让“中华水塔”永葆生机

2022.12.09 中国矿业报

　　——走近中国地质调查局水文地质环境地质研究所刘景涛研究团队

　　◎ 朱亮刘景涛牟春艳刘小伊

　　“黄河宁，天下平”。黄河流域水资源及生态系统是一个有机整体，上中下游之间也存在显著差异。黄河源区是黄河流域最重要的水源涵养和水源补给区，黄河源区水塔变化、径流稳定直接关系黄河源区的水资源可持续乃至黄河流域高质量发展全局。

　　立足黄河源区水塔水资源问题，2020-2022年，中国地质调查局水文地质环境地质研究所刘景涛研究员带领团队成员开展了黄河源区水文地质与水资源调查工作，通过大量野外观测、资料分析和水平衡研究工作，识别了黄河源区水平衡变化与径流演变的关键时间节点，揭示了水平衡与径流演变之间的内在联系及其相互作用机制。刘景涛表示，排泄基准面变化是影响黄河源区水平衡变化的一个关键地质因素，2022年水力条件改变带来黄河源区排泄基准面下降，将引起流域水平衡发生变化进而对径流过程产生重要影响。

　　大气降水是影响黄河源区水塔变化、径流变化的最主要因素，当出现连续干旱年时，降水不足将引起径流衰减。从20世纪80年代至21世纪初，黄河源区降水-径流关系不一致现象越来越严重，尤其是1997-2001年，在年降水量接近甚至大于多年平均降水量的情况下，黄河源区却径流急剧衰减，其中2000年径流量仅为多年平均径流量的2.9%，而且出现了长达4个月的断流，引起了社会的高度关注。从区域水文地质条件上来看，大气降水经过山前冲洪积平原的径流转化后，都以扎陵湖、鄂陵湖为排泄基准面，向其径流排泄，基岩山区构成了黄河源区水资源的主要补给-涵养区。扎陵湖、鄂陵湖是黄河干流上的过水湖，湖泊蓄水量是黄河源区平均径流量的25倍，是冻结层上水资源量的20倍，是构成黄河源“水塔”蓄水量的主体。作为区域地下水排泄基准面，湖泊水位变化通过影响地下水和湖水的排泄对流域水平衡产生重要影响。根据湖泊水位的变化特征，黄河源区水平衡状态基本可以分为两个阶段：第一阶段为1956-2001年，在高原隆升、河流侵蚀增强的地质作用下，鄂陵湖水位随湖口的侵蚀下切而处于不断下降趋势，不仅使“两湖”在丰水期不能增加蓄水，反而泄出更多的水量，导致黄河源“水塔”的水源输出量大于输入量，在长期负均衡状态下，水资源亏空越来越严重，更多降水用于补充流域的水资源亏空，引起产流能力减低和径流衰减，且亏空最严重的时期与径流衰减最明显、河水断流最严重的时期基本一致。第二阶段为2001-2020年，为了解决全国唯一无电县玛多的用电问题，2001年在鄂陵湖口下游17千米处修建了黄河源水电站，水电站的修建使库区与鄂陵湖相连，湖水位上升了2-3米，客观上阻止了湖口河床的下切，抬升了流域的排泄基准面，降低了水资源排泄强度，使黄河源“水塔”的蓄水量增加了约25亿立方米，水资源亏空逐渐被填补并转化为盈余，径流量和基流量逐渐恢复，20世纪末期黄河源区径流衰减和频繁断流的态势得到有效改善。

　　在青海全省实现电网联网的社会发展背景下，为了恢复黄河源区河流连通性和天然河道生态，2022年7月，青海省对黄河源水电站坝体进行彻底拆除，黄河源水电站供电功能褪去。黄河源水电站大坝拆除后，河道恢复天然径流状态，鄂陵湖水位下降2-3米，水电站大坝拦蓄所增加的蓄水量流失殆尽。在高原隆升和暖湿化增强的综合作用下，鄂陵湖湖口沉积物将重新受流水侵蚀下切，从而引起排泄基准面降低和水资源排泄能力增强，黄河源“水塔”逐渐失水导致调蓄能力大大减弱。因此，预测在未来10-20年时间内，排泄基准面持续降低可能再次引起黄河源区水平衡发生较大变化，最终导致20世纪末期黄河源区径流衰减和频繁断流现象的重现。

　　黄河源区排泄基准面下降引起的流域水平衡变化是导致20世纪末黄河源区径流衰减的重要原因，黄河源水电站的修建客观上抬升排泄基准面，在维持流域水均衡及径流稳定方面发挥积极作用。2022年水电站拆除后，随着排泄基准面的下降，黄河源区水平衡状态改变将引起径流过程发生较大变化。结合以上分析结果，建议水电站拆除后对鄂陵湖口进行加固处理，防止湖口河床沉积物继续被流水侵蚀下切，以达到阻止排泄基准面下降和保障黄河源“水塔”蓄水量稳定的目的，这对于维持黄河源区径流稳定以及生态保护具有重要意义。

　　党的二十大报告指出，大自然是人类赖以生存发展的基本条件。尊重自然、顺应自然、保护自然，是全面建设社会主义现代化国家的内在要求。作为科技工作者，要深刻领会人与自然和谐共生的中国式现代化丰富内涵，牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，以服务黄河流域生态保护和高质量发展为主要目标任务，注重运用科学理论、科学方法破解水资源及生态保护难题，咬定目标、脚踏实地、埋头苦干、久久为功，坚定不移做好黄河源区水资源与生态保护各项工作，为“中华水塔”永葆生机和筑牢黄河源区生态屏障建言献策。