黄河是中华民族的母亲河，黄河的治理开发一直是历代治国安邦的大事。对21世纪黄河流域及相关地区经济社会发展和西部大开发具有重要的战略地位。

制定黄河治理开发的中长期科技发展规划，就必须认真研究黄河的特点、变化、未来治理开发的主攻方向和重大科学技术问题。

1．历史上的黄河

黄河流域是中华民族的摇篮，我国古代文明的发祥地之一，经济发展历史悠久，文化源远流长，曾经长期是中国政治、经济、文化的中心。

黄河由于自然条件复杂，河情特殊，又是一条灾害深重的河流。黄河流经广大的黄土高原，大部分处于干旱、半干旱地区，土质疏松，气候干旱，植被稀少，坡陡沟深，水土流失十分严重。遇大旱之年“赤地千里，饿殍在道”，史不绝书；遇暴雨洪水，挟带着巨量泥沙（多年平均16亿t），形成下游河道“善淤、善决、善徙”的特点，黄河泛滥的区域，北抵天津，南达江淮，纵横25万km²，给人民带来了深重的灾难。千百年来历代治河者，或“宽河筑堤”，或“束水攻沙”，都因为泥沙太多，受生产条件和科技水平的限制，在桀骜不驯的黄河面前，只能望河兴叹，饱受其苦。黄河因此被称之为“中国之忧患”。

2．人民治黄以来的发展与变化

2.1建国50多年来，党和政府加大了对黄河的治理开发力度，取得了举世瞩目的成就。

初步建成了下游防洪工程体系，取得了连续50多年伏秋大汛未决口的伟大成绩，保卫了黄淮海广大平原人民生命财产的安全。

修建了大量的水利水电工程，发挥了供水和发电的巨大效益，以其占全国2%的地表径流承担了全国15%的耕地，12%的人口和50多座大中城市的供水任务。干流12座水电站，装机容量900万kw，年均发电量336亿kw·h，为流域及沿黄地区的经济社会发展作出了巨大贡献。

初步治理黄土高原水土流失面积18万km²，改善了当地群众的生产生活和生态环境，减少入黄泥沙约3亿t。

50多年来，对黄河基本规律的认识有了很大提高，治理开发的各种科学技术手段也大大进步。

2.2在治黄取得巨大成就和效益的同时，我们也应该看到，随着经济社会的发展，黄河出现了许多新情况、新问题，反映出我们对黄河的认识和规划，还存在一定的盲目性，以致一些治理开发措施给人们的生存环境带来负面影响。这些都是我们所始料未及的，主要表现在：

2.2.1在九十年代干旱年份，黄河上、中游大部分支流的径流量减少幅度大于降水量减少的幅度。如渭河流域降雨量减少约14%，径流量减少约38%，其它如湟水、汾河、伊洛河、沁河等，径流量减少的也很多，除了气候的影响以外，主要是人类活动的直接和间接影响造成的。

2.2.2在黄河来水量不断减少的同时，黄河的水资源开发利用过度，供需矛盾日趋紧张，下游频繁断流，维持河流生命所需的基本水量得不到保证。

黄河水资源先天匮乏，50年代国民经济平均耗水量122亿m³，灌溉面积1200万亩，90年代平均耗水量300亿m³，灌溉面积达1.1亿亩，造成黄河地表水越来越少。50年代，距河口最近的利津水文站，实测径流量年平均480亿m³，而1986年以来年平均仅有120亿m³，最少的1997年，仅有18亿m³，造成下游河道断流加剧，90年代几乎年年断流，且断流时间长，河段上延，1997年利津全年断流226天。给经济社会的发展和河道及河口生态环境造成了严重影响。

