一、河流生命和河流健康的科学内涵

河流是陆地水循环的主要路径，河流的生命是河流水系按一定方向和路径进行的水循环过程，地表径流沿河流水系持续运动是河流生命的表现方式。河流生命存在的基本标志表现在容纳水流的河床、基本完整的水系和连续而适量的河川径流等3个方面。连续的河川径流是河流生命维持的关键，它使陆地上的水不断得以补充、水资源得以再生，从而才有河床和河流水系的产生，以及河流生态系统的发育和繁衍。

河流生命可以有不同状态，其决定因素是气候和下垫面条件，并互相影响、互相制约。气候和下垫面条件的改变，一方面源自宇宙和地球运动的自然规律；另一方面来自人类活动。由于自然界的资源很多时候难以直接为人类所利用，且自然状态下的河流还时常给人类带来灾害，迫于生存和发展的压力，人类需要改变流域的下垫面条件，如清除自然植被、修建水库堤防等，结果使河流的生命状态发生改变，许多河流像黄河一样出现了生命危机。

河流生命危机对人类生存和发展带来的压力和威胁，促使人们重新思考和评价近百年来对待河流的态度和行为方式，并于20世纪90年代中期提出“河流健康”的概念。河流健康是在河流生命存在的前提下，人类对其生命存在状态的描述，但它是一个极具社会属性的概念。在远古洪荒时代，或在完全没有人类干预情况下，每条河流都将经历生长、发育和衰亡的生命演变过程，伴随降水增减而带来的河川径流丰枯变化，并形成河流多样的自然景观，难以断定哪种状态更健康。但对世界上绝大多数河流而言，河流不仅是自然的河流，更是社会的河流。当河流提供的服务不能满足人类的需求，如河流因洪水泛滥和干旱缺水等而严重影响了人类的生存和发展，就产生了原始意义上的“河流不健康”的问题，进而走向有目的的河流治理。因此，河流健康程度实际上反映的是人类对河流向人类提供服务的认可程度，或者说是人类对河流功能发挥的满足程度。

河流功能包括社会功能和自然生态功能两大类。河流的社会功能反映的是河流对人类社会经济系统的支撑程度，是人类维护河流健康的初衷和意义所在；其自然功能则是河流对依赖其径流丰枯而兴衰的河流生态系统的支撑程度，是河流生命活力的重要标志，并最终影响人类经济社会的可持续发展。同时拥有正常的社会功能和自然功能显然是健康河流的基本标准。由于人类对河流的认识以及人类所处社会经济环境的不断变化，对河流功能的价值取向必然也存在明显的时段特征。人类早期，洪水泛滥是河流健康的主要问题；随着经济社会迅猛发展，供水不足随即成为河流不健康的重要体现；当人类自身“温饱”基本得到满足并开始关注生活质量时，河流污染和河流生态系统萎缩成为人们关注的重点。“河流健康”的概念正是诞生在“河流生态保护是河流面临的主要挑战”的西方发达国家，因此，在相当长一段时期，河流健康主要从生物物理的生态观点来考虑，河流健康概念及其评价指标大多反映的是河流生态系统健康指标。如莱茵河把鲑鱼能够重返上游作为河流健康恢复目标，多瑙河则把生物多样性和生物种群规模作为河流健康指标。不过，随着理念的发展和深化，人们越来越关注社会、经济和自然的综合需要。如澳大利亚提出的“健康工作河流”和“生命之墨累河”概念，就是为了提供一种社会认同的、在河流生态现状与水资源利用现状之间折中的标准，力图在河流保护与开发利用之间取得平衡。总之，在不同时期或不同地区，河流健康的内涵无不折射出人类社会经济发展和自然环境保护的矛盾，折射出人类在相应背景下的价值取向。河流健康的标准即是相应时期或河段的人类利益和其他生物利益的平衡或妥协，河流健康只能是相对意义上的健康，不同背景下的河流健康标准实际上是一种社会选择。

二、黄河健康生命的科学内涵

与西方国家关于“河流健康”概念诞生的背景不同，“维持黄河健康生命”的治河理念诞生黄河健康状况严重恶化的形势下，因此，黄河健康生命的内涵、标志和指标要统筹考虑人类对黄河的需求、黄河自身的需求和河流生态系统对黄河的需求，统筹考虑黄河的历史矛盾和当前矛盾。由于河流健康标准是指在河流生命存在前提下，相应时期或河段的人类利益和其他生物利益的平衡点，因此本文本着社会可接受、经济可发展和环境可持续的基本原则，通过分析河流、人类和河流生态系统的生存条件及其相互关系，论证现阶段（2050年前）黄河健康的标准及其指标体系。

维系黄河生命存在至少应具备两个基本条件：一要维持黄河从河源到大海、从支流到干流一定量级的河川径流，这是维持黄河流域健康水循环的最低条件，而连续的水循环是黄河生命存在的核心；二要维持一个通畅的河床，它是黄河实现其物质输送功能的基础，而河道的畅通程度取决于河床（特别是主槽）的淤积程度和滩地行洪环境。

