黃河中下游泥沙變化及其影響分析

翟秋敏 寧玉鑫 劉帥

摘 要：黃河是中華民族的母親河。一直以來，嚴(yán)重的泥沙問題影響著黃河流域人們的生產(chǎn)生活。本文從黃河泥沙含量變化入手，采用多年均值的方法分析1957年至2017年不同時(shí)段黃河泥沙的變化，從自然因素和人文因素視角闡釋了水沙變化的原因，探究黃河水沙變化對(duì)下游河床、河口三角洲的影響，并在此基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際提出變廢為寶、加強(qiáng)監(jiān)控、保護(hù)三角洲生態(tài)的策略。

關(guān)鍵詞：黃河中下游;水沙變化;三角洲;黃土高原

中圖分類號(hào)：TV143文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）16-0078-03

Abstract： The Yellow River is the mother river of the Chinese nation. For a long time， serious sediment problems have affected people's production and life in the Yellow River Basin. This paper started with the change of the sediment content of the Yellow River， analyzed the sediment change of the Yellow River in different periods from 1957 to 2017 by using the method of multi-year average， explained the reasons for the change of water and sediment from the perspective of natural and human factors， explored the influence of the change of water and sediment of the Yellow River on the downstream riverbed， estuary delta， and on this basis， according to the actual situation， put forward to change waste into treasure， strengthen monitoring strategies to protect the delta ecology.

Keywords： the middle and lower reaches of the Yellow River;change of water and sediment;delta;the loess plateau

“黃河之患，患在泥沙”，黃河含沙量大的問題一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。黃河發(fā)源于青海省巴顏喀拉山北麓，干流自西向東分別流經(jīng)9個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)），全長(zhǎng)約5 464 km，流域面積約752 443 km2;中游河口至三門峽段流經(jīng)世界上最大的黃土覆蓋區(qū)黃土高原，是黃河泥沙的主要來源地;三門峽至桃花峪區(qū)間大支流有洛河及沁河，區(qū)間流域面積4.2萬km2，是黃河流域常見的暴雨中心。特殊的自然環(huán)境條件使黃河含沙量一直處于較高狀態(tài)。不同的學(xué)者對(duì)黃河中游地區(qū)進(jìn)行了大量研究，隨著近些年的觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)黃河中游地區(qū)含沙量不斷減少[1]。黃河水沙含量的減少，引起人們的高度關(guān)注，大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為水沙的減少受到自然與人文的共同影響[2-3]。

1 黃河水沙的變化

黃河泥沙一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，歷史上黃河因泥沙淤積而多次改道，黃河流域的旱災(zāi)、水災(zāi)和水土流失等自然災(zāi)害嚴(yán)重影響著人們的生產(chǎn)生活。近年來，據(jù)相關(guān)部門檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示，黃河水沙含量總體上呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。黃河中游匯入的主要支流有30條，絕大部分支流位于黃土高原地區(qū)，區(qū)域內(nèi)夏季暴雨頻發(fā)，水土流失嚴(yán)重，是黃河洪水和泥沙的主要來源區(qū)[1]。但近年來黃河中游地區(qū)水沙含量發(fā)生了較大變化。以中游地區(qū)頭道拐、龍門、潼關(guān)和花園口4個(gè)水位站點(diǎn)為例，分析黃河中游1957—2017年近60年間四個(gè)水文站水沙變化（見表1）。

研究發(fā)現(xiàn)，在近60年間，黃河水沙發(fā)生了較大變化。從徑流量上看，4個(gè)水文站自1957—2017年的近60年間，徑流量成整體下降態(tài)勢(shì);在輸沙量上，除頭道拐水文站輸沙量緩慢減少，外其余3個(gè)站口輸沙量在1957—2017年均呈現(xiàn)快速減少狀態(tài)。根據(jù)那巍等的最新研究數(shù)據(jù)，中游吳堡站2006—2015年年均含沙量減少了2.12 kg/m3，龍門站年均含沙量減少了5.71 kg/m3[4]。

