清水出，黄河宁——谈用生态环境地质规律根治黄河，本文主要内容关键词为：黄河论文,生态环境论文,地质论文,规律论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
黄河，中华民族的母亲河，一条震撼世界的河。
黄河全长5464公里，流经9省、市（自治区），流域面积75.2 万平方公里，是养育着9000多万人口的世界级大河。 人们还记得， 黄河在1997年一年内竟断流226天，断流河道长达700公里，330 天无水流入渤海，全世界为之震惊。
黄河从黄土高原倾泻而下，闯出孟津关，踏进了华北大平原，像一位跑到了终点的马拉松冠军一下子瘫软了，把它所携带的19.7亿吨泥沙，卸落在河床上，抛撒在渤海边，制造了一条河床比地面高出5～20 米（郑州新乡）的世界第一悬河。
黄河养育着它的亿万子民，也抛下了无数的灾难，我们如何以科学创新的精神去治理黄河，来建树21世纪更加辉煌的治黄业绩，这是中华民族、学子们处心积虑地思索着的问题。
战略调整、改治水为治沙
过去，千里黄河十年九灾，一发大水，平原地区亿万人民的生命、财产就会受到严重威胁，所以治水是当务之急，只有堵住洪水，才能保障人民的生命、财产安全，这是过去那段时间的历史要求。在1949年～1999年的半个世纪时间里，中国人民在党和政府的领导下，护住了黄河千里堤岸，保住了千百年来黄河流域人民休养生息的家园。这一中国历史上治理黄河最伟大的业绩，为世界人民所称赞。
可是今天，黄河已成了世界第一悬河。河床最高处比地面已高出20米，也就是说，河床比地面上的8层楼还高。不但如此， 河床每年还以10～20厘米的速度增高。我们设定，今后的几年、几十年之内还能填土加高堤坝、堵住洪水，那么到了河床高出地面40米，还能堵吗？什么事情总有一个极限，不断堆高的河堤，就像不断堆高的沙塔，一旦达到极限，就会像垮塌的沙塔一样，全线崩溃，什么也挡不住。
现今的黄河堤坝，主要由沙土和粉砂土构成，堤内部分由于河水长期浸泡，均含饱和水，一旦遇上5级乃至5 级以上的地震， 河堤就会像1976年唐山地震那样，发生大面积沙土液化，从而引起河堤垮塌、下沉、开裂和全线管涌而无法治理的灾害。
科索沃战争，改变了政治家和科学家的思维方式，使一些过去认为不可能的事情成为可能，因此从长远和全局着想，我们不得不考虑“科索沃战争”的因素，因为，一旦这一模式的战争发生，千里悬河将很难防范。
因此，必须及早调整治黄战略，逐步地将以治水为重点转移到以治沙为重点。
治沙是一个系统的生态环境地质工程
如果以孟津关为界，将黄河分为两部分，孟津关以西为黄河中上游、以东为下游的话，黄河下游实际上是一条从“屋顶”上流过的悬河，一条基本上没有支流流入的、完全丧失了地质特征的人工河。
一条自然的地质河流有下述三种特征：一是侵蚀大于沉积，这是年轻的河流，它的河床将保持不断下切的势头；二是侵蚀与沉积保持平衡，这是壮年的河流，它的河床将保持相对稳定；三是沉积大于侵蚀，这是老年的河流，它的河床将不断淤高，最后消亡。黄河下游就是一条人工制造的老年的“地质河”，黄河中上游每年携带来的19.7亿吨的泥沙，有1／3沉积在这里，使这段河床每年淤高10～20厘米。河床每高1 分，堤坝就得增高3分，才能挡得住汹涌的洪水，进入此高彼长、 堤坝越筑越高的恶性循环。要打断这个恶性循环，使之进入良性循环，进入侵蚀大于沉积的阶段，使其河床保持持续不断下切的态势，使黄河下游返老还童，逐渐地使这段“屋顶”河流变成地上的河流，必须用生态环境地质学的原理，动用大的系统工程，采取以防为主的方针，对其进行除病去根式的治理，才能彻底根治其灾害。
