黄河断流之我见

黄河断流，世人惊心。特别是１９９８年初，中国科学院和中国工程院的１６３位院士联名呼吁“行动起来，拯救黄河”后，黄河断流问题更引起全社会的高度关注。黄河为什么会出现断流、断流带来什么后果，应采取什么措施来解决？成了人们关心的一个热点问题，下面，笔者就这些问题谈点粗浅的认识和看法。１９７２年前，黄河从未发生过自然断流现象。即使在１９２２年到１９３２年持续大旱的年份，下游河道仍有水流。黄河断流从１９７２年春开始，由利津河段首次出现断流。特别是９０年代以来，黄河下游年年都出现断流，以１９９７年最为严重，…     

黄河流域生态系统特征及下游生态修复实践

根据黄河流域地势、地貌和气候、水文、植被等特点,将流域划分为3个生态区和10个生态亚区,在分析各生态分区特点的基础上,初步识别了黄河流域主要生态环境问题。针对黄河下游存在的频繁断流、水环境恶化、河槽淤积萎缩以及河口三角洲湿地面积萎缩等诸多生态问题,分析了黄河水量调度、调水调沙对黄河下游河道生态修复的作用,介绍了河口生态修复工程实践,并提出了黄河河流生态系统修复的方向与目标。     

关注黄河断流及其污染

黄河虽然历史上灾害频仍 ,但黄河断流现象历史上却未见有记载。即使在１９２２～１９３２年持续大干旱的年份 ,黄河下游仍未断流。１９６０年因三门峡工程截流 ,第一次出现黄河下游断流 ,但这次是人为造成的。属于自然断流的最早的记录是１９７２年４月２３日 ,黄河下游利津河段首次出现自然断流 ,１９８５年以后 ,黄河下游年年都出现断流。１９９７年是历史上断流最严重的一年。这一年 ,从２月７日起利津水文站就出现断流 ,是断流时间出现最早的一年。断流河段从河口上至开封柳园口 ,长达７００公里。这一年黄河河口全年有２９５天无水入海…     

无定河流域1956—2009年径流量变化及其影响因素

黄河是中国的第二大河,近几十年,黄河的径流量发生明显变化,分析径流量变化及驱动力,对流域治理及水资源的开发利用、解决水资源的供需矛盾,促进社会、经济、生态可持续发展等具有重要作用,因此分析径流量的变化趋势及驱动力已成为国内学术界的热点话题。无定河是黄河中游重要的一级支流,也是中游区水土保持措施实施最早的流域,因此以无定河流域为例分析黄河中游径流量的变化趋势及原因。论文首先分析白家川站1956—2009年径流量的变化趋势,并采用7种时间序列突变检验方法分析序列的突变点;其次,通过估算不同时期气候变化对径流量的影响,从而分析人类活动对径流量的影响。结果显示:1956—2009年无定河流域径流量显著减少,气候干旱化加剧;径流量时间序列突变发生在1971年和1997年,这与20世纪70年代大规模实施的水保措施及1997年以来的退耕还林等生态修复措施有关;70年代以来人类活动影响是径流量减少的主要原因。     

黄河断流对三角洲附近海域生态环境影响的研究

本文根据多年调查监测数据研究成果，以及经济和社会统计资料，论述了黄河断流的历史与现状，定性定量地评价了黄河断流对三角洲附近海域生态环境的影响，并提出了缓解和预警对策。     

黄河健康生命初探

在分析黄河演变规律的基础上,提出维持黄河健康生命是人类与黄河和谐相处的必然要求,同时黄河健康生命的保障程度决定于人类经济社会的发展水平。针对目前维持黄河健康生命面临的主要挑战,阐述了现阶段治黄工作的基本原则和工作重点,提出目前维持黄河的健康生命首先在于保障黄河自身用水,需要通过全流域节水或跨流域调水对水资源进行合理配置,保障黄河的输沙水量、自净需水量和生态需水量等。另外,减少入黄泥沙和合理布置河道工程也是保障黄河健康生命的重要途径。     

