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黄河输沙量企稳 “后水土保持”不可松

来源:中国科学报 作者:穆兴民 赵广举 人气: 发布时间:2020-11-26 10:40:50

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黄河晋陕大峡谷 张行勇摄

黄河水沙规律特征,特别是未来水沙情势,是黄河治理的理论基础,也是践行“黄河流域生态保护与高质量发展规划”国家战略的需要。但由于影响黄河输沙量的各因素及其相互作用的复杂性,较难构建一个准确的机理模型,这使得黄河未来输沙量预测依然是一个具有挑战性的科学难题。

黄河输沙量已进入企稳状态

笔者分析了1950~2019年黄河潼关站年输沙量过程及单累积曲线,发现黄河潼关站输沙量近70年来呈阶梯式减少,目前已达到企稳态势。其中1950~1979年、1980~1999年、2000~2019年3个时段年均输沙量分别为14.7亿、7.9亿和2.4亿吨。与首次正式公布的1919~1960年黄河年均输沙量16亿吨相比分别减少了8%、51%和85%。

根据单累积曲线过程并结合黄土高原水土保持与生态修复现状及黄河流域生态保护与高质量发展战略的积极推进,综合判断表明,目前黄河输沙量已经达到并维持企稳态势。

自1997年之后,黄河输沙量单累积曲线斜率逐年变小,这表明,年输沙量累积值的增速整体呈稳定减小态势,也说明黄土高原水土保持措施减沙作用的边际贡献率已逼近最大阈值。

潼关站未来年均输沙量约1.4亿吨

黄河水沙变化趋势是黄河治理的基础性问题,但进行未来几十年水沙量逐年预测并不现实。笔者选择1997~2019年作为黄河未来输沙量预估的参考基准时段,采用经验频率及滑动平均方法,预测未来90%频率年份黄河年输沙量约为1亿吨,未来10%频率年份黄河年输沙量约为5亿吨,未来的年均输沙量约为1.4亿吨。

黄河上中游地区的植被覆盖是影响流域产沙的关键因素。近年来,黄土高原土壤侵蚀强度显著降低,淤地坝几乎处于无沙可淤的状态。黄土高原水土流失区的植被覆盖度自20世纪90年代至2020年显著增加,丘陵沟壑区增加趋势尤为显著。这预示未来在该区难以通过提升植被覆盖度达到大幅降低侵蚀产沙量的效果。

笔者认为,黄河上中游地区水土保持措施整体功能将会继续向好。由于黄河输沙量目前已基本达到一个企稳的新状态,黄土高原的水土保持也应随之进入一个新时代,今后应重视提高植被建设的质量和持续保持水土的能力。

水土保持四对策

为了继续维持黄河输沙量长期较低的状态,实现黄河流域的高质量发展,笔者提出黄土高原水土保持需要采取的四个适应性策略。

一是调整黄土高原水土保持治理空间格局。尽管近20年黄土高原入黄泥沙只有20世纪50年代之前的约15%,但今后仍需要强化对高塬沟壑区、砒砂岩区等水土流失严重区的治理工作,加强水土流失机理及治理措施的研究和试验示范。

二是加强“后水土保持”监管。水土保持工作多属于公益事业,由于长期以来存在重建轻管的问题,使得治理后各项水土保持措施缺乏维护维修资金,制约了各项措施效应的持续有效发挥。如大量老旧的小型淤地坝几近淤满,淤地坝和梯田的管理和维护不到位,存在垮塌致灾风险,这也是暴雨后导致土壤侵蚀及河流输沙突增的主要因素。

三是巩固和提升退耕还林(草)成果。经过20年的政策导向和持续治理,黄土高原基本呈现出沟坡林灌成荫、墚峁芳草铺地的景观特点,水土流失得到有效遏制。但如果对刚刚恢复的、脆弱的林草资源进行不合理开发利用,使林草植被遭到破坏,黄河泥沙将会在很短时间内回归高位。同时,生产中重林轻草的问题还比较严重,盲目还“林”导致的人工林退化以及土壤干燥化问题依然突出。

四是修订和完善水土保持措施建设质量标准,构建完善的水沙调控体系。现有水土保持措施建设标准及投资标准多产生于20世纪80年代,设计标准较低,投资补助不足,所建工程难以抵御全球气候变化背景下的强暴雨事件,需要加强完善。

(作者单位为西北农林科技大学、中科院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,原文发表于《水土保持通报》,记者张行勇删节整理)

(编辑:逍遥客)

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