增强黄河自身的蓄丰补枯能力,也是解决缺水问题的重要选项。在现状水沙调控工程体系中,只有龙羊峡、小浪底和刘家峡等水库具有较大的调蓄能力,远不能满足丰水年调蓄的需要。例如,在降雨丰沛的2018 年和2019 年,干流水库全部蓄满后,划分有331 亿m3和304 亿m3径流入海,远超当年下游4.3 亿t和5.3 亿t 来沙所需要的生态情况水量。因此,在泥沙压力显着缓解、水资源短缺已成为黄河最大问题的配景下,建议把“径流调蓄”作为古贤和黑山峡等候建大型水库的首要功效,并适当提高峻型水库的汛限水位,不仅为调蓄黄河丰水年径流提供须要的工具,并为南水北调西线工程所调水量提供储存空间,也是应对一连干旱年的重要措施。

4.2 关于长治久安要保障黄河下游长治久安和提升滩区防洪尺度,关键在于能不能把进入下游的沙量恒久控制在2 亿~3 亿t/a 规模内。基于现在对社会情况变化趋势的认识,并思量小浪底水库仍有近43 亿m3的拦沙库容,预计未来20~30 a 或许可以控制进入下游沙量在2 亿~3 亿t/a。可是,对于更远的未来,确实存在许多不确定因素。针对该风险,提出三点建议:(1)重大工程计划设计应为远期的泥沙反弹留出“盘旋”余地。

习近平总书记指出[19],黄河的治理与掩护“是事关中华民族伟大再起的千秋大计”,“保障黄河长治久安”是黄河流域生态掩护和高质量生长的主要目的任务之一,这意味着黄河堤防和水沙调控工程的结构和运用至少应在百年尺度上举行计划和设计,仅思量20~30 a 的水沙情景显然是不妥当的。综合思量黄河沙情的现实和未来风险,古贤水利枢纽现阶段可以暂按“提高丰水年径流存储能力”和“为小浪底调水调沙提供后续动力”的要求设计水库的库容和结构,但必须为沙量反弹充实留出加高和改建的条件,而且可能面临未来“二次移民”的难题;在计划滩区防洪工程部署时,应为以后沙量反弹预留沉沙空间和通道。(2)应高度重视黄土高原现状植被的维护。淤地坝在近20 a 的拦沙量只有1.48 亿t/a 且现在大多已失去拦沙能力[7],纵然在产沙最猛烈、有效淤地坝最多的20 世纪70 年月拦沙量也只有2.15 亿t/a。

梯田是停止产沙的好措施,但可增建梯田地域的减沙潜力不大。现状植被的减沙孝敬靠近下垫面总减沙量的50%,但植被极易被人畜破坏,因此控制现状林草植被不退化甚或有所改善,是维持入黄沙量在低位水平的关键,应成为未来水土流失管控的首要任务。然而,笔者近年实地调研看到,随着植被大幅改善,一些地方对牲畜的管控有所松懈,甚至在4—5 月就看到许多羊群游弋在梁峁,这对生态情况懦弱的黄土高原决非福音。建议:①制定面向每个农户的林草植被盖度考核目的,并借助遥感手段组织实施,促使农牧民主动放弃4—8月的放牧行为。

8 月下旬以后,应允许放牧,以提高农民收入、缓解冬春防火压力。②联合乡村振兴和生态掩护,或实施生态移民,或在村旁建设可以蓄水的淤地坝,并种植可兼顾经济生长和情况优美的牧草或乔灌林,为维护现有林草植被缔造条件。

(3)重视特殊地域沟壑产沙控制措施的创新。分析图6 可知,清水河上中游、马莲河上游、无定河和北洛河的源头区、祖厉河中下游等地域,是现在产沙模数较高的地域,以马莲河洪德以上地域为例,在没有发生大暴雨的2010—2019 年,其实际产沙模数仍到达4 800 t/(km2·a)。以上区域有两个配合特点:①均属于以沟壑产沙为主的黄土丘陵沟壑区第五副区,此类地域大部门泥沙产自中部盆地的河(沟)岸崩塌或滑坡[20],是黄土高原沟壑产沙最猛烈的地方,入沟径流是产沙动力;从支毛沟到干沟和河流,随着汇入水量的增加,产沙强度逐级增大。

