初步估算,,以上減沙因素大致每年減少入黃泥沙7.6億多噸,。至于近期氣候變化對(duì)入黃泥沙增減的影響,,爭(zhēng)議巨大,,沒(méi)有明晰的成果。
本刊記者采訪中發(fā)現(xiàn),,隨著黃土高原產(chǎn)沙區(qū)大量農(nóng)民外出打工或遷居城鎮(zhèn),,導(dǎo)致大量坡耕地撂荒或棄種,從而引發(fā)植被自然恢復(fù),;但這一因素在測(cè)算生態(tài)建設(shè)產(chǎn)生的攔沙效用時(shí),,未被充分考慮。陜西綏德橋溝是一個(gè)完全自然修復(fù)的小流域,,已實(shí)現(xiàn)“零耕種”,。
20年前,20毫米每小時(shí)的降雨就會(huì)產(chǎn)沙,,如今70毫米每小時(shí)以下的降雨都不產(chǎn)沙,。山西興縣瓦臺(tái)鄉(xiāng)前北會(huì)村有2000多畝耕地,現(xiàn)在只種600多畝,。山西保德縣馮家川鄉(xiāng)馮家川村有5000畝耕地,,耕種的不到1000畝,一些梯田也撂荒了,。
未來(lái)黃河還會(huì)來(lái)多少沙,?
黃河天然年均來(lái)沙量為15.92億噸,用1919年至2015年實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算,,有水文記錄以來(lái)黃河實(shí)際年均來(lái)沙11.58億噸,。近年來(lái),相關(guān)部門(mén)對(duì)今后黃河來(lái)沙趨勢(shì)開(kāi)展了大量研究,,但結(jié)論差別巨大,。
“十二五”國(guó)家科技支撐項(xiàng)目——“黃河水沙調(diào)控技術(shù)研究與應(yīng)用”課題組對(duì)2007年至2014年黃河水沙狀況研究后認(rèn)為,黃河中上游主要下墊面因素年均實(shí)際減沙15.6億~17.3億噸,,其中林草梯田等因素年均減沙12.54億~14.11億噸,,水庫(kù)淤地壩及灌溉引水增量攔沙3.2億噸。
課題組對(duì)1956年以來(lái)黃河主要產(chǎn)沙區(qū)年均雨量和雨強(qiáng)研究后發(fā)現(xiàn),,研究時(shí)段均值基本相當(dāng),,甚至偏豐,不僅沒(méi)有減沙,,大部分時(shí)間還有增沙作用,。課題組測(cè)算,,在多年平均降雨條件下,,未來(lái)黃河潼關(guān)站來(lái)沙約在4.5億~5億噸,。
“黃河水沙變化研究”課題組主要研究時(shí)段為2000年至2012年,認(rèn)為降雨對(duì)泥沙減少貢獻(xiàn)率為20%,,生態(tài),、水利工程對(duì)泥沙減少貢獻(xiàn)率為80%,減沙量為年均11.06億噸,。
《黃河流域綜合規(guī)劃》認(rèn)為,,目前的水利水保措施年均減沙4億噸左右,到2030年適宜治理水土流失區(qū)得到初步治理后,,每年可減少入黃泥沙6億~6.5億噸,。屆時(shí),入黃泥沙可減少至9.5億~10億噸,,遠(yuǎn)期可減少至8億噸,。
黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)公司董事長(zhǎng)張金良發(fā)表論文指出,人類短期有限的人工干預(yù),,不會(huì)對(duì)來(lái)水來(lái)沙這種自然事件產(chǎn)生長(zhǎng)遠(yuǎn)影響,,未來(lái)黃河年度來(lái)沙量大致為8億~17.5億噸,多年平均來(lái)沙量不少于10億噸,。
歷史上黃河來(lái)沙是否出現(xiàn)過(guò)類似變化,?一些研究成果表明,黃土高原土地利用和植被的變化對(duì)黃河輸沙有決定性的影響,。歷史上在植被較好的情況下,,入黃泥沙量年均在6億~11億噸。也有專家認(rèn)為在北宋以前人類活動(dòng)影響較小,,黃河年輸沙量為2億噸,。
