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万里黄河万古流

时间:2022-03-13 百科知识 版权反馈
【摘要】:如何全面合理地利用黄河的水沙资源,实现黄河流域社会经济持续发展,应采取什么样的治黄战略亟待讨论清楚。到目前为止,黄河仍未改变其“既可兴利,又可为害”的两面性。发生黄河断流的原因,不仅是自然的原因,社会原因影响也很大。这不仅不可行,而且会使黄河三角洲和华北平原的大部分地区荒漠化,其恶果是严重的。因此水产部门认为4~6月每月必须维持20亿立方米黄河水量入海才能保持生态平衡。
万里黄河万古流_纪念中国社会科学院建院三十周年学术论文集

万里黄河万古流

何乃维 张玉环 龚珞珈 包晓斌

黄河流域是中华民族的摇篮,黄河之水哺育了中华民族,黄河成为中华民族的象征,所以人民期望着“万古黄河水长流”。然而自70年代起,黄河河口地区断流现象每年发生,1995年从3月4日起开始断流,直到7月23日才复流,完全断流达122天,造成河口地区的生态严重恶化,损失巨大,引起社会的关注。学术界对黄河断流的问题出现各种不同的观点:张仁教授认为黄河长时间断流造成了黄河口东营市、滨州市和胜利油田供水紧张,影响原油生产;断流加重泥沙淤积,河道萎缩,到了汛期洪水就极易漫出狭窄的河漕给滩区带来损失,为了避免黄河断流的消极影响,应该采取措施缓解甚至避免断流,保持黄河的水流量不再减少。而黎汝静等认为“莫为黄河断流焦虑”(《光明日报》,1995年8月9日),这将是实现林一山所提出的将黄河水沙吃光喝净,“只剩下一条被防沙林紧密笼罩起来的干河槽和几个被海潮荡得模糊不清的河口”这样“伟大”的人类改造自然的工程。刘慧勇等认为“黄河,该变成内陆河了”(《经济参考报》,1996年1月7日),应该“在正常年份不使黄河的每一滴水白白流入大海,把每粒含肥泥沙都留在灌区,让黄河变成一条内陆河”,认为黄河上已经建成和将要建设的许多控制性水库,能够较好地调节水沙资源,最后也就没有多余水量流入大海,黄河将基本上成为一条内陆河。预测黄河成为内陆河“如果在21世纪初期还不出现的话,则21世纪中期便一定会出现”。如何全面合理地利用黄河的水沙资源,实现黄河流域社会经济持续发展,应采取什么样的治黄战略亟待讨论清楚。

一、重新认识黄河

黄河流域地处季风绝对控制之下,降水和洪水,不论多年间和年度内,均有丰枯周期性变化。

据研究,黄河流域的多年液体及固体径流的分配存在丰—枯—丰的长期周期变化。从1941年秦厂站水量变化中可以看到,1922~1932年11年间,各年黄河年径流总量均小于平均值,是连续的枯水时期;1933~1940年八年间及1943~1949年7年为连续的丰水期;1950~1953年4年为平水期,显现了水量及其相应的沙量有长周期变化。以《黄河防洪志》中的资料,对花园口站39年历年最高洪峰数据分析也有长周期的高—低—高的变化(见表1)。

表1 花园口站历年最高洪峰状况(出现年数)

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虽然近年来黄河水连续处于枯水期,但连续时间越长,说明丰水期将即临近。1992年中国科协黄河下游防洪减灾专家考察团认为,黄河花园口站仍有发生30000m3/s以上特大洪水的可能性,认为做好防御黄河大洪水的准备已迫在眉睫。到目前为止,黄河仍未改变其“既可兴利,又可为害”的两面性。说什么今后黄河“洪水和泥沙的危害将趋于减弱”,这是不切历史实际的,对黄河的防洪只能加强警惕,绝不能麻痹大意。

在年度内,黄河流域受季风影响,雨季与旱季分明,6~10月是雨季,特别是7、8月暴雨集中形成黄河伏汛,是大洪水发生的季节,9、10月多有连阴雨形成秋汛。11月至次年5月降雨少,为枯水期。1972年起至1995年枯水期共断流511天,平均计算每年仅断流22天。所以说,在黄河所处的地理、地势状况下,不仅今天是外流入海的大河,将来也长久是外流河,虽然近年常有断流现象在河口段发生,但不可能变成内陆河。

