从黄河治理到生态保护和高质量发展——访中国科学院院士王光谦

 黄河是世界上输沙量最大、含沙量最高的河流。20世纪普遍采用的数据为：黄河多年平均天然径流量580亿m³,多年平均输沙量16亿t,平均含沙量为35 kg/m³。新世纪以来,黄河流域的水沙条件发生了显著变化,但水沙关系不协调、水资源短缺、地上悬河严重、水沙调控体系不完善等根本问题仍是黄河生态保护与高质量发展面临的主要挑战。完善水沙调控体系,继续确保堤防不决口、河道不断流、河床不抬高、污染不超标是新时代保障黄河生态保护和高质量发展的基础。为了解王光谦院士团队的研究成果为黄河治理发挥的重要作用,针对黄河生态保护和高质量地发展、中西部地区科技创新水平的提升,《科技导报》采访了王光谦院士。     

黄土高原林草建设的经验教训与前景

 黄土高原这样大面积、高强度的水土流失在全国 ,乃至世界上都是罕见的。大面积强烈的水土流失不仅使高原本身自然环境日趋恶化 ,而且泥沙在黄河下游河道侵蚀堆积 ,成为下游频繁改道和大堤决溢的根本原因。漫长的历史时期内 ,黄河下游的洪水始终是中华民族的心腹之患。新中国成立以来 ,黄土高原水土流失虽历经50余载的治理 ,但治理程度和效益都不尽人意 ,生态环境恶化状况并没有得到有效控制 ,侵蚀、决溢仍然威胁着黄河下游的安全。黄土高原到底如何治理 ,50年来有过多次大讨论 ,发表的文章和出版的专着数量之多 ,恐怕世界上再也没有哪一个区域能与此相比。     

黄土高原林草建设的经验教训与前景

黄土高原这样大面积、高强度的水土流失在全国 ,乃至世界上都是罕见的。大面积强烈的水土流失不仅使高原本身自然环境日趋恶化 ,而且泥沙在黄河下游河道侵蚀堆积 ,成为下游频繁改道和大堤决溢的根本原因。漫长的历史时期内 ,黄河下游的洪水始终是中华民族的心腹之患。新中国成立以来 ,黄土高原水土流失虽历经５０余载的治理 ,但治理程度和效益都不尽人意 ,生态环境恶化状况并没有得到有效控制 ,侵蚀、决溢仍然威胁着黄河下游的安全。黄土高原到底如何治理 ,５０年来有过多次大讨论 ,发表的文章和出版的专著数量之多 ,恐怕世界上再也没有哪一…     

浅谈黄河泥沙资源多途径利用与治理

黄河问题在于泥沙,泥沙问题在于水少沙多,黄河下游河道不断淤积,河槽过洪能力逐渐下降,从而造成黄河洪水危害严重,形成历史上三年两决口,多次大改道。为此,必须认真研究引黄泥沙问题,找出处理和利用黄河泥沙的有效途径,使引黄沉沙变废为宝,造福与民。总结以下几点：第一转化为建筑材料,开发利用洪水泥沙;第二利用黄河泥沙资源改良土地和提供工程用土;第三积淤固堤,提高黄河大堤防洪水能力,利用黄河泥沙变废为宝提高黄河滩区群众及黄河职工的经济收入,取得较好的社会、经济、生态效益,发展黄河经济,走可持续发展之路。     

黄河调水调沙在河南测区的水沙演进初析

调水调沙就是在充分考虑黄河下游河道输沙能力的前提下,利用水库的调节库容,对水沙进行有效的控制和调节．适时蓄存或泄放,调整天然水沙过程,使不适应的水沙过程尽可能协调,以便于输送泥沙,从而减轻下游河道淤积,甚至达到冲刷或不淤的效果,实现下游河床不抬高的目的,同时减缓小浪底水库泥沙淤积。本文主要是对2011年黄河第13次调水调沙试验,在河南测区的水沙演进做初步的分析。     

黄河下游悬河决口灾害的风险评价

 问题的提出黄河, 我们这条母亲河的下游今天却面临着决口、改道和断流3大问题。郑州以下的黄河下游河道, 河床高于两岸地区达10m以上, 全靠两岸1400km的堤坝围护行洪, 形成典型的“地上悬河”景观。     

区域污染物总量控制及排污权-交易优化模型的应用

修正区域污染物总量控制优化模型, 并利用修正后的模型研究案例省“十二五”总量控制减排方案. 模型优化结果表明, “十二五”期间案例省COD,NH₃-N,SO₂,NO_x可控指标减排量分别增加了3.01（6.85%）,0.47（8.63%）,5.00（17.34%）,1.25（6.51%）万t, 优化后减排成本为494.02亿元, 较案例省“十二五”期间主要污染物总量控制规划成本降低了28.00亿元, 缩减比例达5.36%, 并细化了各行业及各类别污染物的减排量.     