黄河流域氮磷营养盐动态特征及主要影响因素

收集了黄河流域下游主要干流监测站近40a来(氮数据)或20a(磷数据)来的水质数据,同时,收集了流域各省人口、氮肥磷肥施用量(折纯)及工业废水排放量等数据,研究了黄河氮磷营养盐通量(或浓度)的多年变化趋势,并统计了水质变化与流域人口、化肥用量和工业废水排放量等社会经济指标的关系.结果表明,黄河氮输送通量近40a来有不断升高的趋势,但1990s后期受黄河断流影响有明显下降;同时,由于下游引黄灌区大量取水使得花园口-利津之间的氮通量相对入海口的氮通量为负值.黄河总磷含量在一定范围内波动,没有呈现趋势性变化,受断流影响1990s后期总磷含量值也明显减小.进一步分析表明,黄河氮输送通量的变化主要受流域内人口、氮肥施用量的影响,而与工业废水排放量没有统计上的相关性;黄河总磷含量和流域人口、磷肥施用量和废水排放量均无相关性,而与黄河水体中悬浮物含量显著相关.回归分析结果表明,黄河水体悬浮物中的总磷含量为0.54g·kg-1,与黄土高原总磷背景值十分接近.由于黄河悬浮物主要来自黄土高原,故判断黄河总磷输送的主要影响因素是黄土高原的水土流失.查明黄河流域氮磷输送量多年变化情况和主要影响因素可为流域和海域污染控制及负荷分配提供依据.     

25年直接经济损失268亿元

被誉为中华民族母亲河的黄河,由于种种原因,近年来断流频率不断增加,断流现象日趋严重。“连续长时间的黄河下游断流问题应视为我国的心腹之患。”中国工程院院士沈国舫如是说。为此,去年4月8日—14日,水利部、国家计委和国家科委共同组织专家,聚会黄河入海口处的广东省东营市,寻求解决黄河断流问题的对策。     

黄河流域河水氮污染分析

通过对黄河水系干、支流1980－1990－1997－1999年河水氮污染水质监测数据进行分析，发现：（1）自流域上游至下游，各主要支流河水氮污染有增加的趋势，造成干流河水氮污染沿程亦呈增加的趋势；（2）点污染对黄河干、支流河水氮污染的贡献较大，但在1990－1997年间，流域河水氮污染的点源／面源之比有降低的趋势，干流潼关站河水中总氮的点源与面源之比由1990年的2．7降至1997年的1．8；（3）黄河干、支流河水氨氮、总氮的含量在1980－1990－1997－1999年间存在明显的加速上升趋势，主要是由流域废污水排放量和氮肥施用量的增加所致。     

黄河沿岸地带水资源短缺的症结与对策探讨

20世纪90年代以来,黄河多年持续断流,已经严重影响到沿岸地带社会经济发展和人民生活。论文针对黄河水资源短缺矛盾的主要症结,即社会经济发展造成需水量猛增;水资源利用效率低下,浪费严重;缺乏完善的水资源管理体系和制度;水质污染严重;水利工程调蓄能力不足等方面,提出几点缓解水资源矛盾的建议与对策:①建立完善的市场经济机制,包括对水资源实行资产化管理,建立有偿使用制度、利益补偿机制、改革投资体制等;②强化以流域为单元的水资源行政管理和立法监督,促进水资源合理配置和优化调度;③调整产业结构,建立节水型农业、工业以及城市等国民经济体系;④加快实施南水北调工程和水利工程建设等。     

黄河下游流域严重缺水成因分析

阐述了黄河水利枢纽库容及黄河中上游拦水筑坝现状。采用库容径流比,分析了黄河流域拦水筑坝的影响及黄河下游流域严重缺水的原因。总结了黄河流域水利枢纽建设中的经验与教训。提出了改进建议。     