人类对黄河的需求主要反映在安全的水沙通道、良好的水质和足够的水量供给等方面。黄河水患始终是中华民族的心腹之患，能否保证黄河具有足够大的排洪能力而使洪水不致灾，是人类对黄河的第一期望；良好的水质则是维持人类生命和健康安全的关键环节；水是人类生存和发展的基本条件，经济发展往往在很大程度上依赖于水量保障程度，但黄河的供水能力是有限的，人们不能期望它满足自己无限的要求。

维持河流的生态功能已经成为当今世界各国流域管理者的共识，其目的在于维持系统中生物群落的正常演替和食物链正常运行。黄河生态系统需要河流提供的服务主要包括水质和水量两方面。生物对水质要求与人类对水质的要求是一致的，但在中枯水年，河流生物对水量的要求却往往与人类的用水要求存在着突出的矛盾。

综合以上分析，连续的河川径流显然是河流、人类和河流生态系统的共同需求；保障人类安全的水沙通道可体现河流生命对水沙通道的要求；良好的水质和足够的水量是人类和河流生态系统共同的需求。因此，现阶段黄河健康的标志可以概括为：（1）具有连续的河川径流；（2）具有通畅安全的水沙通道；（3）水质满足生物群健康要求；（4）水量满足人类经济社会和河流生态系统可持续发展的需求。人类的用水量与经济社会水平之间并无明显线性关系，但河川径流却与河流生态系统的生物生存繁衍环境密切相关。生物的生存状态比较直观生动，因此国外常将指示性物种、生物多样性等指标作为河流健康的指标，而用生态需水量作为河流健康的导出指标。考虑到黄河健康生命标志的社会接受和认知要求、黄河水资源严重短缺的现实，借鉴国外经验，因此本文将现阶段黄河健康生命标志进一步表达为：连续的河川径流、通畅安全的水沙通道、良好的水质、可持续的河流生态系统、一定的供水能力。

三、黄河健康生命指标体系

（一）水流连续性

连续而适量的河川径流是河流生命存在的重要标志。理论上，只要干支流的河川流量在任何时候都大于零，黄河就具备了生命的低限径流条件，但过小的流量显然对其所支撑的生态系统作用不大，河流实际处于功能性断流状态。因此，维持黄河生命的低限径流条件不仅要考虑水循环和水系的需求，也要考虑人类的生活需水，以及河流的生态、自净和输沙等功能对河川径流的最低要求。自净需水受人类的经济发展和污水处理能力的影响甚大；而输沙需水则主要取决于需要输送的泥沙数量和人们可能接受的河床淤积度，其最小值难以确定。因此，低限径流应主要考虑人类生活和河流生态对河川径流的最低需求。

据测算，2030～2050年，黄河供水区人类生活需水量将达50亿立方米，耗水量将达25亿立方米左右。本文取耗水量25亿立方米作为估算人类生活对黄河干支流各断面最低径流条件的基础。

黄河的最小生态需水是维持河流生态保护目标所需的最小水量。为此首先要分析生态保护目标消长或繁衍与黄河淡水补给的响应关系。但以往没有对以上数据进行系统观测，故本文采用Tennant法作为河流最小生态需水的估算方法，某河段最小生态流量取其基准系列实测流量的10％。

以干支流典型断面人类生活需水、最小生态需水、全河水流连续和水系完整为边界条件，充分考虑水流演进中的自然渗透、蒸发和不同河段的径流补给特点，逐段向上推算，即为黄河干流在不同河段在不同时段的低限河川流量，如黄河逐月低限入海流量为50～260立方米每秒。各主要支流入黄断面的低限流量计算以干流低限流量作为推算的基础，如渭河逐月低限入黄流量为20～120立方米每秒。

（二）水沙通道

1. 河床横断面

采用最大排蓄洪水能力作为反映河道横断面形态的综合参数。

黄河下游洪水具有洪峰高、历时短、含沙量大、陡涨陡落的特点，因此，要保障防洪安全，必须有足够大的洪水调蓄空间与之相适应。有实测资料以来，花园口出现的最大洪水洪峰流量为22300立方米每秒、12日洪量为88.85亿立方米（1958年）；另据史料推算，花园口历史最大洪水的洪峰流量为33000立方米每秒、12日洪量136亿立方米（1843年）。几十年来，黄河下游堤防一直按“防御花园口洪峰流量22000立方米每秒堤防不决口”设防，经新中国成立以来4次大规模加固加高，目前下游堤防已基本满足要求。近30多年来，中游的水土保持工程和水库等确实使中游的中常洪水发生频率降低，但大洪水和特大洪水的发生频率并没有变化。综合考虑未来洪水形势、防洪安澜对社会稳定和国民经济发展的极端重要性、21世纪经济社会奔小康对防洪提出的更高要求等，应继续将“防御花园口22000立方米每秒洪水”作为下游堤防的防洪标准。

