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水利工程论文黄河断流探折摘要黄河频繁的季节性断流始于20世纪70年代初,有关资料显示,自20世纪70年代以来,黄河入海年径流量逐渐变小20世纪60年代为575亿立方米,70年代为313亿立方米,80年代为284亿立方米,90年代中期为187亿立方米。关键词黄河断流一、黄河断流实况黄河频繁的季节性断流始于20世纪70年代初,有关资料显示,自20世纪70年代以来,黄河入海年径流量逐渐变小20世纪60年代为575亿立方米,70年代为313亿立方米,80年代为284亿立方米,90年代中期为187亿立方米。在短短的几十年里,黄河入海径流总量锐减了一多半。与此同时,黄河下游多次断流。特别是进入90年代之后,断流现象更为严重。黄河利津断流情况统计年份断流天数1991161992831993601994741995122199613619972261998142199942这种情况在2000年得到了改变,2000年没有断流。反而,到2003年9月,黄河中上游连连降雨,水势上涨,河南兰考段蔡集控导工程28号坝被撕裂,出现决堤现象,造成重大财产经济损失。但是,黄河断流这一影响重大而广泛的现象依然值得我们分析探究。二、黄河断流成因浅析1.黄河断流的自然原因黄河流域近年来降水量减少是黄河断流的最主要的自然原因,而降水又直接受气侯变化的影响。综合各种情况来看,致使黄河断流的自然原因主要有以下几种①太阳辐射的改变太阳辐射是地球气候的能源,所以太阳辐射输出量的改变势必导致地球气候的变化。根据观测,20世纪70年代开始,太阳辐射量在不断增强,地球气温不断升高,蒸发加强,使我国黄河流域乃至华北、西北地区更加干旱。②太阳黑子根据观测分析发现,亚洲东南部的季风气候与太阳黑子的11年周期有一定的相关性。一般情况下,在太阳黑子极值年附近,我国地面大气环流中的季风成分大于行星风成分。20世纪90年代中期,处于太阳黑子两个极值年之间,所以,我国的季风势力较往年减弱,尤其表现在黄土高原和华北地区,使季风降水雨带多徘徊于长江中下游地区,造成我国华北干旱显著(如1997年黄河断流最严重)。③间冰期根据考古分析,地球上的气候冷暖干湿相互交替,变化的周期长短不一。在大冰期之间是比较温暖的大间冰期。在第四纪大冰期中,又分为几个亚冰期和亚间冰期,而当今世界处在第四纪的亚间冰期,气温逐年上升,降水量逐年下降,尤其在黄河流域,出现干旱气候。黄河河南花园口以上流域1990年~1995年间平均降水量减少12%。④大气透明度的变化地表气候受太阳辐射的影响。太阳辐射除受太阳本身变化影响外,到达地球的部分也受大气透明度的影响。火山活动对大气透明度的影响最大,火山爆发喷出的灰尘能强烈地反射和散射太阳辐射,而对地面发出的长波辐射却没有显著影响。据计算,火山尘埃散射太阳辐射的能力比散射地面长波辐射大30倍,尘埃反射太阳辐射的作用比大气分子强得多。根据实测结果,火山活动较多的年份,相应地到达地面的太阳辐射也较少。1912年以后至20世纪90年代,北半球火山活动相对较少,大气混浊程度减少,可以吸收更多的太阳辐射。因此气温增高,形成一个温暖期,蒸发加强,气候变得干燥。⑤流域状况黄河流域大部分属于干旱、半干旱的大陆性气候区。多年平均降水量476毫米,降水年内分配不均,大约60%的降水量集中在6月~9月。径流的补给主要靠降水,因此年内分配不均匀,且年际变化大,天然河川径流量658亿立方米,实测年径流量431亿立方米。干流最大年径流量与最小年径流量的比值为2~3。