1、精品文档碱性玫瑰精 整理2011 年 10 月 2 号如需购买 碱性玫瑰精 ，请留下以下联系方式备用电话：0317-7896222 0317-7896333 传真：0317-7727900河北省东光宏浩染料 网址：联系人：刘雨桐中国水利学会第二首届青年科技论坛论文集 2维持黄河健康生命的关键途径分析刘晓燕 1 常晓辉 1 张原锋 2 张建中 1（1.水利部黄河水利委员会国际合作与科技局 郑州 4500032.黄河水利科学研究院 郑州 450003）【摘要】 维持黄河健康生命-；关键要控制河川径流的数量和质量不低于某一水平、进入下游的泥沙量不高于某一水平、且水沙搭配基本协调。因此-；需要通过严格
2、控制人类用水、涵养黄河水源和实施调水补黄工程等增加黄河水量；严格执行国家排污标准-；控制入黄排污量和支流入黄水质；以实现持续而有效地减沙为目标-；加大多沙粗沙区水土流失治理力度-；努力减少入黄泥沙并改善泥沙级配；科学调控入黄的洪水泥沙-；使之不仅兼顾进入下游的水沙搭配-；而且兼顾小浪底水库拦沙库容的长期有效利用-；并妥善安置入黄泥沙；推进黄河流域水沙一体化管理-；构建和谐社会环境。【关键词】 黄河健康生命 径流量 水质 水沙调控0 前言黄河健康状况是全流域人类活动的集中反映。人类在黄河流域面上的活动可以是多种多样- ；但真正对黄河健康生命有显著影响的是那些可能改变入黄水沙形势（包括径流、洪水、
3、泥沙级配、数量及其时空分布和水体质量等因子）和河床边界条件的活动。因此-；要实现现阶段黄河的各项健康指标-；必须调整和规范全流域及相关区域人类涉水涉沙活动的方式和程度-；使有利于维持黄河健康的洪水、径流、含沙量及其级配、入黄水质等条件得以实现-；核心途径在于增水、减沙、科学调控水沙。1 多途径增水黄河天然河川径流量多年平均为 535 亿 m3 1。20 世纪 90 年代以来- ；花园口站天然径流量减少至 430 亿 m3-；人类用水却一直维持在 290 亿 m3 左右。黄河输沙、自净和生态用水量年均不足 140 亿 m3-；其中 1/3 以上年份不足 100 亿 m3。按照 1990 年以来花
4、园口站 5 亿 t 的年均来沙水平-；黄河环境需水量（输沙、自净和生态需水的耦合水量）应为215 亿 m3-；其中汛期需水 152 亿 m3（含输沙需水 100 亿 m3） 。环境用水的严重短缺-；使 20 世纪 90 年代以后的黄河健康状况严重受损。要维持黄河健康生命-；必须增加黄河水量- ； 主要途径为：节约用水 -；涵养水源-；外流域调水和减少水污染。1.1 严格控制人类用水在外流域调水入黄措施生效前-；控制河川径流的关键是在用水、配水和节水等环节本文档由 碱性玫瑰精 整理提供 专利代下载 1 元/篇 QQ 1410007848买染料 及 包装机械 请致电 0317-7723188 刘雨
5、桐充分挖掘黄河自身水资源潜力。1.1.1 调整水分配思路黄河可供水量分配方案应以黄河平枯水年年均天然径流量作为分水基础。目前沿用的黄河可供水量分配方案-；是针对丰、平、枯等多种来水水平的黄河多年平均河川径流量。实际运行发现-；用水矛盾最突出的年份是区域降水较少的平水年和枯水年- ；此时-；黄河自身用水往往被过分挤占。因此-；应调整黄河水资源分配思路- ；将黄河平枯水年的年均天然径流量作为水资源分配方案的基础。明晰黄河各支流水权和地下水水权分配方案。1987 年的黄河可供水量分配方案分配的是全流域多年平均天然河川径流量-；黄河实际配水调度中主要依据干流重点河段实测径流量- ；因此当在黄河支流取水
