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科羅拉多河(Colorado River)是一條位於美國西南部、墨西哥西北部的河流。長度大約有2333公里(1450哩),有一部份在美國洛磯山脈區域西邊消失。整個科羅拉多河河系大部份流入了加利福尼亞灣,是加州淡水的主要來源,另一部份則往南流向墨西哥,但沒有出海。1540年,西班牙探險家梅爾西奧·迪亞斯(Melchior Diaz)是第一個探索並紀錄了科羅拉多河的探險家。

1 科羅拉多河 -河流簡介

科羅拉多河科羅拉多河
河流起源

科羅拉多河,北美洲西部大河。幹流源出美國西部南落基山脈弗蘭特嶺西坡,向西南流經猶他、亞利桑那、內華達、加利福尼亞等州和墨西哥西北端,注入加利福尼亞灣。

河流流域

流域面積63.7萬平方公里(24.6萬平方哩),流經7個州——懷俄明州、科羅拉多州、猶他州、新墨西哥州、內華達州、亞利桑那州和加利福尼亞州。有27公里(17哩)河道構成美國亞利桑那州與墨西哥之間的國界。該河流經北美洲遼闊的乾旱和半乾旱地區,經大力開發,有「西南部的生命線」之稱。

水文特徵

上游水量較豐,支流較多;中、下游流經乾旱、半乾旱地區,水量漸少,支流不多,近河口處年平均流量311.5立方米/秒。水位季節變化大,4~5月洪水期與冬季枯水期流量相差近30倍。河流泥沙含量高,水呈暗褐色。「科羅拉多」即西班牙語「紅色」之意。每年泥沙入海量1.63億噸,有「美洲尼羅河」之稱。干支流多峽谷,河床比降大,富水力資源,開發後主要用於灌溉和發電。

2 科羅拉多河 -河流開發

第一份水資源分配協議

科羅拉多河流域較早應用立法開發和管理水資源。1922年,流域內的7個州簽訂了第一份水資源分配協議。協議以立佛里為界將科羅拉多河流域人為地分為上下兩個區,並以流域徑流量控制站立佛里站的年徑流量為基準進行水量分配。首先滿足下科羅拉多河區分配水量92.5億m3,然後滿足上科羅拉多河區分配水量92.5億m3。之後,在水量允許的情況下,再多分配給下科羅拉多河區12.3億m3,以保證下科羅拉多河區10年移動平均分配水量不小於92.5億m3(當時計算的年平均徑流量為215.8億m3)。

幹流水庫
干支流上已建的較大水庫有:馬歇爾福特特拉維斯(MarshallFordLakeTravis)、雙峰(TwinButtes)、費希爾(O.CFisherLake)、布坎南(LakeBuchanan)、布朗伍德(LakeBrownwood)、科爾曼(LakeColeman)等。這些水庫主要用於灌溉和防洪。

3 科羅拉多河 -流域地貌

峽谷區

(1)科羅拉多河和綠河的交介面,也就是美國西部的峽谷區,可說是世界上最壯觀的河谷景觀之一。

由於長久以來,地層在不同氣候下被強風風化、被水侵蝕,兩者切割出最後色彩繽紛的廣大地貌,使它倍受世人的喜愛。在帕里亞高原(Paria)上,科羅拉多河的河景一開始是比較溫馴的,直到進入大理石峽谷MarbleCanyon之後,總長約9.6公里(60miles),劇烈落差則將近1524米。

(2)綠河到了大理石峽谷南端之後,開始叫做小科羅拉多河。

在帕里亞高原上一共有11條河流加入了這個河系,一起切割出險峻的峽谷系統。小科羅拉多河在快要到科羅拉多河時的最後4.3公里處﹙27哩﹚,將帕里亞高原深切至548.64米。最後以海拔800米消失在科羅拉多河中。

