更新时间:2024-06-02 15:23
科罗拉多河(Colorado River)是美国西南方、墨西哥西北方的河流。长度大约有2333千米,有一部分在美国落基山脉区域西边消失。整个科罗拉多河河系大部份流入了加利福尼亚湾,是加州淡水的主要来源,另一部份则往南流向墨西哥,但没有出海。
上游水量较丰,支流较多;中、下游流经干旱、半干旱地区,水量渐少,支流不多,近河口处年平均流量311.5立方米/秒。水位季节变化大,4-5月洪水期与冬季枯水期流量相差近30倍。
河流泥沙含量高,水呈暗褐色。“科罗拉多”即西班牙语“红色”之意。每年泥沙入海量1.63亿吨,有“美洲尼罗河”之称。干支流多峡谷,河床比降大,富水力资源,开发后主要用于灌溉和发电。
科罗拉多河(Colorado River)是一条位于美国西南部、墨西哥西北部的河流。长度大约有2333公里(1450英里),其流域涵盖美国七个州及墨西哥两个州。
整个科罗拉多河河系大部分位于美国境内,主要发源于美洲大陆的分水岭——洛矶山脉西部,干流源于科罗拉多州洛矶山国家公园,部分支流源于怀俄明州、内华达州及新墨西哥州,少部份源于墨西哥索诺拉州。干流从科罗拉多州流经犹他州、亚利桑那州,然后成为亚利桑那州—内华达州及亚利桑那州—加州的界河。
流到美、墨边境,成为亚利桑那州与墨西哥下加利福尼亚州的界河,往南流向墨西哥境内后则成为下加利福尼亚州与索诺拉州的界河,最后汇入加利福尼亚湾。
1540年,西班牙探险家梅尔西奥·迪亚斯(Melchior Diaz)是第一个探索并纪录了科罗拉多河的探险家。
流域面积63.7万平方千米,流经7个州——怀俄明州、科罗拉多州、犹他州、新墨西哥州、内华达州、亚利桑那州和加利福尼亚州。有27千米河道构成美国亚利桑那州与墨西哥之间的国界。该河流经北美洲辽阔的干旱和半干旱地区,经大力开发,有“西南部的生命线”之称。
科罗拉多河流域较早应用立法开发和管理水资源。
1922年,流域内的7个州签订了第一份水资源分配协议。协议以立佛里为界将科罗拉多河流域人为地分为上下两个区,并以流域径流量控制站立佛里站的年径流量为基准进行水量分配。首先满足下科罗拉多河区分配水量92.5亿立方米,然后满足上科罗拉多河区分配水量92.5亿立方米。之后,在水量允许的情况下,再多分配给下科罗拉多河区12.3亿立方米,以保证下科罗拉多河区10年移动平均分配水量不小于92.5亿立方米(当时计算的年平均径流量为215.8亿立方米)。
干支流上已建的较大水库有:马歇尔福特特拉维斯(Marshall Ford Lake Travis)、双峰(Twin Buttes)、费希尔(O. C Fisher Lake)、布坎南(Lake Buchanan)、布朗伍德(Lake Brownwood)、科尔曼(Lake Coleman)等。这些水库主要用于灌溉和防洪。
峡谷区
(1)科罗拉多河和绿河的交接口,也就是美国西部的峡谷区,可说是世界上最壮观的河谷景观之一。
由于长久以来,地层在不同气候下被强风风化、被水侵蚀,两者切割出最后色彩缤纷的广大地貌,使它倍受世人的喜爱。在帕里亚高原(Paria)上,科罗拉多河的河景一开始是比较温驯的,直到进入大理石峡谷Marble Canyon之后,总长约96千米,剧烈落差则将近1524米。
(2)绿河到了大理石峡谷南端之后,开始叫做小科罗拉多河。在帕里亚高原上一共有11条河流加入了这个河系,一起切割出险峻的峡谷系统。小科罗拉多河在快要到科罗拉多河时的最后4.3千米,将帕里亚高原深切至548.64米。最后以海拔800米消失在科罗拉多河中。
(3)自此科罗拉多河突往西转,斜穿过高原上的地层皱折和断层,切入了大峡谷,全长约349千米,宽度从河谷到上面的高原边缘约有6到32千米。