6、或傍河抽取地下水时 -；必然减少入黄地表径流-；但减少部分目前仍难以客观反映在用水。户的耗水记录中。因此- ；为真正合理配置黄河水资源 -；必须在省区用水总量控制的基础上科学合理地分配流域内支流和地下水水权。人类应该与黄河共同分担水损耗。蒸发、渗漏和测量误差等是不可避免的水量损失-；但在目前的水资源分配中- ；黄河及其生态系统是此水损的唯一承担者。该部分自然水损应由包括省区和黄河在内的所有利益相关者共同承担。1.1.2 强化人类用水管理改革用水监测和评价方法。用水监测是当前黄河水资源统一管理的薄弱环节。由于现有水文测验体系还不够完善- ；测验精度难以满足精细配水要求- ；一些地区的超指标取水并
7、没有在其用水数据中体现- ；一些河段仍然存在相当严重的 “水量不平衡” 。初步估算-；全流域此类水量大约在数十亿 m3。因此-；必须加强全流域的用水监测-；并制定科学的用水量评价方法-；以控制黄河河川径流。高度重视节水管理的机制和政策。为实现区域经济社会的进一步发展-；必须逐步建立节水型社会-；为此-；要通过工农业用水的转换-；提高水的利用价值；通过节水设施改造、提高水价和其它节水政策- ；最大限度地挖掘节水潜力；调整经济结构特别是农业种植结构- ；实现农业用水的高利用价值；发展井渠双灌 -；以控制盐碱地； 建立通过控制地下水位和漫灌水回收措施实现节水的成本分摊、回收水监测和回收水再分配模式。
8、充分利用洪水及时补充地下水。流域内不仅要严格控制地下水开采-；同时要在保障防洪安全的前提下-；适当延长地下水漏斗严重地区洪水滞留时间- ；使地下水得到补充。1.2 涵养黄河水源黄河河源区海拔在 3000 m 以上- ；湖泊和沼泽湿地众多- ；面积 12.2 万 km2-；占流域面积的 16。源区径流补给方式主要为降水-；约占 96 -；其次为冰川融水及地下水。 年均天然径流量 205 亿 m3-；占黄河天然径流量 535 亿 m3 的 38。近 20 多年来-；黄河源区草场和湿地严重退化。源区玛多县的湖泊由 20 世纪 90 年代初的 4077 个减至目前的不足 2000 个；2000 年的沼
9、泽湿地及湖泊面积比 1976 年减少了近3000km2。1996 年、19981999 年-；扎陵湖和鄂陵湖之间两次出现断流。黄河源区的主要产水区- ；玛曲湿地草场退化程度达 30以上- ；表现在植被覆盖度下降、草地优势种群演化、草群结构变化、草地生产力下降等 2。伴随着湿地萎缩-；黄河源区径流也发生了很大变化：20 世纪 90 年代以来- ；源区降水虽仅较前期减少 5.36%-；但唐乃亥水文站实测径流减少了 22。为了保护源区湿地、涵养水源-；必须科学调控不同季节牲畜放养量及其方式；严格中国水利学会第二首届青年科技论坛论文集 4控制在湿地内开挖排水设施和修建建筑物；探索利用生物或其它措施减少
10、鼠害；严格控制源区的开矿和采药活动等。同时-；利用高新技术- ；构建源区监测网络。1.3 实施外流域调水黄河现阶段健康生命需水量约 655 亿 m3（利津断面）-；但黄河天然河川径流量只有535 亿 m3-；相差约 120 亿 m3。健康水量的短缺大部分体现在汛期。增加黄河地表径流量的可行途径包括：（1）从外流域调水直接补充黄河-；目前正在重点论证的方案包括南水北调西线工程和小江调水工程-；前者可兼顾上中游健康流量需求-；后者则可兼顾渭河健康对流量的需求- ；具体选择仍需深入论证。鉴于利津以下河段生态环境流量严重短缺的局面- ；近期应考虑利用南水北调东线富余供水能力向黄河相机补水。 （2）20