重建中上游原先良好的生态环境和环境地质条件。黄河的“病”发在下游，但“根子”在中上游，如若没有中上游每年带来的19.7亿吨泥沙，黄河下游就万事大吉。在地质历史上，黄河曾经是一条非常年轻的河流，清清的流水，从青藏高原潺潺流出，在黄土高原汇集，汹涌澎湃地奔向渤海，那时候基本上没有水灾，为什么现在会变成这样老态龙钟的样子、年年有灾？
因为人们大规模的经济活动破坏了中上游的生态环境，森林被砍伐、草地退化、湿地消失。以黄河源头青海省为例，退化草地总面积多达1.16亿亩，中游内蒙古额济纳旗地区湿地消失，导致阿拉善地区黄沙滚滚流进黄河，不但造成北京1999年4月16日黄色泥雨，还使该地25000居民沦为生态难民。
森林、草地和湿地的破坏使黄土高原的大地失去了“皮肤”、失去了“水库”、失去了保护，造成了黄河中上游水土流失、土地沙漠化、湖泊减少、地下水位下降。黄土高原水土流失总面积达45万平方公里，每年携走泥沙19.7亿吨，带走氮、磷、钾肥每年多达4000万吨（相当于全国化肥的年产量）。其中，青海省截至1997年止，全省水土流失总面积3340公顷、土地沙漠化1252公顷，流失泥沙9026万吨。黄河源头青海玛多县原有4077个大小湖泊，已有上千个湖泊消失，现在只剩3000多个，而且其水位都下降2～3米，逐渐进入了消亡期。
生态环境破坏，造成环境地质条件改变，促使黄河中上游地区从原先的相对非侵蚀区变成了绝对的严重侵蚀区，把大量黄土源源不断地冲向下游地区；又由于上游水量急剧减少，使下游缺水，造成河流流速减慢或断流，使大量的泥沙未能搬运到海口，就沉积在下游河段，而造成了今天“屋顶”悬河的局面。要改变这种状况，就必须重建中上游原先的良好生态环境，以便恢复原先良好的环境地质条件，使中上游返回到非侵蚀区，成为水源丰富的相对的清水源头，促使下游变成侵蚀大于沉积的河段，恢复黄河下游的青春活力，变灾河为福河。
在中上游地区营建生态涵养森林、涵养草原和建造人工湿地。一亩森林在一年之内，能向大气中蒸发出66~200吨水蒸汽。森林蒸发的水分有58%会再降到地上，增加地区性降雨量。据巴西科学家研究，亚马逊流域50%的降雨的水分来自亚马逊热带雨林；苏联科学家证实森林地区的雨量比无林区要多17.4%；印度南部平原区，植树造林区比非植树造林区的雨量多12%；我国甘肃隆山林区中心比附近无林区的雨量多30%。
一亩树林可蓄水2万公斤，5万亩森林的积水量相当于100 万立方米的一座水库。草地中茂密的草丛和松软的土壤是一张巨大的厚厚的“海绵”，能吸附大量的雨水，一个大面积的草原也相当于一个大型的水库。湿地的蓄水量是森林的5倍，它是天然的巨型水库。
森林、草原和湿地不但可以增加地区性降雨量，还是个活的大型“水库”，而且森林、草原和湿地厚厚实实、严严密密地覆盖在大地上，像人身上的皮肤，保护着大地的“肌肉”——土壤不受风雨的侵蚀，使潺潺归入河流的水变成清水。使河流一方面保持了充沛的水量，一方面把河流的含沙量降到了最低值，保持了河流的青春与活力，彻底根除了河床淤积的灾难。所以，当务之急就是在黄河中上游地区营建大面积的生态涵养森林、涵养草原和建造人工湿地。