发生黄河断流的原因,不仅是自然的原因,社会原因影响也很大。一是黄河上中游用水浪费大,不顾下游生态与经济用水需要,用水最多的农业,尚多处于粗放的甚至大水漫灌的低效利用方式。二是治黄以防洪为主,黄河水库系统还没有将调节径流以防止黄河断流,放在同防洪同样重要的地位。目前黄河已经呈现洪、旱两极化,旱灾的损失比洪灾还大,在治黄方针上也应防洪、抗旱并重。三是有些水利界人士对黄河断流不仅不认为是害,反而认为这是自然而然应当发生的好事。

二、人为“让黄河变成内陆河”可预见的恶果

过去曾有人多次提出应该制订规划把黄河水沙资源在入海以前全部用光,让黄河变成内陆河。这不仅不可行,而且会使黄河三角洲和华北平原的大部分地区荒漠化,其恶果是严重的。

(一)黄河三角洲的土地将逐年减少并急速荒漠化

如果黄河被人为错误的变为“内陆河”,黄河三角洲的土地就会逐年被海水侵蚀,据济南水文总站统计目前黄河三角洲不淤积的海岸每年平均蚀退达8.5平方公里,那时土地蚀退面积会更多。黄河三角洲的土地基本上是由黄河河床质淤积而成,粉砂占60%~80%,属于轻质土,其特性脱盐困难返盐快,会很快受海水入侵而盐渍化,成为盐碱荒漠。如不考虑黄河下游平原地区的用水需要,华北平原沿黄广大地区,必然地下水位下降,趋于干旱荒漠化。

(二)黄河下游灌区失废,粮食严重减少

从花园口到黄河入海口,现有引黄灌溉面积达4306万亩,粮食总产量达1834万吨。一般引黄灌溉可增产一倍左右,变成内陆河又不考虑下游用水需要,下游灌区失废,水浇地变成旱田,必将减少900万吨左右的产量。

(三)破坏渤海、黄海生态平衡,海产品将衰退减产

多年平均黄河口输沙总量10.5亿吨,23%淤积在大沽零米线以上的河口河道及三角洲洲面上,44%淤在三角洲海域内填海造陆,有33%的泥沙由海流输送到20公里以外的海域。每年流入海中的泥沙约8亿吨。当富含有机质和矿物质的肥泥沙注入渤海,输到黄海,就成为繁殖浮游生物的养料,浮游生物是鱼、贝的饵料。所以河口海区多为渔场。黄河口泥沙淤积形成的浅海、滩涂是海洋生物繁殖、生长、栖息的良好场所。特别是每年4~6月份,正值渤海鱼虾产卵期,需要入海黄河水降低海水氯度,补充营养盐,繁殖浮游生物增加饵料。因此水产部门认为4~6月每月必须维持20亿立方米黄河水量入海才能保持生态平衡。黄河口广袤滩涂,贝类资源丰富,杂色蛤、四角蛤蜊是东方对虾优良饲料,沙滩是适于虾类栖息的场所。也可以说,黄河的泥沙入海养育了中华特产东方对虾。黄河变成内陆河就断送了东方对虾繁殖生活条件必将衰退。如按年减产1万吨对虾(每公斤60元)计算,估计年损失6亿元,还未估计其他鱼、贝、虾资源退化更多的损失。

(四)黄河下游饮水困难,工农业用水不足,影响社会经济全面发展

如果黄河下游断了黄河水,不仅沿黄河的郑州、济南、洛阳、开封、新乡、濮阳、菏泽、聊城、滨州、东营等十多个城市,中原和胜利两大油田会发生水荒,人们将缺乏饮水,难于生活,下游引黄灌区的3700多万农民人畜饮水问题都会发生困难,就会严重影响黄河下游的社会发展。黄河口三角洲地带,由于海水入侵,地下水本就矿化度高,目前均达30g/L以上,有的高达100~200 g/L,pH大于8.5,那时更会加重盐渍化,人畜根本不能饮用,黄河来水又断绝,何以为生?人为造黄河为内陆河必将在河口地区出现今天人迹难存的“楼兰景象”。

