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[科普中國]-黃河治理

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黃河已經(jīng)是一條被人類深刻影響和干擾的河流,未來應(yīng)如何治理,才能既保障區(qū)域經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展,又能保障這條古老而又偉大的河流生生不息,造福于人民,這是一個值得深思而又亟待解決的重大課題,也是制定國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃的重要內(nèi)容。未來黃河治理的核心難題有三個: 一是黃河的巨量泥沙如何處理和利用,這是黃河難治的癥結(jié),它不僅關(guān)系到黃河的防洪安全,也關(guān)系到水土流失的治理和水資源的開發(fā)利用。 二是依據(jù)黃河水資源的變化,有效解決國民經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展,以及維持河流生命對水資源的需求。 三是如何保護和改善黃河的生態(tài)環(huán)境。解決這三個問題的關(guān)鍵是:合理配置,高效利用,有效保護,增水減沙。

黃河問題水資源浪費驚人黃河流經(jīng)了我國北方重要的農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū),農(nóng)業(yè)灌溉用水即占全河流用水總量的90%以上,而引黃渠每立方米水費僅為3.6厘錢,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于供水的生產(chǎn)成本,如此低廉的水價自然難以喚起人們的節(jié)約用水意識。黃河流域共有水澆地500萬公頃,農(nóng)業(yè)灌溉仍然主要采用大畦漫灌、串灌等原始灌溉方式,一些灌區(qū)每公頃地年均毛用水量竟然高達60立方米,粗放經(jīng)營的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式使黃河水資源的有效利用率不及40%,水資源浪費程度令人觸目驚心。

水體污染嚴(yán)重隨著人口的劇增、經(jīng)濟的發(fā)展,黃河流域水污染程度逐年加重,水體質(zhì)量的明顯下降既影響了人體的健康,也降低了黃河水資源的開發(fā)利用率,"水荒"矛盾更加尖銳。

溫室效應(yīng)二氧化碳等溫室氣體產(chǎn)生的溫室效應(yīng),加速了氣溫的升高,蒸發(fā)量增大,降水減少,干旱加劇。

海洋沙漠化每年大約有18億噸的石油通過海上運往消費地。由于運輸不當(dāng)或油輪失事等原因,每年約有180萬噸石油流入海洋。另外,還有工業(yè)過程中產(chǎn)生的廢油排入海洋。有人估計,每年傾注到海洋中的石油量達200萬噸~1500萬噸,其中一部分形成油膜浮在海面上,抑制海水的蒸發(fā)。使參與水汽輸送的水量減少。同時又減少了海面的潛熱的轉(zhuǎn)化,使海洋減小了調(diào)節(jié)氣候的作用,產(chǎn)生"海洋沙漠化效應(yīng)"。尤其在20世紀(jì)70年代以來,在我國近海越來越顯著,直接影響我國的氣候、降水,使我國降水量有所減少。

成因淺析地上河由于黃河中游流域內(nèi)的水土流失,黃河攜帶了大量來自黃土高原的泥沙沖出三門峽。下游流經(jīng)華北平原,比降平緩,河床寬坦,水流緩慢,河水的動能不足以輸送攜帶的大量泥沙,河床不斷淤積成為世界上著名的地上河。歷史上黃河下游曾經(jīng)多次改道,宋代時奪衛(wèi)運河、海河入海,金代-清代的660年間奪淮入海留下了今天十分著名的廢黃河。

由于黃河下游的河床不斷淤高,使該段黃河既沒有支流匯入,也得不到兩岸地下含水層的水源補給,反而要用河水下滲補給地下含水層,越是干旱越是下滲嚴(yán)重。在新中國成立以后,出于百廢待興的生產(chǎn)生活要求,黃河中上游流域內(nèi)修建了大量水利工程,雪上加霜的是氣候也在50年代起趨于干旱。截水工程的增多和降雨的減少,終于導(dǎo)致沒有區(qū)間補給的黃河下游出現(xiàn)頻繁的斷流。

氣候變化黃河流域近年來降水量減少是黃河斷流的最主要的自然原因,而降水又直接受氣侯變化的影響。

太陽輻射是地球氣候的能源,所以太陽輻射輸出量的改變勢必導(dǎo)致地球氣候的變化黃河河床。根據(jù)觀測,20世紀(jì)70年代開始,太陽輻射量在不斷增強,地球氣溫不斷升高,蒸發(fā)加強,使我國黃河流域乃至華北、西北地區(qū)更加干旱。

根據(jù)觀測分析發(fā)現(xiàn),亞洲東南部的季風(fēng)氣候與太陽黑子的11年周期有一定的相關(guān)性。一般情況下,在太陽黑子極值年附近,我國地面大氣環(huán)流中的季風(fēng)成分大于行星風(fēng)成分。20世紀(jì)90年代中期,處于太陽黑子兩個極值年之間,所以,我國的季風(fēng)勢力較往年減弱,尤其表現(xiàn)在黃土高原和華北地區(qū),使季風(fēng)降水雨帶多徘徊于長江中下游地區(qū),造成我國華北干旱顯著(如1997年黃河斷流最嚴(yán)重)。

黃河斷流期之間是比較溫暖的大間冰期。在第四紀(jì)大冰期中,又分為幾個亞冰期和亞間冰期,而當(dāng)今世界處在第四紀(jì)的亞間冰期,氣溫逐年上升,降水量逐年下降,尤其在黃河流域,出現(xiàn)干旱氣候。黃河河南花園口以上流域1990年~1995年間平均降水量減少12%。

