水下的博弈 黃河——泥沙

據科學推算，地球到月球的平均距離是384000公里。

據統計估算，黃河的泥沙年平均數是16億噸。

將黃河一年的泥沙量，堆成高寬各一米的土堤，其長度是地球到月球距離的3倍，可繞地球赤道27圈。（圖1）

黃河發源于青藏高原巴顏喀拉山北麓，全長5464公里，流經青海、甘肅、寧夏、內蒙古、山西、陜西、河南、山東等9省區，最后經山東北部注入渤海。從空中俯瞰黃河，它像一個巨大的“幾”字，又像一條黃色飄帶。（圖2）

黃河含有大量泥沙，是世界上泥沙含量最多的河流。

據統計，黃河年均流量580億立方米，其中輸沙量16億噸，約有4億噸淤積在下游河道里。黃河的泥沙是從哪里來的呢？

王守春（中科院地理科學與資源研究院研究員 長期從事黃土高原的研究）：黃河泥沙是其中上游從黃土高原侵蝕而來。黃土高原屬季風氣候，降水少，且集中于夏季，常以暴雨形式降下。黃土結構疏松，垂直機理，植被覆蓋率低，遇有暴雨，極易造成嚴重侵蝕。

圖1 壯觀的黃河壺口瀑布

圖2 潔凈的黃河源頭

尤聯元（中科院地理科學與資源研究院研究員 主要從事河流地貌的研究）：根據歷年測量統計，黃土高原每年有16億噸泥沙沖到黃河里。

1936年，美國記者斯諾來到中國，對黃土高原有這樣一段描述：“有的山丘像巨大的城堡，有的像滾圓的饅頭，有的像被巨手撕裂的崗巒，上面還留著粗暴的指痕”。溝壑縱橫的黃土高原，是黃河泥沙的主要來源。（圖3）

黃土高原每年被沖刷掉的表土有22億噸，侵蝕強度是全世界平均數的3.36倍。63萬多平方公里的黃土高原，水土流失的面積就達43萬平方公里。最嚴重的地方，一平方公里的土地，每年沖掉2萬到3萬噸泥沙。一立方米的黃河水，就有35公斤泥沙。而我國第一大河長江，一立方米只有不到1公斤泥沙。黃河的含沙量相當于長江的35倍。

那么，每年源源不斷地向黃河輸送泥沙的黃土高原，又是怎樣形成的呢？

王守春：我國西北是從半干旱過渡到干旱的地區。蒙古高原和新疆以及歐亞大陸中部大部分為氣候干旱的沙漠戈壁。每到冬季和春季，寒冷空氣從沙漠戈壁腹地，把沙塵卷揚起來帶到東南地區。它在前進途中，風速逐漸減少，尤其遇到東面比較濕潤的空氣，就沉降下來。經過700萬年的沉積，形成了黃土高原。

由戈壁灘的沙塵堆積出的黃土高原，在中華大地上形成一個北起長城，南至秦嶺，西抵日月山，東達太行山，面積63萬平方公里，范圍包括青海、甘肅、寧夏、陜西、山西、河南六省區，厚度50米到300米的黃土覆蓋層。黃河的中游，就穿進了這個黃土覆蓋的高原地帶。

尤聯元：黃河分成上、中、下游三段。以內蒙與山西交界的河口鎮為界，以上稱為上游；河口鎮到河南的桃花峪一段稱為中游；桃花峪以下稱為下游。有一句“天下黃河貴德清”的諺語，貴德縣在青海省，這個地方水是碧綠的，清澈見底。黃河上游泥沙少，水很清。從河口鎮開始，泥沙急劇增加，水即變渾，沿途不斷有泥沙匯入。（圖4）

黃河進入中游后河水逐漸變黃，皆由中游的支流造成。眾多支流流經黃土高原，攜帶了大量泥沙。人類對植被的破壞，導致水土流失嚴重，使支流裹挾著泥沙流進黃河主河道。在注入黃河的支流中，哪一條河流泥沙含量最大呢？

