黄河流域发源地 黄河流域水沙变化研究新进展（姚文艺）.docx

《黄河流域发源地 黄河流域水沙变化研究新进展（姚文艺）.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《黄河流域发源地 黄河流域水沙变化研究新进展（姚文艺）.docx（9页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、黄河流域发源地 黄河流域水沙变化研究新进展（姚文艺）黄河是一条多泥沙河流，其河床冲淤演化对流域来水来沙有着高阶的非线性响应关系。河流健康状况主要取决于气候和下垫面因素的改变。不同的气候和下垫面条件，将在河流水系中形成不同的水沙条件（包括流量、含沙量、水位等）和河床边界条件，进而深刻地影响到河流的河型、河性等河流特征和以河流为依托的生态系统，即气候、下垫面对河流健康的影响最终体现于河流水沙过程和水沙约束条件的改变。因此，要实现人类与黄河的和谐相处，必需探讨黄河流域水沙改变问题。可以说，水沙改变情势是制定黄河治理开发与管理重大决策的重要依据。以往探讨成果20世纪80年头以后，黄河的水量和沙量均发生

2、了很大改变，有关人员起先对其改变量及改变缘由进行探讨。科技部、水利部、国家自然科学基金委员会和黄委多年来对黄河水沙改变探讨赐予了持续的关注和支持。水利部黄河水沙改变探讨基金第一期、其次期项目对黄河水沙改变的探讨相对更为系统和全面，重点分析了黄河上中游主要支流泥沙来源、水沙改变及其发生缘由和发展趋势等，总结了黄河流域水沙时空分布的特点；探讨了水沙改变的机制，逐步建立了“水文法”、“水保法”等分析计算水土保持减水减沙效益的方法。黄河流域水土保持科研基金课题对“水文法”、“水保法”进行了系统地探讨，提出了计算结果的评价方法。“黄河流域环境演化与水沙运行规律探讨”成果认为：1101011019年水利水

3、保措施减沙效益为年均约4亿吨，预估到2030年在新增坝库工程条件下,减沙效益年均达到8亿吨。这一时期不同类型的项目都对减水减沙效益分析评价方法进行了探讨，并提出了黄河流域11010年以来的水沙改变定量数据。但是，各类项目或课题对水沙改变程度，以及改变缘由、不同因素对水沙改变的贡献大小的相识却有肯定差异，而且有些相差很大，给治黄生产的应用带来了较大困难。后来，不少探讨者对这些差异从基础数据、计算方法、时段选择、样本确定等方面先后做过一些分析，对于取得统一相识起到了肯定的参考作用。自20世纪90年头以来，黄委及其所属有关单位也曾设立一些专题，对黄河水沙改变问题进行探讨。开展的项目主要有：“小浪底水

4、库运用初期入库水沙预料探讨”、治黄专项“黄河水沙改变及趋势分析”、治黄基金项目“黄河水沙改变及其对河道冲淤、洪水演进的影响”、“20世纪80年头黄河水沙特性与河道冲淤演化”、黄河防汛科技项目“人类活动和气候改变对黄河中游水资源的影响”、黄河流域其次次水资源规划工作对水资源的评价等。这些探讨分为两种：一种是比较宏观，要求高度概括水沙基本特点和发展趋势，但探讨深度有限；另一种是侧重于生产须要，局限性较大。因而，这些项目开展规模相对较小，主要是针对流域某一区域和水沙条件中某一部分进行探讨的，但探讨较为深化。此外，在组织召开的一些专题会议上，对黄河水沙改变的某些方面也开展了一些探讨和探讨，如2004年

5、12月中国水利学会、黄河探讨会联合举办的“黄河源区径流及生态改变研讨会”等。通过上述一系列的探讨，基本摸清了20世纪50年头至11016年黄河水沙改变的历史过程；分析了干流、区间和各主要支流水沙改变特点和成因，对195011016年黄河水沙改变缘由有了基本相识；建立了适用于黄河流域特点的“水文法”、“水保法”和“水文水保混合法”等计算方法；初步分析了黄河中游干流主要限制断面不同时期多年平均状况下泥沙组成的改变；宏观预料了将来黄河水沙改变趋势。但是，目前，对水土流失治理措施的减水、拦沙和减蚀的大小及其发展趋势方面还存在较大分歧，对各区间暴雨和大暴雨特性的时空改变与产流产沙的关系等还缺乏深化探讨，

6、对渭河等重要支流地表水和地下水之间的关系还缺乏深化探讨。同时，因观测，资料不足以及部分统计资料失真等，尚难说清近20年来黄土高原降雨削减不多但洪水和输沙量却衰减很大的缘由。还有，由于黄河源区气候恶劣、观测资料短缺、多学科协作和沟通不够，因而，关于黄河唐乃亥以上地区径流改变的缘由众说纷纭，已有的探讨成果尚不能说明各个因素对黄河源区径流改变影响的程度和发展趋势。探讨新进展近年来，随着黄河流域经济社会的快速发展和水土保持生态建设的大力推动，加之在全球气候改变的背景下，流域下垫面和降雨等水文要素进一步发生改变，引起黄河流域水沙发生了新的改变。近期，高旭彪等探讨认为，191012022年黄河中游潼关以上