地表氣候受太陽輻射的影響。太陽輻射除受太陽本身變化影響外,到達地球的部分也受大氣透明度的影響?;鹕交顒訉Υ髿馔该鞫鹊挠绊懽畲?,火山爆發(fā)噴出的灰塵能強烈地反射和散射太陽輻射,而對地面發(fā)出的長波輻射卻沒有顯著影響。據(jù)計算,火山塵埃散射太陽輻射的能力比散射地面長波輻射大30倍,塵埃反射太陽輻射的作用比大氣分子強得多。根據(jù)實測結(jié)果,火山活動較多的年份,相應(yīng)地到達地面的太陽輻射也較少。1912年以后至20世紀(jì)90年代,北半球火山活動相對較少,大氣混濁程度減少,可以吸收更多的太陽輻射。因此氣溫增高,形成一個溫暖期,蒸發(fā)加強,氣候變得干燥。

流域狀況黃河流域大部分屬于干旱、半干旱的大陸性氣候區(qū)。多年平均降水量476毫米,降水年內(nèi)分配不均,大約60%的降水量集中在6月~9月。徑流的補給主要靠降水,因此年內(nèi)分配不均勻,且年際變化大,天然河川徑流量658億立方米,實測年徑流量431億立方米。干流最大年徑流量與最小年徑流量的比值為2~3。降水量本來就不充沛,水資源不足,進入溫暖期后蒸發(fā)加強,降水減少,旱情加重,水資源供求關(guān)系更加吃緊。最終導(dǎo)致黃河斷流現(xiàn)象出現(xiàn)。

嚴(yán)重危害黃河下游1972~1996年因斷流和供水不足造成工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟損失累計約268億元,年均損失逾11億元。90年代,由于斷流日趨嚴(yán)重,年均損失已達36億元。農(nóng)田受旱面積累計470萬公頃,減產(chǎn)糧食986億公斤。勝利油田因減少注水,減產(chǎn)原油數(shù)十萬噸。黃河水每年給山東帶來的經(jīng)濟效益達100億元,由于斷流而影響了山東經(jīng)濟發(fā)展,1997年那次歷史上持續(xù)時間最長的斷流,給山東省造成上百億元的直接經(jīng)濟損失。濱州地區(qū),僅1992~1998年的7年間,由斷流和污染造成工農(nóng)業(yè)損失158億元,其中農(nóng)業(yè)損失4億元,全區(qū)還投入抗旱資金35億元。黃河斷流使三角洲面臨嚴(yán)重水資源危機,將直接影響可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施。黃河斷流,也打亂了人們的正常生活和工作秩序,山東東營、濱州、德 州等城市經(jīng)常由于供水不足,采取限時限量供水。

黃河治理1.植林種草,綠化大地,改善局部氣候 植林種草,擴大植被覆蓋率,發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟,資源開發(fā)與水土保持相結(jié)合,涵養(yǎng)水源,保持水土,防止水土流失,改善局部氣候,減少洪水危害,增加土壤肥力,增加地下徑流。

2.控制人口數(shù)量,提高人口素質(zhì) 黃河流域應(yīng)重視對人口增長的有效控制,同時促使公民自覺地保護環(huán)境與水資源,合理用水,節(jié)約用水。

3.統(tǒng)一規(guī)劃、協(xié)調(diào)開發(fā)黃河水資源 統(tǒng)一管理、統(tǒng)籌編制黃河水資源利用與調(diào)度方案,兼顧各地情況,充分發(fā)揮大型水利工程樞紐作用,攔蓄洪水調(diào)節(jié)徑流。

4.加收水資源使用費,促進節(jié)約用水 實施水資源有償使用制度,依法征收水資源使用費,適當(dāng)提高水價,以刺激人們的水消費觀念,喚醒節(jié)水意識,避免或減少水資源的浪費。

5.調(diào)整流域內(nèi)的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu),減少用水量 在流域內(nèi)大力培育推廣耐旱作物,使灌溉用水量減少。

6.科學(xué)種田,實施節(jié)水灌溉新技術(shù) 管灌、噴灌、滴灌、滲灌是國際上一致公認(rèn)的節(jié)水灌溉新技術(shù),節(jié)水灌溉每公頃農(nóng)田用水量僅為傳統(tǒng)灌溉用水的1/5。黃河流域耕地面積寬廣,傳統(tǒng)灌溉方式普遍,節(jié)水灌溉新技術(shù)有著廣闊的市場,其節(jié)水潛力相當(dāng)可觀。這不僅要在黃河中下游推廣,更應(yīng)在黃河用水大戶的寧夏平原和河套平原推廣。

7.加強污水的凈化處理工作,提高水資源的重復(fù)利用率 提高水資源的重復(fù)利用率是工業(yè)節(jié)水的重要手段,努力搞好污染水體的凈化處理工作,盡可能地提高工業(yè)用水的重復(fù)利用率,節(jié)約用水。

8.南水北調(diào),跨流域調(diào)水 南水北調(diào),引長江水進入黃河是解決黃河流域水資源緊張狀況的重要措施。

9.更新工業(yè)和交通設(shè)備 設(shè)計出吸熱存熱新器械,使交通和工業(yè)中釋放出的熱能被再利用。減少人為熱釋放,降低陸地上空氣的干燥度。

10.減少洋面浮油 通過有效措施,回收利用廢油,合理運油,減少入海石油。設(shè)計"洋面吸油器",對洋面定時"清掃"浮油,以減弱海洋沙漠化現(xiàn)象。

11.減少二氧化碳排放 普及使用太陽能、地?zé)岬惹鍧嵞茉?,減少排放CO2,減緩"溫室效應(yīng)"的作用,降低空氣干燥度。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

張靜 - 副教授 - 西南大學(xué)