(五)人为使黄河成为内陆河的设想否定了三门峡和小浪底水库的功能和运行方式

三门峡水库1960年建成,以“蓄水拦沙”方式运用,造成库区严重泥沙淤泥,运行一年多,330米高程以下库容由蓄水前的59.58亿立方米减少到43.6亿立方米,潼关河床高程被抬高4.5米左右,潼关以上黄河干流、渭河和北洛河下游都发生严重淤积。1962年水库由“蓄水拦沙”改为“滞洪排沙”运用,排沙比由原6.8增加了近60%,但因水库泄流排沙能力不足,库区淤积仍然严重,到1964年10月,335米高程以下库容由96.4亿立方米减为57.58亿立方米,损失40.30%;330米高程以下库容由59.58亿立方米减至22.1亿立方米,损失62.9%。“翘尾巴”淤积严重威胁关中平原和西安的安全。从1965年起相继进行两次工程改建。第一次改建,使库水位315米时泄流能力由3080m3/s增大到6060m3/s,但仍有20%左右的入库泥沙淤积在库内,潼关河床仍淤积抬高。第二次改建,使库水位315米时水库下泄流量达到10000m3/s,将泄流能力增加两倍以上,改为“蓄清排浑”运用,泥沙逐步在上、下游和水库内才得到冲淤平衡,水库330米高程以下的库容恢复到32.6亿立方米,比原设计损失库容约27亿立方米,但取得了多沙黄河上修建水利工程保持长久运用有效库容的宝贵经验(见表2)。这个经验是低水位泄量要使一般洪水带沙“穿堂而过”,尽量减少滞洪滞沙的机会。也就是水库在汛期一般不蓄水,具有天然河道泄洪排沙的功能,这是向黄河的自然学习的结果。

表2 三门峡水库三个阶段的水文特征

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注:根据《黄河防洪志》中1961年、1962年、1964年、1971年、1972年、1973年、1974年、1975年、1977年、1981年、1984年11年的水文数据整理,因各年水文资料不全,其表中数据不能作为定量依据,但可供定性分析参考。

三门峡水库在1960~1964年“蓄水拦沙”运行阶段,潼关站年均最大洪峰流量8243m3/s,三门峡水库年均最大泄流量仅为3433m3/s,蓄水量和水库内泥沙淤积量均很大,1964年库区淤积累计达47.39亿吨,平均每年淤积量11.85亿吨。有效库容急速损失,水库寿命急速缩短,又造成库区上游威胁关中以及西安的安全,下泄清水冲刷又造成下游黄河滩区和黄河大堤连续垮塌出险。1974年二次改建以后改为“蓄清排浑”运用,潼关站年均最大洪峰量7584m3/s,三门峡水库年均泄流量达到6142m3/s。泄流量从占42%提高到占80%,而占全年沙量的97%的汛期泥沙均可下泄排出。1977年当潼关站出现12000m3/s的洪峰时,三门峡水库泄流量高达8900m3/s,当年是丰沙年,入库年沙量达23亿吨,而90%的泥沙被排泄出库,仍保存了有效库容无大变化。下游河道由于非汛期水库蓄水下泄清水可冲刷河床,汛期虽然河道淤积,但淤积量比1960年前天然河道时有所减少。在1964年11月至1973年10月“滞洪排沙”运用时期,9年下游河道共淤积泥沙39.5亿吨,年平均淤积4.39亿吨,比天然河道淤积量高21.9%。小浪底工程设计采用了三门峡水库“蓄清排浑”的经验,水库总库容126.5亿立方米,其中死库容76亿立方米,用于拦沙100亿吨,预计可起到下游河道20年不淤积的效果,并长期保持51亿立方米有效库容,其中40亿立方米可供下游枯水期用水,10.5亿立方米可供调水调沙,能消除黄河断流现象,防止河口地区生态恶化。

人为变黄河为内陆河的观点正与小浪底工程的功能与运用方式相违。三门峡水库现在还能恢复30多亿立方米有效库容可用于防洪兴利,小浪底工程设计长期保持51亿立方米有效库容,是在“蓄清排浑”的运用方式下获得的,在汛期尽量下泄3000~5000m3/s的流量,近相当于目前的平槽流量,可带泥沙直流入海,减少河床淤积。在非汛期清水泥沙不多,水库蓄水调节兴利,并可使河口段不再断流,可以实现中下游水沙、生态与社会经济协调持续的发展。

