一、近年來黃河水沙量減少的主要原因
對(duì)于近年來黃河流域水沙量減少的原因,目前存在兩種不同的認(rèn)識(shí),一種認(rèn)為主要是流域降水量偏少,特別是中游多沙地區(qū)大雨、暴雨頻次偏少及量級(jí)偏小造成的,而水利水保作用居于次要地位；另一種認(rèn)為是水利水保措施發(fā)揮了主要作用.
筆者認(rèn)為,近年來黃河水沙量減少的原因,在中、小雨的情況下水利水保措施有一定作用,但更主要的因素是大雨、暴雨量的減少.據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),黃河河口—龍門區(qū)間20世紀(jì)80年代后期較70年代以前大雨次數(shù)減少了26.2%,暴雨次數(shù)減少了53.2%,而近十余年來大雨、暴雨次數(shù)減少得更多.黃河中游大部分屬超滲產(chǎn)流地區(qū),由于大雨、暴雨的減少,進(jìn)入黃河的水量亦隨之減少,同樣是100毫米降雨量分為5天降下與1天降下其入黃水量將有很大差別,在這里降雨強(qiáng)度應(yīng)起到很大作用.暴雨的減少,意味著洪峰流量的減少,其對(duì)黃土的沖蝕能力減少,沙量亦隨之減少.
1997～2007年潼關(guān)平均來沙量僅為4.16億噸,最大輸沙量為1998年的6.61億噸,最小輸沙量為2006年的2.47億噸；平均最大洪峰流量僅3440立方米每秒,最大為1998年的6500立方米每秒,最小為2004年的2140立方米每秒.而1996年來沙量達(dá)11.4億噸,洪峰流量為7400立方米每秒,該年主要為黃甫川、窟野河等多沙粗沙地區(qū)普降暴雨,形成黃甫川黃甫站洪峰流量達(dá)5900立方米每秒,窟野河溫家川站洪峰流量達(dá)9800立方米每秒,并形成干流龍門站洪峰流量達(dá)10600立方米每秒.而在1994年來沙量即達(dá)12.4億噸,洪峰流量為7360立方米每秒.該年8月份河口—三門峽區(qū)間連降三次暴雨,雨區(qū)主要分布在無定河、延河、北洛河,龍門最大洪峰流量為11100立方米每秒.以上兩年與前述之11年枯水段僅相隔幾年,其水利水保措施不會(huì)有很大改變,據(jù)此也可以說明主要是降雨強(qiáng)度與落區(qū)形成了該兩年與1997～2007年輸沙量的巨大差別.
又從系列資料中可知,2002年是陜縣（三門峽）自1919年建站近90年來年徑流量僅次于1928年的特枯水年,即使在這種情況下,局部地區(qū)發(fā)生大暴雨仍可在該地區(qū)形成歷史特大洪水和輸沙量.2002年7月,河口—龍門間支流清澗河發(fā)生大暴雨,子長站24小時(shí)降雨量達(dá)274.4毫米,子長站流量達(dá)5500立方米每秒,是自1953年建站以來實(shí)測第二大洪峰；清澗河年徑流量和輸沙量分別達(dá)2.39億立方米和1.08億噸,分別是水土保持治理后1970～1997年均值的1.7倍和3.4倍.
另外,1994年8月31日,北洛河也發(fā)生了一次特大暴雨,吳旗站次暴雨量達(dá)214毫米,吳旗、劉家河、（氵狀）頭三站洪峰流量分別達(dá)7010立方米每秒、8030立方米每秒和6260立方米每秒,其中（氵狀）頭站洪峰流量系自1932年設(shè)站70余年來的最大值.
以上情況可以說明,黃河中游地區(qū)20世紀(jì)70年代以后水利水保措施對(duì)減水減沙起到一定作用,但更主要的應(yīng)是大雨、暴雨的發(fā)生幾率及量級(jí)較前期明顯減小,其中局部地區(qū)一旦發(fā)生大暴雨,則可能產(chǎn)生歷史上最大洪峰流量和輸沙量.
二、對(duì)今后一段時(shí)期黃河來沙量有關(guān)問題的思考
由于世界范圍氣候變暖,一些研究成果對(duì)國內(nèi)今后不同地區(qū)降水與徑流變化趨勢作了研究和預(yù)估,因此我們首先應(yīng)該結(jié)合這些研究成果對(duì)黃河流域未來一個(gè)時(shí)期內(nèi)的水沙變化趨勢作出定性估計(jì).由科技部、國家氣象局、中科院等單位于2007年編制出版的《氣候變化國家評(píng)估報(bào)告》中提到,21世紀(jì)中國年降水量將可能明顯增加,增加幅度將可能達(dá)到11%～17%,但不同地區(qū)降水量變化的差異較大,其中西北、東北和華南可能增加更多,而環(huán)渤海沿岸和長江口地區(qū)可能變干；未來20年中國夏季降水存在著由南澇北旱型向南旱北澇型轉(zhuǎn)變的可能性.根據(jù)以上研究成果,黃河流域應(yīng)屬降水量增加地區(qū).