降水量本来就不充沛,水资源不足,进入温暖期后蒸发加强,降水减少,旱情加重,水资源供求关系更加吃紧。最终导致黄河断流现象出现。⑥下游补给黄河下游流经华北平原,河床宽坦,水流缓慢,泥沙大量淤积,成为世界上著名的地上河,使该段黄河不仅得不到两岸地下含水层的水源补给,反而要用河水下渗补给地下含水层,越是干旱越是下渗严重。⑦上中游补给黄河径流主要来自于上中游以降水补给为主的地表径流与地下径流,流域内降水量的下降直接减少了径流的水源补给量。2.黄河断流的人为原因人类对水资源的不合理利用和对环境的破坏也是黄河断流的主要原因之一。①森林覆盖率低,水土流失严重历史上植被状况的恶化对黄河断流影响很大,在黄土高原,原有的茂密森林在唐代、宋代之后遭到人为的毁灭性破坏,直到今天,黄河流域的森林覆盖率仍然远低于全国平均水平,其生态破坏的趋势远未能得到根本性的遏制,甚至于有所发展。水土流失量惊人,使得土地蓄水、保水性能很差。生态环境的恶化、森林的消失是造成黄河洪灾与断流并存的历史原因。②人口、经济迅速发展,耗水量剧增20世纪50年代以来,黄河流域人口猛增,人类生产与生活规模无节制扩大,耗水量呈现急剧上升态势。50年代时,黄河下游灌区灌溉140万公顷农田,90年代灌溉面积上升到500万公顷,工业生产用水也数十倍地增长。在50年代初期,黄河供水地区年均耗水量122亿立方米,90年代初达到300亿立方米,而同时年均降水量反而有所下降。与50年代相比,90年代黄河下游非汛期来水减少24.5亿立方米,同期耗水量反而增加81.5亿立方米,水资源供需矛盾尖锐,黄河水资源供远小于求,断流在所难免。③水资源管理不协调在枯水年份或者枯水季节,黄河沿岸各地只从自身利益考虑,纷纷引水、蓄水、争水、抢水,水资源管理混乱,水量分配不合理,水荒矛盾更加突出。加重了下游水资源匮乏的程度。④水费偏低,农业灌溉方式原始,水资源浪费惊人黄河流经了我国北方重要的农业产区,农业灌溉用水即占全河流用水总量的90%以上,而引黄渠每立方米水费仅为3.6厘钱,远远低于供水的生产成本,如此低廉的水价自然难以唤起人们的节约用水意识。目前,黄河流域共有水浇地500万公顷,农业灌溉仍然主要采用大畦漫灌、串灌等原始灌溉方式,一些灌区每公顷地年均毛用水量竟然高达60立方米,粗放经营的农业生产方式使黄河水资源的有效利用率不及40%,水资源浪费程度令人触目惊心。⑤水体污染严重,水体质量不佳随着人口的剧增、经济的发展,黄河流域水污染程度逐年加重,水体质量的明显下降既影响了人体的健康,也降低了黄河水资源的开发利用率,水荒矛盾更加尖锐。⑥温室效应二氧化碳等温室气体产生的温室效应,加速了气温的升高,蒸发量增大,降水减少,干旱加剧。⑦海洋沙漠化目前每年大约有18亿吨的石油通过海上运往消费地。由于运输不当或油轮失事等原因,每年约有180万吨石油流入海洋。另外,还有工业过程中产生的废油排入海洋。有人估计,每年倾注到海洋中的石油量达200万吨~1500万吨,其中一部分形成油膜浮在海面上,抑制海水的蒸发。使参与水汽输送的水量减少。同时又减少了海面的潜热的转化,使海洋减小了调节气候的作用,产生海洋沙漠化效应。尤其在20世纪70年代以来,在我国近海越来越显著,直接影响我国的气候、降水,使我国降水量有所减少。⑧人为热释放随着工业、交通运输业的发展,世界能量的消耗迅速增长。仅2000年全世界消耗的能量就相当于燃烧了380亿吨煤所放出的能量,在一定程度上增强了大气的干燥度,使陆地降水量减少。⑨沿海城市气候的截流由于城市的热岛效应造成市区与郊区之间的温度差,因而形成局部的热力环流,其在大范围气压梯度小时,表现比较明显。在白天市区中心有强烈的上升气流。