黄河调水调沙对入海水沙的影响分析

1黄河水文特征

黄河是我国第二大河，但天然年径流量仅占全国河川径流量的2.1%。黄河流域主要有以下水文特征：流域水资源区域分布不均，由南向北呈递减趋势；年径流量年际变化悬殊，河川径流年内分配不均匀， 60%的水量集中在每年的汛期。黄河挟带泥沙数量之多，居世界首位。平均每年输入黄河下游的泥沙达16亿t，年平均含沙量达35kg/m3；黄河泥沙在时空分布上有比径流更为集中的特点，来自中游河口镇至潼关区间的泥沙占全流域总量的90%以上，80%以上的泥沙来自每年的汛期，输沙量年际变化也很大。

自1986年以来，黄河下游及河口来水来沙持续偏少（图1-1，表1-1），上世纪90年代后，随着沿黄地区社会经济的发展，引黄水量急剧增加，进入河口地区的水量持续减少，河道断流严重，1997年利津站出现了长达226天的断流。为限制超计划用水，促进水资源的有序利用，1999年黄河开始实行水资源统一调度，从而遏制了持续27年的河口断流现象。为恢复黄河的健康新生命，2002年开始的调水调沙运用，保证了黄河下游的不断流，进入河口地区和入海水量得到保证。但是来水偏枯仍是一个客观存在的现实。

图1-1 黄河利津站逐年径流量输沙量变化图

表1-1 黄河山东利津站历年径流量和输沙量统计表。

时段 径流量（108m3） 占多年（%） 输沙量（108t） 占多年（%）

1950～1959 4291 144 120.0 168

1960～1969 5012 168 108.9 150

1970～1979 3112 102 89.81 126

1980～1989 2860 96 63.86 90

1990～1999 1407 48 38.99 54

2000～2009 1409 48 13.44 18

2黄河洪水入海水沙特征

1958年7月14日至19日在黄河三门峡至花园口（简称三花区间）的干流区间以及伊河、洛河、沁河流域持续暴雨，黄河发生了自1919年有实测资料记载以来最大洪水。花园口站洪峰流量达22300m3/s，洪峰水位93.82m。这次洪水主要来自三门峡以下的三花区间，三门峡以上来水仅占花园口洪峰流量28.7%。此次洪水来势猛，峰值高，含沙量小，洪水持续时间长；洪水过程陡涨陡落，从最大暴雨结束到花园口出现洪峰，历时不足一天；花园口站5天沙量仅4.6亿t；最大12日洪水总量达89亿m3。洪水在东坝头以下，普遍漫滩偎堤，豫鲁两省迅速组织200万防汛大军，严密防守，洪水顺利排泄人海。

1982年7月29日至8月2日黄河三门峡至花园口（简称三花区间）降暴雨到大暴雨，局部降特大暴雨；三花干流及伊洛沁河相继涨水，花园口站出现流量15300m3/s洪峰，最大12天洪水总量达65.27亿m3。洪水到达下游时，孙口站洪峰流量为10100m3/s；为保证艾山以下防洪安全，启用了东平湖老湖区分滞洪，艾山站洪峰流量削减为7430m3/s，洪水安全人海。

3黄河引用水对黄河断流的影响

自然状态下的1972年以前，黄河没有断流的记录。1972年后随着黄河引用水加大，黄河开始发生断流。据统计上世纪70年代年年均断流14天，平均断流长度122km， 80年代年年均断流则15天，平均断流长度159km， 90年代（至1997年）年年均断流达81天，平均断流长度243km。1997年断流最上端达夹河滩以上河南开封附近，长度723km，利津站累计断流226天。始于1999年的黄河水量统一调度，下游断流得以根本改变，但黄河两岸的水资源供需矛盾依然十分突出。

河道的断流对生态环境的影响是多方面，其影响往往是潜在的、滞后的和难以逆转的。黄河河口三角洲的地表植被经常受到黄河改道、决口泛滥和海潮侵袭的影响，是极不稳定的生态系统之一。三角洲的地表植被，以草地为主，林木稀少。草地可归属为普遍草甸植被、盐湿生草地植被、盐生草地植被和盐生植被四种类型。