生态涵养林不能种植单一的树种，必须仿效当地的现生自然生态群落，或当地最年轻的地质生态群落组份去营造，这样的生态林才会有生命力，才会有自生扩展的势头和抗御灾害的能力，才会逐渐从人工涵养林演变成“天然”涵养林。生态涵养草地的营造，也应该遵循这一原则。
黄土高原极度干旱，以往的造林和植草成活率很低，估计在25%左右，为了尽可能提高生态涵养林和涵养草地的成活率，在营造之前，必须进行详细的水文地质调查，查清浅层地下水的分布规律，植树和种草优先选择在地下水层浅的地方，这些地方土壤湿度相对较高，容易成活。在成片林地、草场建成以后利用林地、草场周围的湿度高于裸地湿度的生态环境条件，再以它们为“营垒”，逐渐向外扩张，滚动式地发展涵养林和涵养草地。
人工湿地的建造，首先必须进行地质调查，选择缓坡宽平簸箕状地形、谷地或河谷地带，并在其下的浅部地层中有隔水层的地区，建造低矮的水坝，以拦截雨水和洪水，酿造湿地，切不可在沙砾层地层之上兴建水坝。
建造梯田式的微型水库群。营造生态涵养林和涵养草地除了种植时需要浇水以外，对土壤和空气的湿度都有一定的最低要求，低于这一水平，成活率就低，达到或超过这一水平成活率就高，为了就近给植树种草时提供水源、为了提高黄土高原的土壤和空气中的湿度，在营造生态涵养林和草地之前，必须在一切可能的地方如微型沟渠、微型河谷等所有可以蓄水的地方建造微型水库，以承接降水，组成庞大的微型水库群。
由于黄土高原上的黄土质地疏松、垂直节理发育、孔隙比大、吸水性强、耐冲刷和耐侵蚀性差，雨后或吸水后容易发生湿陷和塌陷，所以切不可建大型、容水量大的高型水坑（出露基岩地区除外），以避免建坝后造成垮塌，只建微型、容水量小的、梯田式的水库。这种小水库特点是造价低廉、易造、投入使用快、存水浅但蓄水面积大；水库被泥沙淤平后，可以在被淤平的新的地形梯度上快速重建。
建造大中型人工湖泊群。湖泊具有调节空气和土壤中湿度、增加地区性降雨量、调水蓄砂、保持水土等功能；湖泊还有助长地区性生物圈发展、增大植被覆盖面积、防止土壤被侵蚀的间接功用。所以要使中上游地区具有良好的生态环境，还必须兴建大中型人工湖泊群。
在兴建大中型湖泊群之前，首先要进行1∶5万区域性地质调查，挑选那些现在还在持续下沉的构造盆地、相对稳定的开阔盆地和地质历史上的古湖盆地筑坝，拦截雨水和洪水，构筑大中型人工湖泊群。
微型水库群和湖泊群的功能是：承接大气降雨、调蓄洪水；增加空气和土壤中的湿度、增加地区性降雨量，有利于生态涵养森林和草原的成活、生长和发展；减少中上游地区的地面径流、减少地面侵蚀、减少河水中的含砂量，增加下游地区地下径流补给量、激活下游地区河床侵蚀下切，促使其侵蚀速度大于沉积速度，促进下游河段年轻化；可解决当地人民生活用水和农业用水；在达到能常年积水阶段后，还可以发展水产养殖业，改当地单一的农业经济为多种经营式经济，逐步使当地农民放弃耕植低产的山坡地，改靠土吃饭为靠水吃饭，彻底遏止因农耕坡地而造成大量水土流失的现象，逐步使中上游地区的全部山坡、山顶、山沟都为涵养林和涵养草地所覆盖。
