河水污染治理措施论文
导语： 随着我国工业化进程的不断加快，河流污染现象越来越严重。当前我国的河流污染形势非常严峻。在国内水资源形势日益严峻的背景下，加强对河流的保护显得非常重要。当前我国对河流污染的治理还处于起步阶段，但是随着人们环保意识的觉醒，河流污染的环境保护措施将得到深入研究。本文将重点探讨河流污染的治理措施。
[ 关键词] 河流污染 环保 治理措施
中图分类号：U473.9 文献标识码：U 文章编号：1009914X（2013）34012701
当前我国的河流污染形势日益严峻。河流污染严重影响到了人们的生命财产安全，给人们的生产生活带来危险。“一些企业肆意排污导致河流污染加剧，对人民的正常生活、身体健康等都造成了严重的危害”。[1]在可持续发展理念深入人心的背景下，河流污染治理问题逐渐深入人心，被越来越多的人所重视。
绿色环保是当前经济社会的发展的必然趋势。而要想实现这个目的，就必须要高度重视河流污染问题。无论是从发达国家的发展经验来看还是从过去我国粗放式发展的理念来看，河流污染的治理都已成为当务之急。在这样的背景下加强河流环保措施的研究就显得非常重要。
一、河流污染形式
河流污染基本上可以分为两种形式：一种形式是点污染；另一种形式就是面污染。所谓点污染主要指的是工业废水以及城镇生活污水造成的各种污染。面污染主要指的是大范围内污染物由于降雨等造成的污染。这两种形式的污染都会对人们的生产生活造成影响，严重情况下还会对居民的人身健康造成影响。在这样的背景下加强对河流污染原因的研究就显的非常必要。
二、河流污染的原因
经过对河流污染进行深入调查，我们就会发现河流污染基本上是由三个原因造成的：一是水土流失严重。我国农田土壤在过去几十年的发展中大量应用化肥农药，虽然在一定程度上实现了增产目的，但是也造成严重的水土流失。水土流失现象的家居，是造成河流污染的主要原因。二是废污水得不到有效处理。当前人们虽然对工厂废污水的处理保持一定程度重视，但是在实际操作过程中仍然存在一系列问题，废污水得不到有效处理就被排到河里，这是导致河流污染的根本原因。三是人们的环境保护意识淡薄。当前国家虽然制定了一些环境保护的法律体系，但是在实践过程中往往存在有法不依，执法不严的现象。这是河流污染的关键。
三、物理方法
针对河流污染的治理，我们主要采用的物理方法主要是四种措施：一是调水，二是机械除藻；三是曝气复暖；四是底泥疏竣。所谓调水主要指的是通过加入大量的清洁水来改善污染水质。通常这种方式主要是通过水利设施调动附近清洁水源来进行清洁。
所谓机械除藻主要指的是通过专门机械来去除水中的蓝藻以降低河流污染。在河流中经常会产生大量的水华蓝藻。这些蓝藻的出现会严重影响到河流水质。去除水华蓝藻能够有效地降低河内磷、内源氮的负荷，这对于提升河流水体质量很有帮助。
曝气复暖。通常意义上河流污染主要是由于河内溶解氧降低造成的。我们对河流的保护就可以从提升河内溶解氧的这个角度来进行考察。曝气复暖就主要是通过这种形式来保护水体的。曝气复暖技术通过向河道充入氧气，来提高水体的溶氧水平，增加水体好氧生物的活力，最终达到提升水体水质的目的。当前主要是通过移动式充氧平台和规定式充氧平台实现这种技术。
底泥疏浚。在被污染的河流中有许多污染物都淤积在河底泥土中。为了有效提升河水水质，人们可以通过底泥疏浚的方法来治理。把底泥挖出来就可以有效的减少河里的污染物，从而减少河流污染。
四、生物方法
所谓生物方法主要指的是生物促成法，生物强化法和生态修复法。接下来我们就来详细分析这三种技术。所谓生物促成技术主要指的是通过把解毒剂，降解污染物，常量元素，维生素，微量元素等投入到河流中以降低污染的技术。生物促成技术的应用能够有效地降低河流污染，应用这种方法能够起到有效降低土著微生物的目的，从而能够强化污染环境的自净能力，最终有效缓解河流污染。
生物强化法。生物强化技术主要指的.是通过往受污染的水体中接种污染降解菌，通过污染降解菌来激活水中微生物并使他们迅速繁殖，继而来抵制有害微生物的生长。通过生物强化法可以有效解决水体污染问题。这种方法对于消除受污染水体中的黑臭和硝化底泥很有帮助。
生态修复技术。生态修复主要是通过利用浮岛技术，人工湿地，生物膜法，水生植物等形式来降低河水污染。生态技术是“利用生态平衡、物质循环的原理和技术方法，对受污染或受破坏、胁迫的水体生物生存和发展状态的改善、改良或恢复、重现”[2]浮岛技术，是通过在受污染区域搭建辅导，在水面上种植植物最终形成生物链来进行水体恢复，运用浮岛技术可以有效提升水体质量。人工湿地。人工湿地是在模仿自然湿地的基础上形成的一种具有很强渗透性能的物质。通过使用人工湿地可以有效实现污水的净化。人工湿地一般可以分为垂直湿地，潜流湿地，表面湿地三种形式。当前“国内外在人工湿地的应用方面积累了丰富的理论及实践经验”[3]生物膜法是通过天然河中的生物膜来起到净化与过滤的技术，生物膜一般是由人通过填充填料来供细菌絮凝生长，最后生成的。生物膜具有表面大，附着微生物多等特点，应用人工湿地可以使得河流的自净能力显著增长。在今后的河流污染治理中我们应该加强对这种技术的研究。“在上海的应用有生态浮床技术、沉水植物修复技术、植生生态混凝土技术等。
五、化学方法
化学治理方法主要指的是通过往受污染的水体里放入各种化学剂，例如铁盐，化学药剂杀藻等化学物质来改善水质。一般意义上化学方法主要有化学除藻以及絮凝沉淀两种方法。化学除藻是一种能够有效控制藻类生长的方法，对于解决严重富营养化的河流的污染问题具有重要意义。但是在使用这种方式来治理和水污染的时候，我们也要注意这种方法要适度应用，过度使用就会造成动植物的再次污染。絮凝沉淀是通过投入混凝剂来缓解污染的。这种方法主要应用在污染非常严重的地表水体中。采用这种方法可以有效控制源磷负荷。
当前随着经济社会的发展河流污染形势日益严峻，在这样的背景下加强河流污染治理显得非常重要。本文详细分析了当前环境污染的形式以及产生原因，而后深入论述了河流污染治理的措施。我们在今后的河流污染治理中必须要结合河流自身的特点来进行治理。“多个城市治污实践证实。河长制”确实是推动我国水污染治理的一项有效措施”[5]要慎重科学地选择治理措施，这是有效缓解治理污染的有效手段。
参考文献
