中國網/中國發展門戶網訊    黃河流經青藏高原、內蒙古高原、黃土高原和華北平原等區域，是中華文明的搖籃，也是受人類活動影響最為劇烈的流域之一。黃土高原人類活動曾導致嚴重的水土流失，使黃河成為全球泥沙負荷最高的河流之一。黃河流經華北平原時流速減緩，泥沙沉積，使下游河道不斷抬升，形成“地上懸河”，頻發的干旱和洪水災害也使其成為中國的“憂患之河”。黃河還長期面臨水資源短缺，其徑流量僅占全國年徑流量的2%，但承擔著全國15%耕地和12%人口的供水任務；水資源的開發利用率接近80%，遠超全球公認的40%重度用水壓力線。長期以來，黃河水沙異源、水少沙多的基本特征對應著諸多生態問題，如流域上游生態系統退化、中游水土流失嚴重、下游生態流量不足等。

黃河水沙調控能力近年來顯著提升。通過大規模的水利工程建設、植被恢復和水土保持工程，黃河泥沙入海量減少了90%以上，沙多問題得到了大幅度控制。工程措施和嚴格的水資源管理顯著提高了水資源利用效率，緩解了用水增加導致的黃河徑流量下降，基本解決了干流斷流問題，但供需矛盾仍然突出。例如，自小浪底水利樞紐工程運行以來，黃河流域的主要水庫容量已遠超過其多年平均徑流量，能夠有效地調節水流和泥沙輸送。生態恢復和農業灌溉促進了黃河流域植被綠化趨勢，但也造成了蒸散發量增加、水分消耗過大等問題。

綜上所述，過去幾十年間強烈的人類活動已深刻改變了黃河流域的水文循環及水土流失、泥沙運輸和沉積的過程，但黃河人水關系矛盾突出的基本情勢沒有改變，減沙的同時也減了水，加劇水資源供需矛盾，導致開發利用程度居高不下，科學提升流域綜合管理能力成為新時期黃河流域高質量發展的重要需求。本文梳理了黃河流域水文要素的顯著變化及其生態影響，總結了黃河流域可持續發展面臨的重點挑戰，就實現黃河流域人水關系和諧與高質量發展提出了相關對策建議。

 黃河水文系統的變化情勢

 輸沙量顯著下降

“水少沙多、水沙異源”一直是黃河治理復雜性的主要原因。黃河曾是世界上含沙量最大的河流，20世紀最大年輸沙量一度超過16億噸。中游的黃土高原曾是全球水土流失最為嚴重的地區，是黃河泥沙的主要來源區。黃河下游泥沙沉積、河床抬高，導致了黃河在歷史時期發生了頻繁的改道與洪災；泥沙在入?？诟浇练e，造成黃河三角洲面積持續增長。

黃河沙多的問題已通過人為治理得到了大幅度控制。自20世紀70年代以來，大規模的水土保持工程和植被恢復措施顯著減少了土壤侵蝕的面積與強度，萬家寨水利樞紐工程、小浪底水利樞紐工程等干流水利工程的建設運行，大幅減少了泥沙量，并通過水沙調節改變了泥沙的時空分布，泥沙含量也大幅度下降。因此，黃河沙多的特征在近年來發生顯著改變，其主要原因就是人類活動的影響。

黃河輸沙量的大幅減少也引發了新的挑戰。輸沙量的下降使下游河床淤積抬升問題得到了明顯緩解，2000年以來，河床沖刷下切有效降低了黃河下游洪澇災害風險，但也導致下游引水工程普遍面臨取水困難的問題。同時，干流水利工程建設也導致懸河段不斷向上游回溯，如寧夏段河床已明顯抬升。對黃河三角洲而言，來沙量下降導致了造陸面積下降，部分區域已轉為蝕退，制約濕地擴張并帶來現有濕地損失的風險，進而對生物多樣性造成損害。因此，盡管輸沙量下降在一定程度上緩解了黃河中下游的防洪壓力，但也給生態、水文、社會多方面帶來了新的挑戰。