進入黃土高原后的黃河，正值它的中上游河段，長達3009公里，約占全長的55%。整個黃河流域的76條一級支流，有73條在這一段匯入黃河，讓原本清澈的黃河水改變了顏色。

從甘肅劉家峽入黃的洮河，是黃河接納的第一條輸沙河。每年有2900多萬噸泥沙，從洮河進入黃河水系。洮河水匯入黃河處，渾黃和青綠分界明顯。

尤聯元：有時洮河的含沙量比黃河還高，一立方水里竟有一噸泥沙，完全是泥漿河。黃河泥沙就是從這兒開始來的，黃河水就是從這兒開始不斷地變渾。（圖5）

圖3 溝壑縱橫的黃土高原衛星圖

圖4 天下黃河貴德清

黃土地上的大量泥沙由大小溝壑沖入支流，由支流帶入干流，使黃河由一條原本并不渾濁的河流，變成了一條濁浪滔滔的泥河。從戰國時起，黃河就有“濁河”之稱。西漢時，產生“河水一石，其泥六斗”的說法。到明清時期，泥沙更是與日俱增，在暴雨季節常出現漿河現象。高含沙量河段，浮力很大，以至于小孩跳入河中，可躺在水面上玩耍而不沉沒，因而有“掉進黃河淹不死”的戲說。

孫關龍（《中國大百科全書》總編委員會委員）：黃河這個名字是漢代才有的。在春秋和春秋之前，黃河水在許多地方都是清的?！对娊洝分段猴L·伐檀》里寫到：“坎坎伐檀兮，置之河之干兮，河水清且漣漪”，詩中所指之河就是黃河。

在黃河中上游河段，沿途季節性河流切割著裸露的地表，造成嚴重水土流失，有時一條山洪溝，一次就能把上億噸的泥沙灌進黃河。一條原本清澈的河流變成濁浪滔滔的泥河。而這正是黃河中下游地區自古以來經常決口，造成河水泛濫的主要原因。黃河的泥沙究竟給人類帶來哪些危害？有沒有辦法把這種危害降到最低呢？

據文獻記載，從先秦到民國的3000多年間，黃河下游漫溢、決口、改道約有1500多次，印證著“三年兩決口，百年一改道”兩岸百姓的苦難而無奈的感受。

王守春：泥沙的危害主要是把下游河道沉積得越來越高，使黃河變成地上河。因而河道很不穩定，容易決口，造成在下游地區洪水泛濫，淹沒土地和村莊。

黃河在三門峽沖出峽口，向東130公里后，流經河南省中部的桃花峪，進入平原地區，這是黃河地上懸河的起點。站在鄭州邙山頂上向東望去，河面寬度由300米劇增至3000米，最寬處竟達20公里。河道變寬，造成河水流速減慢，輸沙能力降低，泥沙開始形成堆積，使河床不斷抬高。灘面一般高出堤外地面3至5米，部分河床甚至高出地面10米以上。

懸河是黃河下游特有現象。鄭州到開封的河段，歷來是懸河最危險的段落，河床每年抬高10厘米，河床的抬高使兩岸堤壩隨之加高。（圖6）

地上懸河一旦決口，河水就會從上而下傾瀉而出，大的決口還會形成改道。

懸河上的航行能力，常被泥沙阻礙?？菟畷r，河床上滿目黃沙，流水如線，泥沙在寬達20多公里的河道上，堆積成許多厚厚的沙灘。

“治河先治沙”，這是人們對黃河泥沙治理的普遍認識。我國對黃河泥沙的研究始于上世紀三、四十年代，五十年代后研究更加系統。經過半個世紀的探索，在泥沙運動、工程泥沙、水庫泥沙理論方面，都已在國際上處于領先地位。

清華大學教授、中國科學院院士、國際著名泥沙專家錢寧提出的黃河粗沙、細沙分類理論，對黃河泥沙治理作用巨大。之后對黃河泥沙的研究和治理，都是在錢寧教授所做研究的基礎之上建立起來的。