7、人类活动年均减沙量为7.0亿吨；李焯等探讨认为，110162022年河口镇至龙门区间水利水保措施年均减沙量为3.1亿吨；中国水土流失与生态平安综合科学考察成果认为，截至2022年底，黄土高原地区水利水保措施年均减沙量为4.14.5亿吨，占黄河输沙削减量的50%。姚文艺等近期通过“十一五”国家科技支撑安排资助的课题探讨表明，在黄河河口镇至龙门区间，191012022年与1969年以前相比（含未控区），实测年均总减水量43.60亿立方米，其中，水利水保措施等人类活动年均减水量29.90亿立方米，占总减水量的68.6%，因降雨削减10.2%的影响作用引起的年均减水量为13.70亿立方米，占总减水量的

8、31.4%；年均总减沙量7.77亿吨，其中，水利水保措施等人类活动年均减沙量3.5亿吨，占总减沙量的45.0%，因降雨削减影响而引起的年均减沙量为4.27亿吨，占总减沙量的55.0%。另外，在泾河、北洛河、渭河、汾河流域，191012022年与1969年以前相比，实测年均总减水量为68.52亿立方米，其中，水利水保措施等人类活动年均减水量55.88亿立方米，占年均总减水量的81.6%，因降雨削减15.2%影响年均减水量12.64亿立方米，占年均总减水量的18.4%；年均总减沙量为4.03亿吨，其中，水利水保措施等人类活动年均减沙量2.37亿吨，占年均总减沙量的58.8%，因降雨削减而年均减沙量

9、为1.66亿吨，占年均总减沙量的41.2%。另外，在此项探讨中，还系统核查了191012022年黄河中游水土保持措施基础资料；总结了黄河流域水沙改变特点，分析了改变规律，包括径流量、输沙量、洪水、泥沙级配和降雨径流关系等；从气候、生态改变等方面的相互作用，剖析了河源区水量改变缘由及产流机制的改变；基本搞清了干流水库调整和主要灌区引水对干流水沙量、洪水过程的影响；初步分析了暴雨洪水对水利水保措施的响应关系；探究了基于GIS技术的人类活动对产流产沙影响的识别评价方法，依据黄土高原的产流机制改进了SWAT模型；利用多种方法预料了黄河流域水沙改变趋势等，为黄河治理开发与管理决策供应了新的科学依据和丰富

10、的资料，取得了多方面进展。191012022年黄河中游的水沙改变是人类活动和降雨改变共同引起的，其中，人类活动起主要作用。但必需留意到，这样的影响是在近年来河口镇至龙门区间降水连续偏枯的状况下产生的，因而，对水利水保措施的减水减沙效益评估时，应当充分留意到这一点。须进一步探讨的问题黄河问题特别困难，就目前的基础理论、分析手段和方法而言，还很难能够取得较高精度的评估结果，对一些重大的关键科学问题还须做深化探讨。主要有：1.水土保持生态建设对流域产流机制的影响。水土保持生态建设可以变更流域下垫面状况，包括被覆度、土壤结构、土壤含水量、地下水循环等，大区域的生态建设还可能对局地气候产生影响。那么，下

11、垫面的改变是否会对产流机制产生影响，有什么影响，目前，对这一问题还缺乏深化相识。2.水沙改变分析评价方法探讨。目前，大多利用“水文法”、“水保法”作为分析水沙改变及其缘由的手段，这些方法概念明确且计算简洁，在水沙改变分析中得到广泛应用。但是，这些方法在理论上均有肯定的缺陷，例如，“水保法”的理论前提条件是各项水利水保措施的作用具有线性关系，即流域水沙改变的结果等于各类措施作用的线性叠加，明显，这是不合理的；再如，“水文法”的理论基础是降雨径流关系具有不变性，也就是评价期的降雨径流关系与基准期的相同，这样的理论假设，往往会使连续枯水期的径流泥沙量估算偏大，从而降低了水沙改变的评价精度。3.人类活

12、动对水沙改变的影响作用分析。目前，人类活动对流域产流产沙的影响作用日益增加，是影响水沙改变的主导因子。但是，对诸如人类活动增沙作用的估算，基本上仍属于调查评估、阅历推断和以点推面的统计方法，还缺乏更为科学的评估技术，须要利用GIS、遥感影像等先进技术，探讨有效的分析评价方法。4.水土保持措施作用机制探讨。须要依据水文学、生物学、土壤学、泥沙运动学及流体力学等理论和方法，结合试验观测的方法，探讨不同水土保持措施对径流、泥沙的作用关系，找出作用机制，为建立减水减沙指标体系供应依据。5.暴雨洪水泥沙关系改变规律及机制探讨。须要通过产流机制、降雨径流关系及水循环过程的分析，搞清晰上中游地区的暴雨洪水有

13、什么改变，为什么产生改变，改变的机制是什么等问题，为分析水沙改变缘由、预料水沙改变趋势供应理论支撑。黄河水沙改变探讨是一个重大的也是一个须要长期探讨的课题，须要不断探讨解决一系列的应用基础、技术和方法等各层面的科学问题，力求对黄河水沙改变及其趋势得到更为科学的相识，更好地为黄河治理开发与管理供应科技支撑。（作者为黄河水利科学探讨院总工程师）稿件来源：黄河报黄河网 第9页 共9页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页第 9 页 共 9 页