2.2.3黄河汛期水量沙量大幅度减少，且水量减少大于沙量的减少。

90年代进入黄河下游的年均水量和沙量与50年代到80年代的平均量相比，分别减少40%和41%，基本是同步的。汛期7-10月三门峡站的水量和沙量占全年的比重，水量50年代至80年代占55-59%，90年代占43%，而沙量50年代至80年代占84-86%，90年代占73%，说明汛期水量减少幅度大于沙量减少的幅度。另外，洪水发生的频次和量级也明显减少（小），50年代花园口发生了7次大于10000m³/s的洪水，而1983年以来的20年中，一次也没有发生，最大的一次洪水是1996年8月的7860m³/s。同时，泥沙在下游河道中的淤积部位，也发生了明显变化，天然情况下，黄河16亿t泥沙约1/4淤积在河道中，3/4输送至深海和河口地区造陆，其中淤积在河道中的泥沙约70%以上分布在滩地上，但1986年以来，黄河下游来沙量只有6.6亿t，较多年均值减少了1/2多，由于汛期水量特别是中小洪水显著减少，使淤积在下游河道中泥沙的比重反而增加，且80%以上都淤积在主槽内，导致主槽淤积严重，排洪能力下降（50-60年代主槽可排6000-8000m³/s，90年代仅能排3000m³/s左右，最差的河段不足2000m³/s即漫滩）。二级悬河加剧，威胁防洪安全。

2.2.4黄河水污染加剧，不仅使河流生态环境遭到破坏，也使有限的水资源失去使用功能，加剧了水资源的供需矛盾。

随着经济社会的快速发展，城市和工业废污水大部分未经处理直接排入河道，农业面源污染也有加重之势，使河道水质恶化。据黄河干支流监测河段的资料表明，80年代废污水排放总量约21.7亿t，ⅳ、ⅴ和超ⅴ类水质的河长仅占30%左右，到90年代中期，废污水排放总量已达42亿t，ⅳ类及以上水质的河长占70%左右。

2.2.5对水土保持工作，长期以来重治理、轻保护，重坡面治理、轻沟道治理，重人工措施、轻利用自然力量恢复植被。造成治理标准低，进度缓慢，形不成治理规模，边治理边破坏，生态环境恶化的局面尚未得到有效遏制。

3．黄河中长期科技发展规划重点

黄河已经是一条被人类深刻影响和干扰的河流，未来应如何治理，才能既保障区域经济社会的可持续发展，又能保障这条古老而又伟大的黄河生生不息，造福于人民，是一个值得深思而又急待解决的重大课题，也是制定国家中长期科技发展规划的重要内容。

从上面对黄河现状问题的分析可知，未来黄河治理的核心难题有三个：一是黄河的巨量泥沙如何处理和利用，这是黄河难治的症结，它不仅关系到黄河的防洪安全，也涉及到水土流失的治理和水资源的开发利用。二是依据黄河水资源的变化，如何合理配置、有效解决国民经济和社会可持续发展，以及维持河流生命对水资源的需求。三是如何保护和改善黄河的生态环境。解决这三个问题的关键是，合理配置、高效利用、有效保护、增水减沙。为此，需要重点研究和解决以下问题：

3.1变化环境下的黄河流域产水产沙情势分析

3.1.1黄河兰州以上地区径流变异原因分析。

黄河兰州以上是流域水资源的主要来源区，多年平均（1950-2001年）天然径流量332亿m³。1986年以来仅为295亿m³，比1985年以前的年均值减少15.5%，而同期降雨仅减少2.9%，其中1997年以来减少22.2%，而同期降雨反而增加了4.5%，变化原因不清。

3.1.2黄河中游典型支流地下水开发和雨水截流等对地表径流的影响。

黄河中游的渭河和汾河，近五、六年降雨减少14%，但实测径流量却减少了40-50%；伊洛河和沁河近十年降雨比50、60年代减少11-15%，但实测径流却减少了60-70%。这些重点产水支流的径流量减少，势必影响全河水资源的供需形势。通过对典型支流地表水—地下水—降雨的循环过程研究，摸清地下水开发和雨水截流对地表径流的影响。

