参天水利资源工程研考会《工作通报》No.99-4
1999年2月4日
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洪业汤关于黄河泥沙成因的新发现
编者按:参天水利工程研考会与中央电视台一道,就"南水北调"和更广泛的中国水资源战略规划等问题,对多位专家进行了采访。现以《工作通报》方式内部交流。编辑尊重原始谈话,但有较大删节,且未经谈话者本人审阅。错漏之处,编者负完全责任。
问:我们拜读了您关于黄河泥沙形成的论文,加上我们正在搞水土资源这方面的一些研究,所以想请您谈谈您论文的主要观点,对黄河整治以及调水的一些看法?
洪业汤:黄河是我们国家一条非常大的河,非常有影响的河,跟我们国家文明有非常紧密的关系,所以,很多学者对这个问题有很深入的研究,我也是一个新兵。黄河的含沙量很大,一般过去一些传媒把这当成中华民族破坏黄土高原的象征,我不完全同意这个看法。我认为,就黄河泥沙发生的主要因素来看,它是一个自然现象。里面肯定有人为活动的影响,但是,人为活动对黄土高原的迫害,是叠加在自然环境特性的基础之上的。所以,我们现在对这个现象要有一个比较清醒的认识,要弄清楚究竟自然因素为主,还是人为活动因素为主?就我们现在的初步研究结果来看,可能自然因素是主要的。人为因素相对来说,还没有超过自然因素。这就是我提出的一个观点。
问:请具体谈一下黄河泥沙形成的自然因素主要是哪些?
洪业汤:黄河泥沙含量高主要是自然因素。从历史上来看,在人为活动很少的时候,黄河的含沙量就已经很高了。现在,有历史文献可查可以推到汉朝的时候,汉代的时候已经记载黄河是一条多泥沙的河流。我们国家从事黄河研究的专家有大量历史考证,对这个问题给出说明。为什么会有这个情况呢?因为形成黄河泥沙最根本的一个地质背景就在于,它是流过黄土高原。黄土高原本身是一些比较松散的黄土,这种堆积物很容易遭受侵蚀,在特殊地质条件之下形成这样一条河流。如果设想黄河不流过黄土高原,可能完全另外一个样子,就不会有黄河的出现。我想这是一个很重要的原因。
问:在你的论文里,还提到黄河泥沙形成和整个太阳系一些天象运动,特别是太阳黑子活动有一定的联系,您能不能谈一谈?
洪业汤:把黄河的泥沙量和太阳周期的关系进行一些相关分析,结果发现很有趣的现象,就是黄河泥沙的含量有三个特性。第一个特性,空间分布上不均匀。从上游到下游,并不是5000多公里长含沙量都一样。只是非常稳定集中在头道拐以后到龙门,这一段含沙量特别高,突然一下就增高了很多倍。第二个特征,时间上有波动变化。我们分析了过去70来年里,黄河泥沙的含量,不同的时段、年代,黄河泥沙含量不一样。不同年代的泥沙含量有波动周期,周期大概七年左右,11年左右就出现一次高峰。这个很容易使我们想到跟某种外来因素有关系,紧接着把波动的空间变化特性和时间变化特性和太阳黑子周期做了一些离合分析。结果发现,凡是太阳黑子出现在高峰的年代,或者低峰的年代,这两种年代的时候,那么或者超前一点或者迟后一点,黄河都会出现非常大的泥沙量。那么我们进一步分析相关性的原因,正是因为太阳黑子处在高峰期或者低峰期。从天气现象上看,凡在高峰期,往往黄河流域会出现暴雨,随着暴雨的出现,黄河往往出现大洪水,这个都是经过统计相关性检验,显著性是非常显著的。所以,我们形成了这样一个初步的认识,就是随着太阳黑子出现高峰期或者低峰期的时候,往往紧接着就出现暴雨,这个暴雨主要集中在每年的7、8、9三个月,特别是8月份的暴雨,有统计上有非常显著的相关。紧接着发生下面连锁反应:黄河出现洪水,随着洪水的出现,黄河泥沙量大大增加。有这样一个连锁关系存在,太阳活动导致暴雨洪水,进一步导致黄河出现洪水,进一步由于暴雨洪水导致黄土高原出现非常严重的侵蚀。结果导致黄河泥沙量的增加,是这样一个连锁作用机制。所以,我们想,有太阳活动、有宇宙因素控制的物理过程,导致了黄土高原非常强烈的侵蚀,导致了黄河泥沙量的增加。这是一个它存在天然性的证据吧。