(六)南水北调中线与东线工程全部完成也补偿不了“让黄河变成内陆河”的损失

目前黄河下游,沿黄地区受黄河水的利益很大,下游农田灌溉面积已达4000万亩以上,80年代引黄灌溉水量已达103亿立方米;“引黄入淀”并接济天津水量年达20亿立方米,70年代以来曾五次“引黄济津”,共调水近20亿立方米;“引黄济青”向青岛市年调水5亿立方米,1989年已经建成兴利。对下游沿河城市、工矿企业、中原和胜利油田供水10亿立方米。每年输送入海的黄河肥水,繁养着渤、黄海的海生生物。如果黄河下游黄河枯干,这些就全报废损失。据黄河口利津站实测年径流量1950~1987年,年均达404亿立方米,70年代以来,黄河处于枯水期,但1977~1987年年均径流量也达291亿立方米。如果黄河下游水绝,南水北调工程东线工程建成,调给山东仅37.8亿立方米水量,中线工程建成,调给河南的水量也就是52.9亿立方米,加在一起共90.7亿立方米是补偿不了黄河下游水绝所造成的损失的。南水北调东线、中线工程全建成也难于发挥效益了。

三、关于治黄兴利研讨中存在的问题及应认识的几个重要关系

黄河万里,源远流长。但是黄河流域受季风所控制,暴雨集中、黄河流经水土流失十分严重的黄土高原,从而成为世界上含沙量最高,输沙量最大的河流。钱正英同志曾指出“黄河流域是中华民族的摇篮,黄河又是中国的忧患。黄河突出问题是下游河床不断淤积升高,形成严重的洪水威胁”。这种状况至今仍然没有从根本上改变。在治黄的问题上,由于人们认识黄河的着重点不同,对治黄战略的意见各说不一,黄河本身可以说是一部“天书”,博大精深,人们很难在短时内就能认识清透,我们提出一些重大关系问题,以供研讨参考。

(一)黄河系统的整体、部分和环境之间的关系

黄河本身是一个巨大的流域系统,治黄和利黄均应从全流域整体考虑,而流域和各个部分又各有其特点,其特点又同各部分之间密切相关,从而形成大黄河。

黄河大系统可划分为河源、上游、中游、下游和河口及渤海五大部分,治黄就要从系统整体出发,各个部分各除其弊、各兴其利,缺少任何部分也是治不好黄河的。

河源。黄河发源于青海省巴颜喀拉山北麓,南靠巴颜喀拉山,北依布青山,都是海拔5000米以上的雪山,玛多以上河源地区“海子”与湿地星罗棋布,河水流经星宿海、扎陵湖、鄂陵湖,沿湖草滩、湿地相间,河水清澈。河源地区要加强保护,不许破坏草滩、湿地和湖泊,以保护河源的稳定。

上游。黄河上游是黄河水量的基础,多年平均黄河年径流量2/3以上来自上游。从3~6月黄河枯水期来看小于3000 m3/s的洪峰主要来自上游,上游来水平稳是黄河水量的基础。上游根据其流量、沙量和其环境的差异可分为三个区间。玛多至龙羊峡区间,黄河流经草原、草滩、湿地,地广人稀,河水清澈,含沙量很少,年输沙量仅占黄河总输沙量的1%,是清水区间。龙羊峡至兰州区间,流经地区峡谷与盆地相间,水丰沙少,是水能资源开发利用的最佳地段,已经建成龙羊峡、刘家峡、盐锅峡、八盘峡等水电站。龙羊峡至兰州区间汇入支流隆务河、大夏河、大通河、庄浪河、洮河,其上游多是涵养水源的天然林区。兰州以上来水量占黄河年径流量65%以上,来沙量仅占黄河年输沙量7%强。兰州至托克托县河口镇区间,流经沙漠和灌区,主要支流祖厉河、清水河、苦水河均发源于黄土高原,水少沙多,河水挟带大量泥沙汇流,输沙量增加,因此该区间黄河灌区消耗和沙漠渗漏的减少和损失量大于支流补给量,黄河水量在河口镇减少11个百分点,而泥沙由于大水淤灌落淤,沙量增加不多,增加2个百分点。黄河上游年径流占黄河水量2/3,水量平稳,水多沙少,上中段应保护好湿地、草原和森林,以涵养水源。充分开发利用水能资源。修建水库的功能应防洪与抗旱并举,不仅要防兰州可能发生的洪灾,更重要的是蓄好水,在枯水期放流,进行年内和年际水量调节,防止下游断流。下段要改变粗放的大水漫灌,进行集约、节约高效用水,减少河水浪费,提高灌水效益。

