黃河三角洲及附近海域綜合治理戰略研究

王萬戰，雷坤，江恩惠，李子成，韓雪嬌，李巖

（1.黃河水利科學研究院，河南鄭州，450003；2.華北水利水電大學，河南鄭州 450045；3.中國環境科學研究院，北京 100012）

黃河三角洲及附近海域綜合治理戰略研究

王萬戰1,2，雷坤3，江恩惠1，李子成3，韓雪嬌3，李巖2

（1.黃河水利科學研究院，河南鄭州，450003；2.華北水利水電大學，河南鄭州 450045；3.中國環境科學研究院，北京 100012）

針對黃河三角洲及附近海域的生態環境現狀和主要問題，從黃河三角洲是河—陸—海體系一部分的角度，提出了黃河三角洲及其附近海域綜合治理戰略：(a)通過多流路和科學調度，把黃河水沙營養物相對均勻地輸送到黃河三角洲沿岸各處，(b)把河口河道整治成相對窄深的河道，以節約黃河口輸沙水量；(c)利用黃河泥沙，淤高三角洲洲面，增加地下水埋深，改良鹽堿地；(d)在渤海西岸及其上游地區實施陸海統籌的環境管理和污染治理。

黃河三角洲；生態；綜合治理；陸—海統籌環境管理；戰略研究

DOI 10.15302/J-SSCAE-2016.02.013

一、黃河三角洲及附近海域主要生態環境問題

（一）黃河三角洲土地鹽堿化現狀及其改良方法

1. 黃河三角洲土地鹽堿化現狀

現代黃河三角洲是指1855年黃河入渤海以來形成的西至徒駭河河口段，南到支脈溝，頂點位于寧海、面積約6 000 km2的扇形區域。黃河水沙是影響黃河三角洲濕地健康的主要因素，2002年以來通過黃河調水調沙、以及2010年起實施刁口河生態補水措施，黃河三角洲自然保護區濕地恢復較好[1,2]。但是，黃河三角洲土壤鹽堿化嚴重的特點

基本沒變，至今大部分仍然是中度和重度鹽堿化土地。依據2004年黃河三角洲土壤鹽度實測資料，無鹽堿化區和輕度鹽堿化區分別占三角洲總面積的10 %和16 %，主要分布在地勢較高且有黃河淡水補給的刁口河、清水溝、以及王莊一干渠和二干渠兩側數千米范圍內（即鹽窩鎮—虎灘鄉—義和鎮）；海邊區域土壤鹽度大，近海邊5～21 km范圍為重度鹽堿化區，占三角洲總面積的40 %；中度鹽堿化區，占三角洲總面積的34 %，位于重度和輕度區之間。

濱州上游至濟南地區地下水埋深較大（2～4 m），土地基本無鹽堿化。

2. 黃河三角洲改良鹽堿地的方法及不足之處

截至目前，黃河三角洲地區改良鹽堿地主要嘗試的方法如下：一是修建自流式排水溝。但是與荷蘭三角洲排水溝水位自動化控制精度在厘米級相比較，黃河三角洲排水溝管理相對落后。農業灌溉采用傳統的粗放式管理，重引水、輕排水。排水溝渠排水效果差，溝渠失修，目前當地農民不再使用溝渠排水的方法降低鹽堿地鹽度。二是“挖池抬田、以漁改堿”[3]。該方法在當地也被簡稱為“上糧下漁”。挖塘養魚，增加地下水埋深。挖塘用于養魚，挖塘棄土用于抬高塘周圍地面，增加地下水埋深。以東營市為例檢驗了該方法，結果發現：塘內鹽度很快增加到不適宜養殖的程度，至今還沒有找到適宜的養殖品種；而且此種方法占地率較高，因此東營市基本放棄此種方法。三是暗管排水[4,5]。暗管排水試點工程與淡水洗鹽結合使用。由于海平面的限制，地下水水位降低不明顯（通常僅降低0.3 m左右），調研發現該方法存在的問題是首次投資大、缺乏暗管排水和淡水洗鹽各自的降鹽功效數據支撐，因此該技術還處于探索、推廣階段。四是選擇適宜的耐鹽耐旱作物[5]。先后嘗試種植了苜蓿、甜菜、玉米、黑枸杞 、冬棗和棉花等，在這些試驗的農作物中，玉米和棉花是當地農民目前種植面積較大的植物，但是它們不耐旱，仍需要一定的灌溉水量，目前還沒有找到經濟價值較高的適宜農作物。五是改良土壤質地。黃河三角洲地區引黃河泥沙入田，細沙累積過多后，毛細作用增強，把下層鹽分吸到表層[6]，形成次生鹽堿化，因此初步的研究希望通過增加適當的粗沙，做好粗細沙搭配，改良土壤質地；目前仍在探討性研究中；六是引黃河水洗鹽。它是黃河三角洲農業灌溉的主要方法，但存在的問題是，該方法與日益緊張的黃河水資源供給相矛盾。綜合以上幾種方法的經驗教訓，同時考慮到黃河三角洲泥沙較多的特點，本研究認為增加地下水埋深是綜合治理鹽堿地的主要措施。