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: 在阐述河流生态恢复的基本思路和原则的基础上 ,提出了河流生态修复的基本任务和主要对应措施 ,河流 摘要 生态修复的任务一是改善水文条件 ,二是改善河流地貌的特征 ,三是恢复濒危或特殊物种 ; 河流生态修复的措施包括人 工直接干预 ,自然恢复以及增强恢复措施 。 关键词 : 河流 ; 水利工程 ; 生态恢复 中图分类号 : X171. 1 文献标识码 :B 目前,河流退化已被公认是一个全球性的生态环境问题 , 1. 2 生态修复的基本原则 生态恢复与重建的基本原则一般包括自然原则 、 社会经济 技术原则 、 美学原则 3 个方面 。自然原则是生态恢复与重建的 基本原则 ,也就是说只有遵循自然规律的恢复与重建才是真正 意义上的恢复与重建 , 否则只能是背道而驰 , 事倍功半 。社会 技术经济条件是生态恢复与重建的后盾和支柱 ,在一定程度上 制约着生态恢复与重建的可能性 、 水平与深度 。美学原则是指 退化生态系统的恢复重建应给人以美的享受 。按照上述基本 原则的要求 ,结合河流的实际情况 ,拟定以下指导性原则 : ( 1) 地域性原则 。由于不同区域具有不同的生态环境背 受到国际社会的普遍关注 , 随着环境意识 、 生态观念的增强以 及生活水平的提高 ,社会对修复严重受损的河流生态系统的要 求越来越迫切 。因此 , 很有必要对河流开展生态恢复的措施 。 在实际修复中 ,很难将河流修复到原来没有受到人为干扰的状 态 ,一般只是适当修复 ,以在恢复河流基本生态功能的前提下 , 满足人们的需要 。 1 生态修复的基本思路和原则 1. 1 生态修复的基本思路 河流生态的修复必须以系统 、 整体和可持续发展的观点 , 景,如气候条件 、 地貌和水文条件等 ,这种地域的差异性和特殊 性就要求我们在恢复和重建退化生态系统的时候 , 要因地制 宜 ,具体问题具体分析 ,千万不能照搬照抄 , 而应在长期定位试 验的基础上 ,总结经验 ,获取优化与成功模型和模式 ,然后方可 示范推广 。 (2) 生态学与系统学原则 。生态学原则包括生态演替原 以河流的整体生态系统结构 、 功能为基础 , 从水土资源开发利 用及生态环境现状出发 ,结合城市景观规划 ,以水造景 ,把水景 观融入城市景观 ,充分考虑城市河流沿岸居民和游人的活动需 求及环境感受 ,以 “绿” “水” 和 作为空间基质 , 构成景观开敞的 亲水性人文活动空间 , 为市民创造一个安全 、 舒适和富有情趣 的水边环境 。 当前 ,水利工程的主要任务是要紧紧围绕着生态恢复和重 建为中心 ,综合采用工程技术 、 生物技术和管理技术措施 ,改变 以前单纯的就河道论河道 , 就环境而论环境的作法 , 确保一般 河流的流量 ,恢复洁净水流 ,保护水质 ,形成良好的河流景观和 滨水环境 ,建设城市水网并加强绿化 , 要求水边空地具有舒适 开阔的空间 ,并重视它的生物多样性 , 将受损河流建设成生态 型的城市河道 ,保持城市资源与环境的可持续发展 , 恢复城市 水生态系统 。 收稿日期 :2008203226设计 。 则、 事物链网 、 生态位原则等 ,生态学原则要求我们根据生态系 统自身的演替规则分步骤分阶段进行 , 循序渐进 , 不能急于求 成 。另一方面 ,在生态恢复与重建时 , 要从生态系统的层次上 展开 ,要有整体系统思想 ,不能 “头疼治疼 、 脚疼医脚” 。根据生 物间及其与环境间的共生 、 互惠和竞争等关系 , 以及生物多样性原理 ,构建生态系统结构和生物群落 , 使物资循环和能量转 化处于最大利用和最优循环状态 , 力求达到水份 、 土壤、 植被 、 生物同步良性演进 ,只有这样,恢复后的生态系统才能稳步 、持 续地维持与发展 。 (3) 最小风险原则和效益最大原则 。由于生态系统的复杂 性以及某些环境要素的突变性 ,加之人们对生态过程及其内在 机制认识的局限性 ,人们往往不可能对生态恢复和重建的后果 以及生态最终演替方向进行准确的估计和把握 ,具有一定的风 作者简介 : 罗 波 ( 19792) , 男 , 助理工程师 , 主要从事 水务工 程 河流生态恢复的基本思路与对策 罗波 险性 。只有经过认真透彻地研究恢复对象和综合分析评价 ,才 会将风险降到最低限度 。鉴于生态恢复与重建是一个高成本 投入工程 ,要在考虑当前区域经济承受能力的同时 , 又要考虑 生态恢复的经济效益和收益周期 ,这是生态恢复与重建工作中 十分现实而又为人们所关心的问题 。保持最小风险并获得最 大效益是生态系统恢复重建的重要目标之一 ,这是实现生态效 益、 经济效益和社会效益统一的必然要求 。 23 岸,使之成为具有栖息地 、 生物廊道 、滨岸过滤带 、 生物堤等多 种生态功能的生态河道 。河流滨岸建设线状 、 带状植被廊道 , 与山体植被 、 平原防护林网 、 城市园林等绿化带纵横交错 ,构成 多级绿色廊道网络 。除了防止水土流失外 , 还具有生物迁徙通 道的作用 。因此,在干涸河滩上 , 应以两岸建设生物防护工程 为主来逐步缩小由于断流给生态环境所带来不良的影响 ,因地 制宜地合理利用河道 , 在保证行洪需要的情况下 , 在裸露的河 滩上植树造林 、 种植灌草 。对于河流生态修复 , 任何修复方案 都不能只局限于河道 ,而应将河流所在的流域作为一个整体来 考虑 。这是由于人类对自然界的影响是大尺度的 ,而且导致水 体退化的原因主要不是在水体中形成的 ,多是在相连的其他生 态系统中形成的 ,通过水流排放引起 。河流生态恢复与重建的 难度和所需时间与生态系统的退化程度 、 自我恢复能力以及恢 复方向密切相关 。一般来说 ,退化程度较轻的和自我恢复能力 愈强的生态系统愈易恢复 ,其所需的时间也愈短 。 生态系统的自我恢复往往较为缓慢 , 而人为重建可在一定 程度上改变生态系统演替的方向和速度 , 并可缩短其恢复周 期 。在不同的地区 ,生态系统的自我恢复能力和所需的时间具 有很大的地域差异 。通常而言 , 在温暖湿润的气候条件下 , 自 然恢复速度比较快 ; 而在寒冷或于燥的气候条件下 , 自然恢复 速度比较慢 。因此 ,各地区为了实现各自生态系统的有效恢复 与重建 ,就必须遵循恢复生态学的基本规律 ,结合实际情况 ,选 择合理的重建模式和技术体系 。 参考文献 : [1] 浦德明 ,何刚强 . 城市河道整治与生态城市建设 [J ] . 江苏水利 , 2003 , (5) . [2] 孙宗凤 . 生态水利的理论与实践 [J ] . 水利水电技术 ,2003 , (4) . [ 3 ] ,李传奇 . 河流廊道与生态修复 [J ] . 水利水电技术 ,2003 , 王薇 (9) . [4] 董哲仁 . 生态水工学的理论框架 [J ] . 水利学报 ,2003 , (1). [5] 李朝方 ,赖炳秀 . 浅谈观澜河青湖段生态治理工程设计 [J ] . 中国 2 河流生态修复的任务和措施 2. 