山西、陕西两省之间的黄河中游河段,大多穿行于峡谷之中,到山西河津县附近的禹门口始豁然开朗,河水的流势也由急变缓。由于水文状况变化显着,很早人们就把这里称之为龙门。在龙门以上河段,汇有红河、皇甫川、窟野河、三川河、无定河、清涧河、延河等支流,这些河流流经黄土高原上水土流失最为严重的地区,使黄河干流的泥沙含量急剧增加。
黄河的泥沙主要来自河口镇到潼关之间的中游河段,从多年平均情况来看,这一地段内有许多支流的泥沙含量要大大高于干流。例如黄河的二级支流泾河(渭河支流),年水流量约15亿立方米,年输沙量却高达26亿吨;无定河的情况与泾河相差不多;窟野河年水量不到泾河的一半,年输沙量也接近泾河的一半,含沙量仍与泾河不相上下;延河年水量不过23亿立方米,可是年输沙量却高达6000万吨;祖厉河年水量更小,只有16亿立方米,可是年输沙量却比延河更高,达8000多万吨,等等。这些支流的含沙量都在每立方米100千克以上,有的支流的含沙量超过干流10倍以上,而且这里所讲的都是平均状况,若以某一时段的具体数值而论,那么,当夏秋之际洪水到来时,含沙量时常会出现每立方米600千克以上的峰值。
黄河过去没有清过,在可以预见到的将来,如果没有大范围、大幅度的全球性气候变化,它也不可能清澈,因为黄河的泥沙主要来自黄土高原,而黄土高原的土壤侵蚀远在人类出现之前就已经相当严重,这一自然侵蚀过程目前还远远看不到结束,所以黄河水清依旧遥遥无期,所谓“河清海晏”仍然还只是人们的一种良好愿望。
长江洪水是由什么引起的
长江流域内洪水发生的时间,一般下游早于上游,江南早于江北。干流大洪水多集中在7月份、8月份,一般年份干支流洪水发生时间先后不一,洪峰相互错开,不致造成很大洪水。长江中下游干流的大洪水具有峰高、量大、历时长的特点,而上游的洪水则涨势较猛,历时相对较短。
长江洪水主要来自上游川江的四大支流岷江、沱江、嘉陵江和乌江。四川屏山至湖北宜昌区间承纳川江各支流和干流金沙江的来水,其年径流量占宜昌的68%,汛期所占的比重更大。长江历史上许多洪水的形成多与川江洪水有关,川江几条大支流由于处于暴雨集中地区,猛涨的洪水常造成长江中下游洪水灾害。每当川江支流洪水与金沙江洪水相遇,或前者洪峰特大,后者底水偏丰,宜昌河段就会出现特大洪峰,给长江中下游带来严重威胁。
长江流域的洪水主要是由暴雨形成的。长江流域暴雨区较多,特大暴雨区有5个。第一大暴雨区是赣北、皖南、鄂南暴雨区。该区以江西省环玉山为中心,向东扩展到安徽省贫山一带,向西扩展到赣鄂交界的幕阜山地。其中有两个暴雨中心区:一个位于黄山,多年平均暴雨日数达到89天,1973年出现过17天暴雨;另一个位于幕阜山地。第二大暴雨区是川西暴雨区,在四川盆地向川西高原的过渡地带,从雅安、峨眉到涪江上游的北川、安县一带,也有两个暴雨中心区:一个是峨眉山到雅安一带;另一个是北川、安县一带。第三大暴雨区是湘西、鄂西南暴雨区。该区位于长江支流清江流域到洞庭湖水系澧水中上游一带。第四大暴雨区是大巴山暴雨区,在大巴山南坡四川万源至巫溪一带。第五大暴雨区是大别山暴雨区,在大别山的西南坡。在天气反常的情况下,上游雨季提前,中、下游雨季延后,干支流洪水遭遇,易发生范围很大的暴雨,如1931年、1945年、1949年洪水。若局部地区发生强度很大的暴雨,也会形成地区性大洪水,如1935年汉江、清江洪水,1981年四川盆地洪水,及历史上的1860年、1870年特大洪水。这两类洪水均可造成巨大灾害。
长江会不会变成黄河第二