（二）黃河三角洲的其他自然環境問題

1. 河口海岸淤積嚴重

由于人類活動和自然因素等原因，較之于1999年10月小浪底水庫運用前，小浪底水庫運用后至今黃河口水量較小，含沙量更小（見圖1）。

小浪底水庫運用后，黃河下游主槽沖刷逐漸向河口段方向發展，但是由于受潮汐等因素的影響，感潮段（清4斷面以下的河道，即汊河河道）在2007年前仍是以淤積為主，2007年以后，以沖刷為主，即小浪底初期攔沙運用后約7～8年后壩下沖刷發展到河口。河口沙嘴仍是向海淤積延伸的，其中2000―2007年，黃河口延伸約4 km,沙嘴延伸速率約為0.5 km·a–1，平均每億噸來沙造成沙嘴延伸約0.3 km。

1976年5月，黃河刁口河流路不再行河，改走清水溝流路。由于入海泥沙量急劇減少，三角洲北部海岸呈蝕退狀態，蝕退范圍逐漸向清水溝沙嘴方向擴展；但直到1999年10月小浪底水庫開始運用時，清水溝沙嘴及其以南的萊州灣海域仍呈淤積狀態；小浪底水庫運用后，由于含沙量減小，蝕退范圍擴大，除沙嘴以外，清水溝沙嘴以南的萊州灣海域也轉為蝕退。

河口海岸沖淤的影響：

（1）黃河口淤積延伸會加快其上游河道的抬升速率

黃河口是多沙河口。過去幾十年來，國內外專家學者對黃河口淤積延伸對其上游河道河床升降的影響做了大量的研究。盡管對黃河口淤積延伸反饋影響的距離存在不同的認識，但總體上已形成共識，認為黃河口淤積延伸必然造成其上游一定范圍內河道河床抬升。因此，減緩黃河口淤積延伸速率是治理黃河三角洲的工作重點之一。

（2）海岸蝕退影響防潮堤安全，未充分利用海洋動力輸送黃河泥沙入海

黃河三角洲防潮堤是抵御風暴潮襲擊的屏障，堤前海灘能大大減緩風暴潮的破壞力。然而，三角洲海岸蝕退已造成堤前海灘部分或完全消失，飛雁

灘、孤東圍堤等多處局部海堤堤跟被淘刷，護坡塊石坍塌，影響了防潮堤的安全。與此同時，海岸蝕退現象說明當地海洋動力有一定的輸沙能力，應加以利用，輸送黃河泥沙入海。然而，目前黃河單一入海流路運行模式只能把泥沙集中輸送到口門處，超過了當地的海洋動力輸送能力，造成沙嘴淤積延伸，影響其上游河道。

2. 黃河三角洲濱海濕地退化

黃河三角洲是世界上陸地增生速度最快的區域。長期以來由于黃河尾閭的擺蕩，黃河泥沙的淤積，黃河三角洲在以較快的的速率向海中延伸，形成大面積新生土地。但近半個世紀以來的開發和黃河流域氣候的變化、黃河水沙量減少，使得黃河造陸速率下降，黃河三角洲濱海濕地呈現出不斷萎縮退化的趨勢。

河口濱海地區是自然生產力相當高的區域，黃河口及鄰近海域物產豐富，生物量高。但隨著開發程度的不斷加深，強度加大，資源量出現萎縮，生產力下降，許多物種甚至絕滅。同時，黃河三角洲多為新生土地，生態環境脆弱，在人們不斷開發利用的過程中，生態環境受到了嚴重的破壞，生態環境衰退、環境質量下降、生物多樣性降低。

圖1 黃河利津水文站實測水量和沙量

（三）黃河三角洲附近海域海水污染問題凸顯

1. 無機氮含量多、鹽度升高

黃河三角洲海域的主要污染物是無機氮，活性磷酸鹽較少且相對穩定，氮磷比失調，大多數年份富營養化程度低。近年來，黃河口附近海域鹽度明顯升高。依據2003年國家海洋環境質量公報，黃河口區表層海水最高鹽度已經達到3.42 %，與1959主要原因是黃河淡水輸入量逐漸減少。