黄河宁蒙河段的防洪标准应按5600～5900立方米每秒。

2. 主槽横断面

采用平滩流量作为反映主槽横断面形态的综合参数。

流量是决定水流输沙或冲刷效率的主要因素，故需论证在非漫滩情况下具有最优输沙或冲刷效率的洪水量级，并以此作为选择目标平滩流量的依据。关于最优输沙效率的洪水量级，以往曾分析了1974～1990年168场洪水的输沙效率，认为流量3500立方米每秒左右、含沙量75千克每立方米左右的非漫滩洪水是最适宜的高输沙效率洪水。考虑1986年以来的水沙情况变化，本文进一步分析流量与输沙效率（排沙比）的关系可见：随流量的增加，输沙效率呈增加之势，但流量大于3000立方米每秒后，排沙比增幅变缓甚至基本不增加。该结果与不同流量下主槽流速的变化规律基本一致：当流量大于3000立方米每秒后，流速增长变缓，说明水流挟沙力增幅变缓。为认识不同流量级的冲刷效率，分析了黄河下游清水冲刷时期三黑小流量与下游单位水量冲刷量的关系：随流量增加，冲刷效率呈增加之势，但当流量大于3500立方米每秒后，冲刷效率增加幅度很小。以上分析可见，平滩流量3500立方米每秒时，水流在基本平槽状态运行时输沙效率和冲刷效率都基本达到较优值，之后效率随流量增加而增加的趋势不明显。具有最优输沙效率的洪水并不意味着输沙总量最大，洪水能够输送泥沙的总量仍然与流量和历时成正比，流量越大、历时越长，输沙量越大。但在水资源紧缺、而未来平滩流量的可能恢复目标与该流量级相差不大的情况下，取该流量级作为平滩流量的低限目标无疑是较优选择。

主槽过流能力与滩区群众生活生产密切相关。黄河下游滩区情况特殊，其居民相当部分系1855年黄河改道而“被迫”成为滩区居民，频繁漫滩无疑严重阻碍了滩区人民奔小康的步伐；滩区更是黄河水沙通道的重要组成部分，在大洪水期间承担着滞洪和沉沙任务，其削峰率可达50％、淤积比可达70%。如滩区不能正常发挥其滞洪沉沙功能，下游显然将面临巨大的洪水泥沙处理压力。因双方对平滩流量的要求悬殊甚大，科学确定可接受的漫滩频率非常困难。考虑到花园口流量大于4000立方米每秒是下游的编号洪水，未来主槽过流能力应维持在4000立方米每秒以上。平滩流量大小对河道排泄大洪水有一定影响，但因河床横断面一般比主槽横断面大得多，因此当平滩流量变化在4000～6000立方米每秒之间时大洪水（花园口22300立方米每秒）水位仅相差21厘米，这对普遍超高2.5米以上的黄河下游堤防影响不大。

洪水是塑造河槽形态的主要动力，下游主槽过流能力能否维持在4000立方米每秒以上，关键在于未来的洪水条件。根据1952年以来的实测资料（不含高含沙洪水），分析高村断面主槽面积与洪水动力特征W0.32Q0.37的响应关系可见，在未来没有外部水源补充、下游汛期天然来水仅约130亿立方米情况下，利用小浪底水库科学调控，可用于塑槽的洪水水量约80～100亿立方米，则能够塑造的主槽断面面积约1800～2000平方米，相当于平滩流量4000～5000立方米每秒；如不考虑水库调控（即维持汛期天然水沙过程），根据1975年以来汛期水量与平滩流量、大于2000立方米每秒流量级洪水的水量与平滩流量之关系，则未来下游平滩流量大约能维持在3500～3700立方米每秒。需要指出，在以上采用资料的大部分时段内，下游河床年淤积量一般达1.5亿吨以上，在未来漫滩几率大幅度降低的形势下，这些淤积泥沙显然将主要分布河槽内，而要维持河槽不淤积，必须使输沙需水得到满足。小浪底水库运用后，进入下游的泥沙将主要靠洪水输往河口，且日均洪峰流量4000立方米每秒左右将成为出现频率最高的洪水，该量级洪水的冲淤平衡含沙量约50 千克每立方米，因此，可将“流量4000立方米每秒左右、含沙量约50千克每立方米”作为估算输沙需水的基本水沙过程：在小浪底水库拦沙库容淤满前，进入下游的泥沙量可控制在4～5亿吨其输沙需水（80～100亿立方米）能够得到保障；南水北调西线工程等补水工程投运后（约2020年），虽然下游来沙量将回弹至7亿吨左右，但由于黄河年水量也将增加了100多亿立方米，因此其输沙需水也可得到保障；但在小浪底水库拦沙期结束至西线工程生效前，维持河槽不淤积显然十分困难。