圖5 洮河與黃河交匯處的渾黃與青綠

圖6 黃河河水、河床、堤壩、地面示意圖

曹文洪（中國水利水電科學研究院泥沙研究所所長 長期從事泥沙的研究）：泥沙的大小使用專門儀器設備測出，對于黃河泥沙來講，大于0.05毫米是粗沙，0.025到0.05之間為中沙，小于0.025毫米就是細沙。細沙的大部分都被河水輸送到入?？凇S河下游危害最大的是粗沙，淤積就是由粗沙造成的。

在黃河上，真正把黃河變成地上懸河的，是平均每年4億多噸的粗沙。為揭開粗沙的真實面目，研究人員在顯微鏡下做了個簡單實驗：用一根特制的探針，撥動從黃河下游取樣的泥沙，結果發現，它們表現出很強的黏性。

黃河粗沙在土壤學中仍舊是一種細膩的土壤顆粒，由它們組成的淤積層，其實就是一層黏性很強的膠泥。在黃河下游，正是這種黏性很強的膠泥，像牛皮糖一樣粘在河底一層層地累積，直到形成非常頑固，能抗拒水流沖擊的特殊淤積層。在流速緩慢的河灣地段，這種淤積會變本加厲，使河道宣泄洪水能力受到限制，形成卡口河段。

黃河粗沙區的面積大約有86000平方公里，分布在陜西北部、中部、西部，甘肅北部，內蒙古南部等，來自粗沙區的泥沙是導致黃河下游災害的主要原因。為減少黃河泥沙的不利影響，讓黃河泥沙更好地造福人類，人們采取了很多治沙的措施。

人工擾沙和調水調沙，是黃河泥沙治理中比較常見的辦法。人工擾沙主要是通過機械手段將淤積在河底的粗沙攪起，噴向黃河主河道，并最終流向大海。

人工擾沙使一些卡口河段的過流能力，從原來的每秒2000立方米，提高到每秒2900立方米到3000立方米，從而提高了卡口河段抵御洪水的能力。

1999年10月正式蓄水的小浪底水庫，平均每年淤積來自上游的泥沙3億5千萬噸。在不到6年時間里，淤積大約20億噸黃河粗沙。為延長水庫使用壽命，用調水調沙的辦法，將水庫淤積的泥沙送入大海。2005年6月，小浪底水庫噴出幾條渾黃的泥龍，以每秒1500立方米的流量，把淤積在水面下六、七十米深的泥沙，痛快淋漓地宣泄了出來。同一時刻排沙洞上方的泥流洞也打開閘門，頃刻間水霧蒸騰，泥沙俱下。截止到2010年底，小浪底水庫調水調沙共計12次，沖刷下游河道淤積的泥沙累計4.04億噸。

黃河粗沙一向桀驁不馴，曾給沿河人民帶去很多災難?？蒲腥藛T多年不懈努力，逐漸總結出治沙的規律，并且找到很多治沙的措施和方法，如今，人類已經將黃河泥沙的威脅降低了許多。

其實，黃河泥沙還有另外一面，就是在帶來災難的同時，也在造福人類。在整個黃河流域，黃河泥沙沖積出一個又一個的平原，給沿河人民創造了廣闊的生存空間。

黃河裹挾著半路進入它體內的泥沙滾滾向東，經甘肅出黑山峽，孕育出它的第一大沖擊平原——寧夏平原，美麗富饒，被譽為塞上江南。除了寧夏平原，黃河泥沙還沖積出很多小平原，如現在青海省的西寧市、甘肅省的蘭州市、寧夏的銀川市，其實都是黃河泥沙沖積出來的小平原，這些平原地帶成為人類最早開始生產、生活的地方，也成為當地經濟最發達的地區。（圖7）

從寧夏平原腰間穿過的黃河進入內蒙古地區后，到托克托的河口鎮，結束了它的上游流程，進入中游，掉頭南下，沿晉陜峽谷，穿越黃土高原東部，形成了一個巨大的馬蹄形轉彎，由黃河泥沙沖積而成的河套平原由此得名。