水資源短缺加劇

黃河流域一直面臨著嚴重的水資源短缺問題，其人均水資源量約為400立方米，遠低于我國人均2 055立方米和世界人均7 350立方米，也低于國際公認的500立方米極度缺水線。近年來，隨著人口增長、城市化和工業化的加速，黃河流域的水資源需求持續增加，大量水庫、引水工程的建設加劇了水資源的開發利用。當前，黃河流域的水資源開發利用率已經超過80%，雖然因過度開發引起的長時間斷流問題已得到解決，但部分河段仍面臨季節性斷流和功能性斷流的威脅。在以上背景下，黃河流域的水循環過程發生劇烈改變，蒸散發顯著增加，地下水、土壤水分和冰川儲量持續減少，將過去缺水矛盾從干流轉移到支流、從河道轉移到坡面、從地表轉移到地下、從集中性破壞轉變為均勻破壞，而這些水資源存量的不斷減少意味著黃河流域的生態系統在面對未來氣候風險時將變得更加脆弱。

人水關系顯著改變

人類活動是黃河流域水文系統變化的主導力量，通過大規模的水利工程建設和流域綜合管理政策的制定，最大化地利用和調控水資源，以滿足農業、工業、城市生活及生態保護的多重需求。① 通過水利工程建設水沙調控能力大幅提升。20世紀中期的黃河流域治理強調通過工程手段對流域系統進行全面控制。例如，黃河上游和中游修建的三門峽水利樞紐工程、龍羊峽水利樞紐工程、萬家寨水利樞紐工程等，不僅用于防洪、發電，還承擔了灌溉、城市供水的功能。這些水利工程在支撐對黃河流量和泥沙的大規模調控、服務經濟發展的同時，也持續壓縮了維系流域生態功能的水資源，導致20世紀80年代出現頻繁斷流與嚴重生態退化的情況，迫使一系列針對黃河水治理改革的制度出臺。② 分水方案和統一調度政策效應明顯體現。1987年制定的黃河水資源分配方案是我國第一個流域分水方案，對于推進水資源科學分配和高效利用具有重大突破和示范意義。進入21世紀后，黃河流域的用水效率和生態用水優先級已得到了顯著提升，并采取“最嚴格水資源管理制度”等措施平衡經濟發展與生態保護之間的關系。這些政策有效控制了用水需求過快增長，協調了各地區用水關系，實現了黃河干流20多年不斷流。然而，當前的水資源分配體系趨于僵化，不再適應當下經濟形勢及各地區用水結構的變化，加之制度通常存在路徑依賴，若不及時出臺適宜現狀的管理方案，將難以應對未來環境變化與隨之而來的氣候和生態風險。③ 用水壓力持續增大，水少成為主要矛盾。如前所述，黃河沙多的問題得到了大幅度控制，但水少的形勢還在向著更加不利的方向演化。社會經濟發展需水量增加，同時黃河還承擔著流域外的供水任務，水少問題不僅不能緩解，而且還將越來越嚴重。

黃河流域可持續發展重點挑戰

垂向水循環通量持續增大

在“自然—人工”二元水循環框架下，水循環的垂向通量包括自然過程與社會過程對水的消耗，如蒸散發與取耗水等。近年來，氣候變化和人類活動影響下，黃河流域生態需水等的自然過程水消耗量和人類用水等的社會過程水消耗量都在增長，黃河流域垂向水循環加劇。 自然過程。主要是植被恢復與農業擴張使植被蒸騰作用增長顯著，導致黃河流域蒸散發量顯著上升，相應增加了降水及水汽循環率。過去20年間源區降水量也有所增加，上游徑流量表現穩定甚至略有增加，中下游徑流量也逐漸回升并且趨于穩定。 社會過程。城市化進程加速和工業發展，也使流域內人類社會更加依賴于水資源，盡管用水效率也在不斷上升，但年均流域用水需求仍呈總體上升趨勢，用水矛盾以中下游地區最為嚴峻。據黃河水資源公報的數據顯示，人類用水占天然徑流量的比例已從20世紀50年代的不足20%急劇攀升至21世紀以來的85%以上，并在未來短期內無法達到拐點。

自然水資源存量持續減少

盡管水循環通量不斷增加，黃河流域的地下水、冰川積雪、土壤水等自然水資源存量卻持續減少，這些不同形式的自然水資源存量的減少威脅到了流域生態系統的穩定性和可持續性，并加劇了水資源的短缺問題，預示著未來可能面臨更為嚴重的水資源危機。 地下水。黃河流域地下水被過度開采且開采總量仍呈上升趨勢，同時地表用水增加使能夠給予地下水的補給量下降，因此地下水儲量總體呈顯著下降趨勢。地下水位的不斷下降還引發了地面沉降等一系列問題，黃河流域的城市和中下游農業目前大量依賴地下水作為主要的供水來源，銀川平原、華北平原等地都出現了嚴重的地下水漏斗區。 冰川積雪。黃河流域源區的冰川、凍土等也是徑流的重要來源之一，然而隨著高原氣候變暖的加劇，冰川面積和凍土深度均顯著下降，冰川消退和積雪融化的加速導致黃河源區的水資源存量呈顯著下降趨勢。 土壤水。生態恢復導致的土地利用轉換（如從農田轉為森林/草地）是區域土壤水分虧缺的主要驅動力，并且這種虧缺會隨時間逐漸加劇。植被增加在改善生態環境方面發揮了重要作用，但也導致了土壤水的過度消耗。