11、10 年南水北调中东线生效后-；需要重新分配黄河水资源。届时在研究新的分水方案的过程中-；东、中线与黄河的关系是考虑的一个前提。在黄河健康状况严重恶化的背景下-；可以考虑利用南水北调中、东线向黄河相机补水- ；以补充黄河下游及河口地区生态环境用水-；防止断流。1.4 严格入黄排污管理对比黄河干流自净流量和 1999 年以来各断面逐月平均流量发现-；黄河近年水质严重超标主要源自流域达标排放程度过低。目前-；黄河上中游入黄排污口达标排放率仅 60-；超排和偷排形象仍十分严重。未来-；流域内工业将进一步发展、新企业仍将增加- ；要实现维持黄河健康生命的目标- ；必须严格入黄排污管理-；并实施省（区）
12、入黄排污总量控制制度。实现黄河水质达标-；关键在于调整流域内人们的用水方式、唤起人们的环境保护意识和流域上下游相互配合意识。水利、环保和地方政府要共同努力-；探索水污染信息披露和信息共享机制、水污染事故应急处理机制等-；形成一套跨辖区水质管理的工作模式和配套政策。有关省区必须以入黄污染物限排要求为准则- ；通过经济手段、行政手段、法律手段和技术手段等-；敦促人们调整经济结构、改变生产方式、加强污染治理。另外-；要加强水土流失区的水土保持-；引导农民发展绿色产业 -；实现减沙和减污双赢。2 减少入黄泥沙据分析-；如果没有外部水源补充 -；即使考虑非汛期可节约的水量 -；未来下游汛期径流量也难以超
13、过 130150 亿 m3。因此-；在基本保证环境和人类用水（约 60 亿 m3）情况下-；用于输沙的水量难以超过 90 亿 m3。在维持主槽不萎缩的前提下-；90 亿 m3 水最多可输送 5 亿 t 泥沙入海。因此 -；要维持黄河健康生命-；必须加大黄土高原水土流失治理力度- ； 持续而稳定地控制入黄泥沙。黄土高原水土流失面积达 45.4 万 km2-；其中的 7.86 万 km2 的多沙粗沙区多年平均输沙量（19541969 年系列）达 11.82 亿 t-；来水量 37.7 亿 m3-；分别占黄河同期总输沙量的 62.8%、来水量的 6。而粒径大于 0.025mm 的中粗泥沙输沙量 6.
14、22 亿 t-；占黄河同期中粗沙输沙量的 65.5%；粒径大于 0.05mm 的粗泥沙输沙量 3.19 亿 t-；占黄河同期粗沙输沙量的 72.5%3。在多沙粗沙区中- ；面积为 1.88km2 的粗泥沙集中来源区虽只占多沙粗沙区面积的 23.9%-；但对黄河下游主槽淤积危害最大的粒径大于 0.05mm 的粗沙产量却占多沙粗沙区粗沙产量的 47.6%4。因此- ；黄土高原水土流失治理应该首先重点考虑多沙粗沙本文档由 碱性玫瑰精 整理提供 专利代下载 1 元/篇 QQ 1410007848买染料 及 包装机械 请致电 0317-7723188 刘雨桐区-；特别是粗泥沙集中来源区。淤地坝持续而稳定
15、地拦沙是减少入黄泥沙的主要途径。在淤地坝建成前期-；拦沙作用明显- ；如 20 世纪 70 和 80 年代水土保持拦沙效益的约 70来自淤地坝；随着库容的淤满-；其拦沙作用逐渐降低-；至 90 年代前期-；其拦沙作用已经降低到 50以下。为了有效推动淤地坝建设-；今后必须以持续而稳定地拦沙为目标- ；深入研究坝系中大小坝的数量和功能搭配、坝系的施工顺序、坝系运行方式、坝地利用方式和坝系管护政策等问题。控制坡面侵蚀是延长淤地坝坝系运行年限的重要环节。未来还应以兼顾生态效益和经济效益为原则- ；客观制定适于不同类型区的坡面治理措施 -；包括适宜的植物或作物种类、适宜封禁的地区选择、必要的坡面导流措
16、施、区域产业结构引导等；同时-；深入研究维持坡面治理效果与坝地承载能力的关系-；并制定出有利于长期维持退坡效果的政策。3 合理调控洪水泥沙“水沙关系不协调”是黄河问题之症结-；水沙关系不协调主要表现在汛期洪水的水沙搭配不合理。当花园口流量大于2300 m3/s左右时 5-；下游才有可能实现主槽不淤。但据19862002年潼关水文站实测资料-；7 10月份小于2000 m3/s流量的天数约占 84- ；其径流量占130亿m 3汛期总水量的2/3以上-；黄河下游这些年主槽萎缩和二级悬河加剧-；正是因为遭遇了这样的平枯水沙过程-；且在洪水调度期间没有充分兼顾到泥沙调控。因此- ；要实现维持主槽不萎缩