黄河上游及中游的水土流失是众所周知的,黄河每年的输沙量达16亿吨,大量泥沙在下游沉积,每年使河床升高23厘米,现在河道已高出地面3~10米。历史上黄河已先后决口1593次,重要改道46次。黄河上游早在四五千年以前曾是“林木葱郁”的地带,因后来烧山毁林,造成现在的赤地千里,秃岭连绵,林木很少,水土流失严重,使黄河成为“害河”。
流经青、川、藏、鄂、湘、赣、苏、皖等十余省区的长江如何呢?有人担心长江有变成黄河的危险,这不是没有根据的。长江中上游的水土流失现状令人担忧。长江流域水土流失面积56万平方千米,占流域面积的31%,年侵蚀土壤达224亿吨,每年流入河口的泥沙达5亿立方米。由于水土流失,使河流泥沙量增加,河床抬高,削弱了泄洪能力。湖北荆江河段,河床已高出地面8米左右。长江中下游湖泊面积20世纪50年代约有22万平方千米,80年代已缩小到127万平方千米,平均每年被泥沙淤积333平方千米。
造成长江流域水土流失严重,生态环境恶化的主要原因是人们在开发利用自然资源时,违反了自然规律,使覆盖地面的森林植被严重破坏,加剧了水土流失。以四川省为例,50年代初期森林覆盖率达20%,现下降到9%,而川中丘陵水土流失严重的地区森林覆盖率只有3%。乱砍滥伐造成森林大面积消失,使长江流域内生态恶化,水、旱、泥石流灾害愈演愈烈。另一方面,长江中上游10度以上坡耕地有12亿亩,毁林开荒面积不断扩大,这些耕地长年耕作,土质疏松,也造成了流域内的大面积水土流失。
长江中上游的森林破坏而引起的水土流失问题已引起了有识之士的关注。如果再继续乱砍滥伐,长江的泥沙含量就会继续增加,长江有变成第二条黄河的危险。我们再也不能使长江变成第二条黄河,必须采取措施保护长江中上游地区的森林植被,并营造水源林和各种防护林,保持良好的生态环境,努力治理好长江中上游的水土流失,使长江变成一条清澈的河流。
黄河凌汛的成因
黄河浩浩荡荡流在北方大地上,在中游宁夏、内蒙古境内和下游山东境内,黄河干流流向为由西南向东北。这两段是黄河凌汛最为集中的地段。
凌汛是发生在冬季河水开始封冻和春季河水开始解冻时,因冰坝阻塞水流引起水位上涨甚至带来洪灾的一种河流特有的水文现象。
纬度差异是引起凌汛的主要原因。黄河从兰州到河套,南北纬差达4°37′,冬季月平均温度相差5℃以上,北部比南部结冰封冻的时间长,冬季封冻早,春季解冻晚。山东境内黄河南北纬度差为3°20′,封冻期南北也不一样长,间隔也比较长。秋末冬初,北部河水首先封冻,南来的未结冰的水流受阻排泄不畅,于是抬高水位,引起凌汛。冬末春初,南部的河水先解冻,而北部河面依然冰层很厚,上游大量的水流夹带冰凌一齐下泄,不仅无法破坏下游的冰层,甚至浮冰还会增进冰层的加厚,极易形成冰坝或冰桥,阻塞水流,抬高水位,发生凌汛。如果凌汛与黄河春季的洪汛结合起来,将会产生更大的危害。
当然,凌汛的发生也有赖于其他一些原因,如内蒙古境内黄河河道宽浅、平缓,浅滩、河湾众多,山东境内河道上宽下窄,都不利于水流下泄,极易阻塞流冰,造成凌汛的危险。
为了更有效地防止黄河凌汛的发生,在上游和中游兴建了许多大型的水利枢纽工程,同时加强了凌汛的监测工作,防止凌汛泛滥成灾。
“地上悬河”是怎么形成的
大家都知道,世界上所有河流中都含有一定数量的泥沙,而对于一条河流的某一具体河段来说,泥沙是否会在河床中淤积下来,则取决于泥沙数量与河流挟带泥沙能力的对比关系:当后者胜过前者时,河床中就会出现冲刷现象,不仅不会淤积,还要把自身的泥沙冲向下游河段;当二者基本相当时,就会出现一种准平衡状态,世界上许多冲积性河流,经过长期的冲淤调节过程,都已进入了这一状态,河道相对比较稳定;而当前者胜过后者时,就要发生泥沙淤积现象,泥沙淤积到一定程度之后,不可避免地要引起决堤泛滥,黄河下游河床就一直处于这样一种状态。
