瀾滄江-湄公河泥沙研究進展及展望

摘 要：近年來，瀾滄江-湄公河流域泥沙情勢發(fā)生明顯改變，對沿岸生活、生產(chǎn)、生態(tài)等產(chǎn)生了較大影響，引起了社會各界的廣泛關注。從泥沙來源、入海沙量、三角洲演變趨勢及三角洲變化影響因子4個方面對瀾滄江-湄公河流域泥沙研究進展進行了歸納總結(jié)。結(jié)果表明，湄公河泥沙主要來源于瀾滄江流域、“3S”流域和老撾北部地區(qū)，湄公河干流及三角洲來沙量均呈減少趨勢，湄公河三角洲岸線變化明顯，其影響因素復雜多樣。在此基礎上，對基礎資料整理、泥沙運動物理過程、三角洲演變影響機理等需要進一步研究的方向進行了展望。

關鍵詞：瀾滄江-湄公河；泥沙來源；入海沙量；三角洲；泥沙情勢

中圖分類號：TV141 " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標志碼：A

0 引言

瀾滄江-湄公河發(fā)源于青藏高原，流經(jīng)中國、緬甸、老撾、泰國、柬埔寨和越南，在越南南部匯入南海。在中國境內(nèi)稱瀾滄江，流入中南半島后的河段稱湄公河。瀾滄江-湄公河從河源到河口全長4 880 km，流域總面積81.24萬km2，干流總落差約5 060 m，河流平均比降1.04‰，多年平均徑流量4 750億m3。湄公河流域面積約占全流域面積的79.8%，河道平均比降0.16‰，主要支流有南塔河、南烏江、南康河、南俄河、南屯河、色邦非河、蒙河、色桑河和洞里薩河等，其中蒙河為最大支流。流域內(nèi)有較為豐富的航運、灌溉、水電、礦業(yè)、旅游、林業(yè)和漁業(yè)資源，是沿岸流域國賴以生存發(fā)展的母親河。

河流輸沙量變化對河道演變、河流生態(tài)、航運、水庫淤積、河口三角洲沖淤等都會產(chǎn)生重大影響。受流域干支流梯級水庫建設、水土保持、氣候變化、人類活動等影響，瀾滄江-湄公河流域產(chǎn)輸沙環(huán)境及河道沖淤演變正發(fā)生顯著變化。因此，及時開展瀾滄江-湄公河河流泥沙問題研究意義重大。

1 流域泥沙研究進展

目前，國內(nèi)外有關研究單位和專家主要圍繞瀾滄江-湄公河流域泥沙來源、入海沙量、三角洲演變趨勢及三角洲變化影響因子等問題開展了研究工作。

1.1 湄公河泥沙來源

有研究認為[1]，湄公河的泥沙主要來源于兩個區(qū)域：中國的瀾滄江流域和位于老撾、柬埔寨、越南的“3S”流域（色貢河Se Kong、色桑河Se San和斯雷博河Srepok，見圖1）。Roberts [2]認為，湄公河三角洲的沉積物中，瀾滄江的貢獻率達到50%。對于3S流域，根據(jù)有限的泥沙監(jiān)測資料，Kummu等[1]、Wild等 [3]、Schmitt等[4]專家估計該區(qū)域向三角洲輸送的泥沙比例為10%～20%。Walling[5]分析了允景洪至上丁河段區(qū)間1963—2001年共39 a長系列水沙資料發(fā)現(xiàn)，穆達漢-空堅河段區(qū)間不足5%的流域面積，產(chǎn)沙量達到0.34億t，因此老撾北部地區(qū)也是湄公河泥沙主要來源之一。

1.2 入海沙量

大多數(shù)研究都假定天然情況下瀾滄江-湄公河流域入海沙量約為1.6億t/a[6-9]，但其他一些研究成果則對入海沙量提出了不同觀點[10-12]。Wang等[13]利用重建的空堅站1962—2003年輸沙量數(shù)據(jù)，估算多年平均輸沙量為1.45億t。Xu等[14]研究認為湄公河天然入海沙量大約為1.06億t/a。與此同時，Wang等[13]、Liu等[15]、Kuenzer等[16]、Xu等[17]、Lu等[18]的研究顯示，在過去幾十年里，湄公河三角洲來沙量呈顯著下降趨勢。Lu等[18]認為，自1992年以來，湄公河干流清盛站年平均輸沙量從7 410萬t減少到3 450萬t。2012年后空堅站年輸沙量出現(xiàn)了明顯減小，同時，位于空堅站下游的巴色站年輸沙量也在減少（見圖2）。

1.3 湄公河三角洲演變趨勢

美國、德國、日本、越南等國的研究機構認為，歷史上湄公河三角洲一直處于擴展模式，直到2005年左右改變?yōu)榍治g模式。Hanebuth等[19]、Tamura等[20]、Nguyen等[21]、Ta等[12]通過地層學研究發(fā)現(xiàn)，自全新世中期（7 500 a前）以來，三角洲以平均每年30 m的速度往南海方向推進了220多千米。Liu等[22]對Landsat圖像的研究表明，1973—2005年湄公河三角洲向大海方向擴張的平均速度由7.8 m/a逐漸減少到2.8 m/a，2005年以后變?yōu)樨撛鲩L，平均速度為-1.4 m/a。從空間分布上看，Li等[23]利用1973—2015年Landsat圖像調(diào)查了湄公河三角洲海岸線、陸地面積和地貌變化，認為整個三角洲66%的海岸線受到侵蝕，侵蝕段主要位于金甌半島東側(cè)和泰國灣三角洲西北側(cè)。