(3)自此科羅拉多河突往西轉,斜穿過高原上的地層皺摺和斷層,切入了大峽谷,全長約217mile,寬度從河谷到上面的高原邊緣約有4到20miles。

所切割出來的峽谷斷面,約有4000到6000feet的高度。其中500到1600feet的切割面是連續的大斜面,這些斜面充滿了蜿蜒、壯麗的色彩,以V字型向下縮窄,谷底是陰暗的,狹窄的科羅拉多河。

(4)接下來科羅拉多河與一條來自內華達州的維京河匯流,並突然轉向了南方,形成了今日內華達州與亞利桑那州的部分州界;與加州與亞利桑那州的州界。

黑峽谷之後,科羅拉多河梯度狀的變小,河系高度也大幅降低,從Yuma市有Gila河加入之後,就開始形成了寬廣的沉積河谷平原。這一段寬廣的沉積河谷平原形成了有如溝渠般的水路,洪水來時,就從較小的細流淹沒出來,最後將美國的南加州區域切割出知名的沉積地形河系,如SaltonSink或是CoahuilaVallery,這些區域的落差甚至比Yuma市河床到海灣的落差還要大上很多。

4 科羅拉多河 -水系組成

科羅拉多河科羅拉多河
科羅拉多河發源於得克薩斯州西部拉米薩以西,源流稱薩爾弗(Sulphur)河,幹流向東南流,最後在貝城以南40km處,注入墨西哥灣。河流全長1387m,流域面積10.9萬km2。霍頓(Wharton)站控制流域面積7.9萬km2,多年平均流量76m3/s。主要支流有比爾斯河、佩德納萊斯河、巴永河、拉諾河、皮坎河、聖薩巴河、孔喬河等。

5 科羅拉多河 -流域特徵

地形地貌

科羅拉多河流域邊界三面環山,東、北為構成大陸分水嶺的山脈,西為落基山脈,整個流域地勢為北高南低。源流所在地兩岸山地海拔均在4270m以上,從發源地到利斯費里(Lees Ferry,海拔高940m)為上游段,河道蜿蜒,長約1030km。由於地勢較高,終年積雪,水量較多,河水下切明顯。中游從利斯費里至比爾威廉斯河河口(帕克壩哈瓦蘇水庫內),流經科羅拉多高原,由於該地區多為乾旱地區,增加的徑流不多,河谷不易展寬,形成許多峽谷地形,上中游合計長達1600km,約佔科羅拉多河總長2/3以上,其中最為著名的是科羅拉多大峽谷,該峽谷東起小科羅拉多河入匯處,西至內華達州界附近的格蘭德瓦什岸,全長350km,最大深度1740m,河流曲折蜿蜒,河床坡降1.5m/km,水流湍急,流速高達6.9m/s,水深10~15m。科羅拉多河下游地勢低洼,有山脈、盆地、沙漠等。

氣候與降水

科羅拉多河上游受海拔和地形的影響,氣候變化較大,最低氣溫-46.7℃,最高氣溫達42.8℃,年均降水量為200~500mm。秋冬春各季降水量多為降雪,春末夏初當氣溫升高時,積雪迅速融化,河道流量大增,年徑流約70%集中在4~7月。由於落基山區降水較多,並有冰雪融水補給,因此科羅拉多河上游干、支流水資源極為豐富。據利斯費里站統計,該站多年平均實測徑流量為186億m3,最大徑流量為296億m3(1917年),最小徑流量也有69億m3(1934年)。中、下游地區大部分屬乾旱、半乾旱氣候,年均降水量不足100mm,加上蒸發量大、滲漏、灌溉等耗水,水量逐漸減少。各年之間及各季之間豐枯相差很大,4~5月洪水期流量可達1982~3115 m3/s(最大洪水流量達8500m3/s),枯水期流量僅為85 m3/s(最小枯水流量僅20 m3/s),相差23~26倍。春末夏初洪水泛濫,秋冬河水乾涸。