②大部门地域的人口密度不大,如甘肃省环县的现状人口密度仅34 人/km2。显然,靠坝库拦沙是暂时的,当地对梯田的需求也很有限,因此建议通过工程措施阻止径流下沟,并勉励径流就地使用;对川掌地周边的黄土丘陵,应通过封禁促使“荒草”生长,以淘汰产流。参考文献:[1]李庆祥,彭嘉栋,沈艳,等.1900—2009 年中国均一化逐月降雨数据集研制[J].地理学报,2012,67(3):301-311.[2]刘晓燕,高云飞,党素珍,等.林草植被变化对流域产沙的影响纪律及其阈值[J].水利学报,2020,51(5):505-518.[3]黄河流域及西北片水旱灾害编写组.黄河流域水旱灾害[M].郑州:黄河水利出书社,1996:4-6.[4]黄河勘察计划设计研究院有限公司.黄河上中游地域及下游引黄灌区节水潜力深化研究[R].郑州:黄河勘察计划设计研究院有限公司,2019:212-260.[5]中国水利水电科学研究院.黄河流域极限节水潜力与缺水识别[R].北京:中国水利水电科学研究院,2019:100-250.[6]刘晓燕,高云飞,马三保.黄土高原淤地坝的减沙作用及其时效性[J].水利学报,2018,49(2):145-155.[7]刘晓燕,高云飞,王富贵.黄土高原仍有拦沙能力的淤地坝数量及漫衍[J].人民黄河,2017,39(4):1-6.[8]田勇,马静,李勇,等.黄河河口镇—潼关区间水库近年拦沙量观察与分析[J].人民黄河,2014,36(7):13-16.[9]刘晓燕,王富贵,杨胜天,等.黄土丘陵沟壑区水平梯田减沙作用盘算方法研究[J].水利学报,2014,45(7):793-800.[10]黄河上中游治理局.黄土高原地域旱作梯田专项调研评估陈诉[R].西安:黄河上中游治理局,2020,20-150.[11]刘晓燕,高云飞,王略.黄河主要产沙区近百年产沙情况变化[J].人民黄河,2016,38(5):1-5.[12]程积民,井赵斌,金晶炜.黄土高原半干旱区退化草地恢复与使用历程研究[J].中国科学:生命科学, 2014,44(3):267-279.[13]王国庆,乔翠平,刘铭璐,等.气候变化下黄河流域未来水资源趋势分析[J].水利水运工程学报,2020(2):1-8.[14]康丽莉,LEUNG L R,柳春,等.黄河流域未来气候-水文变化的模拟研究[J].气象学报,2015,73(2):382-393.[15]安催花,鲁俊.黄河下游河流平衡输沙的沙量阈值研究[J].水利学报,2020,51(4):402-409.[16]李小平,刘晓燕,李勇.黄河下游未来冲淤趋势研究[J].人民黄河,2016,38(9):1-3.[17]CUI B L,LI X Y.Coastline Change of the Yellow River Estu⁃ary and Its Response to the Sediment and Runoff (1976-2005) [J].Geomorphology,2011,127(1):32-40.[18]WANG S J, MARWAN A H, XIE X P.Relationship Be⁃tween Suspended Sediment Load, Channel Geometry and Land Area Increment in the Yellow River Delta [J].Catena, 2006, 65(3):302-314.[19]习近平.在黄河流域生态掩护和高质量生长座谈会上的讲话[J].求是,2019(20):4-11.[20]刘晓燕,董国涛,高云飞,等.黄土丘陵沟壑区第五副区产沙机制开端分析[J].水利学报,2018,49(3):282-290.The Water and Sediment Situation and CountermeasureLIU Xiaoyan(Yellow River Conservancy Commission, Zhengzhou 450003, China)Abstract:The outstanding features of the Yellow River are less water and more sediment.From 2000 till now,the natural runoff of the Yellow River has decreased by 20% but the water withdrawal has been increasing.In recent 10 years, the surface water utilization rate of the middle reaches from Toudaoguai to Huayuankou of the whole river has reached to 60% and 80% respectively, thus water shortage has become the biggest problem of the Yellow River Basin.Since the water⁃saving potential is limited, and it would make longer unhealthy reaches if we transfer part of the water rights from the people around the lower reaches to the people around upper and middle reaches,this paper suggested to build the West Route Project of the South⁃to⁃North Water Transfer as soon as possible and build carry⁃over storage reservoirs to improve the runoff supplying ability during dry years.From 2000 to 2019, the sediment load of the Yellow River was only 0.245 billion t, the sediment pressure had been eased.But if we restore the sediment intercepted by dams, we would find that the actual produced sediment of the Loess Plateau should be 0.564 billion t, which is far beyond the riverbed’s bearing capacity of the lower Yellow River.In the future, the sediment production load would be decreased to 0.4-0.5 billion t if the vegetation and terrace grow to its ideal coverage.But the vegetation of the Loess Plateau is easy to deteriorate when disturbed by human and livestock.The sediment load of the Yellow River would rebound to 0.67-0.71 bil⁃lion t even if the vegetation has merely deteriorate to the level of the year 2010.Therefore, this paper agreed to plan and design the key water and sediment regulation projects according to the present low sediment level temporarily, but we must reserve enough room for rebuilding to meet the future challenge of sediment rebounding.In order to control the sediment load at the low level and to maintain the Yellow River safe⁃ty, preserving the current vegetation should be the first countermeasure taken in Loess Plateau and the measures of controlling gully⁃bank and riverside⁃bank erosion should be improved in the No.5 sub⁃region of gullied rolling loess area.Key words: Yellow River;water;sediment;situation;countermeasure作者简介:刘晓燕(1964—),女,河南永城人,教授级高级工程师,博士,近年主要从事黄河水沙变化研究事情引用花样:刘晓燕.关于黄河水沙形势及对策的思考[J].人民黄河,2020,42(9):34-40.。


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