2 黃河水沙減少的原因

2.1 黃土高原地區(qū)的治理

居民長(zhǎng)期的砍伐使暴雨頻發(fā)時(shí)期該地區(qū)水土流失嚴(yán)重，導(dǎo)致大量的泥沙涌入黃河。因此，黃土高原一直是生態(tài)保護(hù)治理的主要區(qū)域。近年來，當(dāng)?shù)卣粩嗉訌?qiáng)對(duì)黃土高原地區(qū)的管理，開展源頭治理，植樹種草，增加地表植被覆蓋率;修建梯田;保塬、護(hù)坡、固溝;修建水庫;進(jìn)行小流域綜合治理等。工程措施、生物措施同時(shí)進(jìn)行，使該地區(qū)水土流失問題得到了一定的改善。通過對(duì)黃土高原水土保持的生態(tài)考察，發(fā)現(xiàn)黃河的年均輸沙量已從16億t減少到本世紀(jì)的3億t左右，減幅達(dá)80%。

2.2 暴雨及降水量的減少

黃河泥沙減少的另一個(gè)重要原因是暴雨及降水量減少。暴雨沖刷地表土，使地表土隨流水進(jìn)入河道，增大河流含沙量。長(zhǎng)時(shí)間的降水導(dǎo)致洪水暴發(fā)，猛烈的洪水?dāng)y帶走大量泥沙，這也是黃土高原水土流失嚴(yán)重的重要原因。但近幾年暴雨發(fā)生頻率不斷減少。據(jù)統(tǒng)計(jì)，20世紀(jì)80年代以后，河龍區(qū)間年均大雨日數(shù)較80年代以前減少26.2%，暴雨（日降水量大于50 mm）日數(shù)減少53.7%，日降水量大于100 mm的大暴雨、特大暴雨日數(shù)減少更多[3]，暴雨量的減少直接影響泥沙入黃量。

2.3 水利工程設(shè)施的建設(shè)

黃河流域水利設(shè)施及水電站共12個(gè)，大大小小的水利設(shè)施及水電站在黃河防洪治沙方面起著重要的作用。其中，中游河段的三門峽大壩控制黃河水量的89%，黃河沙量的98%[5]，在中游水沙調(diào)控中發(fā)揮著重要作用。在小浪底建成之后，三門峽大壩與小浪底水庫在中游河段相互協(xié)調(diào)工作，從而對(duì)黃河治理起到了重要作用。在歷次水庫聯(lián)合調(diào)水調(diào)沙過程中，三門峽水庫與小浪底水庫相輔相成：一方面三門峽水庫為小浪底水庫提供了所需的水沙量，為小浪底水庫功能的發(fā)揮起到了有力的支撐和促進(jìn)作用[5];另一方面，也在黃河下游河道減淤方面取得了良好的效果。

3 黃河中游水沙減少對(duì)黃河下游與三角洲的影響

3.1 黃河下游河道淤塞減緩，河岸沖蝕作用減弱

黃河泥沙主要來源于中游的黃土高原地區(qū)，黃河下游是一條多泥沙堆積性平原河流。在進(jìn)入下游的近16億t泥沙中，約1/4輸入深海，約1/2沉積于入海三角洲，其余約1/4堆積于下游河道內(nèi)，使黃河下游河道逐漸淤積抬高，年均淤積厚度0.05～0.10 m，部分河段最高達(dá)10 m[6]。加之黃河下游地區(qū)的地形以平原為主，地勢(shì)起伏和緩，河床坡度變小，流速減慢，泥沙淤積，使得黃河下游成為世界上著名的地上懸河。河床最高處位于開封市北10 km處黃河南岸的柳園口。近年來，根據(jù)觀測(cè)，黃河中游來水來沙量總體減少，而這必將減緩黃河下游河道抬升速率，河道淤積得以緩解，河道通航能力有所提升。

黃河水體的堆積與侵蝕作用對(duì)河岸地貌及江心洲地貌形成的影響巨大。黃河中游來水量的減少，在一定程度上使得下游總體水量減少，水位降低，部分河段的河床裸露或半裸露，一些江心洲得以露出水面，或因侵蝕作用減弱而堆積面積增大。同時(shí)，來水量減少，河沿將退卻，河寬變窄，河漫灘發(fā)育，形成更多沙地等河灘地貌。

3.2 三角洲萎縮，生態(tài)退化

黃河中游的水沙對(duì)黃河三角洲的形成具有重要意義。水沙是黃河三角洲濕地景觀格局形成與變化最重要的因素。黃河水體中的沙質(zhì)是黃河三角洲形成的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和來源，水是驅(qū)動(dòng)因子。同時(shí)，黃河所攜帶的泥沙等陸源碎屑物也是黃河三角洲濕地中的土壤營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要來源。