中游。从河口镇到桃花峪的黄河中游,是黄河洪水来源区,也是黄河泥沙的主要来源区。中游上段从河口镇到潼关处于晋陕间的峡谷地段,两岸崖壁陡立,河宽约200~400米,水流湍急,壶口瀑布居处其中,沿河两岸,支流众多,是黄河支流最多的区域,发源陕西汇入黄河的支流有黄甫川、窟野河、无定河、清涧河、延河、北洛河、泾河、渭河,从山西汇入黄河的支流有偏关河、朱家川、岚漪河、湫水河、三川河、昕水河、汾河、涑水河等,均分布于水土流失严重的晋陕黄土高原,是黄河泥沙,特别是粗沙的主要来源地区。这个区间的产沙量占黄河16亿吨总输沙量的87%;区间来水量占黄河总径流量的1/3。

中游下段,由潼关至桃花峪,黄河出潼关流行于中条山与崤山之间,其中陕县至孟津黄河两岸山势陡峻,形成大小不一的峡谷,上有三门峡、下有小浪底两大水利工程。巩县至桃花峪区间,黄河汇入了伊洛河和沁河两大支流,该区间支流水多沙少,是除上游兰州到河源外的第二个清水区间。黄河流经此段,河水的含沙量与输沙量均由于清水稀释而降低。但伊洛河和沁河是暴雨洪水的主要发生区,新中国成立后1949~1987年黄河共发生七次超过万立方米每秒洪水(花园口站),除1977年中游延河、孤山川、无定河暴雨形成的“上大型”洪水外,1953年、1954年、1958年的洪水都是伊洛河和沁河暴雨形成的“下大型”洪水,另外三年与伊洛河与沁河同时涨水有关。特别应当重视的这个暴雨洪水多发两个支流是在小浪底下游,小浪底工程不能控制,1958年伊洛河曾发生9450m3/s的洪峰,1954年沁河曾发生3050m3/s的洪峰,加上干流小浪底水库泄流,就超过15000m3/s的洪水,给下游就可能造成洪灾险情。在黄河中游搞好水土保持,调节利用好水沙状况是治黄、利黄的关键。

下游。黄河从孟津县宁嘴峡流出之后泄入华北平原,黄河所带的大量泥沙,对平原的形成起着主导作用。由于泥沙沉积形成了黄河冲积扇平原,黄河在冲积扇平原上多次改道,改道最北经海河出大沽口入海,最南经淮河入长江。现在的黄河下游河道是在不同历史时期内形成的,桃花峪至兰考县东坝头的河道已经有500多年的历史;东坝头至陶城埠是1855年黄河在铜瓦厢决口后的泛洪道;陶城埠之下,从渔山至河口系原山东大清河故道,在这次决口时为黄河所夺,也有140年历史。河口三角洲区至今仍有改道。

黄河下游干流河床两侧均修建有黄河大堤,因河床内泥沙逐年淤积不断抬高,新中国成立以来已经加高修建大堤三次,成为海河与淮河两大水系的分水岭。河床一般高出堤背平地5~8米,甚至10米。开封市柳园口河床比市内较高的龙亭地面尚高9米,黑岗口处河床比开封市内地面高11米,洪水位比城内地面高15米以上。菏泽市地区黄河洪水位比市区地面也高近15米。河道泥沙逐年淤积抬高,据菏泽地区水文站统计,河床年均淤高8厘米;近年黄河经常断流,加重了泥沙淤积,最近9年黄河下游山东河段每年抬高约15厘米,如遭遇洪水极易出险,可能漫堤决口造成重大灾害。所以黄河下游要防洪和防止黄河断流并重,防洪与抗旱并重才能发挥更大的生态经济效益。防洪要首先治沙,减少河道淤积抬高洪水位,要从黄河中游大力加强水土保持,通过中游水库调水调沙,减轻下游河道淤积。下游要利用引黄沉沙和吸沙淤背,逐渐将大堤淤宽加高加固,形成相对地下河。利用上游水库多蓄水,在枯水期加大放流,经中游水库调节,以防止黄河断流,以利抗旱。