所切割出来的峡谷断面,约有1219-1828米的高度。其中152-488米的切割面是连续的大斜面,这些斜面充满了蜿蜒、壮丽的色彩,以V字型向下缩窄,谷底是阴暗的,狭窄的科罗拉多河。
(4)接下来科罗拉多河与一条来自内华达州的维京河汇流,并突然转向了南方,形成了内华达州与亚利桑那州的部分州界;与加州与亚利桑那州的州界。
黑峡谷之后,科罗拉多河梯度状的变小,河系高度也大幅降低,从Yuma市有Gila河加入之后,就开始形成了宽广的沉积河谷平原。这一段宽广的沉积河谷平原形成了有如沟渠般的水路,洪水来时,就从较小的细流淹没出来,最后将美国的南加州区域切割出知名的沉积地形河系,如Salton Sink或是Coahuila Vallery,这些区域的落差甚至比Yuma市河床到海湾的落差还要大上很多。
科罗拉多河发源于得克萨斯州西部拉米萨以西,源流称萨尔弗(Sulphur)河,干流向东南流,最后在贝城以南40千米处,注入墨西哥湾。河流全长1387千米,流域面积10.9万平方千米。霍顿(Wharton)站控制流域面积7.9万平方千米,多年平均流量76立方米/秒。主要支流有比尔斯河、佩德纳莱斯河、巴永河、拉诺河、皮坎河、圣萨巴河、孔乔河等。
科罗拉多河流域边界三面环山,东、北为构成大陆分水岭的山脉,西为落基山脉,整个流域地势为北高南低。源流所在地两岸山地海拔均在4270米以上,从发源地到利斯费里(Lees Ferry,海拔高940米)为上游段,河道蜿蜒,长约1030千米。由于地势较高,终年积雪,水量较多,河水下切明显。
中游从利斯费里至比尔威廉斯河河口(帕克坝哈瓦苏水库内),流经科罗拉多高原,由于该地区多为干旱地区,增加的径流不多,河谷不易展宽,形成许多峡谷地形,上中游合计长达1600千米,约占科罗拉多河总长2/3以上,其中最为著名的是科罗拉多大峡谷,该峡谷东起小科罗拉多河入汇处,西至内华达州界附近的格兰德瓦什岸,全长350千米,最大深度1740米,河流曲折蜿蜒,河床坡降1.5米/千米,水流湍急,流速高达6.9米/秒,水深10-15米。科罗拉多河下游地势低洼,有山脉、盆地、沙漠等。
科罗拉多河上游受海拔和地形的影响,气候变化较大,最低气温-46.7℃,最高气温达42.8℃,年均降水量为200-500毫米。秋冬春各季降水量多为降雪,春末夏初当气温升高时,积雪迅速融化,河道流量大增,年径流约70%集中在4-7月。由于落基山区降水较多,并有冰雪融水补给,因此科罗拉多河上游干、支流水资源极为丰富。据利斯费里站统计,该站多年平均实测径流量为186亿立方米,最大径流量为296亿立方米(1917年),最小径流量也有69亿立方米(1934年)。
中、下游地区大部分属干旱、半干旱气候,年均降水量不足100毫米,加上蒸发量大、渗漏、灌溉等耗水,水量逐渐减少。各年之间及各季之间丰枯相差很大,4-5月洪水期流量可达1982-3115立方米/秒(最大洪水流量达8500立方米/秒),枯水期流量仅为85立方米/秒(最小枯水流量仅20立方米/秒),相差23-26倍。春末夏初洪水泛滥,秋冬河水干涸。
科罗拉多河中、下游泥沙很多,含沙量高,河水混浊,呈暗褐色,河流年均含沙量达27.5千克/立方米。在科罗拉多大峡谷处测得年均输沙量为1.81亿吨,平均含沙量11.6千克/立方米。科罗拉多河所携带的泥沙大部分沉积在河口下游附近,形成一个横跨加利福尼亚湾北部的大三角洲,并向南发展,占据了该湾头部的水域面积。有些支流的含沙量更大,如小科罗拉多河,每平方千米平均每年要冲刷688吨泥沙,平均含沙量高达120千克/立方米。
科罗拉多河流经人烟稀少的美国西南部地区,穿行于深山峡谷之中,谷深水急,适宜筑高坝建大水电站,为开发水电资源提供了有利条件。
