黃河輸沙量企穩(wěn) “后水土保持”不可松
發(fā)布時間:2020-11-26 14:08:45 | 來源:中國科學(xué)院 | 作者:趙廣舉、穆興民 張行勇 | 責(zé)任編輯:李培剛黃河晉陜大峽谷。張行勇攝
黃河水沙規(guī)律特征,特別是未來水沙情勢,是黃河治理的理論基礎(chǔ),也是踐行“黃河流域生態(tài)保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃”國家戰(zhàn)略的需要。但由于影響黃河輸沙量的各因素及其相互作用的復(fù)雜性,較難構(gòu)建一個準(zhǔn)確的機(jī)理模型,這使得黃河未來輸沙量預(yù)測依然是一個具有挑戰(zhàn)性的科學(xué)難題。
黃河輸沙量已進(jìn)入企穩(wěn)狀態(tài)
筆者分析了1950~2019年黃河潼關(guān)站年輸沙量過程及單累積曲線,發(fā)現(xiàn)黃河潼關(guān)站輸沙量近70年來呈階梯式減少,目前已達(dá)到企穩(wěn)態(tài)勢。其中1950~1979年、1980~1999年、2000~2019年3個時段年均輸沙量分別為14.7億、7.9億和2.4億噸。與首次正式公布的1919~1960年黃河年均輸沙量16億噸相比分別減少了8%、51%和85%。
根據(jù)單累積曲線過程并結(jié)合黃土高原水土保持與生態(tài)修復(fù)現(xiàn)狀及黃河流域生態(tài)保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略的積極推進(jìn),綜合判斷表明,目前黃河輸沙量已經(jīng)達(dá)到并維持企穩(wěn)態(tài)勢。
自1997年之后,黃河輸沙量單累積曲線斜率逐年變小,這表明,年輸沙量累積值的增速整體呈穩(wěn)定減小態(tài)勢,也說明黃土高原水土保持措施減沙作用的邊際貢獻(xiàn)率已逼近最大閾值。
潼關(guān)站未來年均輸沙量約1.4億噸
黃河水沙變化趨勢是黃河治理的基礎(chǔ)性問題,但進(jìn)行未來幾十年水沙量逐年預(yù)測并不現(xiàn)實。筆者選擇1997~2019年作為黃河未來輸沙量預(yù)估的參考基準(zhǔn)時段,采用經(jīng)驗頻率及滑動平均方法,預(yù)測未來90%頻率年份黃河年輸沙量約為1億噸,未來10%頻率年份黃河年輸沙量約為5億噸,未來的年均輸沙量約為1.4億噸。
黃河上中游地區(qū)的植被覆蓋是影響流域產(chǎn)沙的關(guān)鍵因素。近年來,黃土高原土壤侵蝕強(qiáng)度顯著降低,淤地壩幾乎處于無沙可淤的狀態(tài)。黃土高原水土流失區(qū)的植被覆蓋度自20世紀(jì)90年代至2020年顯著增加,丘陵溝壑區(qū)增加趨勢尤為顯著。這預(yù)示未來在該區(qū)難以通過提升植被覆蓋度達(dá)到大幅降低侵蝕產(chǎn)沙量的效果。
筆者認(rèn)為,黃河上中游地區(qū)水土保持措施整體功能將會繼續(xù)向好。由于黃河輸沙量目前已基本達(dá)到一個企穩(wěn)的新狀態(tài),黃土高原的水土保持也應(yīng)隨之進(jìn)入一個新時代,今后應(yīng)重視提高植被建設(shè)的質(zhì)量和持續(xù)保持水土的能力。
水土保持四對策
為了繼續(xù)維持黃河輸沙量長期較低的狀態(tài),實現(xiàn)黃河流域的高質(zhì)量發(fā)展,筆者提出黃土高原水土保持需要采取的四個適應(yīng)性策略。
一是調(diào)整黃土高原水土保持治理空間格局。盡管近20年黃土高原入黃泥沙只有20世紀(jì)50年代之前的約15%,但今后仍需要強(qiáng)化對高塬溝壑區(qū)、砒砂巖區(qū)等水土流失嚴(yán)重區(qū)的治理工作,加強(qiáng)水土流失機(jī)理及治理措施的研究和試驗示范。
二是加強(qiáng)“后水土保持”監(jiān)管。水土保持工作多屬于公益事業(yè),由于長期以來存在重建輕管的問題,使得治理后各項水土保持措施缺乏維護(hù)維修資金,制約了各項措施效應(yīng)的持續(xù)有效發(fā)揮。如大量老舊的小型淤地壩幾近淤滿,淤地壩和梯田的管理和維護(hù)不到位,存在垮塌致災(zāi)風(fēng)險,這也是暴雨后導(dǎo)致土壤侵蝕及河流輸沙突增的主要因素。
三是鞏固和提升退耕還林(草)成果。經(jīng)過20年的政策導(dǎo)向和持續(xù)治理,黃土高原基本呈現(xiàn)出溝坡林灌成蔭、墚峁芳草鋪地的景觀特點,水土流失得到有效遏制。但如果對剛剛恢復(fù)的、脆弱的林草資源進(jìn)行不合理開發(fā)利用,使林草植被遭到破壞,黃河泥沙將會在很短時間內(nèi)回歸高位。同時,生產(chǎn)中重林輕草的問題還比較嚴(yán)重,盲目還“林”導(dǎo)致的人工林退化以及土壤干燥化問題依然突出。
四是修訂和完善水土保持措施建設(shè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),構(gòu)建完善的水沙調(diào)控體系?,F(xiàn)有水土保持措施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及投資標(biāo)準(zhǔn)多產(chǎn)生于20世紀(jì)80年代,設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)較低,投資補(bǔ)助不足,所建工程難以抵御全球氣候變化背景下的強(qiáng)暴雨事件,需要加強(qiáng)完善。
(作者趙廣舉、穆興民,單位分別為西北農(nóng)林科技大學(xué)、中科院水利部水土保持研究所黃土高原土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國家重點實驗室,原文發(fā)表于《水土保持通報》,本報記者張行勇刪節(jié)整理)