1 河流生态修复的任务 河流生态修复的任务有 3 类。 一是水文条件的改善 。水文条件的改善是指水量 、 水质的 改善 ,自然水文周期的模拟等 。包括 : 通过水资源的合理配置 维持最小生态需水量 ; 通过污水处理 , 控制污水排放以及提倡 清洁生产改善河流水质; 水库的调度除了满足社会经济需求 外 ,尽可能接近自然河流的脉冲式的水文周期等 。 二是河流地貌学特征的改善 。河流地貌学特征的改善包 括 : 尽可能恢复河流的纵向连续性和横向连通性 , 保持河流纵 向和横向形态的多样性 ,防止河床材料的硬质化 。 三是濒危或特殊物种的恢复 。着重强调的是加强河流生物栖息地的建设 ,注重水库库区的生态重建 。 2. 2 河流生态修复的措施 人类活动极大地影响了河流生态系统 , 导致水质恶化 、栖 息地消失 、 洪水泛滥 、 适宜性和美学价值降低 。人们逐渐认识 到健全的河流生态系统的重要性,采取了各种技术和措施来修 复退化了的河流生态系统 。国外的类似工程河流生态修复措 施包括 : ① 人工直接干预措施 , 如重建植被 、 修建人工湿地等 ; ② 自然恢复措施 ,包括恢复缓冲带、 降低河道边坡 、 重塑弯曲河 谷等 ; ③ 增强恢复措施 , 包括修复浅滩和深塘、 修复水边湿地 ( 沼泽地 、 ) 、 森林 修复池塘等 。 □ 自然的河道 , 从河槽 、 漫滩到两岸的缓冲带存在着不同的 植被 。而经过人为调节后的河流 ,水生态环境发生了巨大的变 化 ,使原有的植被群落受到损害 、 生物多样性降低 。通过在河 流滨岸建立绿色廊道 ,对现有河道除了尽可能保持原有的宽度 和自然的状态外 ,主要采取建立植被缓冲带的形式替代人工砌 农村水利水电
浅议黄河洪水资源化及其保障措施论文
摘要：
洪水给人类带来过巨大灾难，但其本身并不单具有灾害属性，在某种程度上还具有资源属性，即具有水害和水利双重特性。黄河水资源紧迫形势要求我们必须多视角、全方位寻求开源、节流措施，洪水资源化可能会起到意想不到的开源效果。本文根据对洪水资源化的理解，探讨了黄河洪水资源化的几种可能途径，并对洪水资源化的保障措施也略加讨论。
关键词： 洪水资源化防洪调度黄河
1、引言。
洪水给人类带来过巨大灾难，但其本身并不单具有灾害属性，在某种程度上还具有资源属性，即具有水害和水利双重特性。随着水资源短缺的加剧，愈来愈多的水利专家学者开始关注洪水资源化问题，并取得一些初步研究成果[1]。
黄河为中国的第二大河，但河川径流量仅为全国河川径流量的2%，流域内耕地亩均占有河川径流量和人均占有河川径流量分别为全国平均数的16％和25％。如果扣除调往外流域的100多亿m3水量，流域内人均和耕地亩均水量则更少，黄河水资源则更加短缺[2]。近年来，不断扩大的供水范围和持续增长的供水需求，超过了黄河水资源的承载能力，造成供需矛盾尖锐、河道断流频繁，严重制约流域社会经济可持续发展，并威胁本就脆弱的生态环境安全。黄河水资源紧迫形势要求我们必须多视角、全方位寻求开源、节流措施。从洪水的水害和水利的双重属性来看，黄河洪水是可以资源化的，黄河流域历史上就有引洪淤灌的洪水资源化例证。面对科技发达但水资源短缺的今天，我们更应该研究黄河洪水资源化，或许会起到预想不到的开源效果。
黄河流域洪水集中在汛期，中下游洪水尤其集中发生在7、8月份，洪水量级大，三门峡（陕县）站实测最大洪峰流量为22000m3/s（1933年），花园口实测最大洪峰流量22300m3/s（1958年），1982年8月，花园口发生15300m3/s的大洪水，东平湖分滞洪区分洪运用[3]。为了防御大洪水，目前黄河已初步建成“上拦下排、两岸分滞”的防洪工程体系，并有与之相应的防洪调度原则：充分使用水库拦蓄洪水；在确保大堤安全条件下，尽量利用河道排泄洪水；相机运用分滞洪区分滞洪水[4]。这种防洪调度原则是把洪水作为一种自然灾害来对待，是以把洪水灾害减至最小为目标而制定的，没有考虑到洪水的资源特性。黄河的河川径流主要集中在汛期，干流及主要支流7月至10月径流量一般占年径流量的60%以上，这为洪水资源化客观上提供了很好物质基础。目前黄河下游防洪工程体系基本形成，特别是小浪底水库的建成，将为洪水资源化提供必要的调控手段。
本文根据对洪水资源化的理解，探讨了黄河洪水资源化的几种可能途径，并对洪水资源化的保障措施也略加讨论。
2、黄河洪水资源化几种可能途径。
黄河流域洪水集中在汛期发生，各地区的较大洪水多发生在7至9月份，上游地区以7月和9月居多，中游地区则主要集中于7、8两月。花园口以上的大洪水和特大洪水主要来自黄河中游，上游兰州以上洪水仅组成花园口大洪水和特大洪水的基流。黄河中游洪水根据不同的来源区分为“上大洪水”和“下大洪水”，“上大洪水”来源于河口镇至三门峡区间，洪水具有洪峰高、洪量大、含沙量大的特点；“下大洪水”来源于三门峡至花园口区间，洪水涨势猛、洪峰高、洪量集中、含沙量小。[3]
根据黄河洪水特性，洪水的资源化有以下几个途径：
（1）通过水库蓄水，将汛期洪水转化为非汛期供水。
水库是调节水资源分配的重要工程措施，适当抬高水库的汛限水位，多蓄汛期洪水，是确保黄河下游河道不断流的一个有力途径。适当抬高水库的汛限水位包括两种方法：
一是根据近年来黄河来水量偏小的趋势，适当抬高水库汛期的防洪限制水位。
二是由于黄河中下游洪水主要集中于7、8月，9、10月份洪水明显小于7、8月份，根据洪水分期的特点，可以抬高9、10月份（后期）水库的防洪限制水位，使水库多拦蓄汛期的洪水，提高水库非汛期蓄水的保证率，充分发挥水库的综合利用效益。
（2）利用洪水输送水库和河道泥沙，将洪水作为输沙用水。
黄河的关键问题是“水少沙多，水沙不平衡”，造成下游河道的淤积，河床不断淤高[5]，利用洪水将水库和河道的泥沙多输送入海、输送入田，减少下游河道淤积，是确保下游河床不抬高的有效措施。
目前，三门峡水库采用“蓄清排浑”的运用方式，拦蓄非汛期的来水、来沙，汛期水库敞泄运用，将非汛期的泥沙集中在汛期排泄[5]，这实际上就是把洪水作为输沙用水，汛初三门峡水库排沙时经常出现小水排大沙的情况，致使下游河道淤积严重。“96·8”洪水花园口洪峰流量为7860m3/s，洪水位却高达94。73m，创历史最高，其中的一个主要原因就是汛初三门峡水库排沙，造成“96·8”洪水前期河床集中淤积[6]。
将洪水用于输沙，可以考虑几种方式，一种是蓄小水，放大水。对于1500m3/s—3500m3/s之间的“上大洪水”由于其含沙量大，可将其拦蓄于水库，待蓄水量达到一定数值或发生更大洪水时以5000m3/s——6000m3/s左右的流量排向下游，同时保证流量持续的时间并控制下游的引水量。另一种是发生“下大洪水”时，排泄水库泥沙。用含沙量小的下大洪水稀释水库的高含沙洪水，既排出了水库的泥沙，又减小了下游河道的淤积。还有一种是对泥沙进行多年调节，在平水、枯水年蓄水拦沙，在丰水年进行集中泄空冲刷，形成大流量高含沙洪水输沙[7]。