综上分析，本文选择“平滩流量4000 立方米每秒左右”和“平滩流量4000 立方米每秒以上”分别作为黄河下游在2020和2050水平年的主槽横断面恢复目标。

采用类似方法，初步提出宁蒙河段2050水平年平滩流量恢复目标应不低于2500 立方米每秒。

3. 河床纵横比降

由于黄河天然水沙关系不协调，下游河床原本存在一定程度的横比降，但因下游主流频繁摆动，且大漫滩洪水几率大，故以前横比降不明显。近30多年来，由于洪水漫滩几率减少、洪水含沙量增大、主流摆动范围被限制、滩区糙率加大等，导致滩地横比降增加。目前，在控导主流仍十分必要、滩区群众生存和发展条件必须兼顾的背景下，人们只能接受一定程度的滩地横比降。当然，在下游堤防加高加固和防护坝工程完成后，如果平滩流量可以恢复并维持在4000立方米每秒以上，一定限度的滩地横比降也是可以接受的。可接受的滩地横比降j不仅与堤防的抗冲能力有关，也与滩地糙率n有关。下游主槽糙率一般约0.012～0.016，滩区（不包括嫩滩）糙率约0.03～0.035；近20多年来，滩区经济的迅速发展使其糙率有所提高。根据谢才公式“V=R2/3j1/2/n”推算，滩地的临界横比降一般可达其纵比降的6～9倍。然而，下游发生横河和斜河往往因滩地串沟所致，而串沟糙率远小于滩地平均糙率，一般为主槽糙率的2倍以内，故其临界横比降小于其纵比降的4倍。因此，要保障防洪安全，滩地横比降应控制在相应河段纵比降的4倍以内，而目前下游东坝头至陶城铺河段滩区横比降已是其纵比降的4～10倍。由于未来漫滩几率减少，能否控制横比降在相应河段纵比降的4倍以内，主要取决于人工放淤的力度。近期可通过淤填堤河、控制小漫滩洪水等方式遏制横比降发展；远期，随着滩区人工放淤技术的成熟、滩区防洪标准的提高和淹没补偿政策落实，滩地横比降可逐步降低。

河床纵比降变缓将降低水流速度、减少其塑槽和挟沙能力，因此要维持下游主槽不萎缩，必须通过控制河口流路延伸减缓纵比降变缓速度。在小浪底水库拦沙初期，进入下游的年来沙量仅5～6亿吨，控制此期河口流路延伸是完全可能的。但之后的下游年来沙量又将恢复到7～10亿吨水平，故遏制流路延伸将十分困难，只能通过改变入海流路减缓流路延伸速度。

（三）水质

水质目标首先取决于人们对不同河段黄河水体的功能定位，生活用水质量至少应满足地表水Ⅲ类水标准，而农灌水河段则可适当放宽。根据黄河各河段水功能需求，兰州以下水体质量总体上应达到Ⅲ类水标准，兰州以上维持Ⅱ类水现状不再恶化。

水质目标的实现还受制于未来河川径流条件，即满足水功能区水质目标所需的自净水量能否得到满足。本文以兰州以下全部实现Ⅲ类水质为目标，选择CODcr和氨氮作为污染控制因子，以“入黄排污口全部达标排放、支流入黄口满足水质要求”为前提，计算出黄河重点河段的自净流量。将此与2000～2004年相应断面逐月流量对比发现，除小川和兰州断面外，其他各河段均出现自净流量不足情况，其中龙门以上河段全年约15%时段自净流量不足，潼关以下约25%。不过，如果南水北调东中线工程能够补充黄河6～10亿立方米的水量，如果将下河沿至潼关河段水质目标降为Ⅳ类，则自净流量不足问题可基本解决。

兰州以下河段长期存在的水质严重超标问题，显然主要系污染源达标排放率过低所致。黄河流域大部分地区处于经济欠发达地区，实现达标排放目前仍相当困难。根据西方国家的发展历程分析，在物质生活水平得到极大提高后，人们的环境保护意识愈加凸现，水污染治理力度必将进一步加强，因此，当黄河流域经济发展到一定水平后，达标排放是能够实现的。

综上分析，黄河干流兰州以下水体质量总体上应达到Ⅲ类水标准，其中，污染特别严重的下河沿至三门峡河段在2020年前可适当放宽至Ⅲ～Ⅳ类；兰州以上应维持Ⅱ类水不恶化。

（四）河流生态系统

保护湿地已成为人们的共识。从河流管理者角度，保护湿地的关键是通过提供足够的水量和适宜的水质，维持湿地的面积或规模，为其生态健康恢复创造有利条件。分析沿黄湿地与黄河径流的关系发现，除黄河河源区湿地外，其他湿地主要依靠黄河向其提供水源（部分依赖本地降水），属黄河的竞争性用水者之一，其竞争性不仅反映在湿地与人类之间，而且上下游湿地之间也存在着突出的用水矛盾。对某处湿地的维护将给本地区带来生态或经济社会效益，但过度保护显然将对下游其他生态单元造成伤害，同时也改变了本地区的天然生态平衡。可见，湿地保护必须纳入全流域水资源管理的整体规划，要在充分认识沿河各湿地价值的基础上，从河流生态的整体效益角度，合理确定黄河湿地的优先保护序、保护规模和合理布局。据初步研究，黄河的河源区湿地和河口三角洲淡水湿地生态价值极高，是最应优先保护的湿地生态系统；依靠漫滩洪水形成的具有很高生态价值的河道天然湿地也可列入保护范围；但其他如人工或半人工湿地的保护规模仍需统筹论证。