1.4 湄公河三角洲岸線變化影響因子

國際上一些研究將湄公河三角洲變化歸因于上游大壩建設導致來沙減少[10-11，24-25]。2018年湄公河委員會的報告[26]指出，2007年進入三角洲的泥沙量為1.43億t，由于受到干支流水利工程的影響，到2020年減少至0.47億t，2040年將不足0.05億t。世界自然基金會亞太地區(qū)水項目團隊研究[27]表明，瀾滄江梯級水庫建成后（2009年），湄公河泥沙減少了約80%；預計到2040年，湄公河下游的泥沙量將減少97%。但也有專家認為上游水庫建設對下游減沙作用不明顯。Walling[5]、Wang等[13]的研究發(fā)現(xiàn)，雖然建壩后允景洪站的沙量明顯下降，但清盛站沙量并沒有同步大幅下降，并且清盛站以下各站沙量有升有降，因此上游修建大壩對湄公河沙量變化影響作用不明顯。此外，還有研究認為，河道采砂對來沙減少和三角洲變化的作用更為明顯。世界自然基金會2023年報告[28]指出，湄公河三角洲采砂量約為天然來沙量（1994年之前）的3倍，約為近期來沙量的20倍。聯(lián)合國教科文組織和斯德哥爾摩環(huán)境研究所的研究成果[29]顯示，2011年老撾、泰國、柬埔寨和越南共從湄公河干流采砂5 520萬t，其中柬埔寨采砂量最大（60%），其次是越南（22%），泰國、老撾采砂量分別為13%、4%。Gruel等[30]通過高分辨率衛(wèi)星圖像監(jiān)測采砂船估算2014—2020年柬埔寨和越南從湄公河的年采砂量分別達到5 900萬、7 900萬 t，該采砂量高于已有研究成果，這也意味著湄公河采砂量的準確值依然不太清楚。

2 存在的問題

雖然國內(nèi)外研究機構和有關專家圍繞瀾滄江-湄公河流域的泥沙問題開展了一些研究，但由于種種原因，研究基礎總體比較薄弱，一些研究結(jié)論還需深入推敲，主要有三個方面問題。

（1）流域產(chǎn)沙底賬不清。湄公河流域泥沙監(jiān)測主要依托4套不同監(jiān)測數(shù)據(jù)，分別為美國國際開發(fā)總署資助設立的下湄公河泥沙取樣計劃（1962—2003年）HYMOS、湄公河委員會的水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)（1985—2000年）WQMN、湄公河委員會信息知識管理計劃發(fā)起的流量與泥沙監(jiān)測項目（2009年至今）DSMP、越南國家水文氣象預報中心提供的湄公河三角洲站長期逐日泥沙監(jiān)測資料（1980—2015年）。但這4套數(shù)據(jù)均存在系列不完整、缺測年份多、取樣頻次低等問題，且不同數(shù)據(jù)的監(jiān)測方法不統(tǒng)一，如HYMOS監(jiān)測的清盛站1994—2000年輸沙量是WQMN的1.6～5.5倍，因此，不少專家質(zhì)疑在天然情況下流域年產(chǎn)沙量為1.6億t的合理性。目前國內(nèi)外對瀾滄江-湄公河流域天然來沙變化情況的研究仍然不夠，瀾滄江-湄公河流域產(chǎn)輸沙研究任重而道遠。

（2）泥沙輸移規(guī)律不明晰。位于我國境內(nèi)的瀾滄江出境水文站是允景洪站，進入泰國后的第一個水文站為清盛站。在瀾滄江中下游干流梯級水庫大規(guī)模投入運用的2010年之前，清盛站年均輸沙量與允景洪站相當甚至有所減少，但干流梯級水庫大規(guī)模投入運用后的2010—2020年實測資料統(tǒng)計結(jié)果表明，下游清盛站年均輸沙量與上游允景洪站相比反而增加了約1 000萬t，這一規(guī)律與三峽及其上游梯級建成后長江中下游輸沙量沿程變化規(guī)律相似，即壩下游河道有明顯的河床沖刷-輸沙恢復現(xiàn)象。但目前國內(nèi)外的研究成果對瀾滄江-湄公河流域河道沖淤和水庫淤損情況掌握不足，對河道泥沙輸移規(guī)律研究不夠，過度夸大了水電站建設對泥沙變化的影響。

（3）三角洲變化影響機理缺乏系統(tǒng)研究。三角洲變化可能與河道采砂、地下水開采、水庫攔沙等因素相關，也可能與海平面上升、潮汐作用有關，但目前國內(nèi)外的研究成果缺乏對多因素耦合影響的系統(tǒng)研究。

