溪流笔谈▏黄河流域的缺水现状与隐忧，如何解破？

“黄河流域生态保护和高质量发展面临的最大矛盾是缺水。”这是中国科学院院士、中国科学院生态环境研究中心江桂斌研黄河流域协同科技创新大会上究员在黄河流域协同科技创新大会上说的一句话。
. Y- n7 K& X" e3 l7 ^支撑江院士观点的是一组现实数据：黄河上中游大部分地区位于400毫米等降水量线以西，多年平均降水446毫米，仅为长江流域的40%；水资源总量647亿立方米，不到长江的7%；水资源开发利用率高达80%，远超40%的生态警戒线。
# z7 \6 N* I2 _9 Y6 g中国科学院院士、武汉大学教授夏军也表达了这一观点：“黄河水安全的突出特点是：水旱灾害、水资源短缺、水沙异源、泥沙问题、悬河、断流、环境和生态交织一起，制约经济社会发展。”
人们常说“靠山吃山、靠海吃海”，背靠着黄河居然缺少，估计多数人想不到。按最新有关统计，黄河流域地表水开发利用率和消耗率已达86%和71%，远超黄河水资源承载能力，缺水已是黄河面临的最大挑战。

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黄河走向图

Vol .1
$ p" B4 ~' P( K0 V  J- x' o! u黄河全长5464公里，流域面积75万平方公里，以只全国总量2%的水资源，承载了全国9%的人口，灌溉着全国15%的耕地，承担着流域60多个地级行政区、300多个县级行政区及晋陕宁蒙地区能源基地、中原和胜利油田等水源保障。
黄河是我国北方唯一横贯东西的巨川大河，是西北、华北的“生命之泉”。其天然径流量排在长江、珠江、松花江、淮河之后居第五位，仅为长江的6%，却以占全国河川径流量2%的有限水资源，灌溉了全国13%的粮食产量，保障了全国14%的GDP产值，养育了占全国12%人口的60多个大中城市、340个县。
' }, h2 Y+ M) Y5 d0 M9 C' A2 ^早在1987年，国务院就批准了《黄河可供水量分配方案》，该方案分配基数采用的黄河天然径流量为580亿立方米。然而，相关的水资源调查显示，黄河天然径流量已不足500亿立方米；据预测，到2030年，黄河天然径流量还将减少20亿立方米。
& G2 _/ D" E" H对黄河中游11个子流域研究发现，随着植被增加，蒸腾散发上升，大量可利用的呈液态、固态的水资源——蓝水被转化成以气态或分子态存在于大气和土壤中的绿水。与1980年至1999年相比，2000年至2013年蒸腾散发的绿水增加8.6%，径流减少幅度近20%。
另外，有的城市“拦河筑坝”，把河水“圈”在城内；有的城市耗巨资“挖地造湖”引水造景。在水资源紧缺的华北、西北一些城市，近年来出现大造城市景观水之风，这些北方城市年均蒸发量超过降雨量一倍，一些西北城市甚至超十倍。
再次，从1980年到目前，黄河流域地下水开现象严重，由93亿立方米上升到137亿立方米，增幅达47%。地下水超采面积达1.59万平方公里，其中山西就达1.05万平方公里。严重超采面积占总面积78%，形成十个巨大漏斗。
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黄河流域图

据有关统计资料，在2017年，黄河流域用水总量395.6亿立方米，占全国总用水量的6.5%。其中，农业用水273.2亿立方米，工业用水56.8亿立方米，生活用水48.3亿立方米，人工生态环境补水17.3亿立方米，各自占总用水量比值分别为69%、14%，12%和4%，农业用水占比重最大。
从总取水量看，内蒙古取水最多，在2008～2017年间，年均取水101亿立方米，占黄流流域取水总量的19.4%，这一比例与黄河流域面积比例（19%）基本一致。山东虽然是流域面积最小的省份，仅占黄河流域面积的1.6%，但年均取水量92亿立方米，占黄流流域取水总量的17.7%。
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左图为黄河支流洛河岸边的农民在抢种水稻；右图为游客在山西平陆黄河湿地自然保护区观赏大天鹅