保护水生生态并非保护河流中所有的生物，而是通过对其关键物种的保护，实现黄河干流水域的生物多样性。识别关键物种最可靠的方法是进行去除实验,即把假想的关键种从系统中去除,然后监测系统内物种组合对去除的反应，但目前不具备这样的实验条件。本文采用关键性指数比较法，根据各河段生态和气候特点，将黄河分兰州以上、兰州至花园口、花园口至利津等三个河段，计算水生生态系统中各类种群的关键性指数并比较其大小。比较结果发现，鱼类的关键性指数最大。鱼的种类很多，其重点保护对象取决于鱼的生态意义、土著意义、特有性和濒危程度等。初步研究认为，花斑裸鲤、北方铜鱼和黄河鲤鱼、鱽鱼应分别作为黄河上、中、下游的重点保护鱼类。

（五）人类用水

人类需水包括生活需水、工业需水和农业需水。

按照国家对人口的控制目标，到21世纪中叶实现全国人口零增长。经计算，2020年和2050年，黄河流域内生活需水量分别将达40亿立方米和50亿立方米、耗水量约达20亿立方米 和25亿立方米。

农业用水是农田、林果、草场、渔业等各类用水的总和。随着城市化率的提高、产业结构的调整和农业节水技术的普及，农业用水将维持在某一水平甚或降低。据测算，2010年以后，黄河流域农业需用水量将基本维持在420亿立方米左右，相应耗水量约357亿立方米。

按照中共十六大提出的小康发展目标，结合国家有关产业政策和本区域经济发展特点，并参考有关成果，黄河流域2020年和2050年工业需水量将分别由2000年水平的63亿立方米增加到112 亿立方米和126亿立方米，耗水量相应达56亿立方米和63亿立方米左右。

随着南水北调中东线工程的逐步生效，在黄河下游健康已严重恶化的形势下，流域外耗用黄河水量近期应基本控制在国务院分水方案内（120亿立方米，2010年后应压缩至100～110亿立方米。

综上分析，2020年和2050年，黄河供水区的需取水量分别为692亿立方米和717亿立方米，需耗水量分别为534亿立方米和545亿立方米。黄河流域地下水可开采量为110亿立方米，由于流域内部分地区已经出现地下水漏斗，因此未来流域耗水量的增加应主要来自地表水，即2020年和2050年的人类需耗用地表水分别约424亿立方米和435亿立方米。

四、维持黄河健康生命的关键途径

黄河健康指示性因子的大小是全流域人类活动的集中反映。人类在黄河流域面上的活动可以是多种多样，但真正对黄河健康生命具显著影响的是那些可能改变入黄水沙形势（包括径流、洪水、泥沙级配、数量及其时空分布，和水体质量等因子）的活动。因此，要实现健康黄河的各项指标，必须调整和规范全流域及相关区域人类涉水涉沙活动的方式和程度。

（一）水资源

1.健康黄河对河川径流的要求

黄河健康生命需水量是黄河达到健康状态所需要的水量，即环境需水与人类需水的耦合量。

黄河的环境需水包括生态需水、自净需水、输沙和塑槽需水，将各功能的径流需求进行时空耦合，即为环境流量。

生态需水是指实现黄河生态系统保护目标所需的水流条件。因观测和研究基础限制，本文仍用Tennant法估算生态需水，生态基准系列仍采用1956～1985年实测资料，以基准流量的20％作为生态需水计算标准，其中具有特别生态重要性的河段在4～6月生物关键繁衍期取平均流量的40％。

输沙需水按上述方法计算。2050水平年，年入黄泥沙量约达8亿吨左右，考虑水库调控和中游放淤等因素，下游需要依靠汛期洪水输送至河口的泥沙数量可按年均7亿吨考虑，由此得出以维持主槽不萎缩为前提的黄河下游有效输沙需水约140亿立方米。需要指出，该结果是在“小浪底水库能够把所有水沙关系不协调的天然洪水都调配合适”的假设下得出的，目前实现该目标尚有一定困难。据实测资料，天然洪水在下游来沙7亿吨情况下的河床淤积比一般为15％左右，故小浪底水库运用后的淤积比可按10％考虑。黄河下游利津断面在汛期平水期和非汛期生态流量分别约为500立方米每秒和200立方米每秒，据多年平均情况推测，其年输沙能力可达0.6亿吨左右。因此，在小浪底水库运用后，可将140亿立方米作为2050水平年的输沙需水量，但主槽的少量淤积也难以完全避免。