插话:洪老师,刚才您提到自然成因,但是,刚才开始您也提到,黄河泥沙形成毕竟是多种因素在一起作用的结果。有自然因素,也有人为因素。所以,我想请教洪老师,在现在的状态下,我们人为的因素,对治理黄河的泥沙有没有可能起到积极的因素,比如说绿化,生态保护,请谈谈您的看法。
洪业汤:我想是这样的,对黄河含沙量很高的事情,一方面从科学的角度来说,我们要认清究竟是什么原因。如果进一步的研究,证实了我们的观点,黄河高含量的泥沙主要是自然因素造成,同时叠加了人为因素,这是对这个事情本质的一个看法。但是这并不等于说人为因素就没有作用了,我们就不要去治理他了。再比如说,我们发现黄河泥沙的分布不均匀,主要在头道拐至龙门一段,含沙量急剧增高。那么,就必须弄清楚为什么这段增高。我们论文里提出,希望在头道拐至龙门这个积水区域大概10万平方公里地方设立一个环境特区。既然经济上有经济特区,能不能在环境上成立一个环境特区,然后把我们治理黄河有限的经费,重点投入到这里边去,重点加强工程措施和林草措施。所谓工程措施是采取一系列工程办法,减少泥沙量。林草措施即种草种树,都应该搞。这和现在很多专家提出看法,实际上都是一致的。这不妨碍我们从学术上对黄河泥沙性质成因形新的认识。这是从小范围来看。
另外,我想说一点的是,认清事情的自然本质对我们宏观决策治理黄河非常重要。比如说,现在有一些专家实际上很早以前提出来把长江的水引过来,补充到黄河里去,来进一步治理黄河。首先,我想说这是一个很复杂的事情,需要从经济上、技术上、环境上,从各个方面很仔细的评估到底行不行。那么,对这件事情进行仔细评估,老实说不是我现在所能办得到的,因为这需要很仔细深入的研究。但是,我认为值得重视,我个人赞同这样一种方向。为什么需要重视?黄河流域是我们国家非常重要的地区,人口密集,工业、农业都很发达。随着工、农业的进一步发展,人口进一步增加,对水的需要还要进一步增加。如果我们光是采取行政措施,比如说对上游的水加强管理,减少水的浪费,不足以解决问题,必须增加其它水源。另外,我想从自然因素的角度来论证这个事情。就是说,从现在情况来看,已经有一些气象学者提出这样的看法,最近这一百年来气侯是逐渐干旱的。最近我们提取了泥碳沉积物里面的氧同类素,研究发现从17世纪到现在,我们国家从百年的尺度上看,温度是逐渐增加的,而且预计到下个世纪前半期,恐怕温度还会继续增加。那么,随着气温的增加,我国北方,像黄河流域东北地区,可能还会进一步偏旱。在这种情况下,一方面,人口在增加,工、农业在增加,用水量在增加;另一方面,整个气侯还会偏干旱,黄河流域和东北地区经济持续发展就会有问题了。需要进一步把这个问题做根本的考虑,做一些比较大的动作,这样,对这个地区持续发展可能会非常有好处的。所以,这种情况下,有的专家提出来把长江的水引到黄河里边来,我觉得这是一个非常值得研究的课题,很有意义。另外,从治理黄河本身来看,如果能把长江的水引入黄河里边来,这对把黄河堆积泥沙冲走,也是非常有好处的事情。所以,我个人认为从长江引水到黄河这个事情值得考虑,而且非常值得研究,可能是一个非常重要的事情。
问:刚才您提到,调水对黄河本身河道治理也许会产生一些积极的作用。您能不能稍微具体谈一谈?
洪业汤:很多人提出这样一个看法,如果一方面能够控制泥沙的减少,刚才讲在龙门之间做控制,同时能够保持上游足够的水量经过头道拐下来,把沉入黄河的泥沙冲掉,那么就能够稳定下游河道。这是一个很好的设想。至于怎么做到,需要从两方面着手:一方面控制住泥沙量,一方面控制足够的水源。当然,由于上游很多地方不断引水,保持水量是一个极大的问题,我们1993年到黄河又做了一次调查,采了很多样,我们看到很多地方都在引水,因为当地缺水没办法,非要引水不可。
问:有一种观点认为从长江调水,到下个世纪长江也是用水大户,它自己本身也很困难?
洪业汤:是的,是要考虑这个问题。如果假定像我们说的,随着全球变暖,中国气侯有变干趋势的话,这可能不只是在黄河流域东北地区发生,长江地区也可能。但是,我想长江很长,集水面积很大,上游靠进青藏高原,下游靠近西太平洋,有的地方干了,有的地方不一定干。究竟随着全球变暖以后,长江流域会不会变干,这还是一个需要研究的问题,这也是从长江引水需要评价的。
崔鹤鸣整理