盐土植被以翅碱蓬为优势种。主要分布在海拔1.6m以下的沿海高潮线以内，呈带状向内陆分布，土壤含盐量高达1%～3%，潜水矿化度在50g/L以上，植物种类贫乏，环境严峻，植被稀疏，但经过人工围修防潮坝，不几年就会演替为盐生草甸植被，或在低洼平地和引黄淤灌区，也会很快演变为盐湿生草甸植被。

盐生草地植被以獐茅为优势种，主要分布在海拔2～3m处，土壤含盐量0.6%～1.0%，潜水矿化度30g/L以下的弱盐渍化地区。但在年高潮到达地和强垦陆地返盐片，又会迅速演变为盐生植被；一旦经过引黄灌淤，又会很快演变为普通草甸植被。

盐湿生草甸植被以芦苇为主，主要分布在河口三角洲封闭洼地和低平积水洼地，有的还是海水月高潮或年高潮到达地，但积水消退就会演替为普通草甸植被。

普通草甸植被以白茅为主，主要分布在海拔4m以上的黄河故道和新淤土地上，土壤含盐量0.5%以下。普通草甸植被经不合理的垦殖，三五年内就会返盐弃荒，演变为盐生草甸植被，一切过牧的草甸植被也会逐渐向盐生草甸植被及盐生植被演替。

由此可见，黄河三角洲的草地生态十分脆弱，是一块极易演替的不稳定的生态系统。促使草地生态良性发展的动因是黄河的水沙资源，而导致草地生态逆向变化的重要原因是天然的海潮侵袭和人类的过度垦殖、放牧。因而，黄河的断流对河口三角洲的草地生态极为不利。

得益于黄河陆源性生物营养物质的大量输入，黄河河口附近海域生态资源丰富，是多种鱼类幼体的集中分布区和经济渔场，素有“百鱼之乡”和“东方对虾故乡”之美誉。黄河断流对河口附近海域生物资源产生饿诸多不利影响。失去重要的饵料来源，使得海洋生物的生殖繁衍受到严重影响；大量回游鱼类游移它处，造成渤海海洋生物链的断裂；黄河断流，河口地区的污水并不会因之而消除，从而造成渤海水域的污水加重，河口海域氯度升高，对河口鱼虾生殖繁衍极为不利。

黄河的断流使得以黄河水为主要淡水资源的河口地区严重缺水，灌区农田不能及时播种、浇灌、甚至绝产，严重影响了区域农业生产和开发建设。另外，该区域土壤系黄河泥沙沉积物，成土时间短，质地均匀，以粉细沙为主。由于造陆时间与成土过程短，草甸发育程度不够，加上海拔低，潜水位高，底层多为海相盐土母质和高矿化咸水带，盐水易生地表，地势低洼不平，海潮侵袭范围广，影响大，故区域内盐渍化土壤分布广泛。黄河断流，淡水资源和低含盐土壤得不到补充，土壤盐碱化危害扩大，严重制约了农业的发展。同时水污染的加剧，黄河滩区的沙漠化以及三角洲地区的环境恶化，沿岸地下水位不断降低，海水入侵加重、海岸线回蚀。

4黄河调水调沙对入海水沙的影响

黄河2002年开始调水调沙运行。调水调沙目标是利用小浪底水库调水调沙，减缓黄河下游河道淤积，稳定黄河现行河道，实现河床不抬高。基本原则是根据黄河下游河道的输沙能力，利用水库的调节库容，有计划地控制水库的蓄、泄水时间和数量，调整天然水沙过程，使不平衡的水沙过程尽可能协调。

2002至2004年，黄河连续进行了3次调水调沙试验，实现了黄河下游河道全线冲刷，把2.6亿t泥沙送入大海，使黄河下游河道过流能力提高近1000 m3/s。

2005年后黄河转入调水调沙生产运行。2005至2015年，小浪底水库在汛期前腾空防汛库容的防汛调度时机，于每年的6月下旬开始小浪底水库放水，进行调水调沙运行。其中2005、2007、2010等年份利用伏秋洪汛进行了多次调水调沙。