尤聯元：河套平原非常富庶，“黃河百害唯富一套”的說法，流傳久遠。引用黃河水灌溉農田，使得河套地區農業很發達。（圖8）

黃河東出晉豫大峽谷，在中下游河段，形成遼闊的黃淮海大平原，又稱華北大平原。

尤聯元：為什么叫黃淮海平原呢？黃河、淮河、海河是華北平原的三條最大河流，華北平原之所以形成，與這三條河流密不可分，其中黃河的功勞屬第一位。黃河泥沙從遠古年代就源源不斷地帶到中下游。從地質歷史上說，幾十萬年甚至上百萬年以前這個過程就已經開始，不斷地從黃土高原上下來的泥沙，通過黃河流到下游堆積起來，形成華北平原。當然海河、淮河也有泥沙帶過來，但它們的泥沙沒那么多，黃河第一。（圖9）

幾幅不同時期拍攝的衛星圖，清晰地顯示出現代黃河三角洲疆域不斷延展的奇觀。每年，黃河將黃土高原10多億噸的泥沙裹挾，在河海交匯處形成氣勢壯觀的填海造陸運動，共和國最年輕的土地，從這里向大海延伸。

今天，在黃河正常流量年份，陸地以每年向大海延伸2.2公里，年平均造陸32.4平方公里，每天淤出一個足球場面積的速度向大海推進著。

圖7 塞外江南——寧夏平原

圖8 黃河百害唯富一套

圖9 華北平原小照

圖10 100年來黃河三角洲造地示意圖

圖11 黃河三角洲景色

孫關龍：新沉積形成的陸地每年都在往外擴展。有人預計，到了若干萬年后，渤海可能被填平，這是可能的。歷史上看，從酈道元到現在，就1000多年，黃河沖積扇緣130多個湖都被填平，就剩下一個東平湖。

這預計并非空穴來風，近100多年，黃河已日復一日地在入?？谠炀土?000平方公里的平原，這在整個世界的大江大河三角洲造地史上，都是首屈一指的，而這一奇跡的創造者，就是隨河而來的泥沙。（圖10）

現在，在黃河入海口，黃河泥沙沖積出大片的新淤地，造就了近現代的黃河三角洲。三角洲內人口180萬的東營市，擁有總面積1200萬畝的土地，人均占有土地近7畝，數倍于山東省的平均水平，十數倍于長江、珠江三角洲。如今，這新生的土地依然處在增長之中。

其實，黃河泥沙的功勞不僅在于締造了新生土地，在黃河三角洲，如果缺少泥沙的及時補充，就會形成海蝕現象，即大海向陸地推進，從而造成土地流失。

刁口流路是黃河1976年以前的入?？冢捎邳S河改道，這里失去了泥沙補充，大海對海岸的剝蝕作用占了上風。在海動力的作用下，從1981年到1991年10年間，這里損失土地面積達202平方公里，大片已形成植被的林帶與濕地，再次沒入海水，或變成鹽堿地。

有人曾這樣形容，黃土高原上縱橫交錯的溝壑，是母親身上一道道帶血的傷痕，這話不無道理。因為在水土流失作用下，隨河流到入?？诘哪嗌?，都是經過改造的熟土，土壤中腐殖質含量較高，加上結構比較疏松，并含有大量氮、磷、鉀等有機肥，非常適合于植物生長。

孫德禎（山東省東營市政府文史委主任）：有一句俗話，叫待要吃飽飯，圍著黃河轉。黃河豐水期每年新淤大約3萬畝左右的土地，枯水期每年也得有一兩萬畝。為什么這里能養著這么多人？有從壽光過來的，有從魯西南過來的，也有從其它地方過來的，新淤土地后他們馬上就追逐著去開墾，種上莊稼，當年就可獲得豐收。

據說在黃河入?？诘牟澈常~蝦特別豐富肥美，主要原因就是黃河泥沙帶來了大量有機物質。（圖11）

黃河泥沙對人類有利也有害，通過對它的科學認識和有效把握，可以規避不利方面，擴大有利一面，使黃河泥沙更好地為人類服務。