黄河流域主要城市再生水利用状况及潜力分析

研究系统分析了黄河流域9个省(自治区)及68个主要城市的水资源状况、供水用水状况、污水处理与再生利用状况及再生水利用潜力。2020年,黄河流域68个主要城市再生水利用总量为18.1亿m3,预计未来年利用量仍有22.0亿~25.9亿m3的增长空间。黄河流域不同城市再生水利用量和利用率存在明显差异。黄河上游11个城市的再生水利用率在25%以下;中下游20个城市的再生水利用率在30%以下,低于国家规划目标。对于黄河上游兰州、包头等城市,中下游榆林、太原、济源和泰安等城市,需进一步加快推进污水资源化利用,提高再生水利用率。今后需进一步拓展再生水利用途径,特别是提高工业利用水平,加强再生水配置利用规划、再生水利用分类统计等工作。     

湘江流域水环境问题及其综合应对策略

基于历史长系列水文资料统计与水质评价方法,对湘江流域水环境质量时空尺度变化规律进行了分析,并一步明晰了造成水环境问题的主要成因,最后提出了相应的综合应对策略。结果表明,在时间上,湘江流域水质呈不断恶化态势;在空间上,湘江上游水质好于中下游,中游水质污染最为严重。区域气候与江湖关系变化、社会经济发展、水土资源开发等都对湘江流域水环境产生显著影响。为解决湘江水环境问题,在优化调整流域生态水文格局的基础上,进行生态环境友好型水利工程群的布置、建设和联合调度,并制定适合流域水环境特征的政策法规体系。     

黄河河川基流量演化规律及其驱动因子探讨

河川基流量是指地下水补给河川径流的水量。论文首次对黄河河川基流量50年来的时空演化规律和驱动因子做了较为全面的分析。研究表明:黄河河川基流量约占黄河河川径流量的44%,黄河河川基流量对维持健康黄河具有重要意义。受自然变化和人类活动影响,黄河干支流河川基流量50年来总体呈下降趋势;支流基流量变化可划分为双峰型、单峰型、直线下降型3种类型,干流区间基流量主要减少在黄河中游地区。黄河河川基流量具有维持河川径流、维护河流生态、湖泊以及表生生态植被良性发展等多种功能,河川基流量衰减导致湖泊萎缩、表生植被退化、加剧黄河断流等一系列生态环境负效应。通过对驱动因子进一步分析表明,降水量是维持河川基流量的主要来源,其变化影响黄河河川基流量变化趋势。人类活动是黄河河川基流量驱动因子中最活跃的因子,基流量衰减最明显的地区也是人类活动频繁的地区。因此维持健康的黄河必须要对黄河基流量进行科学保护和合理开发利用。     

植被恢复背景下黄河中游及6个典型流域蒸散发及其组分变化格局

植被变化可通过改变下垫面条件的方式,调节植被蒸腾与土壤蒸发的分配比例,进而影响区域乃至全球水循环过程。自20世纪90年代以来,我国开展了大规模的植被恢复工程,全国植被覆盖度得到了极大提高,其中尤以黄河中游最为显著。以黄河中游6个典型植被恢复流域为研究对象,利用PML_V2模型和水文气象数据,验证了该模型模拟植被快速变化环境下的蒸散性能,并分析了2003—2018年间植被恢复工程背景下,黄河中游蒸散发（ET）及其组分（植被蒸腾Ec,截留蒸发Ei,土壤蒸发Es）的时空变化格局。结果表明：（1）对比流域水量平衡ET与PML模型结果,发现该模型在黄河中游具有较好的适用性（NSE >0.6）。（2）Ec对ET的分布格局起着主导作用,蒸散发及其组分的空间格局由夏季风作用下的植被空间分布所控制。Ec与ET的空间分布格局较为相似,Es与其相反。ET、Ec、Ei均呈显著增加趋势,Es则呈显著减小趋势,尤以流域中下游最为明显。（3）植被恢复背景下,黄河中游典型流域的蒸散发及其组分发生了明显的变化。相较于所在流域,流域中植被恢复区ET、Ec、Es、Ei分别偏高2.20%、5.86%、0.86%、7.44%,速率分别偏高-0.51 mm/a、0.55 mm/a、-1.11 mm/a、0.05 mm/a。     