（3）将汛期洪水用于补源和灌溉用水。
黄河防洪工程和引黄灌溉工程的存在，为洪水安全合理的运用提供了条件，发生一定量级的“下大洪水”或洪水含沙量较小时，利用防洪工程将洪水引于渠系河网，一方面洪水可以用于灌溉，另一方面上游水库控制运用，延长洪水的发生时间，采用深沟远引的方式，将洪水远距离输送到引黄补源灌区，补充当地地下水资源，或利用河口地区平原水库，对其补水。 3洪水资源化对防洪调度的要求
洪水资源化对防洪调度提出了更高的要求，洪水资源化的实现使得防洪调度将要承受更大的风险，洪水资源化和防洪调度恰如兴利与防洪一样是相互矛盾的，如何达到矛盾的统一，并把风险降到最小，是防洪调度要解决的新课题。
首先洪水资源化要求防洪调度应针对不同的来水情况制定不同的防洪调度原则，不是像以往那样，单一的以防御大洪水为原则尽量把洪水排泄入海，而是要有放、有调、有蓄，作到汛期洪水的“综合利用”。
从来水的量级来说，可以把洪水分为大洪水、中等洪水和小洪水。对大洪水，防洪调度应侧重防洪安全，在可能的条件下与输沙用水和补源用水相结合；对中等洪水，防洪调度时应以用洪为重，主要考虑将洪水用于水库输沙和补源灌溉用水；对于小洪水，可将其拦蓄于水库，即减少下游河道淤积又提高水库的蓄水保障。
从不同的来源可以把洪水分为“上大洪水”和“下大洪水”，对“上大洪水”因其含沙量大，防洪调度时可主要考虑洪水与输沙用水相结合，而“下大洪水”因其含沙量小，防洪调度时还要适时考虑防洪与补源灌溉相结合。
其次，根据黄河洪水发生的时间特点，不同的时期可以有不同的防洪调度原则。7、8月份尤其是7月下旬到8月上旬黄河发生大洪水的几率最高，这一时期的防洪调度还应以防御大洪水为主。9、10月份，洪水相对较小，这时要以蓄洪为主防洪为辅，尽量为非汛期多蓄水，缓解下游水资源短缺的局面。
另外，洪水资源化要求在防洪调度中，不仅要考虑水量的调度，还要考虑沙量的调度，对不同的库区淤积、不同的下游河道情况、不同含沙量的洪水应有不同的调度方式。
4、洪水资源化的保障措施。
（1）实现洪水的资源化，要求防洪调度更细化、更灵活。
根据水沙的具体情况实施不同的调度方式，同时，洪水的资源化对预报提出了更高的要求，要把洪水资源化的'风险降到最小，必需要有完善的预报系统与其相适应。适当抬高水库的汛限水位后，水库的防洪调度必然要承受更大的风险，准确及时的洪水预报可以降低水库的防洪调度风险。水库根据大洪水预报可预泄水库蓄水，降低水库蓄水位，腾出更多的库容防洪；若预报来水量级不大，水库可及时进行资源化调度。
为了使防洪调度做到洪水资源化，不仅要做来水预报，还要做来沙预报，实现水沙统一调度；不仅要做短期预报，还要做水沙量的中期、长期预报，使水量、沙量的多年调节成为可能。防洪调度与来水预报紧密结合，实现黄河防洪的预报调度。
（2）实现洪水的资源化，要求汛期不仅要做防洪调度，还要做水量调度，使洪水资源得到充分利用。
对用于下游补源和灌溉的洪水，防洪调度和水量调度要紧密联系、相互兼顾，水量调度视具体情况确定引黄补源、灌溉的地点和水量，防洪调度根据洪水情况和水量调度的要求，调控各水利防洪工程，在确保防洪安全的同时尽量满足下游的水量调度，使黄河洪水安全、合理成为可利用的水资源。
（3）汛期洪水输沙与小浪底水库的调水调沙运用相结合，突破小浪底水库调水调沙运用与防洪调度运用分离的局面。
目前小浪底水库是以调控库容8亿m3（正常运用期的调控库容为10。5亿m3）、调控上限流量2600m3/s作为调水调沙运用的控制条件，汛期用于调水调沙的库容只有8亿m3，洪水大时就转入防洪运用[8]，这对水库和下游河道输沙并不是最有利的。洪水用作输沙用水时，则可以综合考虑调水调沙与洪水输沙运用，把调水调沙库容和一定的防洪库容相结合，以最优的流量和方式输送黄河泥沙，提高输沙率、节约输沙用水。
5、结语。
任何事物都有双重特性，洪水能给人类带来灾害，也可以为人类所利用。黄河水资源匮乏的现实，要求我们转变对待洪水的态度，积极研究洪水资源化问题。洪水资源化的实现要求防洪调度突破对洪水以排为主的局面，做到有排、有调、有蓄，这样才能解决防洪调度与洪水资源化的矛盾。洪水的资源化要遵循普遍联系的原理，防洪调度要与水量调度、沙量调度相结合，综合考虑统筹兼顾，最终达到矛盾的统一，既保证黄河的防洪安全，又能充分利用洪水缓解黄河下游的水资源问题和泥沙淤积问题。
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黄河治理方略
摘要：治黄方略为我国历代安民的决策课题。本文针对“水少沙多”这两点黄河难治的症结，指出减少入黄沙量的治本之策为采用现代工程措施,将黄土高原水土严重流失区整治成错落有致的相对平原，改变其侵蚀地理环境。同时提出了与外流域调水结合的综合治理方略，把黄河下游河道作为淮河及汉江上游洪水的入海通道，增加黄河过洪能力，小浪底水库也可乘机排沙入海。
关键词：黄河 治理方略 泥沙
1 引言
黄河对于中华民族的意义是包括长江在内的其它河流无法比拟的，她流经中国腹地，诞生了中华民族，炎黄子孙既得益于黄河与黄土的哺育而生息繁荣，又受害于黄河与黄土相伴造成的黄河下游河道“善淤、善决、善徙”而治水不止。在中华民族生存发展史中，有很大的篇幅都与黄河治理有关。在历朝历代，治黄方略如何制订均是我国安民的决策课题。倍受后人推崇的最早的治黄成功事例是传说中的大禹治水。他改进了共工和鲧“ 围堵障水”的作法，采用“疏川导滞”之策，平息了水患。这一传说，实际上是对先民治河的总结[1]。从周以后的文献记载中，可证实防御洪水的黄河大堤的雏形远在春秋战国时期以前即已存在。以后诸侯国家兴起，可以组织更多的人力、物力，从一时一地出发，在大河两侧出现各自为政、甚至以邻为壑的堤防。规模比较大的和比较长的就成为我国早期的长城了。文字记载十分确切的是在西汉汉哀帝即位之初贾让提出的治河三策，是继鲧、禹之后较早提出创见并且见于正史记载的重要治黄方略。贾让当时面对的黄河下游河道“河高出民屋”，已是“地上悬河”，堤防宽窄很不一致，布局更是混乱，所以他最不主张的下策是筑堤治河。三策中的上策主张放弃旧有河道，人工改道北流。他认为“此功一立，河定民安，千载无患，故谓之一策。”中策主张开渠引水，分洪入漳。“此诚富国安民，兴利除害，支数百岁，故谓之中策。”限于当时的社会经济条件，贾让三策均没能认真实现。东汉王景的宽河行洪之策得到了大规模实施。他选定行河路线较优的线路，自荥阳东至千乘海口千余里，修渠筑堤，并利用沿河大泽进行放淤，取得了无重大改道变迁的成就，一直倍受后人赞赏。但是这种安澜毕竟是相对的，大量的泥沙淤积，至少隋唐五代出现了泛滥决口，更不可能有“千年无恙”的史实。值得借鉴的是明朝潘季驯“束水攻沙”的治河理论与实践。他主张南北两岸“坚筑堤防”，努力完善堤防系统，如用缕堤束水攻沙，用遥堤约束洪水泛滥，用格堤阻止滩区行洪并促进滩地落淤；为防御大洪水，又修建滚水坝分泄水。并且在当时黄河南流的条件下，充分利用淮河之水，借助洪泽湖的调节能力“蓄清刷黄”。潘季驯治河实现了由分流到合流，由治水到治沙两个转折，抓住黄河泥沙淤积这个根本问题，显然这一点是很高明的。因此，在他之后的明、清治河举措，多遵循他的治河原则。他的治河思想和方法甚至影响至今。但黄河河床仍继续淤高，泥沙灾害日益积累，以致于1855年发生了铜瓦厢决口改道的剧变。