恢复中上游地区水的良性循环。一个生态环境良好的地区，它的水必定在5个层圈内（岩石圈、土圈、生物圈、水圈、 大气圈）进行良性循环——从当地岩石圈、土圈、生物圈、水圈4 大层圈蒸发出来的水蒸汽，进入大气圈后变成大气降雨，又几乎全部回到这4个层圈， 这是一个地区的水循环能否进入良性循环的基本条件。具备这个基本条件后，再加入外区域的水汽（如海洋季风）作用，它就进入了水的良性循环，如亚马逊式的循环。如果亚马逊地区没有厚厚的原始森林和湖沼地带，而是赤地千里，或者是个大沙漠地带，它的水循环将因地区性生物圈和水圈的断缺，而步入恶性循环，成为干旱地带，所以地区性的生物圈和水圈存在与否和好坏是一个地区水循环良莠的基础条件。而水循环的好坏是一个地区生态环境好坏和环境地质条件优劣的决定性标志。
专家们对黄土高原的研究表明，无论是在地质历史上、还是自有人类在这个区域居住以来，它都曾存在一个良性水循环的时期，我们可以利用生态环境地质调查提供的信息，做好营造涵养森林、涵养草原和建造微型水库群与湖泊群的系统工程，修补好黄土高原的生物圈和水圈，就能恢复中上游地区水的良性循环，使黄土高原变成绿色高原，使黄河中上游的水变清。
变下游“屋顶”悬河为地上河流
黄河下游已成为5～20米高的“屋顶”悬河， 而且还在年年增高，像人身上一条内壁不断增厚僵直的大动脉，潜伏着无限的危机，悬河不去、灾祸难除。可是上千公里的偌大悬河，要使它变成地上河流谈何容易，这可比修筑万里长城和开挖南北大运河还要难。而且你往下挖，它往上长，所以纵有充足的人力、物力和财力，也恐难奏效。既然人力难行，我们必须借助天力——借助自然的地质营力、溯源侵蚀力和河流的下切侵蚀力。
溯源侵蚀力。黄河每年从黄土高原搬运来的19.7亿吨泥沙有14.8亿吨沉积在黄河口，使黄河三角洲不断地向渤海伸展。随着上述生态环境地质系统工程逐渐实施，黄河入海的输沙量必然大大减少，当减到沉积量小于侵蚀量时，由于海潮的日夜侵蚀，黄河三角洲将会向陆地方向退缩。三角洲退缩到一定阶段，将造成河口与海床之间的水落差，在河水的作用下将会产生溯源侵蚀力，促使从河口向其源头方向的溯源侵蚀产生。由于黄河的泥沙量已大为减少、侵蚀量已大于沉积量，这种侵蚀将持续下去，并进入良性循环，越切越深，使黄河下游河床逐渐降低。
河流下切侵蚀力。在中上游地区生态环境地质系统工程实施之后，流入到下游的河水可以做到不含泥沙或基本上不含泥沙，至少可以达到侵蚀的速度大于沉积的速度，使下游河段恢复到具有下切的侵蚀力，这种侵蚀力将不断刨蚀河床，使河床不断下切加深。河流在溯源侵蚀力和河流下切侵蚀力的共同作用下，黄河下游的河床将因侵蚀作用的恢复，而年复一年地逐渐降低。因为其下游河床的沉积物全是松散的细沙或粉细沙，所以河床侵蚀下切的速度将比其原先沉积上升的速度至少要快 4~5倍，如果一年下切一米的话，估计只需10年左右的时间，黄河下游河段就能恢复其地质河流特征，从人工河段还原成地质河段，从“屋顶”悬河回归到地面，成为地上河流。
将中上游地区的人口总量控制在环境地质可容负荷的极限之下
黄河的问题与甘肃民勤绿洲的问题一样，是人口总量与环境地质可容负荷之间的平衡问题。黄河中上游地区水土资源有限、土地贫瘠、植被稀少——环境地质可容负荷很小，但是人口众多，而且还在膨胀式地发展。俗话说“一方水土、养一方人”，但是必须是一“方”对一“方”，才能养育得起，如果超越了环境地质可容负荷，就会发生生态环境危机。过剩的人口，为了自身的生存，就会向环境索取过量的资源，其中以水资源最为突出。人们对水资源有一个误解，以为它像石油、煤、铁等资源一样，可以100%地利用，这是完全错误的。 任何一个历史时代、任何一个地区和国家没有也不可能100%地利用水资源。 联合国水资源专家研究认为，一个地方，水资源的利用如果超过20%这个临界值就会发生水危机。其实何止水发生危机，生态环境也会发生危机，如甘肃民勤绿洲那样。