2. 三角洲海域中部污染較輕、兩側海域污染較重

除2007年外，2005―2012年大多數年份刁口河—清水溝附近海域是輕度污染區（見圖2）；2007年刁口河—清水溝附近海域是嚴重污染海域，以劣四類海水水質為主。2005年、2006年從渤海灣灣頂到清水溝，海域污染程度逐漸降低。黃河三角洲清水溝以南的海域污染最輕，是較清潔海域，符合二類海水水質標準。2008年以后，清水溝以南水域污染加重，致使黃河三角洲海域污染特征呈現中部海域（刁口河—清水溝附近海域）污染輕（以二類、三類、四類水質為主）、兩側污染較重（以四類和劣四類水質為主）的特征。

3. 黃河三角洲夏秋季節水質污染嚴重

黃河三角洲春季污染較輕，以二類水質為主，夏秋季污染較重，以二類、三類、四類水質為主。根據《海水水質標準》（GB 3097―1997），夏秋季節黃河三角洲較淺海域水質不符合水產養殖業要求。

4.夏季有機污染持續加重

據國家海洋環境質量公報，從1957―1999年夏季四個海區的溶解氧年際變化圖（見圖3）中可以發現，渤海四大海區的溶解氧總體上呈現先上升后下降的趨勢。遼東灣的溶解氧年際均值為5.24 mg· L–1，達到II類海水水質標準，在1988年達到最大值為7.06 mg·L–1，近40年間，遼東灣的溶解氧在4.27～7.06 mg·L–1波動。萊州灣溶解氧年際均值為5.01 mg·L–1，近40年間溶解氧在4.16～6.47 mg·L–1波動，最大值出現在1989年為6.47 mg·L–1，最小值在1998年為4.16 mg·L–1；渤海灣相對收集到的

年的數據，最大值出現在1989年，為6.52 mg·L–1；渤海中部夏季溶解氧年際均值為5.12 mg·L–1，總體在4.39～7.08 mg·L–1波動。比較四大海區的夏季溶解氧發現，最大值都大于6 mg·L–1，最小值在4 mg· L–1以上，同時均值都在5 mg·L–1以上；另外，溶解氧的最大值都出現在20世紀80年代后期，最小值出現在90年代后期，由于溶解氧反映水質中的氧含量，同時反映水體受有機污染的程度，說明從80年代后期到90年代，環渤海海域夏季有機污染在加重。

圖2 黃河口水體中主要環境要素平均值的年際變化

圖3 1957―1999年夏季渤海局部水域溶解氧的年際變化

（四）生態系統處于亞健康狀態

據2006―2014年國家海洋環境質量公報報道，黃河口2 600 km2被監測海域生態系統處于“亞健康”狀況；2014年渤海灣和萊州灣生態監控區也處于“亞健康”狀況，這說明生態系統基本維持其自然屬性；生物多樣性及生態系統結構發生一定程度變化，但生態系統主要服務功能尚能發揮；環境污染、人為破壞、資源的不合理開發等生態壓力超出生態系統的承載能力。

20世紀80年代中期以后，黃河口附近海域漁業產量明顯下降，從1982年平均103 (kg·(網·h)–1)下降到2007年平均12 (kg·(網·h)–1)[7]。依據2005年國家海洋環境質量公報，陸源污染、黃河入海徑流量減少、過度捕撈是影響黃河口監控區生態系統健康的主要原因，2007年以后萊州灣魚卵仔魚數量持續下降，漁業資源嚴重衰退，傳統產卵場、索餌場、漁場的功能受到破壞。

綜上所述，黃河三角洲及其附近海域不僅存在自然環境問題，如三角洲土地鹽堿化嚴重，河口淤積延伸、海岸蝕退、三角洲附近海域污染嚴重等，而且還存在生態問題，如三角洲附近海域漁業產量較低、恢復緩慢等。

二、黃河三角洲及附近海域綜合治理戰略

《黃河入海流路規劃》[8]為黃河三角洲防御黃河洪水災害提供了基本的技術保障。近期完成的《黃河流域綜合規劃》[9]包括了黃河口治理規劃、黃河三角洲水資源規劃、流路泥沙處理規劃等，與黃河三角洲有關的主要內容包括：①黃河口入海流路規劃：流路采用單一流路行河模式，目前的清水溝流路還可繼續行河50年左右，其后改走刁口河流路，把馬新河和十八戶流路作為遠景的可能的備用流路；②為了輸沙入海，在黃河利津斷面應保證多年平均汛期水量為1.7×1010m3左右，非汛期利津斷面生態環境需水量為5×109m3; ③水資源短缺，在南水北調東、中線工程生效至南水北調西線一期工程生效前，年均入海水量只有1.9×1010m3，其中汛期為1.4×1010m3左右。即使今后南水北調西線一期等工程生效后，山東仍缺水12 %。規劃提出工農業城鎮生活節水等措施；④泥沙處理戰略：攔、調、排、放、挖，其中規劃的放淤區域有小北干流灘區、溫孟灘區、下游灘區和內蒙古河段的十大孔兌，放淤潛力約為1.95×1010t。