黄河治理开发真正取得巨大进展是最近50年的事，黄河已开始变成为人们兴利造福的河流。总结治黄成败经验和科学研究成果，认为采用“拦、排、放、调、挖，综合治理”等措施，标本兼治，近远结合，可以妥善解决泥沙问题；采取“上拦下排，两岸分滞”的方针，可以有效地控制洪水。将两者有机地结合起来，即形成一个防洪减淤的工程体系。显而易见，如此治黄已将黄河作为一个整体来考虑治理对策，人们对黄河的研究与治理实践进入了一个崭新的阶段。昔日千疮百孔的黄河大堤，而今变成了宏伟的“水上长城”，成为海河与淮河的分水岭，在人们的努力下，取得了连续52年伏秋大汛不决口的奇迹和综合治理开发的丰硕成果，治黄成就举世公认。然而黄河毕竟是世界上最难治理的河流，4000多年前的大禹治水以来，历经多少前辈的治河实践，一直未能改变黄河这条泥龙恣意游荡的脾气。史书上清晰出现着2600多年里黄河泛滥1500次、改道26次的记载。下游决口泛滥范围，北抵津沽，南达江淮，纵横25万km2。频繁的决口改道，给两岸群众带来了深重的灾害。而今，随着黄河流域人口急剧增长，经济建设迅速发展和人类活动强度大大增加，母亲河的忧患仍在。由于冲沙入海的水量大大削减，下游河床不断淤积抬高，行洪能力大大减弱，高滩滩面漫水机遇已与1855年铜瓦厢决口前的情况接近，河道已趋于预警高度，悬河形势极为严峻；严重威胁着下游两岸人民生命财产的安全。另一方面，却又生发出季节性断流的灾患，自1972年以来的27年中就有21年断流，尤其90年代，年年出现断流。影响到依靠黄河供水的城乡生活和工农业生产用水，不仅直接造成重大经济损失，还带来了诸多的生态环境问题[2，3]，如加重了河口地区土地盐碱化，河口湿地生态系统退化，生物多样性减少，使黄河三角洲日渐贫瘠。黄河断流、洪涝灾害的环境恶化相互交
加，黄河安澜中隐伏着危机，治黄事业无比艰巨又任重道远。特别是随着国民经济的发展和黄河的演变，对黄河治理和开发又提出了更高的要求，使治黄面临着许多问题。如何使治黄事业更为符合客观的自然规律和社会经济规律，亟待于我们继续探索和奋斗。本文在前人研究和实践基础上，就黄河的治理方略述一管见。
2 减少入黄沙量的治本之策
众所周知，黄河难治的症结在于沙多，而沙多的原因是黄土高原地区严重的水土流失。该地区西为祁连山余脉，西北为贺兰山，东至管涔山及太行山，北起阴山，南抵秦岭，共有64万km2，海拔1000～1500m，相对高差100～300m，这是世界上黄土覆盖最深厚、黄土地形最典型的地区。特殊的边界条件下，中游暴雨是黄土高原土壤强烈侵蚀以及水土严重流失的动力因素，“愈冲愈陡，愈陡愈冲”[4]，使黄土高原被切割得支离破碎，沟壑纵横，每年来自黄土丘陵沟壑区的泥沙达10亿吨左右，土壤侵蚀模数可达20000t/(a·5km2),大量泥沙入黄，致使一些水库湮废失效，下游河道不断淤高，防洪压力日趋加重。不少人认为，黄土高原历史上曾经是植被良好的繁荣富庶之地，希望通过植树种草，改变黄土高原的生态环境，从而达到根治黄河的目的。但是也应认识到，黄河塑造出的华北大平原是中华民族繁衍生息的中心地带，黄河早在远古时期就是一条多沙河流。《左传》引用周诗：“俟河之清，人寿几何!”表明更早的年代黄河已是相当浑浊，因为黄河沙多的自然现象应该比这句周诗要早得多。她所流经的中游地区，特别是现代界定的严重水土流失区中的大部分地区，自古即是自然条件极为严酷、水蚀风蚀最为严重的地区。这可以《诗经·小雅·十月之交》为证：“烨烨震电，不宁不令。百川沸腾，山冢萃崩。高岸为谷，深谷为陵”。该诗生动地描绘了2000多年前大暴雨后山洪暴发时黄土高原土壤强烈侵蚀的自然景观。再如《禹贡》中所称：“禹别九洲， 随山浚川”，表明当时黄土高原地区土壤侵蚀已十分严重，大量泥沙入黄，使黄河下游河道淤积日益严重，人们才会产生“随山浚川”(亦即随着山去导滞，疏浚上游的河道)的设想。原始的或常规的生产方式很难保证植物生长有良好的立地条件，“皮之不存，毛将焉附”，因此，也就难以达到具有一定覆盖度的植被状况[5]。无论如何，对古代黄河中游地区植被状况的估计一定要考虑自然气候的制约影响。《诗经·大雅·云汉》描述了周宣王时大旱多年的情景：“旱既大甚，涤涤山川，旱魃为虐，如�NFDA4�如焚”。也就是说大地旱得好象起火燃烧，山川干枯。显然如此干旱的气候之下，很难存在良好的植被。
我们认为，对于黄土高原地区的水土保持，必须跳出传统框框，采用现代工程措施，如修筑控制性拦沙工程、淤泥坝系及必要的挡土墙，变沟壑为平地；也包括人工定向爆破等措施，使一座座高耸的峁峁梁梁填充沟壑，变坡地为相对平原。同时，辅以必要的生物措施。这些措施把经多年治理如今仅占黄土高原地区总面积约20%、而入黄泥沙却占总入黄沙量80%左右的水土严重流失区，改造成一片片错落有致的相对平原[6]。在这种失去了侵蚀地理环境的“平原”之上，水土流失被遏制，该地貌类型区入黄泥沙可减少70～80%(实际上入黄泥沙不可能也不需要减少100%，否则将会使下游河道遭受较强的冲刷，特别是给河口三角洲地区带来很大麻烦)。
只有从最基本的流域单元入手，通过工程措施改变水土严重流失区的侵蚀地理环境，才是黄河治本之策，而且这决非很久之后才可能实现的事情，只要立即动手，分步实施，10多年足矣。在这些具备涵养水源条件的人造“黄土平原”上，再采取相应的生物措施，不远的将来就不难实现“再造山川秀美的西北地区”的宏伟目标。从现有的技术经济条件来说，这完全是可行的。面向21世纪我国经济发展向西部战略转移，从社会与生态环境协调的角度讲，这也是十分必要的。
3 与外流域调水结合的综合治理方略