黄河调水调沙运行显著扩大了主槽过洪能力， 2002年黄河首次调水调沙试验前，黄河下游河道主河槽过流能力只有1800m3/s，连续多年的调水调沙，到2012年黄河下游河道主河槽过流能力已增加至4200m3/s。

5黄河不同时期洪水水沙入海过程特征

黄河大洪水对河口的塑造起决定性的作用。研究河口水沙对河口的影响就必然要研究黄河大洪水，对于黄河2002年进入调水调沙时期以来，黄河调水调沙洪水是该时期每年相对较大的唯一洪水，因此研究调水调沙洪水特征，是研究河口最重要入口。

5.1黄河洪水特点

黄河下游为地上悬河，历史上黄河下游洪水主要来源于上中游地区。实测洪水主要来源于河河口镇至三门峡区间或者三门峡和花园口之间，河口镇以上来水为主的洪水为1964年8月，仅为一般较大洪水。黄河下游洪水由暴雨形成，7月上旬至9月上旬西太平洋副热带高压位于北纬25?-30?-25?间跳动，形成盛夏径向型和盛夏纬向型黄河流域大气环流，形成大暴雨或特大暴雨，有些年份副高亚脊线北跳南撤时间提早或延迟，暴雨洪水也可能提前发生6月下旬和10月下旬，据此黄河下游汛期为7月至10月。

为供水、发电建设的的水库，黄土高原淤地坝建设以及洪水期经济社会引用水，使黄河下游常遇洪水大幅度减少。

5.2调水调沙洪水与以往洪水不同特征

黄河干流目前已建成的龙羊峡、刘家峡、三门峡和小浪底4座水库，总调节库容285.5亿m3，2002年至今实施的黄河历次调水调沙试验与生产运行，都属于4库单调或联调等不同模式的范畴。

陆架浅海是海洋生物资料的主要源地，它与人类的活动紧密相关，同时也影响着全球生态系统的平衡和演变。陆架浅海跟大洋相比除了存在岸界、水深的变化尺度与局地平均水深在同一量级、运动的时空变化明显等不同特点外，河流的注入也是陆架浅海的一个特征[2]。河口是指河流与海洋的结合地段，河流携带淡水注入相应的海区，跟附近海域的海水混合，形成冲淡水，也称低盐水。河流冲淡水在发展变化过程中，会直接影响水温，盐度等这样一些重要的海水特性，还对营养盐，沉积物或者污染物质等浓度的输运以及浮游生物，鱼卵等的迁移和分布规律有着重要的作用。黄河河口陆海相互作用主要表现两方面，一是黄河入海冲淡水对河口及邻近海域地貌环境、水沙场、化学场等生态系统的要素作用，二是海洋几千年来接受冲淡水冲击形成的低盐淡水生境以及相适应的海洋生物对冲淡水的需求与依赖。陆海相互作用的共性因子即是可以调控的因子。

小结

⑴自1986年以来，黄河下游及河口来水持续偏枯，特别是进入上世纪90年代以后，断流加剧，1997年利津站出现了长达226天的断流现象。自1999年以后，黄河实行了水资源统一调度管理和2002年开始的调水调沙运用，保证了黄河下游不断流，但来水仍然偏枯。

⑵黄河下游洪水主要来源于上中游地区，人类活动对天然洪水过程改变具有重要影响。黄河调水调沙洪水即有计划地控制水库的蓄、泄水时间和数量，调整天然水沙过程，使不平衡的水沙过程尽可能协调。

⑶研究调水调沙洪水特征，将成为研究河口最重要入口，研究调水调沙工程优化调控模式，也将必然成为研究河口生境影响调控的唯一性入口。

参考文献：

[1] 李文家.《黄河下游洪水特征、成因、及设计洪水分析》.黄河报2011/12/22第003版

[2] 陈长胜.海洋系统生态系统动力学与模型.北京：高等教育出版社，2003年：P155一P156

作者简介：李金萍（1963―），女，河南范县人，工程师，现在黄河水利委员会水文局从事水文工作。