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黄河泥沙去哪里了?
自1919年黄河有水文记录以来,黄河实测最高含沙量达每立方米911公斤,年度最大输沙量达39.1亿吨。黄土高原上的泥沙去哪里了?内蒙古鄂尔多斯,陕西延安、榆林,是黄河最重要的沙源,记者沿河走访十多个县,探寻黄河泥沙锐减之谜。
鄂尔多斯过去每年向黄河输沙1.6亿吨,其中易在河道淤积的粗沙1亿吨,占入黄粗沙总量的25%。经过30多年治理,鄂尔多斯水土流失综合治理度达50%。2016年8月17日,鄂尔多斯出现历史极值降雨,由于水土保持措施见效,当地十条入黄一级支流冲淤变化不大;暴雨中心西柳沟推算径流量可达7176立方米每秒,可实际只形成了3000立方米每秒的流量。
近20多年来,黄土高原生态治理成效卓著,正发生着由“局部好转、整体恶化”向“整体好转、局部良好发展”的历史性转变。1999年至2015年,延安累计退耕还林1070万亩,覆盖了当地19.4%的国土面积,植被覆盖度达67.7%。据试验,当坡面生态治理后,使径流不下沟,则沟壑地的径流、泥沙分别减少58%和78%。榆林市一项调查表明,仅由于淤地坝建设,就减少水土流失量三分之一。
水利部黄河水利委员会(以下简称黄委会)提供的数据显示,近20年来,通过水土保持措施,平均每年拦减入黄泥沙4.35亿吨。
专家指出,除生态建设工程外,气候变化、水利工程、经济社会发展也是导致黄河泥沙锐减的重要原因。
黄河流域潼关以上地区共有大型水库26座,中型水库170座,但大多分布在水土流失轻微地区。黄委会等组织的课题组实地走访了90%的大中型水库,分析计算得出近期水库年拦沙1.734亿吨,其中黄河干流水库拦沙0.81亿吨。另外,由于上游水库大量拦蓄汛期水量,导致黄河内蒙古河段淤积严重。目前巴彦高勒至三湖河口已形成268公里长的地上“悬河”,每年淤积泥沙0.52亿吨。
与黄河勘测规划设计公司课题组在黄河中游一路调研中,记者发现晋陕峡谷河段,采沙场星罗棋布。据了解,近十年来,黄河中游地区城镇化提速,在基建和房地产拉动下,出现了“采沙热”。
从山西保德县城出发,顺沿黄公路开行40公里,沿河两岸共32个沙场。冯家川乡冯家川村聚集着4家沙场,沙场工人冯在连说:“黄河沙是天然水洗沙,是最好的建筑沙。沙场一天可挖沙20多卡车,一车能装30吨沙。”记者顺绥德县沿黄公路前行30公里,在绥德一侧看到31个沙场,对岸的山西柳林县还有27个。在山西兴县、吉县、河津等河段,也存在相同量级的沙场。同行的黄河勘测规划设计公司专家估测,每年沙场约挖走1亿吨泥沙。
黄河山西省保德县段河边的采沙场。
初步估算,以上减沙因素大致每年减少入黄泥沙7.6亿多吨。至于近期气候变化对入黄泥沙增减的影响,争议巨大,没有明晰的成果。
记者采访中发现,随着黄土高原产沙区大量农民外出打工或迁居城镇,导致大量坡耕地撂荒或弃种,从而引发植被自然恢复;但这一因素在测算生态建设产生的拦沙效用时,未被充分考虑。陕西绥德桥沟是一个完全自然修复的小流域,已实现“零耕种”。
20年前,20毫米每小时的降雨就会产沙,如今70毫米每小时以下的降雨都不产沙。山西兴县瓦台乡前北会村有2000多亩耕地,现在只种600多亩。山西保德县冯家川乡冯家川村有5000亩耕地,耕种的不到1000亩,一些梯田也撂荒了。
未来黄河还会来多少沙?
黄河天然年均来沙量为15.92亿吨,用1919年至2015年实测数据计算,有水文记录以来黄河实际年均来沙11.58亿吨。近年来,相关部门对今后黄河来沙趋势开展了大量研究,但结论差别巨大。
“十二五”国家科技支撑项目——“黄河水沙调控技术研究与应用”课题组对2007年至2014年黄河水沙状况研究后认为,黄河中上游主要下垫面因素年均实际减沙15.6亿~17.3亿吨,其中林草梯田等因素年均减沙12.54亿~14.11亿吨,水库淤地坝及灌溉引水增量拦沙3.2亿吨。
课题组对1956年以来黄河主要产沙区年均雨量和雨强研究后发现,研究时段均值基本相当,甚至偏丰,不仅没有减沙,大部分时间还有增沙作用。课题组测算,在多年平均降雨条件下,未来黄河潼关站来沙约在4.5亿~5亿吨。
“黄河水沙变化研究”课题组主要研究时段为2000年至2012年,认为降雨对泥沙减少贡献率为20%,生态、水利工程对泥沙减少贡献率为80%,减沙量为年均11.06亿吨。
《黄河流域综合规划》认为,目前的水利水保措施年均减沙4亿吨左右,到2030年适宜治理水土流失区得到初步治理后,每年可减少入黄泥沙6亿~6.5亿吨。届时,入黄泥沙可减少至9.5亿~10亿吨,远期可减少至8亿吨。
黄河勘测规划设计公司董事长张金良发表论文指出,人类短期有限的人工干预,不会对来水来沙这种自然事件产生长远影响,未来黄河年度来沙量大致为8亿~17.5亿吨,多年平均来沙量不少于10亿吨。
历史上黄河来沙是否出现过类似变化?一些研究成果表明,黄土高原土地利用和植被的变化对黄河输沙有决定性的影响。历史上在植被较好的情况下,入黄泥沙量年均在6亿~11亿吨。也有专家认为在北宋以前人类活动影响较小,黄河年输沙量为2亿吨。
值得注意的是,观测河流泥沙的一个重要指标——来沙系数却在发出和现状不一致的反向信号。来沙系数是含沙量与流量的比值,是水沙搭配关系的一种量化表示。选取1919~1959年、1960~1986年、1987~2015年系列长度超过20年的时段对比发现,潼关水文站来沙系数分别为0.028、0.024、0.027,呈现先减小后增大的变化特点。
4月30日,游客在黄河壶口瀑布景区游览。饶北成 摄
一些专家指出,近期入黄泥沙锐减只能反映一个特定时期内降雨和水利水保措施作用,不能用以代表今后一个较长时期内入黄泥沙的变化趋势,对未来来沙量估计不宜过于乐观。
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