 局部功能性斷流仍然存在

黃河“垂向通量增大、自然存量減少”的水文情勢是人類影響和壓力持續增加導致的結果。目前，局部功能性斷流的現象仍然存在。例如，在枯水季期間的流域中下游地區，汾河、沁河、大汶河等部分支流的徑流量仍時常不能滿足水體自凈、河道輸沙、濕地維持等方面的需求。黃河的功能性斷流不僅對沿岸的工農業用水和城市供水構成威脅，還對河道功能及流域的生態系統造成了嚴重影響，以河口三角洲、烏梁素海、開封柳園口等中下游河灘地為代表的關鍵濕地生態系統的結構、功能與生物多樣性受到嚴重威脅。隨著未來干流水庫因不斷淤積而喪失調蓄能力，黃河的局部功能性斷流的問題將更加嚴峻。

 制度影響的強度與機制分析不足

隨著黃河流域生態保護和高質量發展成為國家戰略，上述人水關系矛盾突出的問題已得到高度重視。國家層面頒布了《中華人民共和國黃河保護法》，水利部及相關部委出臺了“四水四定”等相關條例、開展了水權交易等政策試點，旨在通過制度建設促進人水關系和諧。然而，黃河治理的緊迫性致使制度實踐先于制度分析，目前的制度分析主要基于經驗和理論，對政策影響的外溢效應及人水互饋機理認識不足。同時，由于流域內各方利益相關者的復雜性，制度的改革和調整難度極大，易因路徑依賴造成靈活性和韌性的缺乏。例如，“八七”分水方案是基于1980年用水情況進行的指標分配，如今已與當下社會經濟發展形勢與生態系統功能維系有所脫節。因此，對高度依賴于行政手段和工程控制的黃河流域管理過程，應及時厘清人水系統結構，定量分析制度建設與制度改革對人水關系的短期與長期影響，進而指導相關制度的優化、改革工作，為黃河流域治理提供科學依據。

 科學推進流域綜合管理以保障黃河人水和諧

重塑人水關系就是重塑人與自然的關系，事關黃河流域的生態保護與高質量發展。黃河是中國第二長河，全長約5 464公里，流域總面積79.5萬平方公里，但天然年徑流量小于長江、珠江、松花江，是長江的1/17，長期自然條件形成了河道長但徑流少的適應性格局。當前，黃河沙多的特點已基本得到改變，但黃河流域水資源通量顯著增大、存量持續減少，已經不再符合細水長流的自然屬性，人水矛盾依然突出。為應對上述人水關系變化及其挑戰，本文提出應從基礎數據監測與設施建設入手，推進地表水與地下水聯合管理，結合生態保護修復和轉移支付等手段，減小通量、保護存量、科學治理，優化黃河全流域水資源配置。

 推進水儲量的基礎數據采集與監測

黃河流域的水資源儲量正在持續減少，資源性缺水的基本情形預計在未來短時間內不會改變，這對水資源可持續高效利用提出較高要求。在灌區建設與城市工業用水領域的既有經驗表明，精細的測量有助于明確核算水資源利用的成本與收益，是支撐高效節水建設的基礎。黃河流域在進庫出庫、徑流斷面、灌溉引水渠等通量水的監測方面走在全國前列，這是保證生態安全、社會公平、經濟效率的重要基礎，對于落實“四水四定”至關重要。然而，黃河流域對當前水資源存量的評估則主要依賴于大尺度的模型和遙感數據，數據不確定性較高，水存量數據不可得、不可見、不可用是制約生態與水文模型發展與流域水資源管理實踐的重要因素。因此，建議從2個方面推進水儲量的基礎數據采集與監測。 非常規水資源存量調查監測。尤其需要注重全流域地下水、冰川水、土壤水等存量水資源的基礎數據采集，在局部地區還應開展礦井水、冰凌水、再生水等非常規水資源的存量調查。 數據動態監測與公開共享。進一步完善動態監測網絡、健全數據公開共享機制，讓基礎數據服務于支撐流域尺度的高精度水文模型，從而科學建設覆蓋全流域取用水總量控制體系，合理配置干支流水資源并強化地下水水位管控，助力中下游地下水超采漏斗治理。