黄河河口也是治黄的关键部位,过去治河不治河口,黄河就难于根治。黄河口是弱潮河口,感潮区短,在河口地区易形成栏门沙,起阻滞水流的作用,泥沙在河口段淤积,并溯源淤积,久之成悬河,遇洪水则改道,周而复始,循环往复。如能在枯水期利用机械挖除拦门沙,疏浚河口流路,洪水期泄水排沙能力就可加大,变成溯源冲刷,能延长河口河道的寿命,也利于黄河下游防洪。

总之黄河是一个大系统,河源、上游、中游、下游、河口各区间互相制约,相互促进,相互关联,只从一部分出发是治不好黄河的。应当进行黄河系统治理,兼顾生态与经济,全面合理地利用水、沙资源,促进黄河流域生态、经济与社会协调持续发展。

黄河流域水利工程(水库)也是一个系统。根据系统科学原理,黄河流域水库系统是人工水库同自然水资源系统的复合系统,其水库容量受自然降水量影响,系统内水库容量有可累加或不可累加的因素,受水库系统的结构及水库之间协同作用的强弱影响。认为“黄河上中游的水利设施可以控制全部径流”的意见是不切实际的。提出将“每年用于冲沙的210亿立方米水在上、中游完全消化”,不必考虑下游的需要是有害的。虽然黄河上游上、中段自然环境相近,已建成和待建的干流水库数量最多,总库容累加超过300亿立方米,可以控制调节上游的全部径流,对中下游枯水期能起调节供需的作用,在抗旱防止黄河断流能起重要作用。但是黄河流域三大暴雨洪水区均处于中游,上游水库不能拦蓄,虽然可控制上游泄水流量,但起不了控制洪水的关键作用。中游从河口镇到潼关缺少控制性工程,天桥仅是一个径流水电站,没有调蓄功能;虽然,已经建成三门峡水库和正在建设小浪底水库,因中游是泥沙主要来源,平均年产沙13亿吨以上,水库如以蓄水为主,库区必然淤积严重,不仅很快降低水库库容和减少寿命,并产生溯源淤积和“翘尾巴”影响库区上游的安全,三门峡工程的实践已经证明是不可行的。支流新桥水库证明,水土流失严重区水库不排洪泄沙,终将变成泥沙库,也就殇亡,难于蓄水了。中游虽然流经黄河两大峡谷区,可能建水库的坝址很多,但所建水库很少,在黄河泥沙问题没有解决之前,存在两难问题,现时也不应当多建水库,小浪底工程设计总库容126.5亿立方米,装泥沙的死库容就占60%,在汛期要敞开泄洪排泥才能保留51亿立方米有效库容,如遇中游发生洪水,往往一次洪水12天水量就可以超过80亿立方米,三门峡水库容不下,也不敢蓄,不得不适当排洪。事实上,不可能利用水库全部拦蓄黄河的径流而无多余水量下泄。黄河水利工程系统,通过蓄、放、拦、排,综合的调节水沙,以达到黄河水常流,全流域生态经济协调持续发展,不仅可能而且这才是正途。

(二)治理与开发,治黄与合理利用水沙资源的关系

治理与开发本是统一的,治理黄河同开发利用黄河的水沙资源也是统一的,治理不仅要除害,而且要使水沙资源得到更合理的利用,保障效益的发挥。强调治理和保护生态良性循环,是强调不能为了开发而破坏生态环境,要实现社会经济的持续发展。