2015年调水调沙期间黄河悬浮颗粒Pb及其稳定同位素组成变化

通过对2015年黄河调水调沙期间利津水文站悬浮泥沙以及小浪底水库表层沉积物的分析,研究了调水调沙期间黄河入海泥沙中Pb元素的含量及同位素组成的变化特征,探讨了其物质来源及对调水调沙进程的响应.结果表明,调水调沙期间黄河入海泥沙Pb元素含量为18.09~28.35μg/g,平均为21.64μg/g,稳定同位素²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb为0.8367~0.8481,²⁰⁸Pb/²⁰⁶Pb为2.0839~2.0997,与黄土等物质较为接近.Pb含量及稳定同位素组成在调水调沙前、后期均较高,而在调水调沙中间主要时段则较低.利津站悬浮泥沙及小浪底水库沉积物中Pb同位素组成均符合黄河源Pb演化规律,但小浪底水库沉积物Pb元素含量较高,部分站位受到了人类活动的影响.调水调沙进程对该期间黄河入海泥沙Pb的变化及来源有着显著影响,在调水调沙前期和后期,水沙通量小,洪水对下游河床冲刷作用弱,Pb受到中上游沉积物来源影响,导致含量和同位素组成较高.在调水调沙中间的主要时段,利津悬浮泥沙与小浪底水库沉积物显著不同,Pb主要来自洪水对下游河床的冲刷,以自然来源为主,未受到人类活动影响.     

黄河中游河龙区间径流量变化趋势及其归因

黄河水沙变化关乎黄河流域生态安全和全流域的高质量发展。近年来黄河水量出现大幅锐减,制约了当地社会经济和下游可持续发展。量化气候变化和人类活动对径流量减少的贡献对于解析黄河水沙变化动因具有重要意义。由于研究尺度和研究方法的不同,径流量变化的因素和影响程度存在较大差异。本文采用MK趋势检验和双累积曲线法系统分析黄河中游河龙区间四个典型流域（皇甫川、窟野河、无定河、延河）1960—2015年间水文要素的变化趋势,利用Budyko水热平衡方程阐明气候变化和人类活动对流域径流变化的作用。结果表明：1960—2015年皇甫川、窟野河、无定河、延河流域径流量均显著下降（P<0.01）,且径流量均在1979年和1999年前后发生突变,而降水量变化不显著。同基准期（1960—1979年）相比,P2时期（1980—1999年）气候变化对径流减少的贡献率达64%~76%;随着退耕还林还草工程的大规模实施,P3时期（2000—2015年）人类活动成为径流减少的主要影响因素,其贡献率达71%~88%。     

黄河中下游表层沉积物中有机氯农药含量及分布

利用GC-ECD检测了黄河中下游干支流23个表层沉积物中的有机氯农药,主要检测出HCHs、DDTs、六氯苯、氯丹等,总含量范围为0.35～22.92 ng/g,其中HCHs和DDTs的含量较高,分别为0.09～12.88 ns/g和0.05～5.03 ng/g.干流中有机氯农药的含量从中游到中下游呈逐渐升高趋势,主要支流中的含量为:新蟒河＞金堤河＞汜水＞伊洛河＞沁河.干流中HCHs含量较海河、珠江、长江和黄浦江明显偏高;DDTs含量与除海河外的其它河流基本相同,但两者均低于国外河流.沿河流区域工业废水和主要支流的汇入、农药的广泛施用所引起的长期残留与风化土壤是黄河有机氯农药污染的主要来源.     

松辽流域水资源区域补偿对策研究

为了促进水资源的可持续利用,在分析松辽流域水资源与水环境现状的基础上,探讨了水资源的区域补偿对策,指出流域上、中、下游的用水量应统一调配,当上游地区超配额使用水资源时,超标使用地区应赔偿下游因此而受到的消极影响;跨区域调水时应对供水区进行资源与环境的补偿;流域上游进行生态恢复与建设,下游应对上游给予受益补偿;建立全流域排污权市场,促使企业产生节约水环境资源的动机,有效控制水环境污染;受益地区和受益者应对蓄滞洪区分洪的损失进行补偿,以实现对流域水资源的利益共享、责任共担。