17、目标-；必须进行洪水泥沙调控 -；而且要兼顾延长水库长期有效利用、滩区及河口地区人类生产生活环境。3.1 加强黄河水沙调控体系建设到2050年-；黄河年输沙量仍将达 8亿t-；在维持黄河下游主槽不萎缩的前提下- ；至少需要140亿m 3的输沙水量-；当然-；相应的洪水输沙过程可以根据天然和人工洪水情况分13个阶段完成。但即使如此- ；小浪底水库的防洪库容只有 50.5亿m 3-；调水调沙库容10亿m 3-；在小浪底水库淤积到一定程度后-；仅靠小浪底水库仍难以达到协调水沙关系塑造对调控库容的要求-；小浪底水库出库含沙量的调控更必须依靠多库配合- ；因此-；建设以古贤、三门峡和小浪底水库等七大控制
18、性工程为主体的黄河水沙调控体系-；对实现主槽不萎缩并兼顾延长水库拦沙期的目标-；已是势在必行。3.2 提高小浪底出库水沙关系调控技术20 世纪 50 年代-；黄河多年平均含沙量为 32.6kg/m3。近几十年来-；随着人类用水增加和水利水保工程的作用-；已经使洪水形势发生了很大改变（表 1）：1986 年以后- ；流量大于 5500m3/s 的洪水出现时段大幅度减少；流量 25005500 m3/s 的洪水含沙量明显增大。外部水源补充黄河前-；洪水量级减少的趋势难以显著改变- ；依靠漫滩洪水淤滩刷槽的机会将很少。因此-；未来黄河下游洪水管理面临的最大挑战是如何通过中游水库群的联合调控- ；改善
19、中常洪水不利的水沙搭配 -；以维持下游主槽不萎缩。表 1 潼关站不同时期洪水泥沙特征（年均）流量大于 5500 流量 25005500 流量小于 2500特征值年份 水量 沙量 含沙量 水量 沙量 含沙量 水量 沙量 含沙量1950-1959 30.6 4.03 131.7 127.7 7.23 56.6 276.8 5.81 21.01960-1973 23.7 1.45 61.2 125 6.43 51.4 258.6 6.18 23.9中国水利学会第二首届青年科技论坛论文集 61974-1985 19.3 1.6 82.9 116 4 34.5 265.6 4.8 18.11986-19
20、96 2.2 0.34 154.5 30 2.42 80.7 250.2 5.53 22.11997-2002 0 0 0 3.2 0.43 134.4 178.9 4.30 24.01950-2002 16.8 1.58 94.0 83 4.2 50.6 252.8 5.44 21.5实践表明-；要调配出下断面一定含沙量的洪水比调控流量难度更大- ；其技术难点涉及小浪底枢纽不同孔洞闸门的调度技术、中游其它水库与小浪底水库的联合运用方式、水库异重流塑造技术等-；这些技术虽在过去的调水调沙实践中均做了大量探索- ；但仍不能完全满足生产运行的需求。如何调控小浪底水库出库的协调水沙过程是一个急需解决
21、的重大技术问题。通过几年的努力-；目前黄河下游平滩流量已恢复到 3500m3/s 以上。小浪底水库拦沙库容淤满后-；下游年均来沙仍可达到 7.5 亿 t 左右。为使小浪底水库长期地发挥拦沙作用-；减少进入下游的泥沙-；特别是中粗泥沙-；仍需要对水库的拦粗排细关键技术、水库降水冲刷时机及冲刷能力等进行深入研究。3.3 多途径处理或安置入黄泥沙泥沙在河床的淤积是难以避免的。一方面-；由于有效输沙水量的限制- ；或者由于现有的技术还难以准确控制小浪底水库的出库含沙量-；因此即使是来沙量能够控制在 810亿 t 以下、有效输沙水量能够保证 -；仍难以保证主槽完全不淤积。另一方面-；虽然 1980年以来