相传我国上古之时，“汤汤洪水方割，荡荡怀山襄陵，浩浩滔天”。然而，历经沧桑，黄河近代水资源日趋贫乏，其水量仅占全国河川径流量的2%，大量资料表明，水少是黄河下游河床不断淤积升高的主要动力因素，也是黄河难治的另一症结。模型试验发现，洪水机遇减少是黄河下游近些年河床萎缩、过洪能力很低的主要原因[7]。从水资源角度讲，黄河是惟一流经干旱缺水的西北、华北地区的一条源远流长的大河，流域内地域广阔，环境多样，土地与矿藏丰富，因水资源贫乏而制约着发展，因此黄河治理不仅要考虑防洪，而且还要考虑水资源问题。花园口以上多年平均径流深77mm，相对于全国平均径流深276mm的28%，黄河下游地区水资源严重短缺属长期性、区域性、资源性缺水，因此，缓解黄河下游水资源供需矛盾的根本措施是开源，即从外流域调水济黄，增补黄河有效水资源量，这是适应发展的长期战略措施。为此可利用黄河以南所处的优越地理位置，
基本上沿南水北调中线方案线路，自汉江丹江口水库始，沿途把汉江、淮河上游可引之水经河南南阳、平顶山、许昌等地，在郑州以西桃花峪上游(如孤柏嘴附近)自流引入黄河，并利用东平湖和拟建的桃花峪水利工程加以调节。尔后，通过现有的下游引黄工程，包括引黄济津、引黄入冀(现有的共产主义引黄工程和位山引黄入冀工程供水能力已经很大)、引黄济青工程，向河南、山东、河北相关地区供水，兼顾南水北调中线、东线方案的调水作用。从而减轻黄河水供需压力，达到解决下游断流、保证输沙用水量、改善下游河道淤积状况之目的。如果调水规模有保证，不但能缓解河北有关地区用水紧张局面，还可再通过河北水系的局部调整接济京津，满足原中线南水北调方案对京津的供水要求。在此前提下，黄河流域来水可主要考虑本流域中上游用水，相应缓解了黄河中上游水资源短缺的不利局面。并且小浪底水库可按照“高水高用”的原则，相机调水北上。
从丹江口水库调水入黄，沿途干渠应与淮河流域的河流和集水区域平交，与该流域的防洪体系相结合，形成“串联水库”，除发挥相应的供水作用外，特别是在淮河、汉江流域的暴雨期，还将产生其他巨大的社会经济效益。其一，通过优化调度，将淮河、汉江流域无法承受的洪量调入黄河，把黄河下游河道作为淮河上游各大支流的洪水入海通道，淮河、汉江的防洪压力遂大为减轻。其二，调洪水入黄，可冲刷黄河下游河道，扩大主槽断面面积，提高过洪能力，减少下游河道淤积。赵业安等专家的研究结果[8]及我们开展的模型试验资料[7]表明，黄河下游有“大水带大沙”及“大水出好河”的规律，水少沙多是黄河下游河道淤积的根本原因，且水沙搭配不相适应是造成黄河下游河道淤积抬高的又一主要原因。因此[9]，只有调洪水入黄，使流量与含沙量相适应，“大水带大沙”时，才能取得最好的输沙减淤效果。其三，小浪底水库的库容，是发挥综合利用效益的保证[10]，小浪底水库可借分洪调水之机集中排沙，利用大水排沙入海，相应增加了水库极为宝贵的库容。加大了水库调节能力，极大地提高水库的综合利用效益。
总之，如此调水对黄河防洪减淤乃至整个黄河治理都能产生巨大效益，同时对改善黄河下游特别是三角洲地区的生态环境具有重要意义。大量泥沙填海造陆，不断扩大河口三角洲国土面积，并有利于当地海上石油变为陆地开采，其意义甚为深远。
为弥补汉江下游枯水期用水，可修建引江济汉工程，即从荆江沙市附近自高而下向汉江下游开渠调水，为节省渠道长度，并便于调蓄，引江济汉工程可经过长湖。初步选在沙洋镇以下作为入汉江江口，入江口位于规划梯级之一的兴隆枢纽上游，以便于调节。荆江年均径流量大且较稳定，汛期长达半年之久，故引水补汉是有保证的，同时洪水期还可减轻荆江防洪压力。
4 结语
治理黄河方略必须针对“水少沙多”这一症结进行科学制订。为使黄土高原地区入黄沙量大大减少，应采用现代工程措施，将水土严重流失区整治成一片片错落有致的相对平原，改变其侵蚀地理环境。这一治本之策无疑是行之有效的。
为缓解黄河流域特别是下游地区水资源供需矛盾，应从汉江、淮河上游调水入黄，冲沙减淤，改善生态环境，兼顾南水北调中线、东线工程的供水作用，并通过黄河以南构成的“串联水库”的调度，把黄河下游河道作为淮河及汉江上游洪水的入海通道，扩大黄河下游河道过洪断面，同时将小浪底水库乘机所排泥沙输送入海，提高该水库的综合效益。
本文提出的治黄方略，不仅把黄河作为一个整体来研究治理对策，而且还把临近流域作为一个系统加以考虑，防洪与用水问题等统筹兼顾，最大限度实现黄淮海平原的水资源优化调配。
参考文献
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新生代以来，北天山山前发育了三排冲断褶皱带。新生代晚期一系列河流普遍穿过这三排冲断褶皱带并发育了三级河流阶地。在最新构造活动的影响下，河流阶地普遍发生变形，遭受抬升。利用光释光及14C年代学方法确定了塔西河三级阶地的形成年龄，并实际测量了三级阶地的高程。结果表明吐谷鲁背斜的构造抬升速率在32.85～28.75 ka间为（9.50～12.57）mm/a，12～13 ka间为（9.67～14.5）mm/a，全新世则增至（10.79～23.44）mm/a，天山基底的平均隆升速率达到（3.39～3.86）mm/a。通过对天山最高一级夷平面、野外实测侏罗纪地层高程及天山发育的煤层的相对隆升速率的研究则表明天山自24Ma以来平均的隆升速率约为（0.085～0.146）mm/a。结合对北天山其他主要河流阶地的观察及研究可以看出自晚更新世-全新世以来，天山北缘的最新构造活动具有不断加快的特征。
横亘于中亚的天山，东西延绵2500km，南北宽达400～500km，是亚洲最主要的规模巨大的年轻山脉之一。目前，天山新生代隆升研究已经成为大陆动力学研究的热点。新生代以来印度与欧亚板块碰撞作用使得天山地区遭受了强烈的挤压缩短和快速隆升（Minster et al.，1978；郭召杰等，2005待刊）。这使得在天山北侧由南向北依次形成三排由老至新的冲断褶皱带，一系列河流横切这些冲断褶皱带并在其上发育了三级河流阶地（图1-3-36）。河流在新构造运动的作用下发生迁移，河流阶地被构造抬升、变形。因而，研究河流的发育特征和阶地的最新断错和变形可以很好的揭示天山晚新生代的最新构造活动。