加強水利基礎設施工程與制度建設

人類活動成為黃河流域水文系統變化的主導力量，水利基礎設施工程與制度建設在流域綜合管理中扮演著至關重要的角色，需隨著經濟社會與氣候變化不斷升級和優化。 應對極端氣候。由于氣候變化引發的極端降雨事件增加，黃河流域暴雨侵蝕和大洪水風險加劇，現有攔沙基礎設施的容量正在減小，有必要進一步完善黃河干支流水沙調控工程體系，從而進一步優化水沙關系，提升河道過流能力，增強下游河道的防洪能力，應對未來洪水與凌汛帶來的潛在威脅。然而，由于水庫的不斷淤積，依賴水利工程建設控制河流存在局限性和不可持續性，就可通過生態補償機制等制度建設引導加強淤沙資源再利用等工作。 應對水資源短缺。當務之急如穩步優化調整“八七”分水方案、構建高效的水資源保障管理體系，通過建立用戶、部門、?。ㄗ灾螀^）、流域4級水市場，推動跨域調水機制、季節性水量交易以及長期水權交易，結合水資源費改稅和水價合理化等經濟激勵手段促進節水行為的實施。 水利基礎設施工程與制度建設有機融合。將工程與制度設施利用現代智慧水利技術結合，通過水聯網、大數據、數字孿生等技術手段提升決策與調控效率。

施行地表水與地下水的聯合管理

地下水的過度開采在黃河中下游地區形成了嚴重的“漏斗”效應，強化地下水水位管控，加快地下水超采區的治理成為當務之急。 加強模擬預測能力。為確保水資源的可持續利用，應建立覆蓋全流域的取水總量控制體系，以精細化的動態監測為基礎，采取數字孿生等手段，對地表水或地下水開采帶來的水文效應進行模擬，對政策制定后的外溢效應進行定量評估，全面推進“四水四定”，落實《中華人民共和國黃河保護法》中提出的地下水統一管理策略。 及時治理超采地區。在流域人地系統耦合模型、數字孿生等技術支撐下，針對不同地區地表、地下水的情況不同制定差異化的治理模式，大力治理銀川平原和華北平原等地下水漏斗地區。 合理配置域內外資源?；凇八臋M三縱”國家水資源配置總體格局，科學配置南水北調東中線水量，合理配置南水北調的調水量并置換引黃用水量，及時調整相應的地表、地下水的引水指標，減輕黃河引水的壓力。

完善生態保護修復與補償機制

生態保護修復需要大量水資源支撐，如黃河河源區三江源、甘南、祁連山等重點地區的水源保護，黃河中游黃土高原的水土保持與植被恢復，黃河下游河口地區黃河三角洲的濕地保護與生態修復等；各地水資源使用效率與回報率存在明顯差異，使得水資源向更具有經濟效率的地區和部門傾斜。以上情況都加劇了黃河流域的水資源分配與使用的不平衡，使流域整體人水關系矛盾突出，因此在黃河局部功能性斷流的背景下，流域生態保護與修復工程需在科學支撐下有針對性地持續推進。 完善流域生態補償機制。除逐步優化調整“八七”分水方案等現行的水資源配置外，還可以引入合理的資金轉移支付機制，以促進水資源在不同區域的均衡分配與使用。例如，人均用水量較高（如黃河上游）、單位水資源產出較大（黃河中下游）的區域提供更多的轉移支付資金給生態保護責任更重的區域（如黃河源區），以支持水土保持與水源涵養。 生態保護修復與水權交易相結合。通過將生態保護修復轉移支付的義務與水權交易相結合，并在地區尺度實施，使生產效率較高的地區在購置水資源發展經濟的同時承擔更多生態義務。這種資金調配不僅能夠緩解區域水資源壓力，還能促進黃河流域各地市通過地區間合作實現資源和經濟效益的雙贏。

（作者： 王帥、 宋爽、劉焱序、 武旭同，北京師范大學 地理科學學部/地表過程與水土風沙災害風險防控全國重點實驗室；江恩慧，黃河水利科學研究院；傅伯杰，中國科學院生態環境研究中心 區域與城市生態安全全國重點實驗室；《中國科學院院刊》供稿）