22、的 25 年中下游仅发生过 4 次汛期来沙量大于 7.5 亿 t 的年份-；但其中两次（1994年和 1996 年）均属高含沙中常洪水-；这样的洪水必将造成下游河床淤积。此外- ；未来发生大漫滩洪水的几率仍然存在-；大洪水和特大洪水目前并未因人类活动而发生显著改变-；因此滩区的淤积不可能避免。一方面要不断提高水沙调控技术并保障输沙用水-；使非漫滩洪水的洪峰、洪量和含沙量尽可能满足主槽所需要的洪水条件。另一方面-；在控制洪水水位不超过设防水位的前提下- ；要创造条件使有利于淤滩刷槽的洪水得以漫滩；有计划地使高含沙中小洪水用于淤填滩区低洼带-；而这些均需要滩区的沉沙功能能够得到正常发挥。滩区沉沙和
23、滞洪作用十分明显-；天然条件下（ 20 世纪 50 年代以前）- ；黄河下游淤积泥沙的 70分布在滩区- ；其滞洪容量达 24 亿 m3 以上-；历代治黄都把滩区作为黄河洪水泥沙处理的重要场所。即使考虑滩区放淤、水库拦截和引水引沙等-；在小浪底水库拦沙初期结束后- ；年均进入河口泥沙仍可能达56亿t 。因此-；要统筹考虑现状区域经济发展和黄河长治久安两方面需求- ；兼顾河口湿地对黄河径流的需要 -；将黄河河口一定范围划为可控制的 “泛滥区”- ；限制规模开发-；恢复尾闾“淤积、延伸、摆动、改道 ”的自然特性。与黄河下游不同-；黄河宁蒙和小北干流河段滩区内虽也有种植农作物现象- ；但由于该段滩区
24、基本不存在人口居住压力-；因此相对下游而言比较有利于泥沙处理。这两个河段洪水泥沙处理原则上应是尽可能利用洪水就地处理泥沙。3.4 尽快制定滩区防洪管理政策滩区是黄河河道的组成部分。与其它江河相比-；黄河下游滩区情况特殊- ；滩区内居住着181万群众-；为了生存和发展 -；滩区群众在20世纪70 年代后在主槽附近修了生产堤-；同期- ；为控制黄河下游的游荡河势 -；陆续修建了控导工程 -；这些工程大约在80年代后期基本形成规模。也是在80年代后期-；黄河水沙形势发生了重大变化- ；主要表现为大洪本文档由 碱性玫瑰精 整理提供 专利代下载 1 元/篇 QQ 1410007848买染料 及 包装机械
25、 请致电 0317-7723188 刘雨桐水大幅度减少、高含沙中小洪水频频出现。三方面因素叠加-；导致二级悬河急剧恶化、主槽严重萎缩。黄河下游滩区群众的生存、发展与黄河防汛安全是一对矛盾-；主要反映在滩区修筑生产堤、与河争地等问题上。深层次上-；滩区作为滞洪沉沙场所确保了洪水期的大堤安全和泥沙出路-；因而是滩区群众利益和受大堤保护的堤外数千万人之间的利益矛盾问题。滩区是黄河下游沉沙的重要空间-；也是发生大洪水时的洪水调蓄空间- ；具备蓄滞洪区的性质- ；因此受淹后应争取比照国家蓄滞洪区淹没补偿政策处理；要加强滩区安全预警系统建设-；使群众在洪水漫滩时能及时撤、撤得出 。另一方面- ；滩区群众也
26、应根据滩区环境的特点-；调整经济结构 -；大力发展草畜业。4 推进流域水沙一体化管理维持黄河健康生命的实践既涉及流域的自然属性-；又与相关区域的人类活动密切相关。一方面-；流域是完整的自然地理单元 -；是经济、社会和环境的复合体 -；其内部各种要素相互关联-；河流水系中周而复始的水循环把流域内的土地利用、资源利用、经济活动和生态系统等多种活动联系在一起。维持黄河健康生命- ；实现人类、黄河和其它生物群共享黄河水资源-；实际上是流域利益相关者的利益再调整过程- ；核心是在不过多损害黄河自身利益的前提下-；通过改进黄河流域水、土地和相关资源的管理和开发方式- ；使经济、社会和生态的综合效益最大化。