根据宁蒙河段主槽过流能力与洪峰洪量的关系，并参照4次调水调沙试验结果，要使宁蒙河段平滩流量维持在2500立方米每秒以上，洪峰流量大于2000立方米每秒洪水的水量应大于25亿立方米。

逐月比较以上各项功能需水，取其最大值即为黄河干流环境流量。如利津断面逐月环境流量分别为100～530立方米每秒，其中输沙期为4000立方米每秒，环境需水量每年为220亿立方米；花园口断面环境需水量每年约245亿立方米。

按2050水平年，人类需耗用地表水量约435亿立方米，与环境需水耦合，则黄河健康生命需水量约为655亿立方米（利津），其中人类用水占66％。但目前黄河径流量只有535亿立方米，相差约120亿立方米。

2. 多途径增加黄河可供水量

重点关注平枯水年水量分配，并明确黄河各支流水权和地下水水权分配方案。黄河现行的可供水量分配方案分配的是全流域多年平均天然河川径流量，它是以包括丰、平、枯等多种来水水平的年均径流量为基础。但实际配水调度中，用水矛盾最突出的年份是区域降水较少的平水年和枯水年，且水量调度也主要针对干流重点河段，即支流取水或傍河抽取地下水难以客观反映在用水户的耗水记录中。为真正合理配置黄河水资源，应将其平枯水年年均天然径流量作为水资源分配方案的基础，并在省（区）用水总量控制的基础上科学合理地分配流域内支流和地下水水权。

高度重视节水管理的机制和政策。要通过水在工农业之间的转换，提高水的利用价值；通过节水设施改造、提高水价和其他节水政策，最大限度地挖掘节水潜力；调整经济结构特别是农业种植结构，实现农业用水的高利用价值；发展井渠双灌，以控制盐碱地；建立通过控制地下水位和漫灌水回收措施实现节水的成本分摊、回收水监测和回收水再分配模式。同时，要改革和完善用水监测和评价方法，使用水户的用水记录更加真实；蒸发、渗漏和测量误差等用水损耗是不可避免的水量损失，应由包括省（区）和黄河在内的所有利益相关者共同承担。

涵养黄河水源。黄河河源区湖泊和沼泽湿地众多，面积12.2万平方千米，占流域面积的16％；年均天然径流量205亿立方米，占黄河天然径流量的38％。但近20多年来，黄河源区草场和湿地已严重退化、径流量大幅度减少。为保护源区湿地、涵养水源，必须科学调控不同季节牲畜放养数量和放养方式，严格控制在湿地内开挖排水设施和修建建筑物。探索利用生物或其他措施减少鼠害；严格控制源区的开矿和采药活动等。此外，全流域要在保障防洪安全的前提下，适当延长地下水漏斗严重地区洪水滞留时间，以充分利用洪水及时补充地下水。

实施外流域调水。要考虑从外流域调水直接补充黄河径流，目前正在重点论证的方案包括南水北调西线工程和小江调水工程，前者可兼顾上中游健康流量需求，后者则可兼顾渭河健康对流量的需求，具体选择仍需深入论证。鉴于利津以下河段生态环境流量严重短缺的局面，近期应考虑利用南水北调东线富余供水能力向黄河相机补水，同时也要考虑从外流域调水替代黄河下游目前的农灌任务。

严格入黄排污管理。实现黄河水质达标，关键在于调整流域内人们的用水方式、唤起人们的环境保护意识和流域上下游相互配合意识。有关方面要努力探索水污染信息披露和信息共享机制、水污染事故应急处理机制等，形成一套跨辖区水质管理的工作模式和配套政策。有关省（区）必须以入黄污染物限排要求为准则，通过经济手段、行政手段、法律手段和技术手段等，敦促人们调整产业结构、改变生产方式、加强污染治理、发展绿色产业。

（二）洪水

1 .健康黄河对洪水的要求

拥有良好的水沙通道是健康黄河的重要标志，它对黄河水沙过程的要求主要反映在维持主槽不萎缩对汛期洪水量级、历时和含沙量的要求，和确保防洪安全对洪水量级的要求。

主槽断面的塑造过程是洪水克服河床阻力做功的过程。从黄河下游主槽塑造与洪水动力的关系发现，要使主槽过流能力维持在4000立方米每秒以上（相当于主槽断面面积1800平方千米以上），所需要的洪水动力W0.32Q0.37应大于80；就塑造一定断面的主槽而言，所需的洪水动力W0.32Q0.37是一定的，若流量较大，则需要的洪量可减少。另根据前文分析，在非漫滩情况下，洪水流量大于3500立方米每秒时的输沙和冲刷效率均达到较优状态，因此3500立方米每秒应作为洪水调控的低限。当流量稍大于平滩流量时，由于河床阻力增加，水流的输沙能力又将降低。研究表明，对中等含沙洪水，只有当流量达到平滩流量的1.4倍以上，主槽才出现冲刷。可见，为维持主槽不萎缩、控制二级悬河发展，进入下游的洪水应两极分化，或按3500～4000立方米每秒运行、或按大于1.4倍平滩流量运行。

