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□ 张士锋
钱正英院士在2003年6月关于“重新认识黄河”的讲话中，提出了过去的黄河、现在的黄河和未来的黄河二条黄河的观点，指出过去的黄河和现在的黄河的规律是不一样的，将来的黄河的演变有赖于我们现在对黄河的态度和方法。黄河在过去50年的变化情况究竟怎样，发生这些变化的原出是什么，变化环境下的黄河水循环趋势如何，是几个需要研究的问题，对于认识黄河、治理黄河有十分重要的现实意义。 一、黄河水循环规律变化的主要特点 黄河水循环的变化包括水量减少、河床抬升、水质污染和河口造陆速度放缓等几个方面。这些水循环要素的变化在20世纪90年代最为显著。 1．水量减少，入海水量急剧下降 黄河流域水文循环发生变化的第一个显著表现就是河流的来水量减少。黄河流域的多年平均径流量为580亿m3，全流域的来水量在20世纪的最后10年有明显的减少，相对多年平均来水量下降22%。体现在人海水量上，90年代的入海水量仅为139亿m3，比起50～60年代的480亿m3的入海水量有了十分惊人的变化。20世纪90年代发生了十分频繁的断流现象，来水量和实际入海水量的减少是黄河流域水文循环规律变化的主要特点。 由于水资源总量的减少，目前黄河调度的主要任务已经从过去防洪减淤变成了现在保障水资源的供给和河道的不断流。即使在汛期，只要没有大的洪水过程发生，黄河的入海流量一般是按照30～50m3/s的流量进行调控。在小浪底工程的调节下，黄河河口的径流过程实际上已经从过左的天然过程变为一种对河流系统生态功能的维持。 2．河床抬高，水位上升 黄河水文循环的第二个表现是河床抬升和相同流量下的水位上升。黄河的泥沙淤积使河床大幅度抬升，1950～1998年黄河下游河道共淤积泥沙92亿t，与20世纪50年代相比，河床普遍抬高2～4m，目前河床一般高出地面4～6m。1996年8月，花园口洪峰流量为7600m3/s，其水位比1958年流量为22300m3/s时还高0.9lm。此外，山于黄河流域来水偏少，各支流河道占用也十分严重，河道种植农作物，影响行洪能力也是相同流量下的洪水水位抬升的原因，如沁河小董站1993年洪水与1982年汛期洪水相比，洪峰流量减少50%，但是水位相差无几，原因是河床内大量种植高秆作物，河床糙率增加，相似的洪水过程，汇流速度从以前的1.07m/s下降到1993年的0.67m/s，因此水位相应升高。 3．水体污染严重 黄河水文循环的变化还体现在水质上，由于沿河工业和生活污染负荷日益加重，排入黄河的污水量也逐渐增加，黄河流域的污染状况与20年前已经完全不同。20世纪70年代末黄河流域的污水排放量为20亿t左右，1998年和1999年污水排放量为40亿t左右，与当年的天然径流量相比，污径比从4%上升到9.5%，如果与利津站实测径流量相比，90年代末的污径比在2.5%以上。 1998和1999年，Ⅴ类和Ⅴ类以下河长都接近2500km，占水质评价河长的34%。按可比评价河长与20世纪80年代初评价结果相比，Ⅰ、Ⅱ类水质的河长有大幅度下降，Ⅳ、Ⅴ类水质和劣Ⅴ类水质河长则有人幅度的上升。 4．入海泥沙减少，造陆速度放缓 黄河在河口地区造陆的速度在20世纪90年代明显放缓也是黄河流域水循环变化的一个显著特点。过去每年的造陆速度为27km2，现在由于水上保持工作的开展，入黄泥沙逐年减少，入海的泥沙也大量减少。造陆速度大为减缓，按照有关研究成果，水土保持使每年进入黄河的泥沙减少了3亿t。同时，由于沿黄地区用水量增加，入海水量的减少也直接影响了入海泥沙量的大小，在20世纪50年代．每年入海的泥沙为13亿t，到80年代下降为6亿t，90年代进一步减少为4亿t。 二、水循环规律发生变化的原因 1．人类活动取水增加 人类活动加剧，取水量增加是黄河流域水文循环发生改变的主要原出。目前黄河流域现有引水工程9860处，提水工程23600处，蓄水工程10100处，机电井38万眼，在黄河下游，还兴建了向海河流域、淮河流域以及山东半岛等地供水的引黄涵闸90座，提水站31座。目前引黄灌区的灌溉面积为733万hm2。