天然情況下黃河水沙的基本特點(diǎn)是“水少沙多，水沙不平衡”[7]。2000—2012年，我國加大對(duì)黃土高原地區(qū)生態(tài)環(huán)境的治理力度，實(shí)施退耕還林（草）以及攔沙蓄水等工程措施，其生態(tài)恢復(fù)效果顯著，黃河中游水體中的含沙量銳減。由于黃河中來水來沙的限制，黃河三角洲向渤海海域推進(jìn)速率將在一定程度上減緩，三角洲濕地的發(fā)育面積趨于平穩(wěn)。水土是草本科植物與喬木等植被生長(zhǎng)最基礎(chǔ)的因素。黃河中游地區(qū)供水供沙不足，必然導(dǎo)致黃河三角洲濕地的土壤中必需的有機(jī)質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏，植被生長(zhǎng)速率緩慢，植被生長(zhǎng)面積與覆蓋率受限，植被群落類型簡(jiǎn)單。

三角洲面積減少與植被退化，意味著珍稀鳥類的棲息地面積減少，魚類生存空間減小，部分食草魚類與鳥類食物匱乏，魚類和鳥類等動(dòng)物的數(shù)量增長(zhǎng)緩慢甚至減少。黃河三角洲濕地的物種多樣性與環(huán)境容量減少，生態(tài)系統(tǒng)退化。

4 對(duì)策及建議

黃河水沙的變化影響著整個(gè)流域的發(fā)展，泥沙的減少使下游地區(qū)河道淤積現(xiàn)象得到改善，但也對(duì)下游河床河道及河口三角洲的生態(tài)產(chǎn)生一定的影響。針對(duì)目前水沙減少的客觀現(xiàn)實(shí)，研究者提出以下意見和建議。

4.1 變廢為寶，合理利用

黃河每年攜帶大量泥沙入黃，對(duì)中下游地區(qū)造成了嚴(yán)重的影響。但隨著新技術(shù)的發(fā)展，人們不斷研究黃河泥沙性質(zhì)，揭示了黃河泥沙固結(jié)膠凝機(jī)理，并建立孟州黃河泥沙資源利用示范基地，將泥沙變廢為寶，由泥沙生產(chǎn)出的相關(guān)產(chǎn)品已在多地得到應(yīng)用[8]。同時(shí)，可利用含大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的泥沙打壩淤田，發(fā)展農(nóng)業(yè)。此外，泥沙中礦物成分較多，可作為我國新型、穩(wěn)定的可接替?zhèn)鹘y(tǒng)礦產(chǎn)的資源[9]。

4.2 加強(qiáng)黃河下游以及三角洲濕地的水沙數(shù)據(jù)監(jiān)管

黃河流域水文狀況及演變是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，為了更好地開發(fā)和利用黃河流域的資源，需要對(duì)其進(jìn)行合理的監(jiān)控與研究。黃河流域相關(guān)研究部門和科研單位應(yīng)從以下幾方面著手：首先是加大對(duì)黃河下游與三角洲濕地水沙含量輸入量與輸出量的研究，以確保及時(shí)掌控水沙收支狀況;其次，做好極值測(cè)量與監(jiān)控，主要是水沙量的最大值、最小值，并做好相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，為后續(xù)的研究工作奠定基礎(chǔ);最后，要將數(shù)據(jù)與不同時(shí)空的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，將下游與三角洲濕地的水沙信息與中游、上游水沙信息進(jìn)行整體研究，將近年的水沙數(shù)據(jù)與往年的水沙數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。做好黃河流域水沙狀況的信息統(tǒng)計(jì)對(duì)我國西北和華北地區(qū)的發(fā)展具有重大基礎(chǔ)作用。

4.3 黃河三角洲濕地的生態(tài)保護(hù)

三角洲濕地的生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作重在管理。相關(guān)部門應(yīng)實(shí)行退耕還草還林政策，盡快恢復(fù)三角洲濕地的植被覆蓋，為生物提供更多的生存空間;加大扶貧力度，禁止當(dāng)?shù)匕傩者`規(guī)建設(shè)，切實(shí)提升農(nóng)民生活水平;保護(hù)珍稀鳥類與魚類，為生物提供適宜的生存家園;加大環(huán)境保護(hù)力度，完善濕地保護(hù)相關(guān)法律制度，加強(qiáng)生態(tài)恢復(fù)速率。

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