在量级4000立方米每秒左右情况下，含沙量是影响主槽淤积的关键因素。据研究，对普通级配泥沙，该量级的冲淤临界含沙量约50千克每立方米；若其细沙含量提高10%,则其临界含沙量可提高10千克每立方米左右。

维持下游主槽不萎缩所需要的洪水水量与洪水期间实际将进入下游的泥沙量有关。如某场非漫滩洪水的来沙量为4亿吨，则所需要的洪水水量至少应达80亿立方米；即使来沙量很少，从河槽塑造角度，在流量3500～4000立方米每秒情况下，维持平滩流量不小于4000立方米每秒所需要的洪量也至少应达40亿立方米。

此外，为保障防洪安全，还应使洪水量级不超过河道的设防标准。

2. 科学调控洪水泥沙

1986年后，潼关站流量大于5500立方米每秒的洪水出现时段大幅度减少；流量2500～5500立方米每秒的洪水含沙量明显增大；7～10月份小于2000立方米每秒流量的天数约占84％，其径流量占汛期总水量130亿立方米的2/3以上。这说明依靠漫滩洪水淤滩刷槽的机会将很少，同时也说明泥沙一旦淤积，必然主要淤积在主槽中。因此，必须依靠中游水库群的联合调控，改善洪水水沙搭配。

含沙量和泥沙级配是洪水泥沙调控的关键因子。调控下断面的流量相对简单，但要调配出一定含沙量的洪水却十分困难，其中涉及的技术难点包括小浪底闸孔开启组合模式、中游其他水库与小浪底水库的配合方式、水库异重流塑造技术等，这些问题虽在过去的调水调沙实践中均有所探讨，但仍不能完全满足要求。同时，如何让小浪底水库通过拦粗排细而长久高效地发挥其拦沙作用，也是今后面临的挑战。

给洪水以空间，给泥沙以出路。洪水期间，无论是黄河下游，还是宁蒙河段，均需要其滩区和沿河蓄滞洪区作为处理大洪水的重要空间，需要滩区和河口三角洲作为处理泥沙的重要场所，因此必须坚持宽河固堤、预留滞洪区，并保证入海流路能够有计划地改变。

构建黄河水沙调控体系。即使到2050年，黄河年输沙量仍将达8亿吨，那么，在维持黄河下游主槽不萎缩的前提下，至少需要140亿立方米的输沙水量；即使相应的洪水输沙过程可根据天然或人工洪水情况分若干阶段完成，但因小浪底水库调水调沙库容只有10亿立方米，因此仅靠小浪底水库仍难以达到塑造协调水沙关系的要求，调控洪水含沙量必须多库配合，因此，建设以古贤、三门峡和小浪底水库为主的洪水泥沙调控体系，对实现“主槽不萎缩并兼顾延长水库拦沙期”非常必要。

尽快制定滩区防洪管理政策。滩区是黄河下游沉沙的重要空间，也是发生大洪水时的洪水调蓄空间，具备蓄滞洪区的性质，因此受淹后应比照国家蓄滞洪区淹没补偿政策处理，使滩区可以淹、淹得值；要加强滩区安全预警系统建设，使群众在洪水漫滩时及时撤、撤得出。滩区群众也应根据滩区环境的特点，调整经济结构，大力发展草畜业。

（三）泥沙

1 .健康黄河的泥沙控制条件

维持主槽不萎缩是健康黄河的重要指标，也是当前面临的最大挑战之一。而黄河下游主槽能否长期不萎缩的关键在于输沙需水能否得到保证。在南水北调西线工程生效前，在基本保证环境和人类用水情况下，汛期可用于高效输沙的水量难以超过80亿～100亿立方米，其最大输沙能力约5亿吨，此即可作为黄河泥沙的约束条件。远期，即使外流域可以补充黄河径流量，但因调水成本限制，也应首先考虑通过减少入黄泥沙节约输沙需水量。

输沙需水量不仅与进入下游的来沙量有关，还与来沙的级配密切相关。研究证明，如果粒径小于0.025毫米的泥沙含量能提高10％，则流量4000立方米每秒的临界不淤含沙量可以由目前的50千克每立方米左右提高到60千克每立方米左右。

黄河天然来沙粒径大于0.025毫米和0.05毫米的比例分别为49％和24％。但调查下游河床淤积物发现，1960年前它们在黄河下游主槽淤积物中的比例却分别达90％和76%，1960年后其比例仍达77％和51%，充分说明中粗泥沙比例不仅对输沙需水有显著影响，而且还是主槽淤积的主体。