目前，对天山北缘构造变形幅度的研究主要通过大比例尺填图、平衡剖面技术、依据第四纪阶地面的位移和年代学分析等途径进行的（邓起东等，1991，2000；张培震等，1993；Avouac et al.，1993；Molnar et al.，1994；杨晓平等，1995，1996；Brown et al.，1998）。前人虽对奎屯河、玛纳斯河等河流阶地进行过研究，但主要集中在对阶地的发育特征或是划分上，对河流阶地的形成年龄很少有人做过年代学方面的直接测定（王永焱，1959；吴子荣，1959；张鸿义等，1985；彭希龄，1985；Molnar，1994；柏美祥，1998；王永等，2000）。张培震等（1995）对天山发育的3期冰水冲洪积扇作了年代学研究，认为河流阶地堆积物的形成与山前和山间盆地内冲洪积地貌变化，特别是冰期和间冰期直接相关，并通过他们之间的对应关系推断出北天山山前河流阶地的形成与废弃年龄。光释光测年是近几年从热释光测年基础上发展起来的测定第四纪沉积物年龄的一种新技术。与热释光测年相比，光释光测年具有简便且更为准确的特点。笔者近几年对天山北麓几条主要河流阶地进行了野外考察，特别是对塔西河的阶地变形和纵向相对高程变化进行了实地测量，并运用光释光测年技术结合14C年代学方法对阶地沉积物的形成年龄做出了精确测定，对阶地的变形特征、吐谷鲁背斜及天山基底的隆升速率提出一些新的看法。
一、区域地质背景
天山在印度板块与欧亚板块碰撞和持续的推挤作用下于新生代晚期强烈上升隆起，形成再生造山带。在天山北侧山前坳陷内强烈变形的挤压构造带形成了山前逆冲席体，表现为在前陆盆地内渐进式一系列的冲断褶皱带，在山麓区沿准噶尔南缘断裂古生代的地层逆冲于中、新生代地层之上。在准噶尔盆地内发育了三排冲断褶皱带，它们分别是南部山麓冲断褶皱带、霍尔果斯-玛纳斯-吐谷鲁冲断褶皱带和独山子-安集海冲断褶皱带。第一排准噶尔南缘冲断褶皱带主要由齐古背斜等多个背斜组成，形成于晚中新-上新世时期。研究表明，准噶尔南缘冲断褶皱带在晚第四纪约3万年以来已不再活动（张培震等，1994）；第二排霍尔果斯-玛纳斯-吐谷鲁冲断褶皱带长约130km，自西向东为霍尔果斯、玛纳斯和吐谷鲁3个背斜带，前两者作左阶排列，后两者作右阶排列。第三排独山子-安集海冲断褶皱带由西向东由独山子、哈拉安德和安集海背斜带组成，长约80km。其中独山子背斜形成最早，安集海背斜表现为南翼缓、北翼陡的不对称背斜，其褶皱强度弱于独山子背斜。此外，在独山子-安集海冲断带西北的乌苏附近带发育了一个形成时代更新、隆起幅度更小的西湖隆起，是一个正在形成之中的最新活动背斜。吐谷鲁背斜东北方向分布有呼图壁背斜，这也是一个最新活动背斜，可能是第二排冲断褶皱带向北扩展的产物。总的来讲，准噶尔南缘断裂控制的活动背斜和断裂构造十分发育，且活动逆断裂多出现在活动背斜北翼及其核部附近，它们控制了北天山山前地区的新构造运动的性质和幅度（图1-3-36）。
图1-3-36 北天山地质构造略图
1—古河道；2—河流；3—逆断裂；4—活动背斜
二、河流与河流阶地
北天山山前发育一系列由南向北的河流，受第四纪以来构造活动和气候变化耦合作用的影响，在其流经的北天山山前地区普遍发育三级河流阶地。由于河流大都近南北向横切背斜，所以靠近背斜核部地段通常发育基座阶地，而于南北两侧多发育堆积阶地。Ⅲ级阶地发育较为完整，但在背斜段仅残存于零星的孤峰之上。阶地面被一层黄土覆盖，其下为灰黑色砾石层，具典型的“二元结构”（邓起东等，2000）。值得注意的是，Ⅲ级阶地上的黄土延续性很好，从山内一直延续到山前，而且黄土与下伏的乌苏群冰水冲洪积砾石层间的接触面非常平直。在塔西河处，黄土和灰黑色砾石层在吐谷鲁背斜具有核部厚度薄，两翼厚度大的特征。Ⅱ级阶地发育最为连续完整，向北与现代戈壁连为一体，阶地面宽阔平坦，多由砂砾石和亚砂土组成。除安集海河外，Ⅱ级阶地上也覆盖有一层黄土，但与Ⅲ级阶地不同的是黄土层中多具有砂砾石夹层，显示出流水改造的结果。Ⅰ级阶地地势低平，主要分布在现今河谷中，阶地面由砂砾石、亚砂土等组成（图1-3-37）。
图1-3-37 河流阶地横剖面图
天山北缘的三级河流阶地在天山最新的构造活动下均已发生不同程度的构造变形，表现为横穿冲断带的河流及阶地面的形成、阶地类型的转变、阶地级数的增多以及阶地面被错断和/或发生拱曲变形。在冲断褶皱带的发育部位，可明显见到由于构造抬升作用，河流阶地发生向上拱曲，多表现为南缓北陡的不对称状，其形态与相应的褶皱形态相似（图1-3-38）。阶地于核部多表现为基座阶地，两侧多为堆积阶地，这种现象也是受构造抬升作用的影响。从图中变形阶地的纵剖面可以看出，相应两级阶地褶皱变形的核部也不在同一垂线上，较低一级的阶地的变形最高点通常比较高一级相应的向北迁移、扩展。其中，吐谷鲁背斜向北扩展了130m，而玛纳斯背斜向北扩展了约200m（邓起东等，2000）。此外，在变形的最大地段，也就是相应的冲断褶皱带发育的地段，阶地的级数明显增多，次级阶地非常发育。
三、阶地的形成年代
前人对于天山北缘河流阶地发育年龄的看法不尽相同，其原因：一是在于对阶地的划分标准及分级方法不同；二是由于本身运用的年代学方法不同（刘小凤等，2001）。光释光是近年发展起来的测定第四纪沉积物的新方法，其突出特点在于测年精度高且测年技术已经较为成熟，其准确度在某些情况下比14C测年方法还要好（Huntley et al.，1996）。为了对天山北缘河流阶地沉积物的年代做出准确测定，我们对一个剖面至少采集了两个以上光释光样品或是14C样品，并且互相校验。
图1-3-38 变形阶地对构造运动响应的示意图
（一）样品采集
光释光样品的采集要求十分严格。采集过程中不能见光，把表面暴露层铲去20cm以上，用金属罐钻取或者刻大块，然后用闭光包装袋密封。我们采集的样品主要有块状和罐状两种，实验条件下再选取样品的中心部位供测试。采样剖面的周围并未发现有放射性矿床或其他放射性污染。具体的采样剖面如图1-3-39所示。
（二）实验仪器及参数介绍
在光释光实验中，样品的铀、钍和钾的含量是通过放射性测量获得。所使用的仪器是Thermo electron corporation（美）生产的扫描型波长色散X射线荧光光谱仪，仪器型号为ARL ADVANT′XP+。仪器的最大激发电压约70 kV，最大激发电流120mA，最大功率4.2 kW。
运用光释光技术测定样品的等效剂量运用的是单片再生剂量法。等效剂量的测量是在丹麦Risφ国家实验室生产的热释光/光释光测量仪（Risφ-TL/OSL-15）上进行的，激发光源为绿光［波长为（470±10）nm］，探测滤光片为U-340。测量仪器上附带放射性β源为90Sr/90Y，所有人工放射性辐照都在该仪器上进行。测量时样品的预热温度为250℃，预热时间10 s，试验性小剂量为1 Gy。
图1-3-39 样品采集地理位置图
样品的含水量对样品的放射性能量的吸收有一定的影响，由于本次样品普遍偏干，水含量指定为10%，不确定度为10%。最后，根据样品颗粒大小，按有关参数得出测量样品的年剂量值。铀、钍和钾含量的不确定度指定为10%。