但是,將此研究成果轉(zhuǎn)化成水沙的定量值還有一定困難,鑒于此還是應(yīng)以歷史實(shí)測資料反映的水沙變化規(guī)律作為分析今后水沙變化的基本準(zhǔn)則,但應(yīng)考慮由于天氣變暖降水量可能有所增大的因素.黃河流域水沙基本變化規(guī)律就是水沙量以豐、平、枯周期往復(fù)出現(xiàn).根據(jù)這一規(guī)律,近十余年來水、來沙量的大幅度減少也應(yīng)是歷史周期中的一個(gè)階段,筆者認(rèn)為這個(gè)階段不會(huì)一直延續(xù)下去.歷史上黃河流域1922～1932年連續(xù)枯水枯沙段過后,即出現(xiàn)1933年特大洪水,陜縣最大洪峰流量達(dá)22000立方米每秒,輸沙量達(dá)39.1億噸,二者都是1919年設(shè)站90年以來的最大值.1969～1975年6年連續(xù)枯水段以后,僅隔一年,1977年河口—龍門區(qū)間7月、8月間發(fā)生三次大暴雨,其中第一場暴雨造成7月6日延河流域甘谷驛站洪峰流量為9050立方米每秒的特大洪水,較1917年歷史調(diào)查洪峰流量6300立方米每秒高出2800立方米每秒；潼關(guān)站出現(xiàn)了年輸沙量達(dá)22.4億噸的大沙年.1942～1959年,陜縣站實(shí)測輸沙量均值即達(dá)17.5億噸,其中1954年為26.6億噸,1958年為29.9億噸,1959年為29.2億噸.像這些大沙年連續(xù)出現(xiàn)的情況,在流域規(guī)劃及干流骨干水庫水沙系列設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)占有一定比重.
三門峽水庫1960年運(yùn)用前,1919～1960年實(shí)測多年平均輸沙量為16億噸,在修編黃河流域規(guī)劃中采用現(xiàn)狀條件下,由于水利水保措施減沙4億噸,2010年減沙量5億噸,2020年減沙量6億噸,筆者認(rèn)為對(duì)這一減沙量從歷史角度看可能偏于樂觀,其理由如下：
一是據(jù)前面分析,目前的連續(xù)特枯沙量系列是整個(gè)黃河水沙系列周期中的一個(gè)階段,此枯沙系列主要是中游大雨、暴雨頻次與量級(jí)的減少所形成,水利水保的作用居次要地位.這種減少應(yīng)是氣候波動(dòng)的影響,今后一個(gè)時(shí)期暴雨還會(huì)增加,導(dǎo)致沙量也會(huì)增大.前面提到由于氣候變暖,未來一段時(shí)期內(nèi)黃河流域降水量可能增加,災(zāi)害性大水大沙年也有可能出現(xiàn).
二是現(xiàn)狀水利水保作用下,目前采用減沙量為4億噸,筆者認(rèn)為這4億噸主要是干支流大、中、小型水庫所攔截.據(jù)黃河流域水庫淤積調(diào)查組于1994年編制的《黃河流域水庫泥沙淤積調(diào)查報(bào)告》,對(duì)全流域（不包括山東?。?01座大、中、小型水庫淤積量調(diào)查,截止到1989年水庫淤積量為108.97億立方米,如按30年計(jì),年均淤積量為3.63億立方米.黃河流域大部分水庫修建于20世紀(jì)六七十年代,也就是說,這些水庫至今已攔沙三四十年,不少水庫已淤滿或接近淤滿.寧夏清水河長山頭水庫,總庫容3.05億立方米,20世紀(jì)七八十年代已淤滿,已完全失去防洪減淤作用,其上游的水庫群目前也大部分淤滿,正在除險(xiǎn)加固加大排沙量.涇河上的巴家嘴水庫,總庫容為5.11億立方米,已淤積泥沙4億立方米以上,防洪庫容已不足,目前正加開大型溢洪道以泄洪排沙,完工后,一般洪水泥沙將全部泄往下游,不再具備防洪減淤效能.凡此種種,目前黃河上大量水庫都在除險(xiǎn)加固,措施主要是加大泄洪排沙能力,如果發(fā)生大暴雨洪水,有的水庫除本次洪水泥沙排出庫外,可能還將原有已攔沙量沖出一部分,入黃沙量將進(jìn)一步增加.
三是水利水保措施攔截了部分沙量,但隨著國家近些年各項(xiàng)建設(shè)的實(shí)施,人為水土流失有所加劇.據(jù)黃委水保局初步統(tǒng)計(jì),全流域各項(xiàng)開發(fā)建設(shè)項(xiàng)目已達(dá)2萬多個(gè),擾動(dòng)地表面積達(dá)1.4萬平方公里,棄土棄渣量達(dá)24億噸,每年新增水土流失面積5600平方公里,新增水土流失1.2億噸.以上統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可能較粗略,但近年來礦山、鐵路、公路、輸汽管道的大規(guī)模開發(fā)建設(shè)帶來新的水土流失應(yīng)是不爭的事實(shí).
三、幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)
近年來黃河洪峰流量、沙量減小的主要原因,應(yīng)是中游地區(qū)大雨、暴雨頻度及量級(jí)減小造成的,水利水保措施對(duì)水沙的減小僅起次要作用.
目前的水沙量減小應(yīng)是黃河水沙周期變化中的特枯階段.從歷史資料分析,往往一個(gè)枯水枯沙段過后,隨之而來的是豐水、豐沙年或豐水豐沙系列,陜縣水文站于1942～1959年曾出現(xiàn)連續(xù)18年平均實(shí)測輸沙量達(dá)17.5億噸的事實(shí)值得我們?cè)谶x擇水沙系列中予以關(guān)注.
水利水保措施減沙量中應(yīng)以流域內(nèi)大、中、小型水庫攔沙為主.由于很多水庫已運(yùn)用三四十年,有不少已淤滿或接近淤滿,已失去繼續(xù)攔沙減淤作用；且由于大規(guī)模開發(fā)建設(shè),人為水土流失有一定的增加,因此在流域規(guī)劃中所定現(xiàn)狀減沙4億噸,2010年減沙5億噸,2020年減沙6億噸,可能偏于樂觀,尚應(yīng)近一步深入分析.