科罗拉多河是美国进行水资源综合利用与开发(即每个工程具有发电、灌溉、旅游、防洪与航运等综合效益)的第一个流域,是美国水资源开发最充分的流域,也是争议最多的流域。该河第一次大规模的开发活动始于1928年,当时通过了兴建鲍尔德峡(即胡佛坝)工程的法令,该工程于1931年开工,1936年建成,是一座具有防洪、灌溉、发电及城乡供水等综合效益的水利工程。
此后,在科罗拉多河流域兴建了一系列水利工程,干流上已兴建水库11座,支流上修建水库95座,干、支流水库总库容约为872亿立方米,总装机容量超过524万千瓦。另外,还规划在干、支流上分别兴建5座大水电站,其中装机容量超过100万千瓦的电站有2座。这些水电站建成后,科罗拉多河流域的水能资源将得到充分的开发和利用。
由于美国西半部干旱缺水,科罗拉多河流域的绝大部分水量用于农业灌溉(约95亿立方米),城市给水和工业用水约需28亿立方米,因此,在科罗拉多河干、支流上兴建了许多大型引水工程。
上游有:弗赖因潘河-阿肯色河引水工程(Fryimg Pan-Arkansas Project)、圣胡安河-查马工程(San Juan-Chama Project,灌溉农田3.7万公顷)、纳瓦霍印第安人灌溉工程(Navajo India Irrigation Project,灌溉4.5万公顷)、科罗拉多河-大汤普森河工程(Clolrado-Big Thompson Project);
下游有:南达科他工程(South Dakota Project)、科罗拉多河引水工程(Colorado Aqueduct)、全美灌渠(All American Canal)、中央亚利桑那工程(Central Arizona Project,可灌溉农田14.9万公顷)、索尔特河工程(Salt River Project,灌溉10.7万公顷)和希拉河工程(Gila Project,可灌农田4.3万公顷)等。
科罗拉多河-大汤普森河调水工程于1938年开工,1959年完工,将科罗拉多河上游格兰比水库、影山湖威洛河水库和格兰德湖的水量经21.1公里长的隧洞,穿过落基山脉调往东部,每年可调水3.8亿立方米,其中城市用水8000万立方米,灌溉农田28万公顷。该调水工程建有水库10座(总库容超过12.25亿立方米)、泵站4座(总扬程187.5米)、发电站7座(总装机18.4万千瓦,年发电量7.59亿千瓦·时)。经多年运行,该工程实际调水量为2.84亿立方米。
1905~1907年,加利福尼亚州南部英皮里尔河发生特大洪水,致使沿岸人民的生命财产遭受重大损失,人们呼吁对河流进行治理。通过多年的开发和综合治理,基本上控制住了洪水和泥沙,同时也控制住了水污染与土地盐碱化。
(1)科罗拉多河的地表水,绝大部分用于农业灌溉,每年引水量约为95亿立方米,灌溉7个州的土地。由于科罗拉多州的满科斯页岩风化层隆起外露并含有大量盐碱,河水反复地被引来灌溉,灌区土壤中大量盐类被河水溶解后又排入河中。由于河水含盐量不断增加,致使被浇灌的土地盐碱化,给流域内的工农业及生活用水带来巨大危害和经济损失,含盐量高的水用于灌溉,排水管道受到腐蚀,使作物组成被迫改变,导致作物减产,生活用水的处理费用相应增加。据估计,科罗拉多河水的含盐量每增长1毫克/升,每年所引起的直接和间接的经济损失为10.8万美元。
(2)科罗拉多河的水质恶化已成为一个国际问题,遭受严重影响的是位于河流最下游的墨西哥,含盐量在国境线处从年平均800毫克/升猛增至1500毫克/升,致使墨西哥灌区的农作物枯死。过去上游多余的水下泄,有利于稀释咸水,近20多年来,由于上游水库拦截,使墨西哥境内科罗拉多河水量骤减。
(1)计划概况
