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中国矿业报地学科普 黄河“地上悬河”的形成与意义 广东启动第二届穿越北回归线风景带活动 江西恐龙化石漫谈 沫水奇峡 成都理工地灾实时监测预警系统“发威”

第A4版:地学科普
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黄河“地上悬河”的形成与意义

□ 作者 张学庆

黄河孕育了中华文明,但因泥沙泛滥,也成为我国最主要的灾害之一。黄河三门峡站多年平均输沙量约16亿吨,平均含沙量为35千克/立方米,在大江大河中名列第一。据水文监测,黄河泥沙主要来源于中游的黄土高原地区,自河口镇至潼关区间的输沙量就占了全河输沙量的90%以上,尤其是河口镇至龙门区间内约11.20万平方千米流域面积内,来沙量就占了全河的56%,年输沙量达9亿多吨。但到了黄河下游的华北平原,由于河床坡度变小,流速急剧缓慢。每年从中游输送下来的泥沙平均约16亿吨,其中大约4亿吨淤积在下游河床中,使河床慢慢高出了两岸河堤之外的平原。河水全靠人工大堤约束,从而形成了著名的“地上悬河”。河床最高的地方在河南省开封市地段,距开封市北10千米处的柳园口,河面宽8000米,大堤高约15 米,在过去每年增高约10 厘米,而今其河床已高出开封市区地平面7~8米,最高处达10米以上。

黄河是名副其实的“地上悬河”,河水位高于两岸地下水水位,河水侧渗径流补给地下水。河床下是黄河冲积的粉细砂、中粗砂层,且与滩地浅层含水层组直接相连。黄河水位相对地下水位高出很多,形成水头差,在水力作用下,黄河水源源不断地补给地下水。松散的砂层具有巨大的孔隙空间,受黄河水的补给赋存丰富的地下水。该含水层为水源地及农业、渔业的主要开采层;也是沿黄多个(后备)傍河水源地的取水层,支撑沿岸城市与农业的可持续发展。

黄河作为“地上悬河”,除直接影响地下水资源外,还对沿黄的生态系统尤其是滨河湿地产生巨大影响。滨河湿地是河岸带的重要组成部分,直接与河流相邻接,水陆界面特征更加典型,在维持生物多样性、能量与物质平衡、保护河流水质与区域生态安全等方面发挥着十分重要的作用。由于长期受人类活动的影响,小浪底水库运行导致河道下切的影响,滨河湿地的数量和面积锐减,生态服务功能退化严重。

黄河下游的“地上悬河”是大量泥沙的堆积造成,同时也形成了世界上最年轻与活跃的黄河三角洲,属河流冲积物覆盖海相层的二元相结构。由于黄河含沙量高,年输沙量大,受水海域浅,巨量的黄河泥沙在河口附近大量淤积,填海造陆速度很快,三角洲平均每年以2~3公里的速度向渤海推进,形成大片的新增陆地。三角洲生态类型独特,海河相会处形成大面积浅海 滩涂和湿地,成为东北亚内陆和环西太平洋鸟类迁徙的重要“中转站”和越冬、繁殖地,具有重要的生态功能价值。

历史上黄河下游曾多次决口泛滥,给华北平原地区的人民带来了深重的灾难。长期以来,人们采取修筑堤防的方式来约束洪水,致使河床与两岸地面的高差越来越大。“地上悬河”虽没有出现决口、改道事件,但黄河下游两岸大堤之间己淤积了近100亿吨泥沙,河床平均抬高2~4米,平均高出背河地面4~6米,最高达10米以上,一遇暴雨河水猛涨,两岸河堤随时随处有决口的危险。□

(作者单位:中国地质科学院水文地质环境地质研究所)

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