从黄河开始——“大水荒”的形成与定量描述
——《制度性干旱》第一章
在中国北方，正发生着持续的、规模空前的恶性水源危机。危机起始于20世纪80年代后期（1987年[01]），并以愈演愈烈的势头向未来蔓延。“大水荒”席卷了西北、华北的全部和其它部分地区；涉及国土面积、人口、经济的1/3。按流域计，囊括了全国6大流域中的3大流域——黄河、海河的全部和淮河的大部。
一、黄河的恶性断流与枯竭
黄河，——中华民族的母亲河；诗人曾用“黄河之水天上来”“黄河万里触山动”的壮丽诗句来描绘黄河的雄浑激越。但当历史进入20世纪80年代后期，黄河却年年断流，入海水量急剧减少。国人早已用“黄河成了季节河！”的惊呼来表达黄河的现状。
根据1919年以来的水文观测资料，60年代以前黄河也偶发过断流：一次是1938年蒋介石扒开花园口造成的主河道连续多年断流，一次是1960年三门峡大坝落成在枯水期试闸断流。
20世纪70年代，中国完成了人类历史上最为辉煌壮丽的农业灌溉革命，建成了世界最大的灌溉农业体系（后文详述）。就黄河来说，是在流域内和下游黄淮海平原兴建了规模巨大的引黄灌溉工程。因抗旱用水集中，而水库蓄水能力相对不足，出现了轻度的“季节性断流”。年均断流时间仅为14天，断流时间也只发生在春旱时节。
80年代后期，黄河断流发生“恶变”，断流时间由春旱季节向全年度弥漫，跨年度断流已屡见不鲜。年均断流天数扩大为100天，断流河道从山东延伸至河南境内。1997年，利津站断流226天，河口连续330天无滴水入海；开封以下800公里河道一马平川，断流直逼黄河中游的界碑——郑州花园口。
图表01-黄河断流情况统计表[02]
伴随着断流性质的恶变，黄河在入海水量上呈现了急剧衰竭的过程。图表02是1949-2005黄河利津站的“实测径流量”变化，大略反映了河口的实际入海水量。
图表02[03]
图表01、02客观反映了建国以来的黄河水情史：
50-60年代，灌溉农业刚刚起步，黄河流域同时进行着以治理洪涝、积水、盐碱等恶劣环境为主的农业生态革命[请...] ，水源利用十分有限，500亿m3黄河水白白流入大海。
请参阅孟凡贵（苏拉密）《万流归海见桑田——从华夏5000年农耕文明的大视野仰望毛泽东》，北京大学中国与世界研究中心《研究报告》（ No.2007-02）/Article/Class14/200710/25660.html
70年代，因灌溉革命的发生，黄河入海水量出现了第一次大幅度衰减；但仍保持了310多亿m3的入海水量，除了满足输送泥沙所需200亿m3的“生态流量”外，尚有100多亿m3因水库储调能力不足而被迫“弃水”。一方面是弃水，一方面却又因抗旱取水集中而发生了一些断流；——这是在小浪底水库建成前仅靠三门峡水库无法解决的矛盾。这个时期发生的断流时间短，未引发明显的生态后果，更不存在水源危机问题；而是属于“工程调度性断流” 。若刻意限水，“断流”应可避免。这个时期，黄河处于适中的良性开发阶段。
不可否认，70年代的断流还包含了一定的“理念性”因素——对“断流”缺乏足够的重视。但人类对自然世界的认识是循序渐进的，我们似无理由苛求前人。
实际上，对于环境问题，新中国在发展中国家、乃至和发达国家相比都是积极而富有远见的。
1962年，美国女学者蕾切尔·卡逊出版《寂静的春天》一书，标志着现代生态环境理念进入人类视野。
1972年，联合国召开“第一次人类环境会议”并发表《人类环境宣言》（即“世界环境日宣言” ），标志着生态环境进入了人类管理程序。
1971年，中国成立“环境保护办公室”，标志着中国的环境保护先于世界被列入管理程序；
1973年，“国务院环境保护领导小组”成立，并召开“第一次全国环境保护会议”；