在治黄的问题上有一种观点,将二者对立起来,甚至片面强调开发利用,反对治黄的关键——黄河中游的水土保持。

其实,水土保持是一门科学。中国古代大禹不仅是治水,而且是“平治水土”,所以《尚书》说:“地平天成,禹锡玄圭。”讲大禹平治水土的大功告成,拿着玉圭向舜朝聘告以成功。《荒政要览》说:“成周沟洫之制,与井田并行。”《诗经》有“水治日清,土治日平”的词句。直到20世纪三四十年代,我国的水利、林业专家在现代科学的基础上,发扬中华“平治水土”的历史经验,创立了水土保持科学,并相继在甘肃天水、陕西长安、福建河田、四川内江建立了水土保持实验区。掌握了水土流失的规律,进行了通过水土保持发展农业生产的实验。这门应用科学从它建立起就是对水土既保护又合理开发利用,保护与利用相并举的。新中国成立后更发展成为一个完善的学科,成为生态与经济协调发展的应用科学。水土保持科学是什么?竺可桢说:“水土保持就是与自然界水土流失现象作斗争。”防治水土流失,保护、改良和合理利用水土资源,维护和提高土地生产力,以利于发挥水土资源的社会经济效益,建立工、农业发展的良好生态环境,它是一门综合性的应用技术科学。

中国两三千年以来由于不认识保护生态环境的重要,只顾在黄土高原毁林毁草开垦,指导思想就是“水土利用”,使原来黄土高原千数百里的沃野,林、草、田相间的丰美土地,变成了到处沟壑纵横、旱干瘠薄、水土流失严重的地方。富足发达的社会,演化成衰落贫困的地区。利用水土必须首先保护水土,保护和提高土地生产力,因此,水土保持是合理利用水土资源的前提条件。应该认识黄河的泥沙并不是自然的资源,而是人们不合理开垦黄土坡地,破坏土地资源的结果。黄河的泥沙是在黄土高原身上剥蚀砍伤流下来的血浆。对于下游农田来说,引黄河的肥泥水淤灌是可以肥田增产的,但是用占黄河沙量60%以上的粗沙压田就会破坏耕地造成减产失收的后果,东平湖两次分洪均有沙压农田为害的状况。特别是粗沙80%以上(大于0.025毫米粒径)淤积在河道里,抬高洪水位,遇洪水加大险情,是黄河洪水危害的根源。所以治理黄河下游的洪水灾害,关键是做好中游的水土保持工作,减少入黄泥沙,特别是减少粗沙入黄。

今日的黄河并不是历来如此,在秦朝以前并没有黄河的名称,那时由于河水尚清,只称为大河、河水。就是现今的黄河也不总是泥沙浊浪的面貌,1991年12月晋陕间的黄河、壶口瀑布均变成一清见底、银带飞舞的景观。黄河在各个年度内沙量多少的变化也是很大的,据花园口和三门峡的水文资料,在大约相同的年汛期总水量的条件下,其总沙量变幅在一、两倍甚至四、五倍以上(见表3)。事实说明黄河的泥沙是每年都有变化,随其降水地点、强度、地表生态环境和水土流失程度的不同而变化着。如果暴雨集中落在多粗沙来源的河口镇至龙门区间水土流失严重的流域,这一年黄河泥沙量就大,河床淤积就严重;如果主要落在少沙、水清的伊洛河流域,因其多为次生林土石山区,生态环境相对较好,这一年黄河泥沙量不仅小,而且河床尚可冲刷减沙。这个道理早已被清华大学张仁教授所证明,即结合黄河中游经济发展,做好水土保持工作,减少入黄泥沙,是治理黄河的根本。

表3 不同年份汛期总水量及其总沙量比较

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怎样认识水土保持的功能与效益?中游的水土保持不仅可保持和提高土地生产力,利于中游经济发展。同时可以减少下游河道泥沙淤积减少洪水的威胁,对中下游社会经济均能兴利。根据蒋德麒对陕西省黄河各水文站资料核算,1971~1985年比1950~1970年平均年输沙量减少44%,其中由于降水变化减少19%,由于新的水土流失增加12.5%,由于水库拦沙、灌溉引水沉沙减少16.7%,由于水土保持措施减少20.7%。另外根据谢玉亭等对甘肃省水文站资料核算,1970~1985年与1955~1969年比,除因降水影响外,水库工程拦沙占上游年均输沙量的14.4%,水土保持减少占上游年均输沙量的8.4%。但是水库工程拦沙,随时间推移,拦沙库容将逐渐淤积减少,当淤积到一定程度后就丧失了减沙作用,如果再超量拦沙,遇到洪水就会漫坝、垮坝,造成重大灾害。而水土保持措施则随年限延长而效益增加,是一项永续兴利的工程。从小流域综合治理来看,水土保持也是见效很快的,认为水土保持对黄河减沙慢、效益不高,正是对水土保持不够重视,投入少,规模小之故。全黄河流域水土保持的累计投资也没有三门峡工程一个项目的投资多。只要下决心,对10万平方公里的重点产粗沙的严重水土流失区,加大投入,加快治理,也会立见功效的。

