黄河退耕还林减水减沙效益初现程力学毕业论

摘要：头道拐与龙门之间是黄河主要暴雨洪水和多沙粗沙来源区，近10多年该区间水量沙量锐减，2009年头道拐、龙门两站实测径流量的差值仅为8.7亿m³，而1956年～2000年均值为50.8亿m³，锐减幅度分别为82.8%；然而2009年龙华河状头四站合计实测输沙量为1.182亿t，比多年均值12.52亿t偏少90.6%；而2009年降水量与多年均值比较头龙区间偏多2.2%；降雨量增减幅度并不多，来水来沙减幅巨大。经实地查勘，综合分析，区间水沙量锐减主要为与人类活动因素：降水减少（降水强度与暴雨总量）、水土保持与退耕还林、煤矿开采、河道挖沙采矿等综合作用的结果，其中退耕还林减水减沙效益初现，估计占其中的2-3成。黄河水的生态建设使闭流区与毛乌素沙漠变绿洲有变成现实的可能性设想。

关键词： 水沙量锐减  雨强 采矿 填洼 退耕还林

针对河龙区间（河口镇水文站现为头道拐水文站）降雨量减少或减少幅度不大而区间来水产生河川径流量却减少剧烈，进而河流输沙量更是降低到1亿t左右，分析其原因有自然因素也有人为因素，结合理论分析与实际查勘，特别倾听一直工作在一线的水文职工对此“异常”情况与上的水文情势的变化有哪些不同的直观感受和认识，将对开展水文情势分析有很大的帮助。

1.      减水减沙明显

1.1减水减沙

根据黄河水资源公报，2009年各流域分区降水量与1956~2000年均值（以下简称多年）比较，黄河龙羊峡以上、头道拐至龙门区间、花园口以下偏多13.0%、2.2%、4.2%，其余二级分区偏少，其中兰州至头道拐区间偏少25.0%、黄河内流区偏少9.1%，其他偏少在3.5%以内。

头道拐与龙门区间是黄河主要暴雨洪水和多沙来源区，近10多年该区间水量沙量锐减，2009年降水量与多年比较偏多2.2%，2009年头道拐、龙门实测径流量分别为169.6亿m³和178.3亿m³；2009年两站之间实测径流量的差值仅为8.7亿m³，而多年均值头龙之间为50.8亿m³，锐减幅度为82.8%。2009年黄河龙门、渭河华县、汾河河津、北洛河状头四站合计实测输沙量为1.182亿t，比多年均值12.52亿t偏少90.6%。

1.2暴雨次数雨强总量减少

黄河三大洪水来源区分别为河（口镇）龙（门）区间、龙（门）三（门峡）区间、三（门峡）花（园口）区间。河龙区间为黄河洪水三大来源区之一。黄河近300 年来，花园口站超过20000m³/s流量的大洪水有4次(1761年32000m³/s，1843年33000m³/s，1933年20400m³/s， 1958年22300m³/s)。1843年黄河特大洪水主要来源于陕北的皇甫川、窟野河、无定河一带以及泾河、北洛河上游的洪水。1933年黄河大洪水由陕北的延河、清涧河以及渭河、泾河洪水所组成。局部地区暴雨强度大洪水频繁， 1977年8月1日陕西与内蒙交界的乌审旗发生一次特大暴雨，暴雨中心木多才当10小时降水1400毫米（调查值）。陕北孤山川高石崖站，集水面积1263km²，1977年8月2日，出现洪峰流量10300m³/s。窟野河温家川站，集水面积8645km²，出现10000m³/s以上的洪峰有6次。

最近20年来该地区仅发生一次上万的洪水，洪水次数与强度减少明显。

2.      减水减沙原因

经过实地查勘，区间水沙量锐减主要因素为自然与人类：降水强度与暴雨总量不多、水土保持与退耕还林、煤矿开采、河道挖沙采矿等综合作用的结果，其中退耕还林减水减沙效益初现，有可能占其中的3成。