1974年，国务院颁布第一部生态环境法规：《中华人民共和国防治沿海水域污染暂行规定》；
1975年，“黄河水源保护办公室”成立。[04]
80年代后期—90年代，黄河水量发生了第二次大幅度衰减，年均入海从70年代的310亿m3顿减为140亿m3，已大大低于200亿m3的生态流量。1997年，实际入海13亿m3，仅为天然水量的2.2%；黄河已经没有了“汛期”和“洪峰”的概念，说黄河“干”了丝毫不为夸张，已经完全是贫水性质的“水源性断流”。
进入21世纪，在小浪底和三门峡联合调控的基础上，1999年启动了“黄河不断流项目”：以50m3/秒为“断流预警流量”——当黄河干流某断面逼近这个数字时，立即关闭其上游的一切引水设施。在2005年元旦之际，《人民日报》宣称：“2000年以来至今，黄河未发生过断流现象，成为迄今为止全世界唯一解决断流问题的大河”[05]。
但是，黄河断流引发的生态后果，主要是下游河床泥沙沉积，其次是三角洲退化问题。根据“大水冲刷，小水淤积”的原理[06]，50m3/秒的流量对于黄河来说不过是涓涓细流，和2500m3/秒的冲、排沙流量相距甚远。这种“小水不断”除了浪费“冲刷流量”的积累形成、徒增河床的泥沙外，尚可喜悦的就是听说“东平湖的刀鱼又游到郑州啦！”。
显然，这种“不断流”的象征意义大于实际意义，充其量也就是个“刀鱼工程”。即便如此，2000年以来的年均入海水量仍继续减少，由90年代的140亿m3再降到120亿m3，甚至经常达不到50m3/秒的“断流预警流量”。2002年，实际入海水量仅为34.5亿m3；即使把汛期行洪流量平均进去，也仅能勉强维持“不断流”。
稍往深处看，调控只能解决水源分配问题，并不能改变黄河径流枯竭的本质。严格限制河道取水，倒是可以确保“不断流”了，但势必增加地下水的开采量；过度开采地下水带来的生态问题并不比“断流”轻松。
过度开采地下水最直接的后果就是水位下降。从国家战略考虑，地下水位属于重要安全指标。如有战争水库被提前疏泄至安全水位、恰遇大旱又河道干涸，地下水就成了唯一的“保命水”。现在地下水位已被透支过深，农业不得不采用“潜水泵”取水，“潜水泵”靠水下“扬程”工作，必须用电。这样，原本因面积分散而缺乏打击目标的农业，届时将因被绑定在“高压塔”上而成为战略打击目标；2008年雪灾时“高压塔”带给城市的厄梦，将毫不留情地降临到农田，一发导弹就足以让百万亩庄稼绝收。这对于中国以“灌溉农业”为主的粮食生产体系来说即危如累卵。只有将地下水位恢复到7米内（大气压=10.30m，水泵连续工作时井内还将产生3.0米左右的“井壁水位降”），紧急时刻农民才可能用“柴油机-离心泵”、“人力压泵”等多种灵活手段取水“保命”；否则就只能“望水止渴”，不要说灌溉了，连吃水都是问题。对于“高尚人士” ，这或许还没有吃不到黄河刀鱼重要。
用牺牲地下水和“冲刷流量”的方法刻意维持象征性的“不断流”是得不偿失的；和70年代的因忽视而断流相比，不见得就高明。
二、水源储量的大规模消失
在地表水源枯竭的同时，黄河流域的地下水及其它水源储量也同时大规模减少。水源储量到底减少了多少？多年来官方的口径是“收支基本平衡”，但这种说法无法面对20多年来地下水位大尺度下降的历史事实。笔者根据官方文献披露的相关数据，进行了详细的分项计算，得出的结果十分令人吃惊。为了不影响正文的可读性，这里只导出计算结果。计算所依据的资料与方法，见《附文一：黄河流域水源亏损分项计算》，供专家和工程类读者审证。
1、地表径流损失
根据图表02，以70、80年代平均水平计算，仅1990-2005的16年间，黄河入海总量减少2650亿m3；
2、浅层地下水储量损失
80年代以来，黄河流域平原的浅层水位平均下降了14米，流域16.70万平方公里平原所含浅层优质淡水（含矿化度≤2克/公升）储量减少1470亿m3。