2009年12月國家發展改革委員會批復的《黃河三角洲高效生態經濟發展規劃》指出，要大力改良鹽堿地，發展棉花產業區，增修防潮堤等。

以往的規劃沒有列明改良鹽堿地的具體措施，也沒有指出保護海灘對保護防潮堤的重要性和減少黃河口輸沙入海用水量的途徑及方法，另外，以往規劃對陸海統籌考慮較少。

本文提出的黃河三角洲及附近海域綜合治理戰略，把黃河三角洲作為河–陸–海體系的一部分，盡可能地統一解決上述黃河三角洲陸地和附近海域存在的生態環境問題。

（一）通過黃河多流路等手段，把水沙營養物相對均勻地輸送到三角洲沿岸海域

通過黃河多流路行河等手段，把水沙營養物相對均勻地輸送到三角洲沿岸海域，能夠達到如下幾個方面的效果。

一是減緩防潮堤前沖刷，降低黃河口延伸速率。防潮堤前造海灘（beach nourishment）是荷蘭在總結前人海岸保護工程經驗教訓的基礎上得出的防治海岸侵蝕的方法。硬性海岸工程建造后，總是造成海岸工程前及沿岸流下游海岸的蝕退。黃河三角洲海洋動力輸沙入海的能力約為2×108～4×108t·a–1，目前黃河口單一流路集中輸沙不及2×108t·a–1，但仍造成河口淤積延伸。如果這些泥沙通過多流路等手段，相對均勻地分布于黃河三角洲防潮堤前水域，黃河口向海中延伸的速率將減小、甚至蝕退，同時防潮堤前的海灘因為加沙、蝕退速率也將減小。

二是有利于三角洲陸地生態健康發展。黃河三角洲沙質較粗，透水性較強，因此，行河的流路和灌渠兩側附近總是植被較好，如清水溝流路汊三斷面以下沙嘴，雖處于高鹽度區，但是距離河道較近，能得到河流淡水補給，所以蘆葦長勢很好；而廢棄的清水溝清八斷面以下的老沙嘴也處于高鹽度區，但是植被很少，為光板地，原因是老沙嘴距離河道較遠得不到淡水補給。因此，黃河多流路有利于三角洲陸地生態健康發展。

三是有利于三角洲沿岸海域生態恢復。黃河是黃河三角洲唯一的大河，河水中富含營養物，如果

多流路行河，渤海灣和萊州灣因得到黃河淡水和營養物的補充，近岸海域鹽淡水環境會得到一定程度的改善，有利于海洋生態的恢復。

黃河多流路入海，既可以考慮重新啟用歷史流路，也可考慮目前遍布黃河三角洲的灌渠和三角洲支流，還可以考慮使用管道輸送。目前，這些河、渠沒有輸送黃河水沙營養物入海的功能，在三角洲也沒有長距離輸送水沙的先例，建議深入研究黃河三角洲水沙等物質新的輸送方式，使之能把黃河水沙等物質相對均勻地輸送到三角洲海岸各處。

（二）利用黃河泥沙，淤高三角洲洲面

排水、選擇適宜作物、改良土壤質地、加大地下水埋深等是治理鹽堿地的綜合措施。考慮到黃河三角洲土地下沉和水資源日趨緊張的特點，本研究認為關鍵措施是加大地下水埋深，可成功解決鹽堿地問題，要因地制宜的利用當地的主要資源。荷蘭三角洲地區因為三角洲河流泥沙資源較少，只能利用當地豐富的風力資源，用風車車水（現在用水泵抽水）降低地下水水位，進而相對加大地下水埋深，解決了三角洲土地鹽堿化問題。黃河泥沙相對較多，利用得不好，是致災因素，例如造成河口淤積延伸、進而相對加快影響其上游河道的抬升。因此，應充分利用黃河泥沙，通過放淤等方式抬高三角洲洲面高程，改良鹽堿地。