民勤绿洲位于河西走廊东部北侧，石羊河流域最下游，其东、西、北部被腾格里沙漠和巴丹吉林沙漠包围。石羊河把祁连山的雪水源源不断地输入民勤盆地，使这里成为湖水连天、森林茂密、土沃泽饶、适耕宜渔的“天府之国”、“河西走廊上的明珠”。近几十年来，由于人口恶性膨胀，为了解决粮食问题，过度围湖造田，加上中上游由于同样原因堵截水源，迫使绿洲由富水区变成缺水区。地面水临近枯竭后，靠无节制地抽取地下水维持生计，引起地下水位大幅度下降，造成依赖地下水为生的防沙林大片枯死，天然固沙林从原有的108.6万亩减至35.6 万亩，减少2／3左右。人工防砂林从67万亩减少38万亩，减少57%，造成沙漠以每年4~6米的速度围蚀绿洲，吞食良田， 迫使有些村民从外地高价购水。所有这些显示了民勤的水资源已不堪重负，人口大大地超出了环境地质可容负荷的极限，完全破坏了当地的生态环境，如果不控制当地人口的总量，无论怎样治理，再过20年，沙漠将会把整个民勤绿洲吞吃掉，使民勤绿洲变成下一个楼兰王国。
所以，要在中上游地区重新营造良好的生态环境和环境地质条件，必须将这一地区的人口总数控制在环境地质可容负荷的极限值之下，否则一切艰苦的努力都会付诸东流。
改变黄土高原人民的燃源结构和以农为主的经济形式
黄土高原要绿化很难，保存更难。历经建国以来半个世纪的年年绿化，如果100%成活，加上成林、成草（原）后再生滚动发展； 和原有森林及草原100%不被砍伐，并有所扩展， 估计其森林和草原覆盖率可能达到70~80%。现在的状况完全不是这样，年年造林植草， 但森林和草地总量只见减少不见增加。 究其原因有三：首先， 造林保存率仅达25%；其次，原有的森林由于各种因素被毁、被砍，原有的草地也有许多被开垦成耕地，从而造成植被覆盖总量减少；造成森林总量减少的另一个最为主要的原因是当地人民日常生活的燃源结构。由于人多、地少、土壤贫瘠，所产秸秆不够做饭取暖用，农民多上山砍柴作为日常燃料。由于当地植被少、生长慢，而人口又多，所以产生“供不应求”的局面，于是陷入争相砍伐的混乱状态，有时野生树木尚未成材就被砍掉，到了冬天没有枝条好砍，就刨树挖根，甚至侵砍人工种植的树木，造成了植被日减的恶性循环局面。要彻底阻止这种情况，除了限制人口增长以外，最有效的措施就是政府采用经济杠杆，改变当地的燃源结构，把以植物为燃料全部改成以矿物——煤或天然气为燃料，在特别贫困的边远地区，可大力发展太阳能和沼气，以彻底杜绝砍伐树木的行为，保证造林保存率达到100%，只有这样绿色工程才能达到其预期的目标。
黄土高原以农为主的经济形式，因人多、地少、土壤贫瘠，单产低下，为了养活众多的人口，必然会采取扩展耕地的形式，而现在平地已经开垦殆尽，缓坡地也将开垦完，垦地的锄头只能挥向坡度更大的山地、草地、甚至林地，这样做不但加大了土壤的侵蚀、增加河水含沙量，而且使森林和草地毁灭，使治沙的生态环境地质系统工程前功尽弃。所以，必须逐渐改变黄土高原特别是耕植坡地地区以农为主的经济模式，发展多种经营，建立以家庭高效、高产值的养殖业为主的经济。
只要实现上述各项目标，黄河之水将变清，“屋顶”悬河将变成地上河流，从而恢复其地质河流的本性，得以永葆其青春。