为维持主槽不萎缩，必须千方百计减少进入下游的泥沙，并降低中粗泥沙的比例。

2. 多措施减少黄河下游泥沙

多沙粗沙区是水土流失治理的重点区域。黄土高原水土流失面积达45.4万平方千米，但粒径大于0.05毫米的中粗粒径泥沙主要来自中游7.86万平方千米的多沙粗沙区，该区的多年平均输沙量约占黄河总输沙量的62.8%、来水量占6％。其中，粒径大于0.05毫米的粗泥沙量占黄河同期粗沙输沙量的72.5%。在7.86万平方千米的多沙粗沙区中，面积为1.88平方千米的粗泥沙集中来源区虽只占流域水土流失面积的4.1%，但粒径大于0.05毫米的粗沙产量却占流域粗沙产量的35%。因此，黄土高原水土流失治理应重点考虑多沙粗沙区，特别是粗泥沙集中来源区。

努力使水土流失治理措施可持续地发挥减蚀拦沙作用。实践证明，如何实现持续而稳定地减蚀拦沙是目前水土流失治理面临的主要挑战。在淤地坝建成前期，拦沙作用明显。如20世纪70、80年代，约70％的减沙效益来自淤地坝；随着库容淤满，至20世纪90年代中期，其减沙贡献已降低到50％以下。为有效推动淤地坝建设，今后必须以持续而稳定地拦沙为目标，深入研究坝系中大小坝的数量和功能搭配、坝系的施工顺序、坝系运行方式、坝地利用方式和坝系管护政策等问题。仅靠沟道措施难以实现可持续减沙的目标，未来还应以兼顾生态效益和经济效益为原则，客观制定适于不同类型区的坡面治理措施和政策。

利用中游水库、拦泥库和河道滩地拦截进入黄河下游泥沙。企图彻底遏制黄土高原的水土流失是不现实的。为实现下游主槽不萎缩的目标，还必须充分利用现有地理条件，通过粗泥沙集中来源区拦泥库运用、滩区放淤、引洪淤地和中游水库运用，减少进入下游的泥沙量并改善泥沙级配；要适时建设古贤水库，使下游泥沙量得到持续控制。

（四）推进流域水沙一体化管理

维持黄河健康生命的实践既涉及流域的自然属性，又与相关区域的人类活动密切相关。一方面，流域是完整的自然地理单元，是经济、社会和环境的复合体，其内部各种要素相互关联，河流水系中周而复始的水循环把流域内的土地利用、资源利用、经济活动和生态系统等多种活动联系在一起。为满足人们在某一地区的某一方面需求所采取的活动，以及为“维持黄河健康生命”所采取的单方面措施，都可能会对关系黄河健康生命的其他方面产生不利或有利影响。另一方面，维持黄河健康生命，实现人类、黄河和其他生物群共享黄河水资源，实际上是流域利益相关者的利益再调整过程，核心是在不过多损害黄河自身利益的前提下，通过改进黄河流域水、土地和相关资源的管理和开发方式，使经济、社会和生态的综合效益最大化。综合效益最大化的过程，往往是以牺牲某些利益相关者的局部利益为代价。因此，实践“维持黄河健康生命”治河新理念，必须通过黄河流域水沙一体化管理，使流域内人类活动与黄河生命保护和谐起来。

所谓流域水沙一体化管理，是指在流域尺度上，通过跨部门与跨地区的协调管理，以公平的方式，在不损害重要生态系统可持续的条件下，促进水、土及相关资源的协调开发与管理，以使经济和社会效益最大化的过程。推进流域水沙一体化 管理的关键环节在于以流域为单元的管理机构、合理和高效的管理机制、有效的法律法规、流域性综合规划、坚实的信息和科技基础等。此外，还要通过各种有效措施，培养全社会的健康心理，使全社会绝大多数人在处理人与黄河的关系时，能够自觉地坚持和谐相处而不是对抗的原则，不企图以牺牲他人利益或未来利益的方式去实现自身利益。

五、结语

黄河健康生命是指黄河在基本保障人类社会安全和经济发展的同时，其河川径流条件基本满足河流生态系统健康需要时的生命状态，连续的河川径流、通畅安全的水沙通道、良好的水质、良好的河流生态和一定的供水能力是现阶段健康黄河的主要标志，低限流量、平滩流量、湿地面积、水质类别等9个因子是表征健康黄河的指示性因子。确保黄河生命安全和人类生命安全显然是实现黄河健康的最低要求，因此“保证黄河干支流低限流量和重点河段的最大排洪能力”是黄河健康指标的优先层次。使黄河的输沙、净化、生态、供水等功能得到基本正常发挥，是人们对健康黄河的期望，因此要努力使黄河重点河段主槽断面基本得到恢复、河床纵横断面得到控制、河流水质基本满足生物群生存的需要、人类经济社会发展需水基本得到满足、河流生态系统重点景观和物种基本得到保护，但其关键制约因素是黄河水沙条件。黄河水少沙多的局面在南水北调西线工程生效前难以有较大改观，因此健康因子在此期应适当降低标准。“维持黄河健康生命”的过程，是人们调整对待黄河行为方式的过程。人类通过对黄河水沙运动规律的科学利用和对水沙过程的适当调控，实现人类利益、黄河自身利益和生态利益的平衡，即自然和社会的平衡。