利用黄河的水沙资源,首先要治理黄河中游的水土流失,扩大森林植被,以生物措施涵养水源;搞好水土保持、保持与提高土地生产力、减少入黄泥沙;同时兴修调节水量的水库,例如沁河沙少,而洪水发生的频率高,缺乏控制性水利工程,应该建水库。治好黄,才能有条件利用好水沙资源。

(三)生态与经济的关系,黄河流域生态环境的保护与社会经济持续发展的关系

社会的需求不仅是物质需求,即将进入21世纪,生态需求越来越重要。没有良好的生态环境,就会制约社会经济发展,特别是农业更不能脱离生态环境去发展。但是在人们的传统观念之中,不考虑生态环境,忽视生态需求,甚至牺牲生态环境以取得暂时的经济效益的情况也比比皆是。在治黄的争议中也是如此,说什么将黄河的水沙在上、中游吃光喝尽,让黄河变成内陆河,而不顾对下游、对河口三角洲、对渤海的生态极大的影响和损害。山东省一位领导同志说:“山东省广大沿黄人民离开黄河水就不能活。在水利工程设计时就有一定的防灾标准,不论自然的还是人为的,造成超标就可能发生更大灾害,单用工程防灾是困难的,提高一个标准,系统中所有的工程加在一起投资就不是简单的比数增加,代价巨大,所以必须重视生态经济的办法防灾兴利。”历史上造成黄土高原沟壑纵横、黄土飞扬、泥沙滚滚,今日再不去保持水土,还要让黄河变成内陆河,使黄河三角洲和华北平原一大部分变成荒漠,这种对中华大地轻率的意见是不可取的。

过去治黄的方针着重于防洪,所以提出“上拦下排,两岸分滞”。今天根据黄河流域洪、旱灾害两极化,近年旱灾又大于洪灾的状况(黄河断流也是旱灾的表现),治黄的方针也应当更全面些,治黄不仅要防洪,同时也要防旱、防止黄河断流。防洪除建设小浪底工程,沁河控制调节水库,加固大堤,清除河口拦门沙之外,应重点加强、加快中游水土保持工作,减少入黄泥沙。抗旱、防止黄河断流就要发挥黄河上中游水库系统的调节功能,“上拦”应当改变为“上拦、放并重”;上游水库应充分发挥容量大的优势多蓄水,不仅可起到调节洪峰的作用,特别是可以在枯水期放水抗旱防止黄河断流上起关键作用。“下排”改为“下排、蓄并举”,在下游河口三角洲也要多兴建些平原水库和蓄水塘。黄河防洪抗旱方针是“保护水源,上游拦放并重,下游排蓄并举,中游加强水土保持集约经营、节约用水”。黄河上游水库总库容可达300亿立方米,加上三门峡、小浪底水库有效库容80多亿立方米,可以充分发挥蓄水调节功能,在水资源利用上从粗放利用型向集约节水高效利用型转变,这样,黄河断流的现象是可以防止的。从水资源利用问题上来说,过去只讲经济利用不讲生态利用,有人常说不让黄河水白白地流入大海,实际上不是白流,黄河水流入大海是渤海、黄海海生生物增殖所需要,是维系海洋生物的必须。利用黄河的水沙资源也要生态与经济兼顾,实施可持续发展的战略。

《中共中央关于制定国民经济和社会发展“九五”计划和2010年远景目标的建议》中提出要“加强环境、生态、资源保护”。要求“到本世纪末,力争环境污染和生态破坏加剧趋势得到基本控制,部分城市和地区环境质量有所改善;2010年基本改变生态环境恶化的状况,城乡环境有比较明显的改善”。黄河和黄河流域至少也应当在20世纪末力争水土流失这种生态破坏得到基本控制,黄河断流现象应当缓解;2010年黄土高原应当完成水土保持,制止黄河断流,生态环境有一个明显改善。

(原载《黄河断流与流域可持续发展——黄河断流生态环境影响及对策研讨会议文集》,中国环境科学出版社,1997年)

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