同时，国家调查资料还显示：1985-2004年20年间，黄河流域平原浅层淡水面积减少1.45万平方公里；究其原因往往是淡水区开采过度，周边咸水入侵的结果。淡水区“盐化”后，则很难恢复，可视为对水源的一次性破坏。
见《附文一：黄河流域水源亏损分项计算——浅层地下水》
3、深层地下水储量损失
根据资料计算，流域深层地下水储量减少930亿m3。见《附文一：黄河流域水源亏损分项计算——深层地下水》
深层水源远流长，补给量很小。“水质点运移大约需要1-3万年的时间，从地表至深层补给区的水循环需要数百年、以至千年时间”[07]。一般将深层水视为“不可开采资源”[08]。不到万不得已就轻易动用，实属对后辈不负责任、得过且过的掠取行为。而且深层水的开采极易引发地层沉降等地质灾难。
深、浅层水的巨额支出，使黄河流域形成了较大的地下水漏斗区65处，漏斗面积6000平方公里。其中，最大的运城漏斗，面积达1800多平方公里，水位埋深110米。
4、“土壤水库”储量损失
除地表、浅层、深层水外，还有“隐性水源”——土壤水，也在巨量损失。
土壤水指的是浅层水位以上的地层含水，由水位下降后土壤吸附的水分构成。因这段地层含有空气，因此也叫“包气带”。
图表03-包气带水分示意图
20多年来，黄河流域平原的浅层水位由平均3米下降到了17米（见《附文一：黄河流域水源亏损分项计算-浅层地下水-水位变化》）；相应，包气带加厚了14米。这14米包气带在形成时都吸附有一定的水分，但包气带水分会因向上蒸发或被树木根系吸取而减少。20多年来，黄河流域地表水源日趋枯竭，包气带损失的水分得不到足量的渗补，日积月累，造成“土壤水库”储量的严重亏损。
据估算，20多年来黄河流域土壤水储量亏损1000亿m3。见《附文一：黄河流域水源亏损分项计算-土壤水》
土壤水虽然不是能集中开采的水源，却是维系地表、地下水源的纽带和缓冲储量。地层干燥会减少地表、地下水的产出。近年来，在同等降雨条件下，形成的地表径流却比70年代小许多，说是下渗了吧，地下水位却无升反降。这种奇特的水文现象，就是土壤水“空库”了，降水被强行“补库”的结果。——“欠帐”是迟早要还的。
假如读者有兴趣用“树木枯死”百度一下，可找到相关网页28万篇，大部分是深层土壤干旱导致的树木死亡。
图表04-20多年来黄河流域水源亏损累计
（注：仅为1990-2005年16年合计）
20多年来来黄河流域水源累计亏损为6000多亿m3。
这些尚不包括一些因资料缺乏无法计入的项目。如：山丘地下水与平原地下水不重复部分的储量亏损、高原冰川积雪的储量亏损、流域内天然湖泊萎缩的储量亏损、矿化度≥2的微、轻咸水的储量亏损…等。这些未计入部分的亏损总量也应在千亿立方米的量级。
6000多亿m3到底是个什么概念？应一些非工程类读者要求类比如下：
10多条黄河的天然流量，3000条长城的体积、全国每人95万瓶矿泉水。
如此庞大的水源为什么会在短短20年间忽然消失？本文将给出可计算、可验证的回答。
水源的巨量亏损是灾难性的。
按1997-2002年均入海不足50亿m3，黄河何至还是“季节河”那么轻巧？简直就成了十足的“内流河”！若不是靠每年透支100多亿m3的地下水储量来补充地表，它哪里还有50亿m3入海？恐怕一进入山东境内就湮干了。
2002年，山东省500万人吃水困难，近5000万亩农田无水灌溉，760万亩绝收[09]。胜利油田也因缺水而多年限产。由于黄河入海水量过少，泥沙得不到有效冲刷，导致下游河床以每年抬升10厘米左右。1998年，4700流量的洪峰水位竟相当于1958年的30000流量和1982年22000流量的高度[10]。
然而，本文的重点还不在于追究水源危机的恶果。