1974年开始实施“科罗拉多河盐碱控制计划”,主要是采取渠道衬砌以减少渗漏;鼓励采用喷灌和滴灌,提高灌溉效率;减少咸水排泄量;拦截地下咸水;对灌区排出的含盐量很高的水,经淡化水厂处理;以及把灌区的排水道延至加利福尼亚湾直接入海等。
(2)计划实施
按该计划,在英皮里尔坝以上,初期拟修建4项工程,引水入太阳蒸发池,减少大量的盐分流入科罗拉多河;或进行渠道衬砌,以减少渗漏并提高灌溉效率,使灌区的咸水排泄量减至最少。在英皮里尔坝下游,经墨西哥同意,拟修建6项工程:①科阿切拉衬砌渠道;②彭特拉克坝;③尤马·梅萨井群;④净化水厂;⑤威尔顿-摩霍克灌区管理工程;⑥威尔顿-摩霍克排水渠扩建工程,其中最大的工程是尤马以西的大型净化水厂,日处理咸水48.8万立方米,可以恢复灌区排水量的70%,去其杂质90%。从威尔顿-摩霍克灌区排出的水含盐量很高,经尤马净化厂处理后,可直接排入科罗拉多河,并按两国协议向墨方提供。
美国在进一步加强科罗拉多河本身已建工程的科学经营管理的同时,还努力发展节水灌溉技术和城市及工业节水技术,不断调节沿河各段用水,以缓解需水量超过河流及工程供水能力的矛盾。
科罗拉多河是美国最早进行水资源开发的河流。
1936年胡佛大坝的修建标志着河流大规模开发的开始。此后又有很多水利工程和调水工程投入运行,干支流总库容已经达900亿立方米以上。河流水资源的近80%用于农业灌溉。科罗拉多河流域的农田土壤中含有大量盐碱,由于河水被反复使用于灌溉,灌溉退水使河流的含盐度增大,为了解决土地盐碱化问题,美国在1974年启动了盐碱控制计划,主要是衬砌渠道、发展滴灌和喷灌、淡化处理、盐度过高的水用管道直接输送入海等。
科罗拉多河是美国西部的生命之河,是科罗拉多河的水资源支撑了西部城市、灌溉和发电等经济事业的快速发展。过度的水资源利用已经使曾经生机勃勃的河口自1993年以后就没有再看到河水,来水来沙的减少使海水入侵。
美国河流协会2022年4月18日在一份报告中列出2022年全美十大濒危河流,其中,为西部4000多万人供水的科罗拉多河位居首位。
从法律和水文意义上来讲,过去科罗拉多河是世界上调控得最好的河流。但今天看来,法律和水文在这条河不再协调。一个世纪以前,每年约有250亿立方米的水流进加利福尼亚湾。
1922年,就在大坝建设的前夕,律师们把科罗拉多河的水进行了分配,但 自分水协议签订以来,河川径流一直在减少,年均径流量只有160亿立方米。
(1)争议概况
近一段时间以来,有关科罗拉多河水的分配,再次在美国西部7个州引发一场争论。这场争论的焦点是,在发生严重旱情的季节,各州到底用多少水。由于事关各方利益,不仅各州官员参加会议磋商,印第安人土著部落也派出了代表。那些未能参与会议磋商的环保机构,也代表河流,纷纷发表主张。甚至内政部长出面参与调停,并下了2月份由7州自行达成协议的最后通牒,否则联邦政府将提出一个分水协议。
(2)争议原因
事实上,这场争论因水短缺而起,因水短缺而分歧严重。
我们知道,科罗拉多河担负着向科罗拉多、怀俄明、犹他、新墨西哥、内华达、亚利桑那和加利福尼亚州等美国西部7个州、34个土著部落以及墨西哥2个州的供水任务,服务人口3000万。据预测,到2020年,由科罗拉多河负责供水的区域,人口将达到3800万。流域内人口在增长,经济在发展,对水的需求也在增加,水短缺问题日益严重。位于内华达州南部的赌城——拉斯维加斯,得邻近科罗拉多河之利,时下90%饮用水取自该河。但据南内华达州水管理理事会批准的2006年水预算,拉斯维加斯地区用水需求快速增长,即便考虑节水和审慎用水因素,到2007年,用水仍可超出科罗拉多河的分水配额。水管理理事会的官员也认为,对内华达州南部地区来说,依赖科罗拉多河配额来满足供水,是不会持久的。其实,浏览一些媒体的报道,喊渴的又何止拉斯维加斯。科罗拉多河既是这一地区的生命源,又是引发争议的导火索。