人类活动取水量十分巨大，在过去50年中实际消耗流域水量平均为244亿m3，占天然径流量的42%，其中50～90年代耗用水量占天然径流量的比重分别为22%、26%、45%、53%和69%，近年来(1995～1999)用水量进一步增加，黄河流域的水资源开发利用率达到80%，其中流域内用水400亿m3，外流域引用水量89亿m3，实际耗水313亿m3，占还原后黄河天然径流量的76%以上。 2．水利枢纽工程建设及其调蓄作用 目前黄河流域干流已建和在建的13座水利枢纽工程的总库容和有效库容分别达到564亿m3和356亿m3，加上支流的水利工程．实际整个黄河流域已经建成的大小水库和堰塘坝等蓄水工程总数达10100多座，总库容为720亿m3。流域内水库的总库容已经超过了河流的天然径流量，这些水利工程的运行和调蓄，极大地改变了整个流域的水文循环。 3．水土保持 这是黄土高原水上流失治理的有效手段。黄河流域大部分地区是黄十高原，其中水土流失面积达45.4万km2，目前水土流失面积已初步治理15.4万km2，占水土流失面积的34%。但水利水保措施减少泥沙的同时．也减少了进入黄河的水量。目前对于水保措施减水量的多少还有不同的学术观点，但是最为保守的结果，水保减水量也达到了10亿m3。 4．非用水消耗增加 人类活动过程不仅增加水资源的取用量，而且电增加厂水分运动的环节，增加水的蒸发和渗漏，非用水消耗也有所增加。非用水消耗量与来水情况有关，降水量大，来水多，非用水消耗会较多。黄河流域1997年和1998年非用水消耗量分别占流域用水消耗量(不包括外流域引水)的83%和95%。人类用水量增加，非用水消耗量也会相应增加。 5．降水减少、蒸发加剧 黄河流域过去50年的平均降水量为455mm，从趋势分析来看，降水量在过去的50年中有所下降，从50年代初期到90年代末期黄河流域的降水量从483mm下降到425mm。 有研究表明，黄河流域在过去40年内温度升高了0.6℃。虽然流域不同地区的温度升高与蒸发量的关系各有不同，但是温度升高必然导致蒸发加剧。体现在黄河流域的径流生成上，在过去50年中黄河流域的径流系数下降了9%。可见流域陆面蒸发量的增加也会影响径流的形成，从而导致整个流域的水文循环规律的变化。 三、今后的演变趋势和需要思考的几个问题 黄河流域水循环规律的变化导致了我们对黄河认识的深刻变化。从过去的“心腹之患”到现在“保障不断流”和“维持河流生命的基本水量”等一系列概念的提出，说明治理黄河的任务在过去50年中的历史转变。黄河的治理和开发已经到了一个十分关键的时期。可以认为，目前黄河的水量已经得到控制，黄河已经由过去的“善淤、善决、善徙”逐渐演变为现在的“水少、水脏、河悬”的局面。小浪底水库建成以后，黄河的主要水患已经得到控制，今后的发展主要取决于治黄工作者采取的方针和策略。在未来黄河流域可能有完全不同的演变趋势的前提下，有关黄河治理有以下问题需要重新思考： ① “八五”末期制定的《黄河治理开发规划纲要》虽然把1955年的46个水利工程调整为36个，但是其总的库容和有效库容并没有减少，治河的基本思路没有明显的改变。20世纪50年代的治河思想中的基本出发点有两个：一个是防洪，另外一个是对水电能源的开发利用。现在，国家的社会环境和黄河的基本循环规律都发生了巨大的变化，黄河对于社会发展应当承担的使命也有相应的转变，因此，黄河干流是否需要建所有规划的水利控制工程？ ② 水土保持一直被认为是黄河治理的根本手段，但是过去50年的治理并没有使黄土高原的面貌发生根本性的改变。以淤地坝为代表的水保措施可以拦水拦沙，淤地造田，并且增加作物产量，但是从长远来看，对于整个黄土高原的水土流失的控制是不是一个根本性的方法？退耕还林还草和生物措施方法与现在正在推行的淤地坝工程应该是一种什么样的关系？ 南水北调工程和西部地区的植树种草造林工程是目前从工程上解决黄河流域水资源问题的重要手段和措施，但是要适应黄河流域的社会经济的发展，我们需要完成对黄河治理从基本方式上的转变，也就是从过去的技术治理转向综合治理。工程技术措施既需要大型的水利枢纽工程，也需要面上的生物技术的推广。而真正的综合治理除了基本的工程技术措施以外，政策、管理等非工程性措施也具有同等的重要性，其中政策的正确性十分重要。—项政策的正确与否需要科学论证，错误的政策有可能牺牲社会进步的效率，也有可能阻碍全国社会经济的可持续发展。只有认识黄河在过去50年来自然和社会环境的演变，才能实现黄河流域从工程水利为主导的治水模式向资源水利为主导的治水模式的转变。 ■ (作者单位：中国科学院地理科学与资源研究所) |