提起黄河,很多人第一反应是“一碗水半碗沙”。可这几年,黄河边上的人发现,河水确实没以前那么黄了。
这是几代治黄人盼了几十年的事,水利专家却提醒:沙少了不等于大功告成,反而是老办法快不够用了。在同一个地点,比如壶口瀑布,不同时间拍到的黄河可能完全不一样,有时浑黄,有时清澈。
此前一年春节假期,到黄河边游玩的游客拍到了非常清澈的黄河,这件事在网上小火了一把。不少博主引用古文解读这一罕见现象,说黄河清是大吉之兆,代表国泰民安;另一些人的理解却完全相反,说黄河清必有灾。
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黄河变清是有数据支撑的。据黄河水利委员会发布的泥沙公报,2023年潼关水文站实测输沙量约0.95亿吨,比1956年到2016年的多年平均值少了近九成。
黄河的泥沙主要来自中游的黄土高原。这里的黄土质地细腻、颗粒细小、结构疏松,原始人只用简单的木质或石头工具就能翻开耕种。
不过黄土太疏松,一场暴雨往往就能冲走一层土。雨水裹着泥沙流进附近的河流,小河再把泥沙带进黄河,这就是水土流失。
从1919年黄河有水文记录以来,实测最高含沙量是每立方米911千克,年最大输沙量是39.1亿吨。黄河曾经是世界上输沙量最多、含沙量最大的河流,古时候有句俗语叫“黄河斗水,泥居其七”。
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新中国成立后,开始大规模治理黄土高原。其中一个重要做法是在斜坡上修梯田,坡度变缓后,雨水冲刷的流速就慢了,还能把更多的水留在田里,缓解干旱。
黄土高原也开始大规模修建淤地坝,在山里的沟沟壑壑处修一道坝。下雨后,泥水被坝拦住、淤积起来,形成新的可耕种田地。另一项措施是大规模绿化,用植物根系固定黄土。1999年,黄土高原的植被覆盖率是32%。
经过持续20年的植树造林、退耕还草,据央视此前报道,黄土高原已有超过63%的区域被绿色植被覆盖,差不多翻了一倍。在黄河干流上,典型代表是小浪底水利枢纽。
依靠大坝和水库配合,小浪底可以拦截75.5亿立方米泥沙,相当于2.5亿辆重型泥头车的装载量。多管齐下之后,黄河年均输沙量从上世纪的16亿吨减少到本世纪的3亿吨左右,减少了80%。
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从2002年开始,黄河水利委员会连续多年实施调水调沙:每年汛前,万家寨、三门峡、小浪底等水库联合放水,相当于人造一场“洪水”,把下游河底的淤沙冲入大海。
随着泥沙减少和水流不断冲刷,2002年到2022年,黄河下游河道主河槽平均下降了2.6米,悬河问题正在逐步缓解。除了泥沙减少,降水也是重要因素。
黄河流域的降水主要集中在夏季,多以大暴雨的形式出现,冬季降水很少,没有足够的水流冲刷黄土,含沙量自然就低。游客拍到清澈黄河的那年2月,降水比往年冬天还少,加上冬季气温低,黄土会冻结变硬,更难被冲走。
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古人对“黄河清”的理解则完全不同。据学者统计,历史上有记载的黄河清只出现过43次。
清朝河南巡抚田文镜碰到黄河变清,马上上奏说是雍正皇帝勤政爱民感动了上天,雍正让他立碑纪念,还给他升官加薪。东汉方士襄楷则说,黄河变清意味着诸侯要造反。
祥瑞说在一定程度上碰巧符合科学道理。泥沙在下游地势平缓的河段沉积,河床越抬越高,古人只能不断加高堤坝,最后河床和堤坝都比地面高出十几米,形成“地上悬河”。
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一旦堤坝被冲垮,洪水就会从高处一泻千里。从公元前602年到1946年,黄河决口泛滥1593次。
对古人来说,只能祈求黄河少带点泥沙下来。万一真的应验了,不仅水患风险降低,自己也不用去服劳役修堤坝。大灾说同样有依据。
古代黄河变清最常见的原因是降水减少,大约一半的黄河清历史记录都伴随着河水干涸见底之类的旱灾描述。从明崇祯十一年开始,连续几年降雨极少,学者推测年均降水量不足300毫米,接近沙漠的水平。
庄稼和牲畜都渴死了,大批灾民只能加入起义军,送了本就风雨飘摇的明朝最后一程。在无力对抗自然的年代,黄河的一举一动都能决定人乃至王朝的生死。
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正是科技和国力的进步,让人们可以平静地讨论这件事。但黄河治理依然面临很多考题。过去治黄的核心思路是“水多沙少怕冲刷,水少沙多怕淤积”。现在沙少了,清水长期冲刷河床。
水里沙少,水流就更“饿”,会从河床上带走泥沙,把主槽越刷越深,河堤的根基也跟着露出来。一些险情反而出现在中小洪水期间。
水流长期贴着主槽冲刷,堤岸和控导工程的根基可能被慢慢淘空,这种隐患比大洪水冲一下更不容易察觉。黄河下游的防洪设施也需要根据新情况调整。
过去大量泥沙淤积改变了两岸地形,防洪设施大多是按照这种地形修建的。含沙量低的河水会重新塑造河道,洪峰到来时,水流可能不再按原来设想的方向走,原有设施就可能发挥不了作用。
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河口也是这样。过去黄河三角洲一年年向海里延伸,现在沙少了,海浪和潮汐的侵蚀超过泥沙淤积,三角洲局部出现蚀退。
沙少还有一部分原因是降雨偏少。黄河流域以占全国约2%的水资源量,承载着全国12%左右的人口和15%左右的耕地,治黄部门最担心的是旱涝急转。
极端天气正变得越来越常见。已有案例证明,一旦暴雨超过植被的承受极限,绿地会被瞬间撕开,原先固定黄土的作用完全消失,大量泥沙会在短时间内进入河流。
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淤地坝一旦遇到超出设计极限的特大暴雨,很容易像多米诺骨牌一样接连垮塌,过去十几年拦下的泥沙会重新回到黄河。面对这些新情况,过去根据几十年水文资料算出的设计参数需要重新率定。
水利部门正在推进“数字孪生黄河”,在电脑里建一条与真实黄河同步的虚拟河,调度方案先在虚拟河里推演,再到真实河道执行。2026年,黄委还在推进“天空地水工”一体化监测,探索人工智能和水利模型结合。
目前,黄河水量调度智能模型已能模拟干流全河段的流量演进,泥沙预报模型也在研发中。2024年7月,古贤水利枢纽正式开工,左岸是山西吉县,右岸是陕西宜川,按规划将于2034年全面完工。
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它位于中游多沙粗沙区的出口,建成后与小浪底联合调度:粗沙先由古贤拦蓄,小浪底再按需放水,让下游河床既不淤积抬高,也不被清水过度冲刷。专家的提醒并非谦虚:水沙条件变了,治理思路也得跟着变,不能再拿多沙年代的经验当指南。
作为母亲河,黄河陪伴了一代又一代人,也一直在严格考验着每一代人,不断出新的考题,想在它这里拿满分并不容易。
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