这样,市区因凝结核特别多,又有上升气流,所以,降水量比郊区多,一般可增加5%~10%。近年来,我国东部城市化进程特别快,城市发展规模大,数量多,众多的城市群对进入大陆空气中的水分有明显的截流作用,使之在当地产生降水,减少了进入内陆(如黄河中上游地区)的水量,使黄河主要补给区降水减少。三、黄河断流的影响1.黄河断流对沿岸自然生态环境的危害黄河断流能够引起河道萎缩,原来输入海洋的大量泥沙只能在沿岸地区沉积,由此抬高河床,不利于汛期洪水下泄,容易诱发更大的洪涝灾害。干涸河道中泥沙的骤然增多使河道潜在地有演变成一条巨大沙带的可能,久而久之,昔日黄河故道风沙弥漫的悲剧就可能会重现,沿岸土地缺乏水源保护,土地沙化、荒漠化的可能性增大。黄河季节性断流后,黄河三角洲地区缺乏足够的泥沙沉积与水量输入,地下水位下降,海水入浸,土壤盐碱化速度加快,生物种群多样化的优势将丧失殆尽。总之,黄河断流使黄河下游地区的自然生态环境趋向恶化,生态平衡失调,土壤肥力下降,不利于人类的生存和发展。2.黄河断流对沿岸人类活动的影响因黄河断流,黄河下游地区1972年~1996年累计造成工农业损失约268亿元,每年平均损失14亿元以上,受旱农田累计500万公顷,减少粮食100亿吨,黄河断流严重地扰乱了沿岸人民的生活,山东境内10余万居民长期供水不足。黄河季节性断流使其下游地区水源减少,而排入黄河的工业污水与生活废水却逐年增多,黄河的自净能力减弱,地下水水质恶化,威胁着人们的健康状况。黄河的季节性断流极大地制约了华北地区社会、经济的健康发展。四、黄河断流的对策探讨1.植林种草,绿化大地,改善局部气候植林种草,扩大植被覆盖率,发展生态经济,资源开发与水土保持相结合,涵养水源,保持水土,防止水土流失,改善局部气候,减少洪水危害,增加土壤肥力,增加地下径流。2.控制人口数量,提高人口素质黄河流域应重视对人口增长的有效控制,同时促使公民自觉地保护环境与水资源,合理用水,节约用水。3.统一规划、协调开发黄河水资源统一管理、统筹编制黄河水资源利用与调度方案,兼顾各地情况,充分发挥大型水利工程枢纽作用,拦蓄洪水调节径流。4.加收水资源使用费,促进节约用水实施水资源有偿使用制度,依法征收水资源使用费,适当提高水价,以刺激人们的水消费观念,唤醒节水意识,避免或减少水资源的浪费。5.调整流域内的农业结构,减少用水量在流域内大力培育推广耐旱作物,使灌溉用水量减少。6.科学种田,实施节水灌溉新技术管灌、喷灌、滴灌、渗灌是国际上一致公认的节水灌溉新技术,节水灌溉每公顷农田用水量仅为传统灌溉用水的1/5。黄河流域耕地面积宽广,传统灌溉方式普遍,节水灌溉新技术有着广阔的市场,其节水潜力相当可观。这不仅要在黄河中下游推广,更应在黄河用水大户的宁夏平原和河套平原推广。7.加强污水的净化处理工作,提高水资源的重复利用率提高水资源的重复利用率是工业节水的重要手段,努力搞好污染水体的净化处理工作,尽可能地提高工业用水的重复利用率,节约用水。8.南水北调,跨流域调水南水北调,引长江水进入黄河是解决黄河流域水资源紧张状况的重要措施。9.更新工业和交通设备设计出吸热存热新器械,使交通和工业中释放出的热能被再利用。减少人为热释放,降低陆地上空气的干燥度。10.减少洋面浮油通过有效措施,回收利用废油,合理运油,减少入海石油。设计洋面吸油器,对洋面定时清扫浮油,以减弱海洋沙漠化现象。11.减少CO2排放普及使用太阳能、地热等清洁能源,减少排放CO2,减缓温室效应的作用,降低空气干燥度。
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