Vol .2
( Q' G: l! k; Y4 C) j3 ?黄河断流听说过吗？从1972年开始到1996年的25年间，有19年黄河都出现了断流现象，平均4年3次断流，1987年后甚至连年出现断流现象，1996年黄河入海口附近的利津水文站一年之中经历了7次断流，时长达136天，1997年断流天数更达到了226天，直到2000年小浪底水利枢纽工程竣工，黄河断流现象才得到遏制。
黄河断流是有它自身的原因的，因为黄河是一条季节性非常明显的河流，每年的夏秋季节降雨量增大，黄河河水增多，但是冬春季节降雨量少黄河河水就少，这方面黄河要比长江明显很多，同时由于黄河流域都处于北方干旱半干旱地带，而且黄河流域人口非常密集，中下游用水量非常大，而黄河的水量又很少，只有长江水量的1/18，造成断流现象也就不稀奇了。
自小浪底水利枢纽投入运营以来，黄河已经连续多年不断流，先后完成7次引黄济津、12次引黄济青、5次引黄济淀等跨流域应急调水任务；还实现了黄河下游连续13年安全度汛，基本解除了黄河下游凌汛威胁，并有效改善了下游地区的生态环境。

                               
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小浪底水利枢纽

6 k7 N5 v) Y$ [& ]" t! X9 U/ F6 f/ M0 `尽管黄河不断流，但实际上，从20世纪70年代以后开始，黄河整体的入海年径流量就呈现出逐渐减少的趋势，从575亿立方米减少到后来的313亿立方米、284亿立方米、187亿立方米，这不过是几十年时间而已，黄河入海径流量衰减过半，然后就出现了严重的断流现象。
黄河流域“极度缺水”可以说是名副其实，并没有一丝一毫的夸张成分，这一点也可以从整个流域的水资源量和人口数量看出来：黄河流域耕地面积能占到全国总量的15%，人口能占到全国总量的9%，但整个流域的水资源量却只有全国总量的2%左右。
也就是说，黄河流域的水资源人均以后，其占有量只能达到全国平均水平的27%，并且，从近百年的趋势来看，黄河径流量还呈现出持续下降的大趋势。
黄河在7月到9月的时候，的确容易发生洪水，但这是暴雨频繁、强度又大导致的，尤其是黄河中游河道，连续几天时间的降雨量累计能达到几千毫米，再加上还有不少支流要汇入进来，然后就成了黄河下游洪水的主要来源区。
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黄河下游为举世闻名的“地上悬河”，上个世纪70年代以来，由于来水减少、黄河下游主槽河淤积加重，开始出现“悬河中的悬河”。目前，黄河下游河段已全部为“二级悬河”，较为严重的“高悬”河段达300多公里。
  y2 n$ \" e0 S7 g  L  ^黄河是一条高含沙的河流，沙土随着河水的流动而逐渐在河道中淤积，使得黄河下游（郑州以下）的河底平均高于河外地面，形成著名的地上悬河，称为一级悬河。新中国成立以来，在黄河上游建设了多座水库，使得黄河多年来保持中小水流下泄，河水长期不靠岸，只在河中间相对较小的范围内流动，由于黄河的泥沙特性，它是一条会在滩区滚动的河流。
近年来，生活在黄河滩区的群众又在水中修建了许多控导工程，限制它的滚动，使河水在一条相对固定的狭窄的范围内流动，我们称它为主河槽。泥沙的淤积范围也随着水流范围的缩窄而受限，只淤积在主河槽内，逐渐使主河槽不断抬高。二级悬河就是指东坝头以下河段中主河槽的河底又平均高于河中滩面的情况。
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黄河下游防洪工程体系图

二级悬河的特点是黄河滩面高于背河地面，主河槽又高于河道内的滩地，大堤根脚处最低洼。在正常水量情况下，黄河通过河道中的河槽走水。过去，黄河携带的泥沙30%淤在槽里，70%淤在滩上。可近年来，黄河泥沙90%淤在槽里，造成“槽高、滩低、堤根洼”的“二级悬河”状况。在“二级悬河”条件下，一旦发生较大洪水，将造成重大河势变化，产生横河、斜河、滚河，黄河主流将直冲大堤，增大了“冲决”和“溃决”的危险。

                               
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2020年黄河龙门站逐月实测径流量与输沙量

/ p: O( E: ]2 C! D" u( g9 y黄河洪水泥沙灾害影响范围，涉及冀、鲁、豫、皖、苏五省的24个地区（市）所属的110个县（市），总面积约12万平方公里，耕地1.1亿亩，人口约9064万人。就一次决溢而言，向北最大影响范围3.3万平方公里，向南最大影响范围2.8万平方公里。
! v) i* @4 l$ C, p& R目前，由于工农业用水增加和上游水库大量拦蓄汛期水量，使进入宁蒙河段的水沙关系恶化，造成河道淤积抬高、主槽淤积萎缩、行洪能力下降，宁蒙河段已成为黄河干流又一段“地上悬河”。河道淤积，将使现状河防工程的防洪标准不断降低，河道形态恶化又导致主流摆动，严重威胁河防工程的安全。