（三）強化三角洲河渠科學管理

世界上大多數河口河道兩側不受工程約束，呈喇叭口形態，河口河道受水沙和潮汐影響易淤積。如1980―1985年黃河大水系列，黃河感潮段（清4以下）河床抬升；1986―1995年小水系列，河口河道淤積抬升；小浪底水庫攔沙初期含沙量較小，但是直到2007年感潮段仍是淤積的。密西西比河口感潮段（長約800 km）大部分也是淤積的，但是在口門以上150 km是沖刷的[10]，這是因為口門段被人為“罕見地”束窄、束水攻沙。黃河和密西西比河口演變和治理的經驗證明，水沙條件和河道整治同時作用可以減緩、消除河口河道泥沙淤積。因此，只要有合適的斷面形態，加以科學的水沙調度，多流路不會增加淤積，同時還能減少輸沙用水。增加目前黃河三角洲多流路等（如河渠網）輸送黃河水沙入海的功能，提高三角洲排水效率，把黃河泥沙相對均勻地輸送到黃河三角洲海岸，利用海洋動力輸沙，既能避免集中輸沙到單一口門造成口門延伸，又能減緩防潮堤前海灘蝕退速率，利用黃河三角洲各處的海洋動力輸沙入深海，服務于沿岸海域生態的恢復。

（四）加強渤海西岸地區陸海污染統籌治理，爭取水質常年達標

消除水體污染是保障黃河三角洲水質達標的根本。在治理污染工作中，一方面，要考慮黃河三角洲沿岸污染物與渤海灣灣頂、萊州灣灣頂水體物質相互交換；另一方面，要注意既有沿三角洲海岸向灣頂（渤海灣灣頂、萊州灣灣頂）的輸移，也有由灣頂向三角洲頂點附近海域反向的輸移。因此，治理污染不僅要加強三角洲范圍河流污染源的治理，也要包括三角洲兩側地區（渤海灣和萊州灣地區）的治理，即應加強渤海西岸地區陸海污染統籌治理，爭取水質常年達標。

三、結語

本文總結了黃河三角洲及其附近海域目前存在的主要生態環境問題、治理目標和措施，在吸取國內外三角洲治理經驗的基礎上，結合黃河口泥沙較多等特點，提出了黃河三角洲及附近海域綜合治理的戰略思路。

（1）按照以人為本的原則，黃河三角洲大面積鹽堿化是黃河三角洲及其附近海域重要的生態環境問題，黃河三角洲生態環境保護工作的重點應從目前的自然保護區保護擴展到改良土壤鹽堿地。主要方法是通過放淤等手段，利用黃河泥沙抬高三角洲洲面高程，加大地下水埋深到臨界范圍內。

（2）通過黃河三角洲河渠等多個輸送水道，將黃河水沙營養物等相對均勻地輸送到黃河三角洲沿岸。

（3）把河口河道整治成相對窄深的河道，能提高輸沙效率，節約輸沙用水量。

（4）考慮到渤海灣和萊州灣污染影響黃河三角洲附近海域的水質，建議對渤海西岸及其上游地區實施陸海統籌的環境管理和污染治理。

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Study on Creating an Integrated Management Strategy for the Yellow River Delta and Its Ambient Sea Area

Wang Wanzhan1,2, Lei Kun3, Jiang Enhui1, Li Zicheng3, Han Xuejiao3, Li Yan2
(1.Yellow River Institute of Hydraulic Research, Zhengzhou 450003, China; 2. North China University of Water Resources and Electric Power, Zhengzhou 450045, China; 3. Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China)

Since the Yellow River Delta is a part of the river-land-sea system, the paper proposes a new strategy for creating an integrated management system for the delta and its interconnected bodies of waters based on current ecological and environmental issues. The strategy advocate: (a) ensuring relatively even distribution of the Yellow River's water, sediment and nutrients along the delta's coast via multiple avenues of dissemination and scientific management methods; (b) making the channel on the delta narrow and deep to economize water volume for sediment transportation to the sea; (c) making good use of river sediment to raise the height of the delta and increase the groundwater depth and reduce soil salinity; and (d) implementing land-sea integration policies on the western coast of the Bohai Sea and its upper area to manage the whole region's environmental resources and reduce pollution in the delta's waters.

Yellow River Delta; ecology; integrated management; land-sea integrated environmental management; strategic study

P343.5

A

2016-01-19；

2016-02-18

王萬戰，黃河水利科學研究院，高級工程師（教授級），研究方向為河口海岸工程和三角洲生態治理研究；E-mail：834584254@qq.com

中國工程院重大咨詢項目“中國海洋工程與科技發展戰略研究（II期）” （2014-ZD-5）；國家自然科學基金資助項目（51409111）