值得注意的是,觀測(cè)河流泥沙的一個(gè)重要指標(biāo)——來(lái)沙系數(shù)卻在發(fā)出和現(xiàn)狀不一致的反向信號(hào),。來(lái)沙系數(shù)是含沙量與流量的比值,,是水沙搭配關(guān)系的一種量化表示。選取1919~1959年,、1960~1986年,、1987~2015年系列長(zhǎng)度超過(guò)20年的時(shí)段對(duì)比發(fā)現(xiàn),潼關(guān)水文站來(lái)沙系數(shù)分別為0.028,、0.024,、0.027,呈現(xiàn)先減小后增大的變化特點(diǎn),。
4月30日,游客在黃河壺口瀑布景區(qū)游覽,?饒北成攝
一些專家指出,,近期入黃泥沙銳減只能反映一個(gè)特定時(shí)期內(nèi)降雨和水利水保措施作用,不能用以代表今后一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)入黃泥沙的變化趨勢(shì),,對(duì)未來(lái)來(lái)沙量估計(jì)不宜過(guò)于樂(lè)觀,。
“綠色巨變”潛藏風(fēng)險(xiǎn)
1922~1932年,黃河曾經(jīng)歷過(guò)一個(gè)枯水枯沙時(shí)段,,1928年徑流量?jī)H199億立方米,,輸沙量只有4.83億噸。大旱之后必有大澇,,1933年,,黃河出現(xiàn)特大暴雨洪水,輸沙量高達(dá)39億噸,,造成黃河下游決口50余處,,洪水席卷冀魯豫蘇4省67個(gè)縣,導(dǎo)致300多萬(wàn)人受災(zāi),。
《瞭望》新聞周刊記者在陜北采訪,,但見(jiàn)昔日像一籠籠蒸熟的黃饃的山丘,被一片片油松,、刺槐,、林果蓋得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí),,“高土高坡”的印象已被綠色所顛覆。在驚嘆這一巨變的同時(shí),,專家提醒,,對(duì)減少黃河來(lái)沙而言,,生態(tài)水保措施并不是萬(wàn)能的,,要警惕被綠色掩藏的風(fēng)險(xiǎn),。
流經(jīng)南泥灣的汾川河,,流域植被覆蓋率達(dá)85%,。2013年7月,,汾川河發(fā)生超過(guò)多年均值3.9倍的高強(qiáng)度降雨,徑流量和輸沙量分別為多年均值的17倍和15.5倍,。流域內(nèi)建于1958年的勝利水庫(kù),,之前55年淤積了300多萬(wàn)立方米泥沙,,可暴雨后淤沙陡增200多萬(wàn)立方米,。據(jù)了解,,汾川河流域當(dāng)時(shí)共發(fā)生6次降雨,,由于植被條件好,,前4次沒(méi)產(chǎn)流,大部分雨水下滲,;第5次降雨產(chǎn)生小洪峰,,證明下墊面飽和;到第6次降雨,,生態(tài)“綠網(wǎng)”被撕開(kāi),出現(xiàn)大產(chǎn)流,、大產(chǎn)沙情況,。
張金良說(shuō),,汾川河“2013.7”洪水具有非常重要的警示意義,。河流輸沙量與流量的高次方成正比,,當(dāng)雨強(qiáng)到一定程度,,超過(guò)植被承受范圍,,徑流就會(huì)突然成倍增加,,帶走大量泥沙。這也證明,,水土保持措施只在一定量級(jí)降雨下起作用,,一旦發(fā)生超量級(jí)降雨,水土流失反而會(huì)加大,。
目前黃土高原已建淤地壩5.84萬(wàn)座,,控制水土流失總面積的16%,成為攔減黃河泥沙的重要防線,。骨干壩的淤積年限一般在10~20年,,中小型淤地壩一般在5~10年。很多淤地壩建設(shè)時(shí)間較早,,部分壩攔沙庫(kù)容已滿,,失去攔沙功能;一旦發(fā)生超設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的暴雨洪水,,可能導(dǎo)致淤地壩系“串糖葫蘆”式垮塌,,將攔淤的泥沙重新輸送入河,。
流經(jīng)陜西佳縣的佳蘆河是黃河的一級(jí)支流,,流域內(nèi)的柳溝淤地壩建于上世紀(jì)70年代,,經(jīng)過(guò)40年的淤積,基本淤滿,。2012年7月,,突發(fā)暴雨將淤地壩沖垮,,僅三天時(shí)間,,淤沙全部被沖走。流域內(nèi)的康崖窯淤地壩也被沖毀,,僅20個(gè)小時(shí),,所淤泥沙就全被帶走,。