2.1自然因素

降雨总量、降水强度与暴雨总量不多是区间不产水不产沙的主要原因。

2.2水保措施与退耕还林

水土保持是黄土高原坚持不懈的长期的工作。

自2000年以来的退耕还林成效显著。

据新华网报导：西部大开发10年来，陕西省植被覆盖度持续稳定增长，由2000年的56.9%上升至2010年的71.1%，年均增加1.4%。其中榆林市植被覆盖度由12%上升至33.2%；延安市植被覆盖度由45.4%上升至68.2%。陕西省植被覆盖度的持续增长得益于退耕还林区的植被覆盖显著增加，以及长城沿线防风治沙工程区植被覆盖度大幅上升和天然林保护区植被覆盖度的上升。

2.3煤矿开采、河道挖沙采矿

能源开发特别是煤炭开采对地下水系统的平衡破坏，有“挖了一山煤，流走一条河”说法。对于煤和水共存于一个地质体的矿产开发，煤矿的开采与地下水资源紧密相连，煤层往往与地下含水层相邻，采煤时会疏干地下水，有的地方会形成以矿井为中心的降落漏斗，使地下水向矿坑汇流，影响了地下水资源的补排关系，打破了地下水原有的自然平衡，这直接改变了地表出露和开采的可能。

山西省有关成果，根据测算，每开采1吨煤，要影响、破坏、漏失2.48立方米的水资源，按照现状开采量6亿吨，每年就有约15亿立方米的水资源浪费掉了。

皇甫川滩区农业用水已由政府投资建设傍河取水的机井，窟野河神木河滨公园橡胶坝拦截大量水，黄河府谷与秃尾河、窟野河挖沙取卵石粉沙，有些河段形成大小的深坑，既有行洪河道被挖深又有来水填洼阻水下泄，使径流过程水量损失量大大增加。另外，随着矿产开发与河道开采部分河段出现大的裂缝，也是河道径流较少。

3.      现场查勘分析

3.1 退耕还林减水减沙效益

本次查勘尽管是时间断但仍然有不少的收获。

裸露的砒砂岩地区称为地球环境癌症，只能种一些沙棘。试验证明在风化和未风化的砒砂岩上，只有沙棘可以较好地生长。同其他灌木相比，它根系发达、枝条粗壮、叶片饱满、萌蘖力强，三五年后即可郁闭成林。人工种植的地方植被率提高了30%－50%，径流量减少了22%－32%，土壤的氮、钾含量都有所提高。沙棘这种植物耐寒、耐旱、耐瘠薄，一旦扎下根来，就迅速向四周蔓延，覆盖整个地面。用这种办法，把土石刚性坝与植物柔性坝结合起来，刚柔相济，改变了沟道的输沙输水特性，使暴雨形成的股流变为漫流，起到了拦沙、缓洪、储水的作用。

柠条是鄂尔多斯市治沙造林的先锋树种，具有旱不死、砍不死、牲畜啃不死的特点。

灌木丛就像“地上一把伞、地下一张网”，沙棘的灌丛茂密，根系发达，可形成“地上一把伞，地面一层毯，地下蓄水湾”。

内蒙古沙圪堵水文站站长认为近10年的退耕还林使环境确实有了巨大的变化，“一根草一滴水”。一滴水掉在草里，草长大了水没了，草长大了又能创造了一滴水，留着了一滴水；水是生命之源，一滴水，一根草，绿色与希望。

“一根草一滴水”朴实的语言说明了林草减沙的效果，他认为整个作用中退耕还林种树植草能占到差不多三成。

3.2 河道形态改变

陕西省神木水文站老站长认为：径流减少认为因素主要是河道被改造所造成的，而不仅仅是开矿和退耕还林。举例说明，上游水文站实测流量经过下游站时洪峰流量坦化明显。他举出两次洪水过程都是这样。

煤炭与矿产开采会影响到河道的径流，地面塌陷，地裂，河岸整治护岸修路，滨湖公园橡胶坝拦水蓄水取水。取沙石河床裸露，矿渣堆积，洪水演进受到影响；水土保持淤地坝的建设拦水拦沙，生产生活用水，环境景观农家乐，水产养殖等。