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黄河下游堤防决溢可能波及范围

9 g6 |  r2 g  T3 A* C过去的黄河是水少沙多，目前的黄河是水少沙少，但随着二级悬河不断发育，黄河下游发生堤防溃决的风险就会加剧。近十多年来，由于黄河来水持续偏枯，河槽泥沙淤积加重，河道内又出现了3至5米高的“悬河中的悬河”，给防洪造成巨大压力。
+ ]' U5 \' o4 F, F' o( ^. I- ~也就是说，黄河流域地质灾害较多，一方面有地理位置的原因，另一方面也有人类活动带来的影响。中国地质调查局有这样一组数据：黄河流域有20.3万平方千米的地方地质灾害风险极高，37.5万平方千米的地方都在高风险区域内。而且，黄河流域本来就有不少矿山，因为采矿而形成的塌陷区就超过三十万公顷，还有184.8亿吨的固体废弃物。
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8 w( y1 v. R! F3 {近几十年来，我国在黄河治理上下足了功夫，首先就是黄河两岸的生态修复，像当时入黄泥沙量超8亿的陕西省，如今就减少到了2.6亿吨（2020年的实测数据）。
至于如何解决黄河流域水资源匮乏问题，有关专家表示，黄河流域的生态保护尤为重要，生态修复和生态地质研究要同步进行，黄河不同河段的生态环境存在差别，比如让黄河源区生态系统的稳定性提起来，就能让生态系统的循环能力增强。对于黄土高原上的水土流失区域，那就继续进行水土保持工作，尤其是晋西南、陇东和渭北这些区域。
% K& }7 c$ l& U2 T! H中国科学院生态环境研究中心江桂斌院士认为：黄河流域生态类型多样，农牧业基础好，能源资源富集，文化根基浓厚。为此他建议，应该在发挥上述优势的同时，坚持绿色发展，生态保护优先；推动黄河区域生态保护与高质量发展；保护与修复黄河三角洲湿地生态；协调创新，科技引领。
: W. H; j# g. r* U3 h5 l当然，不管是植树造林、修复滩区生态，还是禁止过度放牧和完善沙区生态防护体系，外表看上去是在对生态环境进行修复，实际上也会对黄河流域的水资源情况带来改变。除此之外，冻土消融和冰川面积缩小，同样也会对黄河的地表径流量产生影响。
对此，也有专家表示，应该从长江引水。甘肃省社会科学院院长王福生建议，在黄河黑山峡河段开发工作中，通过实施南水北调西线工程特别是河西走廊线路，可以为黄河中下游补水，保障生态和生产生活用水，缓解地上“悬河”。
+ {% ^, F, f/ ~他认为，目前，西北各省区面临共同的水资源总量严重短缺的困难，建设区域内调水或水电工程，只会产生矛盾，解决不了根本问题。“所以，黄河流域现在的主要问题是缺水而不是缺坝，亟待用增量办法化解矛盾。”
对此他建议，将黑山峡河段的开发与南水北调西线工程统筹考虑，南水北调西线工程实施后，需要同时考虑引水进河西的线路，为河西走廊内陆河进行补水，辐射新疆、内蒙古等地，可使拥有2亿亩荒地的河西走廊实现再造。如果不能通过上马南水北调西线工程，解决增量水源，仅是在黑山峡建设高坝，其结果只能是局部区域在改造荒漠、增加灌区、改善生态环境等方面受益，而在上游、下游的更大区域产生更多尖锐问题。
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南水北调线路示意图

2 f( L+ a2 c. G& o; T  h黄河流域的水资源开发利用率已经很高，要知道一般河流的生态警戒线是40%，但从2001年到2019年的统计数据来看，黄河流域的水资源开发利用率已经达到80%，部分平原地区的地下水开采量更大，能占到可开采量的92%。
也就是说，黄河流域不仅面临水资源本来就匮乏的问题，水资源利用率持续上升也让供需矛盾进一步扩大，而黄河流域除了有不少重点能源化工基地以外，还是重要的农产品主产区，全国三分之一左右的肉类和粮食都从这里产出。因此，黄河流域要想持续高质量发展，就必须破解目前的缺水现状。
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地处内蒙古磴口县刘拐沙头的黄河

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