含沙量

科羅拉多河中、下游泥沙很多,含沙量高,河水混濁,呈暗褐色,河流年均含沙量達27.5kg/m3。在科羅拉多大峽谷處測得年均輸沙量為1.81億t,平均含沙量11.6kg/m3。科羅拉多河所攜帶的泥沙大部分沉積在河口下游附近,形成一個橫跨加利福尼亞灣北部的大三角洲,並向南發展,佔據了該灣頭部的水域面積。有些支流的含沙量更大,如小科羅拉多河,每平方公里平均每年要衝刷688t泥沙,平均含沙量高達120kg/m3

6 科羅拉多河 -河流利用

科羅拉多河科羅拉多河

科羅拉多河流經人煙稀少的美國西南部地區,穿行於深山峽谷之中,谷深水急,適宜築高壩建大水電站,為開發水電資源提供了有利條件。

干、支流水電資源開發

科羅拉多河是美國進行水資源綜合利用與開發(即每個工程具有發電、灌溉、旅遊、防洪與航運等綜合效益)的第一個流域,是美國水資源開發最充分的流域,也是爭議最多的流域。該河第一次大規模的開發活動始於1928年,當時通過了興建鮑爾德峽(即胡佛壩)工程的法令,該工程於1931年開工,1936年建成,是一座具有防洪、灌溉、發電及城鄉供水等綜合效益的水利工程。

此後,在科羅拉多河流域興建了一系列水利工程,幹流上已興建水庫11座,支流上修建水庫95座,干、支流水庫總庫容約為872億m3,總裝機容量超過524萬kW。另外,還規劃在干、支流上分別興建5座大水電站,其中裝機容量超過100萬kW的電站有2座。這些水電站建成后,科羅拉多河流域的水能資源將得到充分的開發和利用。科羅拉多幹流、主要支流已建水利工程表分別列出了干、支流上較大工程的主要技術指標。

引水灌溉工程

由於美國西半部乾旱缺水,科羅拉多河流域的絕大部分水量用於農業灌溉(約95億m3),城市給水和工業用水約需28億m3,因此,在科羅拉多河干、支流上興建了許多大型引水工程,上游有:弗賴因潘河-阿肯色河引水工程(Fryimg PanArkansas Project)、聖胡安河-查馬工程(San JuanChama Project,灌溉農田3.7萬hm2)、納瓦霍印第安人灌溉工程(Navajo India Irrigation Project,灌溉4.5萬hm2)、科羅拉多河-大湯普森河工程(ClolradoBig Thompson Project);下游有南達科他工程(South Dakota Project)、科羅拉多河引水工程(Colorado Aqueduct)、全美灌渠(All American Canal)、中央亞利桑那工程(Central Arizona Project,可灌溉農田14.9萬hm2)、索爾特河工程(Salt River Project,灌溉10.7萬hm2)和希拉河工程(Gila Project,可灌農田4.3萬hm2)等。

科羅拉多河-大湯普森河調水工程於1938年開工,1959年完工,將科羅拉多河上游格蘭比水庫、影山湖威洛河水庫和格蘭德湖的水量經21.1km長的隧洞,穿過落基山脈調往東部,每年可調水3.8億m3,其中城市用水8000萬m3,灌溉農田28萬hm2。該調水工程建有水庫10座(總庫容超過12.25億m3)、泵站4座(總揚程187.5m)、發電站7座(總裝機18.4萬kW,年發電量7.59億kW·h)。經多年運行,該工程實際調水量為2.84億m3

7 科羅拉多河 -河流治理 

科羅拉多河科羅拉多河

1905~1907年,加利福尼亞州南部英皮里爾河發生特大洪水,致使沿岸人民的生命財產遭受重大損失,人們呼籲對河流進行治理。通過多年的開發和綜合治理,基本上控制住了洪水和泥沙,同時也控制住了水污染與土地鹽鹼化。