科学家们通过研究发现了黄河下游多年平均含沙量与淤积量的关系:黄河下游多年冲淤达到平衡时所需要的含沙量为每立方米16千克。这样,当含沙量小于每立方米16千克时,下游河道就要发生冲刷;当含沙量大于16千克时,下游河道就要持续淤积下去。由于黄河下游的多年平均含沙量为每立方米34千克左右,因而泥沙的大量淤积也就不可避免了。近40多年来经利津海口排放到大海里的泥沙近10亿吨,占输沙总量的2/3左右,显然还有1/3,亦即6亿吨上下的泥沙沉淤在下游河道中。
淤积在下游河道中的大量泥沙,当然是从上、中游地区冲刷下来的,但是在上、中游流域的不同地区,由于自然条件差异较大,不同河段的含沙量和输沙量也都变化很大。
钱塘江大潮
世界上的大河中,很多都有汹涌的潮涌,如南美的亚马孙河、北美的科罗拉多河、法国的塞纳河、英国的塞文河、印度的呼格里河。我国有潮涌的河流也为数不少,但浙江省的钱塘江涌潮却以其浩淼壮观而闻名于世。在涌潮的强度上,亚马逊河兴许可以和钱塘江潮一比,但钱塘江潮景的变化万千,是其他任何河流所无法望其项背的。当涌潮在天边出现的时候,如同素练横江,等潮涌长驱直入来到眼前的时候,又有万马奔腾的气势,那种雷霆万钧、锐不可当的力量给人无比强烈的冲击。
自古以来,就有“一年一度钱塘江潮”的说法,其实是不科学的。它给不了解情况的人一个错觉,以为钱塘江潮一年只有一度。其实每个月都有两次大潮汛,每次大潮汛又有三五天可以观赏涌潮。潮汐是有“信”的,到了该来的时候就一定来,不会失误。
阴历每月有两次大潮汛,分别在朔(初一)日之后两三天和望(十五)日之后两三天,而在上、下弦之后的两三天则分别为小潮汛。每年阳历3月下半月至9月上半月,太阳偏向北半球时,朔汛大潮大于望汛大潮,且在大潮期间日潮总是大于夜潮;而在9月下半月至次年3月上半月,太阳偏向南半球时,情况刚好相反,朔汛大潮小于望汛大潮,大潮期间的日潮也总是小于夜潮。越接近春分和秋分,这种差异越小;愈接近夏至和冬至,这种差异愈大。就全年而言,则以春分和秋分前后的大潮较大。至于这两个时期的大潮哪个大,则有196年的周期变化,其中一半时间春分大潮大,另一半时间秋分大潮大,两者的差别也由小逐渐增大,然后又由大逐渐减小。潮涌为什么会这么有规律呢?
我们知道,地球上的海洋潮汐是海洋水体受天体(主要是月亮和太阳)引力作用而产生的一种周期性运动。潮汐既然是海洋水体受天体引力作用而产生的一种周期性运动,那它应该是周而复始、永不误期的。钱塘江涌潮为海洋潮波在钱塘江河口这种特殊地形条件下的特殊表现,当然也应遵守这种规律,可是唐代的孙承宗在他的《江潮》一诗中却写道:“休嫁弄潮儿,潮今亦失信;乘我油壁车,去向钱塘问。”所谓失信,也称失期,就是该有涌潮的时候,看不见涌潮,让人莫名其妙。
汹涌壮观的钱塘江潮究竟有没有失信?早在南宋咸淳十年(1274)就曾有“钱塘江潮失期不至”的记载。德佑二年(1276)二月,元军初到杭州,因不知涌潮的厉害,扎营在江干沙滩上,杭州百姓和宋朝军队暗喜,急切盼望涌潮到来,将元军连营卷去,不料江潮三日不至,百姓无不为之大惊,以为天助元军,宋皇朝天数已尽。潮水为什么该涨的时候不涨,不该涨的时候反而巨浪滔天呢?这里恐怕跟钱塘江河的地理有密切的联系。