3 研究展望

為揭示瀾滄江-湄公河流域泥沙產(chǎn)沙、輸移和演變規(guī)律，需要從三個方面進一步加強研究。

3.1 加強對基礎資料的分析整理

目前湄公河流域不同來源的泥沙監(jiān)測資料在采樣及分析方法上存在較大差異。比如湄公河委員會的水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)大多數(shù)站點單點懸移質(zhì)濃度觀測采用 USD-49、P-46和 P-61 標準，從水面下0.3 m 處取樣，缺少懸移質(zhì)濃度的垂向分布。根據(jù)中國河流懸移質(zhì)泥沙測驗規(guī)范，采用一點法測懸移質(zhì)濃度時，應在距水面60%相對水深位置處取樣。這兩種標準下推算出的斷面平均懸移質(zhì)濃度可能存在較大差異。因此，需要在原型觀測的基礎上，深入研究不同監(jiān)測方法對懸移質(zhì)濃度的影響，對有關資料的一致性進行分析。

3.2 加強對流域泥沙運動物理過程的研究

泥沙的輸移和沉積決定了河道的形態(tài)及演變過程，對流域泥沙分布至關重要?，F(xiàn)有大部分研究基于不完整的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行簡化的統(tǒng)計分析，忽略了關鍵的物理過程，如不平衡輸沙過程中泥沙沉積和再起動等，這些過程可能對三角洲輸沙通量和各子流域來沙貢獻的估算產(chǎn)生較大影響。因此，需要在泥沙監(jiān)測、河道地形監(jiān)測的基礎上，構建水沙動力模型，分析河道輸沙變化規(guī)律。

3.3 加強對采砂、海平面上升等影響機理的研究

采砂不當可能破壞河勢穩(wěn)定，造成河流流速加快、河床沖刷下切，直接導致堤基、岸基、橋基淘空，甚至堤岸崩塌，湄公河三角洲地區(qū)河流河岸侵蝕問題可能與采砂密切相關。但目前大部分研究成果對采砂導致河岸侵蝕問題重視不夠，需要進一步復核河道采砂規(guī)模，加強對采砂影響的機理性研究。在全球氣候變化大背景下，還需要分析海平面上升與海洋動力條件等因素對三角洲演變的作用機制。

4 結(jié)束語

受多種因素影響，瀾滄江-湄公河流域泥沙情勢正在發(fā)生明顯改變，并將對河床演變和流域社會經(jīng)濟產(chǎn)生深遠影響。瀾滄江-湄公河泥沙問題的已有研究初步揭示了泥沙持續(xù)減少的態(tài)勢及其影響，分析了其影響因素與機理，但仍存在著多源基礎資料一致性不足、泥沙沖刷恢復機理不清、三角洲演變機制復雜等基礎問題，導致在泥沙總量變化、來沙地區(qū)組成、對河道及河口作用變化等方面認識不一。因此，基礎資料的一致性分析與整理、流域泥沙運動物理過程模擬、三角洲演變影響機理等是下一步需要研究的方向。

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Progress and Prospect of Sediment Research in Lancang-Mekong River

ZHOU Zhiwei1，JIN Zhongwu2，3，ZHOU Yinjun2，3，HUANG Renyong2，3，TONG Yuchen1，BAO Dixiao1，CHENG Dongsheng1

（1. Lancang-Mekong Water Resources Cooperation Center，Beijing 100038，China；2. River Research Department，Changjiang River Scientific Research Institute，Wuhan 430010，China；3. Key Laboratory of Ministry of Water Resources on River and Lake Regulation and Flood Control in the Middle and Lower Reaches of the Changjiang River，Changjiang River Scientific Research Institute，Wuhan 430010，China）

Abstract：In recent years，the significant change of sediment regime in the Lancang-Mekong River Basin greatly affects coastal life，production，ecology，etc.，attracting widespread attention from all fields of the society. This paper summarizes the progress on sediment research in the Lancang-Mekong River Basin from four aspects：sediment sources，sediment amount entering the sea，delta evolution trends，and impact factors of delta changes. The results indicate that sediment in the Mekong River mainly comes from the Lancang River Basin，the“3S”（Se Kong River，Se San River，and Srepok River） Basin，and northern Laos. Sediment supply from main stream and delta of the Mekong River shows a decreasing trend，and the shoreline of Mekong Delta has undergone significant changes due to complex and diverse impact factors. On this basis，we propose prospects on directions that need to be further discussed such as basic data sorting，physical processes of sediment movement，and mechanisms of delta evolution.

Key words：Lancang-Mekong River；sediment source；sediment amount entering the sea；delta；sediment regime

基金項目：國家重點研發(fā)計劃項目（2021YFC3200305）；中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務費項目（CKSF2023397/HL）

作者簡介：周智偉，男，高級工程師，碩士，主要研究方向為水利規(guī)劃、水利國際合作等。E-mail：zhouzhiwei@lmwater.org.cn

通信作者：黃仁勇，男，正高級工程師，博士，主要研究方向為河流水沙數(shù)值模擬等。E-mail：renyonghuang@163.com