调水调沙驯黄河

什么是调水调沙 黄河是世界上含沙量最大的河流,每年它会从黄土高原带走16亿吨的黄沙,但其中有4亿吨泥沙不会流入大海,而在水库和下流河道中沉积下来,下游河床由此以平均每年10厘米的速度抬升。“调水调沙”就是通过调控水库泄水,把淤积在黄河河道和水库中的泥沙尽量多地送入大海,冲刷河床,减缓泥沙的淤积。     

关于治理黄土高原及黄河的几点设想

中华民族漫长的历史中,黄河一直水患不断,加之中上游黄土高原严重的水土流失,造成下游大量泥沙淤积,每年输入黄河泥沙达16亿吨,其中4亿吨淤积在下游河道中,使黄河成为举世闻名的"地上悬河",洪灾威胁一直是两岸人民的心腹之患。2003年国家决定投资830.6亿元全面启动淤地坝工程建设,但对利用路桥和在大支流上筑坝均未立项,深感不足。如果全国都利用路桥改修淤地坝,将很快减少江河泥沙和泥石流之害,淤出很多土地,且节省投资以数百亿计。除此之外,还可以在黄河入海口拉深河床,从而形成上游拦,下游冲,使黄河问题逐步得到解决。     

黄河调水调沙关键技术

黄河泥沙的不断淤积使其下游近1000km的河道成为"地上悬河",洪水威胁不断增大。要遏制其河道淤积增加趋势,现阶段可采取的有效途径之一是调水调沙,即改变进入下游河道的水沙关系。黄河中游干支流水库的修建为实施调水调沙提供了工程条件。实施调水调沙,必须突破三大关键技术,一是塑造水库异重流,二是确立河道水沙关系,三是遏制洪峰增值。实践证明,掌握了这三大关键技术,可以实现调水调沙的成功运行并取得预期效果。     

陇中黄土高原丘陵区的生态建设与可持续发展

 一、陇中黄土高原丘陵区的生态环境现状我国黄土高原地区地跨山西、内蒙古、河南、陕西、甘肃、宁夏和青海等7省区, 共287个县旗, 总土地面积为62.68万km2.其中水土流失面积53万km2, 水土流失较严重的面积达43万km2, 占黄土高原总面积的68.6%;水土流失严重的面积达28万km2, 每年流入黄河的泥沙达16亿t(需要400亿t水冲刷), 是中国乃至世界水土流失最严重的地区。     

黄河下游悬河决口灾害的风险评价

一、问题的提出黄河,我们这条母亲河的下游今天却面临着决口、改道和断流３大问题。郑州以下的黄河下游河道,河床高于两岸地区达１０ｍ以上,全靠两岸１４００ｋｍ的堤坝围护行洪,形成典型的“地上悬河”景观。现河床每年淤高仍达１０ｃｍ左右,解放后已３次加高围堤,取得了...     

试论治理黄河下游的新途径——引海水冲刷河口段

 黄河自花园口至河口常称为下游, 自古以来历经多次大改道。每次改道后, 由于黄河流域来沙多, 随着堤防的建成和泛滥受到限制, 大量泥沙在堤间堆积, 使河道比降增大, 最终形成地上河或悬河。又由于河道尾闾注入的黄海或渤海都是弱潮海域, 大量泥沙在口门附近落淤, 使河口不断延伸, 引起溯源淤积, 导致河床淤高, 从而形成今日不断抬升的悬河。如果河口不外延, 则流域来沙大量在下游淤积, 最终将形成平衡纵剖面而不再淤积抬升。据张仁和谢树楠的研究[1], 从30年代到70年代, 黄河下游的纵剖面即已接近平衡。因此, 今天黄河不断抬升的主因应是口门的外延。     

京津冀居民生活用煤“煤改电”政策的健康与经济效益评估

针对以电力等清洁能源替代居民散煤的“煤改电”政策, 构建可实现京津冀区域“十三五”规划中“煤改电”政策目标的技术选择以及电力供应来源的相关情景, 利用综合评价模型分析并估算不同情景下实施“煤改电”政策对环境质量、健康效益和经济效益的影响。研究结果表明, 通过在该区域实施居民生活“煤改电”政策, 2020年京津冀区域PM_2.5年均浓度可以下降6~15 μg/m³, 可因此避免约2.22万人过早死亡和60.78万致病例。如同期在京津冀区域采用一致性的政策实现“煤改电”政策目标, 可以获得187.31~198.69亿元的社会净效益。基于对3个地区净效益的分析结果, 并考虑地区间的差异, 提出具体的技术选择建议: 北京市和河北省宜采用“空气源热泵+可再生能源供电”方式, 天津市则宜采用“蓄热式电暖器+可再生能源供电”的方式。在3个地区均采用各自净效益最大化的政策情景下, 整个京津冀区域的净效益约为203.41亿元。     

页岩气的开发

 页岩气作为一种资源量巨大的非常规天然气,具有“自生自储,原地成藏”的特征,其储层致密、开采难度大、气井投产后“初产高,递减快,长期低产”的特点明显。综述了全球页岩气的储量、开发技术及意义,介绍了目前中国页岩气的开发现状。中国页岩气资源丰富,地质资源量134.42×10¹² m³,技术可采资源量25.08×10¹² m³,“水平井+体积压裂+工厂化作业”是页岩气成功开发的基本模式,目前在长宁-威远、昭通和涪陵3个南方海相页岩气示范区实现了初步规模开发,已经具备了年产气97亿m³的生产能力。分析表明,合理高效地开发页岩气,对于缓解中国能源供需矛盾、调整能源消费结构、增强国际天然气定价影响力及促进区域经济发展均具有重要意义。     