(3)争议现状
在拉斯维加斯召开的一次会议上,来自7个州负责管水的官员,希望制订一项协议,目的是在河流水量少、水库不能向各州正常供水的情况下,据此协议分配科罗拉多河水。但7个州未能就这一干旱管理计划达成协议,原因还是在对水的分配上。
如果发生干旱,用水被迫削减的话,亚利桑那州将同意减少引水,内华达也已同意减少一些用水,但是两个州希望其他的州也要减少一些配额。科罗拉多和其他上游州提出了一项建议,将实施一项计划,对干旱年份停止种植一些作物的农民给予补偿。亚利桑那州和内华达州的官员们希望,通过使用人工增雨、节水措施甚至在亚利桑那州西南部建设一座海水淡化工厂,淡化海水,作为农业用水,以增加河流流量。南内华达州水理事会提出了备用水源方案,以防万一,包括使用储存于拉斯维加斯峡谷的地下水、与加州共同储蓄起来的水等。此外,水理事会已制定了计划,计划花费20亿美元,建设一条输水管道,从内华达乡村地区的流域抽取地下水,官员们还希望使用维尔京河和姆迪河的水。看来,在分歧的背后,各州都有自己的算盘和打算。
(4)争议结果
这次会议虽未达成协议,但是讨论总是有益的。亚利桑那州中部工程总经理威尔逊说,这次讨论是迄今为止最为公开坦率的一次讨论,虽然不能说这次会议解决了所有的问题,但是各方取得了进展。需要值得一提的是,环境组织虽未被邀请参加用水户会议,但却希望在制定解决水资源短缺的计划中,有更多的发言权。来自环保机构的一位高级分析人员詹尼弗指出,为了寻求一个正确的、持久的解决方案,这些州需要向其他利益群体敞开大门,将那些利益团体包含在内,并拿出一个能对每个人都有帮助的方案。 根据联邦规定的最后期限,管理人员同意再次坐下来,在2月份制定出一个干旱年份科罗拉多河供水计划。
科罗拉多河发源于阿根廷与智利交界的安第斯山脉东坡,流经智利和阿根廷注入大西洋,为阿根廷巴塔哥尼亚地区北边界。正源叫格兰德(Grande)河,河流自西向东流淌,在布兰卡港以南200千米处流人布兰卡湾,最后汇入大西洋,见科罗拉多河流域水系示意图。
流域位于北纬28°05′-39°03′,西经62°05′-70°20′。上游段(包括格兰德河)河长920千米,流域面积2.5万平方千米,在北纬38°49′、西经64°57′处注入科罗拉多河。如果从支流萨拉多(Salado)河算起,河流全长1430千米,流域面积11万平方千米,多年平均流量135立方米/秒,年均径流量42.6亿立方米。
科罗拉多河流域地势西高东低、北高南低,西边为海拔4000米以上的安第斯山脉,东边为海拔10-250米的一望无际的潘帕斯平原。
科罗拉多河上游主要支流有巴兰卡斯(Barrancas)河等。中游主要支流为萨拉多河,该河发源于安第斯山脉东坡、阿根廷境内卡塔马卡省与拉里奥哈省交界处的塞罗博内特(Cerro Bonnet)山附近,源流叫贝尔梅霍(Bermejo)河,其支流主要集中在右岸:桑洪(Zanjon)河(该河还有2条支流:哈查尔(Jachal)河和布兰科(Blanco)河)、圣胡安(San Juan)河(该河也有2条支流:里奥——德罗斯帕托斯(Rio De Los Patos)河和门多萨(Mendoza)河)、图努扬(Tunuyan)河、迪亚曼特(Diamante)河、阿图埃尔(Atuel)河等。左岸支流主要有金托(QuInto)河等。萨拉多河各段名称不一,圣胡安河口以上叫贝尔梅霍河,圣胡安河口以下至迪亚曼特河口叫德萨瓜德罗(Desaguadero)河,迪亚曼特河口以下至圣伊萨贝尔叫萨拉多河,再往下至与科罗拉多河汇合处称作库拉科(Curaco)河。
由于科罗拉多河干流流量较小,落差不大,水能资源不很丰富,水能资源主要蕴藏在各支流上。只集中在各支流上进行了开发与利用,干流开发得较少。