治理背景

(1)科羅拉多河的地表水,絕大部分用於農業灌溉,每年引水量約為95億m3,灌溉7個州的土地。由於科羅拉多州的滿科斯頁岩風化層隆起外露並含有大量鹽鹼,河水反覆地被引來灌溉,灌區土壤中大量鹽類被河水溶解后又排入河中。由於河水含鹽量不斷增加,致使被澆灌的土地鹽鹼化,給流域內的工農業及生活用水帶來巨大危害和經濟損失,含鹽量高的水用於灌溉,排水管道受到腐蝕,使作物組成被迫改變,導致作物減產,生活用水的處理費用相應增加。據估計,科羅拉多河水的含鹽量每增長1mg/L,每年所引起的直接和間接的經濟損失為10.8萬美元。

(2)科羅拉多河的水質惡化已成為一個國際問題,遭受嚴重影響的是位於河流最下游的墨西哥,含鹽量在國境線處從年平均800mg/L猛增至1500mg/L,致使墨西哥灌區的農作物枯死。過去上游多餘的水下泄,有利於稀釋鹹水,近20多年來,由於上游水庫攔截,使墨西哥境內科羅拉多河水量驟減。

治理計劃

(1)計劃概況

1974年開始實施"科羅拉多河鹽鹼控制計劃",主要是採取渠道襯砌以減少滲漏;鼓勵採用噴灌和滴灌,提高灌溉效率;減少鹹水排泄量;攔截地下鹹水;對灌區排出的含鹽量很高的水,經淡化水廠處理;以及把灌區的排水道延至加利福尼亞灣直接入海等。

(2)計劃實施

按該計劃,在英皮里爾壩以上,初期擬修建4項工程,引水入太陽蒸發池,減少大量的鹽分流入科羅拉多河;或進行渠道襯砌,以減少滲漏並提高灌溉效率,使灌區的鹹水排泄量減至最少。在英皮里爾壩下游,經墨西哥同意,擬修建6項工程:①科阿切拉襯砌渠道;②彭特拉克壩;③尤馬·梅薩井群;④凈化水廠;⑤威爾頓-摩霍克灌區管理工程;⑥威爾頓-摩霍克排水渠擴建工程,其中最大的工程是尤馬以西的大型凈化水廠,日處理鹹水48.8萬m3,可以恢復灌區排水量的70%,去其雜質90%。從威爾頓-摩霍克灌區排出的水含鹽量很高,經尤馬凈化廠處理后,可直接排入科羅拉多河,並按兩國協議向墨方提供。

治理技術

美國目前在進一步加強科羅拉多河本身已建工程的科學經營管理的同時,還努力發展節水灌溉技術和城市及工業節水技術,不斷調節沿河各段用水,以緩解需水量超過河流及工程供水能力的矛盾。

8 科羅拉多河 -相關信息

科羅拉多河科羅拉多河水系圖示
美國最早開發的河流

科羅拉多河是美國最早進行水資源開發的河流。1936年胡佛大壩的修建標誌著河流大規模開發的開始。此後又有很多水利工程和調水工程投入運行,干支流總庫容已經達900億立方米以上。河流水資源的近80%用於農業灌溉。科羅拉多河流域的農田土壤中含有大量鹽鹼,由於河水被反覆使用於灌溉,灌溉退水使河流的含鹽度增大,為了解決土地鹽鹼化問題,美國在1974年啟動了鹽鹼控制計劃,主要是襯砌渠道、發展滴灌和噴灌、淡化處理、鹽度過高的水用管道直接輸送入海等。

美國生命之河

科羅拉多河是美國西部的生命之河,是科羅拉多河的水資源支撐了西部城市、灌溉和發電等經濟事業的快速發展。現在,過度的水資源利用已經使曾經生機勃勃的河口自1993年以後就沒有再看到河水,來水來沙的減少使海水入侵。

世界上調控最好的河流

從法律和水文意義上來講,過去科羅拉多河是世界上調控得最好的河流。但今天看來,法律和水文在這條河不再協調。一個世紀以前,每年約有250億立方米的水流進加利福尼亞灣。1922年,就在大壩建設的前夕,律師們把科羅拉多河的水進行了分配,但 自分水協議簽訂以來,河川徑流一直在減少,年均徑流量只有160億立方米。