27、综合效益最大化的过程-；往往是以牺牲局部利益为代价- ；因此-；实践维持黄河健康生命治河新理念-；必须通过黄河流域水沙一体化管理-；使流域内人类活动与黄河生命保护和谐起来。所谓流域水沙一体化管理-；是指在流域尺度上 -；通过跨部门与跨地区的协调管理 -；以公平的方式-；在不损害重要生态系统可持续的条件下 -；促进水、土及相关资源的协调开发与管理-；以使经济和社会效益最大化的过程。这里的“一体化”不仅要体现自然系统中各方面关系的协调-；如综合考虑淡水区和近海海域、土地和水资源、绿色水和蓝色水、地表水和地下水、水量和水质、上游和下游等之间的关系-；也要综合考虑人类系统中各方面关系的协调-；如不同部
28、门之间、不同行业之间、不同群体之间的关系。以流域为单元的黄河流域管理机构-；是推进流域水沙一体化管理的基础。无论是水资源管理、水土流失治理、河源区生态恢复-；还是河流生态保护和水质恢复等- ；都不可避免地涉及各省（区）或有关部门之间的利益协调、行动协调和监督协调。因此-；需逐步建立由中央政府有关部门和流域各省（区）政府以及有关专家共同参与、职能明确并富有权威的流域管理与决策机构；并以集权与分权平衡为原则- ；赋予相关省（区）在所辖区域的管理权-；形成流域管理与区域管理相结合的体制 -；从体制上保障流域综合管理的实施。合理高效的管理机制是推进流域水沙一体化管理的保障。制定各利益相关者参与流域重大
29、水问题决策的机制-；并为之提供参与平台；努力改善公众参与流域管理的环境- ；建立流域信息披露和发布制度- ；培养和提高利益相关者参与流域管理的能力；不断提高流域机构的协调能力-；并逐步走向决策权、执行权和监督权的分离。法律法规是约束人们行为的强制性规范。为了维持黄河健康生命-；为流域及其相关地区社会经济发展提供可持续的支持-；应修改现有各项法律制度中有关流域管理的相关中国水利学会第二首届青年科技论坛论文集 8内容,明确流域管理的利益相关者之间的权利和义务-；明确流域机构的职责和权利- ；明确人们在流域内活动所必须遵守的规则-；为流域水资源一体化管理提供强有力的法律保障。编制黄河流域综合规划是推
30、进流域水沙一体化管理的重要手段。要以维持黄河健康生命的科学理念来指导规划编制工作-；协调流域内水资源开发、水土流失治理、生态保护和水质维护等的关系-；明确维持黄河健康生命的远景目标和近期目标- ；以及为实现相应目标而必需采取得途径和措施- ；构建和完善各项体系- ；在兼顾特殊地区或特殊情况的基础上- ；追求流域综合效益的最大化。坚实的信息和科技基础是实施黄河流域水沙一体化管理的重要支撑。充分利用高新技术-；构建覆盖全流域的气象、水文、泥沙、水质、地下水、生态、地貌和涉水工程等信息监控和处理体系；开展黄河水沙运动规律及其科学调控技术研究-；开发具有较强反馈功能的黄河流域水循环模拟和水沙演进模拟技
31、术-；为流域规划、工程管理运行提供科学技术支撑。努力构建和谐的社会环境。实现维持黄河健康生命的终极目标-；离不开全流域及其相关地区所有利益相关者的支持、参与和协作。要通过各种有效措施-；培养全社会的健康心理- ；使全社会绝大多数人在处理人与黄河的关系时 -；能够自觉地坚持和谐相处-；不以牺牲他人利益或未来利益的方式去实现自身利益。参 考 文 献1 黄河水利委员会-；黄河流域水资源综合规划.2 黄河水利委员会-；黄河研究会-；黄河源区径流及生态变化研讨会专家论坛-；2004.3 徐建华-；黄河中游多沙粗沙区界定研究-；2001.4 徐建华-；黄河中游粗泥沙集中来源区界定研究-；2005.5 石春先等-；小浪底水库初期防洪减淤运用关键技术研究-；国家九五科技攻关报告-；2002.【作者简介】：刘晓燕-；1964 年出生 -；女-；河南永城- ；教授级高级工程师- ；黄河水利委员会国科局局长。