实施洪水资源化策略,为黄河下游增水冲淤

一、为黄河下游增水的新途径黄河下游河道从小浪底至河口全长约850km。由于逐年累月严重的泥沙淤积,河床不断升高,迫使不断加高两岸河堤。如今河道滩面普遍高出背河地面4～6m,部分区段超过10m。黄河下游是水少沙多的“地上悬河”,也是处于封闭状态的“孤河”。人们担心它因断流而沦为内陆河,同时也担心它的河堤被冲决而造成不堪设想的洪灾。黄河下游自1986年以来的水沙过程变异与河道严重淤积的状况应引起更多的关注。这种状态导致下游河道萎缩,行洪能力大幅度降低,出现了“小水大灾”的严峻局面。为不使下游河床继续抬高,就必须减少淤积,也…     

关于黄河中下游治理的意见

１．黄河下游的淤积大部分是由粒径大于０．０５毫米的粗泥沙造成的。粗泥沙的来量每年达到３—４亿吨，其中５０—６０％淤在河槽中。大部分粗泥沙来自黄河中游两个区域，从这些区域来的洪水造成了黄河下游的严重淤积。从１９５２到１９６０和１９６９到１９７８年间，来自这些区域的十三场洪水造成了 １０３场洪水产生的总淤积量的６０％。所以集中力量治理粗泥沙来源区是十分重要的。 ２．使水土保持工作获得一定的效果需要经历很长的时间。在这个过渡时期内，利用浑水灌溉和改良大堤内外的土地是一个减少黄河下游淤积的现实可行的措施。黄河下游的河床高出两岸，在大堤之外有大量盐碱化的洼地和沼泽地。用浑水来灌溉和改良这些土地是重要和有效的提高农业产量的方法。淤灌黄河中下游堤内的土地是更为有利的，因为这些土地中的相当一部分是人烟稀少的。由于滩地和河槽之间存在高差，当泥沙沉淀之后，清水可以自流回河。 ３．为了减低河槽抬升的速度，使泥沙淤积在有利的部位和充分发挥拦沙库容的作用，需要考虑下列调水调沙的措施： （１）为了增加水流的冲刷能力，非汛期的水库蓄水应集中泄放，在下游河道中产生人造洪峰。 （２）在保证大堤不决口的安全范围之内，允许滩地淹没，一般漫滩洪水不应用     

我国最大的悬湖-洪泽湖

洪泽湖位于江苏省的西北部,淮河的中游,面积1960平方公里,是我国第三大淡水湖,形似一只昂首展翅的天鹅.公元616年隋炀帝下扬州途经破釜涧遇大雨,将破釜涧改名洪泽浦(《见元和志》),洪泽之名自此始.公元1194年黄河在今河南原阳县决口改道南下,夺古泗水经淮河下游河道而入黄海.淮河下游河道因黄河泥沙沉积淤高而渲泄不畅,中     

汾河流域山水林田湖草生态系统服务价值时空变化特征

汾河是黄河的重要支流,汾河流域的生态保护和高质量发展需要精准把握山水林田湖草动态变化及其生态系统服务价值时空分异规律。基于1980—2020年4期土地利用覆被变化遥感监测数据,采用土地利用动态分析和价值当量因子评估等方法,以县域为单位对汾河流域山水林田湖草生态系统服务价值时空变化规律进行研究。结果表明：1980—2000年汾河流域土地利用变化缓慢,2000—2010年变化速度加快,2010—2020年变化速度又逐渐放缓,1980—2020年林地和未利用土地增加幅度小,耕地和草地逐年减少,分别减少996.55 km²和725.85 km²,水域减少20.18%;转型迁移主要发生在2000—2010年,其他地类向城乡、工矿、居民用地迁移量最大,为1 858.45 km²,耕地和草地是山水林田湖草生态系统中转型迁移最活跃的地类;1980—2020年汾河流域山水林田湖草生态系统服务价值减少18.34亿元,县域地均生态系统服务价值上游>中游>下游,高值区集中在上中游,从动态变化看,流域内88.6%的县域生态系统服务价值...     

黄河调水调沙实践

黄河水少沙多,水沙不协调．通过水库联合调度、泥沙扰动和引水控制等手段塑造协调的水沙关系,有利于下游河道减淤甚至冲刷．开展全程原型观测和分析研究,检验调水调沙调控指标的合理性,进一步优化水库调控指标,探索调水调沙生产运用模式,为黄河下游防洪减淤和小浪底水库运行方式提供重要参数和依据．2002-2007年,黄河水利委员会进行了3次黄河调水调沙原型试验和4次调水调沙生产运行,效果显著,成果丰富,取得了巨大社会效益和经济效益．