分水引來爭議
科羅拉多河科羅拉多河

(1)爭議概況

近一段時間以來,有關科羅拉多河水的分配,再次在美國西部7個州引發一場爭論。這場爭論的焦點是,在發生嚴重旱情的季節,各州到底用多少水。由於事關各方利益,不僅各州官員參加會議磋商,印第安人土著部落也派出了代表。那些未能參與會議磋商的環保機構,也代表河流,紛紛發表主張。甚至內政部長出面參與調停,並下了2月份由7州自行達成協議的最後通牒,否則聯邦政府將提出一個分水協議。

(2)爭議原因

事實上,這場爭論因水短缺而起,因水短缺而分歧嚴重。

我們知道,科羅拉多河擔負著向科羅拉多、懷俄明、猶他、新墨西哥、內華達、亞利桑那和加利福尼亞州等美國西部7個州、34個土著部落以及墨西哥2個州的供水任務,服務人口3000萬。據預測,到2020年,由科羅拉多河負責供水的區域,人口將達到3800萬。流域內人口在增長,經濟在發展,對水的需求也在增加,水短缺問題日益嚴重。位於內華達州南部的賭城——拉斯維加斯,得鄰近科羅拉多河之利,時下90%飲用水取自該河。但據南內華達州水管理理事會批准的2006年水預算,拉斯維加斯地區用水需求快速增長,即便考慮節水和審慎用水因素,到2007年,用水仍可超出科羅拉多河的分水配額。水管理理事會的官員也認為,對內華達州南部地區來說,依賴科羅拉多河配額來滿足供水,是不會持久的。其實,瀏覽最近一些媒體的報道,喊渴的又何止拉斯維加斯。科羅拉多河既是這一地區的生命源,又是引發爭議的導火索。

(3)爭議現狀

最近,在拉斯維加斯召開的一次會議上,來自7個州負責管水的官員,希望制訂一項協議,目的是在河流水量少、水庫不能向各州正常供水的情況下,據此協議分配科羅拉多河水。但7個州未能就這一乾旱管理計劃達成協議,原因還是在對水的分配上。

如果發生乾旱,用水被迫削減的話,亞利桑那州將同意減少引水,內華達也已同意減少一些用水,但是兩個州希望其他的州也要減少一些配額。科羅拉多和其他上游州提出了一項建議,將實施一項計劃,對乾旱年份停止種植一些作物的農民給予補償。亞利桑那州和內華達州的官員們希望,通過使用人工增雨、節水措施甚至在亞利桑那州西南部建設一座海水淡化工廠,淡化海水,作為農業用水,以增加河流流量。南內華達州水理事會提出了備用水源方案,以防萬一,包括使用儲存於拉斯維加斯峽谷的地下水、與加州共同儲蓄起來的水等。此外,水理事會已制定了計劃,計劃花費20億美元,建設一條輸水管道,從內華達鄉村地區的流域抽取地下水,官員們還希望使用維爾京河和姆迪河的水。看來,在分歧的背後,各州都有自己的算盤和打算。

(4)爭議結果

這次會議雖未達成協議,但是討論總是有益的。亞利桑那州中部工程總經理威爾遜說,這次討論是迄今為止最為公開坦率的一次討論,雖然不能說這次會議解決了所有的問題,但是各方取得了進展。需要值得一提的是,環境組織雖未被邀請參加用水戶會議,但卻希望在制定解決水資源短缺的計劃中,有更多的發言權。來自環保機構的一位高級分析人員詹尼弗指出,為了尋求一個正確的、持久的解決方案,這些州需要向其他利益群體敞開大門,將那些利益團體包含在內,並拿出一個能對每個人都有幫助的方案。 根據聯邦規定的最後期限,管理人員同意再次坐下來,在2月份制定出一個乾旱年份科羅拉多河供水計劃。 

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