張金良認(rèn)為,,黃河主要產(chǎn)沙區(qū)的產(chǎn)沙能力在長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)不會(huì)變化,泥沙供給可以說(shuō)是無(wú)限的,。對(duì)于特定的產(chǎn)沙區(qū),存在一定的降雨閾值,,當(dāng)降雨條件小于該閾值時(shí),,侵蝕產(chǎn)生的沙量不斷滯存于坡面或局部溝道內(nèi),入黃沙量很??;當(dāng)降雨條件滿足該閾值時(shí),,長(zhǎng)期“零存”的沙量將被大規(guī)?!罢 比朦S,。而淤地壩,、梯田等攔沙工程,,也存在“零存整取”風(fēng)險(xiǎn),。
在長(zhǎng)期枯水枯沙后,,1998年7月,,內(nèi)蒙古鄂爾多斯西柳溝流域迎來(lái)大暴雨,,7月12日,,含沙量達(dá)1350公斤每立方米的洪水入黃河后,,攜帶的泥沙將黃河攔腰截?cái)?,形成一座長(zhǎng)10公里、寬1.5公里,、厚6.27米,淤積量近1億立方米的巨型沙壩,,造成巨大災(zāi)害,。
工作人員在模型黃河小浪底庫(kù)區(qū)斷面進(jìn)行含沙垂直測(cè)量 朱祥攝
大洪水幾率增加
自1982年黃河下游發(fā)生15300立方米每秒洪水后,,黃河已連續(xù)34年未發(fā)生超過(guò)10000立方米每秒量級(jí)的洪水,但風(fēng)平浪靜之中暗藏憂患,。
2016年7月,,屬海河流域,但緊鄰黃河的豫北地區(qū)出現(xiàn)大暴雨,,若這場(chǎng)降雨偏移到黃河流域,,花園口水文站洪峰流量將達(dá)18900立方米每秒。專家指出,,大洪水的發(fā)生有周期性特點(diǎn),,同量級(jí)大洪水,時(shí)間間隔越長(zhǎng),,發(fā)生的概率就越高,。1958年黃河下游發(fā)生22300立方米每秒的大洪水,屬于60年一遇洪水,,距今已59年,;1982年黃河下游發(fā)生15300立方米每秒的大洪水,屬于30年一遇洪水,距今已35年,。
黃河中游具有暴雨頻繁,、強(qiáng)度大的特點(diǎn)。1977年內(nèi)蒙古烏審旗降特大暴雨,,降雨中9小時(shí)雨量達(dá)1400毫米,。黃河下游所在黃淮海地區(qū)暴雨也相當(dāng)剽悍,1975年淮河流域降特大暴雨,,暴雨中心24小時(shí)雨量達(dá)1060毫米,,洪水造成包括兩座大型水庫(kù)在內(nèi)的數(shù)十座水庫(kù)垮壩。如果當(dāng)時(shí)雨區(qū)稍偏北,,黃河下游將面臨巨大考驗(yàn),。
黃委會(huì)曾測(cè)算,黃河下游有發(fā)生55000立方米每秒大洪水的可能,。專家指出,,雖然水土保持對(duì)黃河下游減水減沙效果明顯,但從歷史上特大洪水形成過(guò)程看,,降雨所起的作用處主導(dǎo)地位,。
結(jié)合現(xiàn)在的地形地物分析,下游大堤一旦決口,,洪水泥沙災(zāi)害影響范圍涉及冀,、魯、豫,、皖,、蘇五省110個(gè)縣(市),總土地面積約12萬(wàn)平方公里,,人口超過(guò)1億,,耕地面積1.12億畝。而且,,歷史上黃河大堤汛期決口后,從未有當(dāng)即堵復(fù)的先例,。
蘭考東壩頭被稱為黃河“最后一彎”,,風(fēng)平浪靜的黃河舒緩流過(guò),不見(jiàn)一絲桀驁與狂暴,???855年,黃河就在此處決口改道,,形成現(xiàn)在流路,。此前600多年間,黃河長(zhǎng)期侵奪淮河流路,,自江蘇大豐入黃海,。從公元前602年至1855年,,黃河共大改道5次,在黃淮海平原上完成了由北向南,、幅度達(dá)25萬(wàn)平方公里的扇形擺動(dòng),。專家指出,依照黃河當(dāng)前流路特征,,一旦決口,,可能引發(fā)改道,其災(zāi)禍難以承受,。
山東鄒平縣黃河防汛隊(duì)員在黃河岸邊巡視(2014年7月7日攝)董乃德攝