3.1.3水保措施对入黄径流泥沙的影响和发展趋势。

通过对植被的耗水规律、耗水量和沟道坝系工程的蓄水拦沙能力的研究，提出黄土高原水土保持和自然修复等措施的基本耗水量，减蚀拦沙能力和发展趋势。

3.1.4水利工程对黄河下游洪水的调节程度和发展趋势。

重点研究下游洪水来源区大中型水利工程对洪水量级和过程的调节程度，预测汛期水量的可能变化，包括普通洪水、大洪水和特大洪水的变化趋势。

3.1.5气候变化对黄河中游径流量的影响。

以上5个专题研究内容基本概括了影响黄河水沙变化的基本因素，地域上覆盖了黄河产流产沙区的90%，将回答因人类活动和气候变化对未来黄河产流产沙的影响及其变化趋势。

3.2维持黄河河流生命需水量的研究

3.2.1维持黄河健康状况的评价指标和方法的研究。

提出河流各项基本功能（排洪输沙、水质、生态、供水）的概念，基本因子，维持河流健康状况的评价指标（阙值）和方法。

3.2.2维持黄河下游河槽基本排洪输沙功能的水沙过程研究。

洪水期流量具有塑造河槽形态和冲刷河道的重要作用，研究未来黄河汛期水沙条件变化情况下，下游河道的冲淤演变规律，提高河道排洪输沙功能的水沙过程，利用水利枢纽工程调控洪水和泥沙的可能性，技术措施和代价。

3.2.3黄河河口适度规模湿地淡水需水量研究。

研究河口湿地典型生物群落发育和更替的时空需水过程与强度，计算不同湿地规模和生态容载量下的需水量，提出维持河口适度规模湿地及其生物多样性保护所需的低限淡水量和季节分布。

3.2.4维持黄河河口近海生态平衡的最小需水量研究。

重点研究黄河淡水补给与近海区域生态平衡的关系，提出有利于近海生态保护和恢复的黄河最小入海水量和季节分布。

3.2.5不同功能需水量的迭代耦合关系研究。

根据维持河流各项基本功能的需水量和时空分布，进行迭代耦合，提出不同河段在不同时段能基本满足河流功能的需水量和过程。

3.3保障黄河河道生命的水沙调控关键技术研究

3.3.1提高黄河水资源承载能力的途径和技术研究。

挖潜：节水治污、洪水资源化、污水资源化、合理水价、统一调度，经济结构调整等。

调水：西线南水北调增加黄河供水量，中、东线南水北调置换黄河下游引黄用水和相机向黄河下游补水的可行性研究；引江济渭等的可行性研究。

根据不同水平年国民经济和社会发展需水量预测、黄河水资源的承载能力和维持黄河河道生命的需水量及过程，采用水资源多维临界调控技术，进行多方案论证、比选，提出科学的对策措施，供决策参考。

3.3.2处理和利用黄河泥沙的途径和技术研究。

根据未来黄河水沙条件的变化，进一步研究泥沙运动机理，水库及河道泥沙冲淤演变趋势，考虑河道整治、滩区和河口治理措施、干流梯级控制性工程的开发、中游大规模生态环境的建设以及南水北调工程建设等的影响，充分发挥好“拦、排、放、调、挖”等处理和利用泥沙的作用，并研究谋求黄河河床不抬高，长治久安的治沙思路和其它重大措施的可行性。

3.3.3小浪底水库水沙调控运用关键技术研究。

主要包括：水库异重流排沙、大水相机降水冲刷、逐步抬高水位拦粗排细、调水调沙、防洪调度等运用方式的关键技术研究，充分发挥小浪底水库以防洪减淤为主的综合利用效益。

3.3.4有效遏制黄土高原水土流失的关键技术及其减沙效果研究。

实行退耕还林（草）休牧，利用自然力量恢复植被。沟道坝系治理，以多沙粗沙区为重点，研究沟道坝系的合理布局和相对平衡的关系，拦沙效益，评价指标和筑坝技术，坝地可持续利用技术,坡耕地综合开发利用技术等。

3.3.5南水北调工程增加黄河汛期水量的技术途径研究。

汛期水量减少是造成下游河槽严重淤积和潼关高程居高不下的主要原因，要研究给这两个河段增加汛期水量，特别是增加汛期中小洪水的量级和频次的可行性和措施。

3.3.6黄河水沙演进数学模拟技术。

开发黄河中下游河道二维水沙演进数学模型和水库水沙演进数学模型，用以研究黄河水沙运动规律、预测变化趋势，优选黄河水沙调控技术。