此次工作在塔西河共采集了14C样品4个，其中Ⅲ级阶地2个，一为碳屑，一为骨片，委托北京大学加速器质谱实验室第四纪年代测定实验室运用加速器质谱方法测得；Ⅰ级阶地的采集2个碳屑样品，运用的方法是常规14C，测样单位为北京大学考古文博学院科技考古与文物保护实验室。
（三）结果讨论
测量结果如表1-3-4、表1-3-5所示。从实验数据中可以看出，塔西河Ⅲ级阶地上发育的黄土层从（30.8±2.05）ka开始沉积，其间出现的年龄分别为（15.1±1.86）ka和（6.4±0.30）ka。此外，从距地表30cm处发现古人类活动遗迹，采集其中的碳屑和骨片作了14C年龄测定，结果分别为（3010±60）ka.BP.和（2900±60）ka.BP.。从野外的实际观察来看，这部分黄土是次生黄土，其发育的延续性好，其底面与下伏地层接触面十分平直。这些特征表明，Ⅲ级阶地上发育的黄土层具有流水改造过的迹象。所以说，所测黄土层的底部年龄应该代表了阶地抬升的最晚年龄。而后出现的年龄较小的黄土则很可能是后来坡积作用的结果。因而次生黄土底部的年龄可以代表塔西河Ⅲ级阶地的废弃年龄的下限。
塔西河Ⅱ级阶地L325和L326样品出现了表观实验数据和野外实际观测不符的情况。L325样品处于采集剖面的下部，但是其光释光年龄却小于上部沉积样品L326的年龄，造成这种情况的原因可能是由于沉积体本身是一种河流作用的结果，如果河流在搬运、沉积的时候，沉积物在曝光的过程中的热晒退事件可能进行的不完全，样品中的光释光信号没有消失殆尽。另外，样品L325和L326的数据结果处于光释光实验本身的误差范围之内。因此我们认为，Ⅱ级阶地接受沉积的年龄大约在距今（12.8±0.70）ka和（14.8±0.69）ka左右，其后塔西河Ⅱ级阶地开始废弃。
表1-3-4 样品的年剂量率、等效剂量及其所对应的光释光年龄
表1-3-514C样品测量年龄值
四、阶地变形
为了精细的解剖天山地区晚更新世之后的构造活动，采用GPS与1：100000地形图对塔西河发育的各级阶地以及天山北麓地区的一些地貌面的高程进行了精细测量，并结合年龄数据对天山最新的构造活动进行剖析。
表1-3-6是依据阶地的抬升量及形成年代估算北天山第二排冲断褶皱带吐谷鲁背斜的隆升速率以及整体隆升速率。从表中可以看出，自32.85ka以来，吐谷鲁背斜的抬升速率开始加快，自13 ka之后，速率甚至达到（10.79～23.44）mm/a，但必须说明的是，塔西河穿过吐谷鲁背斜的中段，所得出的变形速率为其变形量的最大值。如果依据未变形地段河流阶地的抬升幅度加以计算，则可以估算自32.85 ka以来扣除掉吐谷鲁断展背斜隆升的影响，基底的平均抬升速率约为（3.39～3.87）mm/a（数据参见表1-3-7）。从北天山地区的其他河流阶地的发育来看，玛纳斯河Ⅲ阶地上堆积的次生黄土的光释光年龄绝对值约为距今28.75～22.12 ka，与塔西河阶地堆积的时间大致相同，其拔河高度约为157m，估算其隆升的速率约为（7.10～5.46）mm/a。此处位于吐谷鲁背斜与玛纳斯背斜的重合部位，应具有最大的隆升速率。
表1-3-6 吐谷鲁背斜晚更新世以来的隆升速率
注：相对隆升时间-各级阶地废弃的时间差；阶地拔河高度-现今阶地面到河床面的高差；相对隆升高度-各级阶地间的高差；整体抬升速率（各级阶地间的高差/相对隆升时间）；相对南翼未变形段隆升高度-阶地变形最大处的高程未变形处的高程；吐谷鲁背斜隆升速率-消除影响因素后褶皱隆起的速率。
表1-3-7 晚更新世以来基底的隆升速率
注：表中的基底隆升速率未消除掉气候因素对于河流下蚀的影响。
五、讨论与结论
柏美祥（1995）等根据大地形变测量对天山近期的抬升强度做了研究，得出南天山西部主脉以平均14mm/a的速率上升，依连哈比尔尕山以平均17.8mm/a速率上升。这与我们对于现今通过河流Ⅰ级阶地所反映出的隆升速率（10.79～23.44）mm/a是基本一致的。
表1-3-8 据天山最高一级夷平面24Ma以来的升降幅度得出的天山的隆升速率
注：海拔资料据王树基（1998）。
为了较为全面的探讨天山新生代以来的构造变形强度，根据前人的资料，从以下几个方面对24Ma以来天山的升降幅度及平均隆升速率作如下估算：
据天山最高一级夷平面24Ma以来的升降幅度估算天山的隆升速率。从表1-3-8中可以看出，24Ma以来，天山隆起的平均速率约为（0.104～0.146）mm/a，且天山西段抬升明显比东段快（表1-3-8）。柳永清等（2004）对准噶尔南缘，特别是西缘一带发育的粗砾质沉积的研究表明，天山早期的隆升最先发育于北缘，主要时代为渐新世末期，且西区较东区表现显著，这与我们运用夷平面研究东西天山隆升速率差异的结果是一致的。
早、中侏罗世天山地区的盆山格局以不存在地理分割明显的天山山脉，地势低平为特征（方世虎，2005待刊），现今侏罗系地层已被抬升至不同的海拔高度。如果现今天山的构造地貌主要是24Ma 以来隆升形成的，据表1-3-9 可得出天山隆起的平均速率约为0.085mm/a。同样据1：20万地质图分析，乌兰达坂以西约10km处发育侏罗纪西山窑组煤层，其海拔约3800m。阿拉沟口以东18km外出露的西山窑组煤层海拔约为650m。假定是天山24Ma以来造成的构造高程差异，那么天山的隆起最大速率约为0.131mm/a。可以看出，同24Ma以来的平均速度相比，天山现今的隆升速度明显加快。
表1-3-9 侏罗纪煤层现今海拔高程统计表
总的看来，天山北缘的河流大都穿过3排冲断褶皱带，从其上发育的河流阶地来看，北天山地区主要发育了3级，但在各个冲断褶皱构造隆升的地区，河流阶地发育的级数往往增多，如奎屯河在独山子背斜处发育了6级阶地。各个河流阶地面对于构造隆升的响应不止表现在河流阶地发育的级数增加上，还表现在阶地均已发生变形，河流阶地面反倾，且大多数河流阶地面的纵向上的形态与相应的背斜的形态一致。
运用光释光及14C技术并实际测量3级阶地的高程得出吐谷鲁背斜的构造抬升速率在32.85～28.75 ka间为（9.50～12.57）mm/a，12～13 ka间为（9.67～14.5）mm/a，全新世则增至（10.79～23.44）mm/a。天山基底的平均隆升速率达到（3.39～3.86）mm/a。通过对天山最高一级夷平面、野外实测侏罗纪地层高程及天山发育的煤层的隆升速率的研究则表明天山自24Ma以来平均的隆升速率约为（0.085～0.146）mm/a，而天山自晚更新世-全新世以来，隆升速率则高达（9.50～23.44）mm/a。对比后可以看出，天山北缘的构造活动速率有不断加快的特点。
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