科罗拉多河简介

科罗拉多河 Colorado River 1 概述 科罗拉多河是北美洲西部的主要河流，又 是美国西南部干旱地区最大的河流，发源 于美国科罗拉多州中北部，落基山脉中的 弗兰特岭(海拔 4300km)西坡。流向西南， 干流流经科罗拉多、犹他、亚利桑那、内 华达和加利福尼亚等 5 个州和墨西哥西北 端，最后注入加利福尼亚湾。支流还流经 怀俄明、新墨西哥 2 州。流域位于北纬 31。 02'～43。13'，西经 106。22'～117。33'。 干流全长 2320km，其中最下游 145km 在墨 西哥境内。流域面积 63．7 万 km2。由于中 下游雨量稀少，灌溉耗水及蒸发都很大， 加之沿程调水，因此，愈往下游流量愈少。 每年经河口流入加利福尼亚湾的年水量已 微不足道，河口径流量只有 49 亿 m3，河口年均输沙量 1．35 亿 t，年均含沙量 27．5kg／m3。从 河源到河口总落差超过 3500m，蕴藏着丰富的水能资源。 科罗拉多河水系复杂，支流逾 50 条，其主要支流有甘尼森(Gunnison)河、格林(Green)河、圣胡 安(SanJuan)河、小科罗拉多(LittleColorado)河、维尔京(Virgin)河和希拉(Gila)河等，详见 科罗拉多流域水系示意图。 甘尼森河发源于落基山脉乌雷(Ouray)山附近，由东向西北方向流，先后接纳托米奇(Tomichi) 河、泰勒(Taylor)河、莱克(Lake)河、诺斯(North)河和安肯帕格里(Uncompahgre)河等支流，在 大章克申(GrandJunction)附近从左岸注入科罗拉多河。 格林河是科罗拉多河最大的右岸支流，发源于怀俄明州的温德(Wind)河岭西北坡，向南流经怀俄 明州西南角，后穿越犹他州东部进入科罗拉多州西北角，经恐龙化石国家保护区又进人犹他州， 再向西南流，经过格林河市折向东南，在莫阿布市西南约 60km 汇入科罗拉多河。全长 1175km， 流域面积 11．7 万 km2，多年平均流量 185m3／s。主要支流有：大桑迪(BigSandy)河、布莱克斯 (Blacks)河、比特(Bitter)河、扬帕(Yampa)河、杜申(Duchesne)河、怀特(White)河、斯特罗伯 里(Strawberry)河和圣拉斐尔(San Rafael)河等。格林河大部分都在崎岖的山地穿行，只有在涨 水时才可通行小船。 圣胡安河发源于科罗拉多州圣胡安山脉萨米特(Summit)峰附近，由东向西流，在虹桥国家保护区 从左岸注入科罗拉多河，主要支流有纳瓦霍(Navajo)河、彼得拉(Piedra)河、阿尼马斯(Animas) 河、查科(Chaco)河、曼科斯(Mancos)河和钦利(Chinle)河等。 小科罗拉多河发源于亚利桑那州与新墨西哥州交界处伊格尔附近，在北里姆以东 30km 处从大峡 谷国家公园东部、自左岸注入科罗拉多河。该河流域面积 7．7 万 km2，年均径流量 4．4 亿 m3， 年均输沙量 5300 万 t。其较大支流有：卡里索(Carrizo)河、普埃科(Puerco)河、卡顿伍德 (Cottonwood)河以及代阿布洛(Diablo)河等。 维尔京河发源于布赖斯(Bryce)峡谷国家公园西南侧，由北向西南方向流，在欧弗顿附近从右岸 注入米德湖。主要支流有：哈里肯(Hurricane)河、圣克拉拉(SantMClara)河、比弗丹(BeaverDaal) 河以及梅多瓦利(Meadow Vauey)河等。 希拉河发源于新墨西哥州境内布莱克岭西坡，由东向西流，在尤马(Yuma)附近从左岸注入科罗拉 多河，全长 1014km，流域面积 13．4 万 km2，主要有圣弗朗西斯科(SanFrancisco)河、圣西蒙 (SanSimon)河、圣佩德罗(SanPedro)河、索尔特(Salt)河[该河还有布莱克(Black)河、怀特 (White)河、锡达(Ceder)河、克里(Cherry)河、通托(Tonto)河、弗德(Verde)河和凯夫(Cove) 河等支流汇入]、阿瓜弗里亚(Agua Fria)河、纽(New)河、斯康克(Skunk)河、皇后(Quccn)河、 圣克鲁斯(SantaCruz)河以及圣罗萨(St．Rosa)河等支流汇入。 除以上较大支流外，科罗拉多河还有一些较小支流汇入，如弗雷泽(Fraser)河、布卢(Blue)河、 伊格尔(Eagle)河、罗灵(Roaring)河[该河还有弗赖因潘(Fryingpan)河和克利斯特尔(Crystal) 河等支流汇入、多洛雷斯(Dolores)河、普赖斯(Price)河、帕里亚(Paria)河、德蒂德弗尔 (DirtyDevil)河、埃斯卡兰蒂(Escalante)河、卡纳布 lKnab)河、比尔威廉斯(Bill Willians) 河以及纽(New)河等。 2 流域自然特征 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 4270m 以上，从发源地到利斯费里(Lees Ferry，海 拔高 940m)为上游段，河道婉蜒，长约 1030km。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 1600km，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 350km，最大深度 1740m，河流曲 折蜿蜒，河床坡降 1．5m／km，水流湍急，流速高达 6．9m/s，水深 10～15m。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。C，最高气温达 42．8℃， 年均降水量为 200～500mm。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 m3，最大径流量为 296 亿 m3(1917 年)，最小径流量也有 69 亿 1113(1934 年)。中、下游地 区人部分属于旱、半干旱气候，年均降水量不足 100mm，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—3115m3／s(最 大洪水流量达 8500m3/s)，枯水期流量仅为 85 m3／S(最小枯水流量仅 20m3/s)，相差 22～26 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 27．5kg／ m 3。在科罗 拉多大峡谷处测得年均输沙量为 1．81 亿 t，平均含沙量 11．6kg／m3。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，每平方公里平均每年要冲刷 688t 泥沙，平均含沙量高达 l20ks／m3。 3 河流水资源综合开发利用 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。 3．1 干、支流水电资源开发 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 m3，总装机容量超过 524 万 kw。另外，还在干、支流 上分别兴建 5 座大水电站，其中装机容量超过 100 万 kW 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。科罗拉多干流、主要支流已建水利工程表分 别列出了干、支流上较大工程的主要技术指标。 3．2 引水灌溉工程 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 m3)，城市给水和工业用水约需 28 亿 m3，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：弗赖因潘河一阿肯色河引水工程(FryimgPan—Arkansas Project)、圣胡 安河一查马工程(San Juan—ChamaProject，灌溉农田 3．7 万 hm2)、纳瓦霍印第安人灌溉工程 (NavajolndialrrigationProject，灌溉 4．5 万 hm2)、科罗拉多河—大汤苦森河工程 (Clolrado—BigThompson 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 AmericanCanal)、中央亚利桑那工程(Central Arizona Project，可灌溉农田 14．9 万 hm2)、索尔特河工程(SaltRiver Project，灌溉 l0．7 万 hm％和希拉河工程(GilaProject，可灌农田 4．3 万 hm2)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 21．1km 长的隧洞，穿过落基山脉调往东部，每年可调水 3．8 亿 m3，其中城市用水 8000 万 m3，灌溉农田 28 万 hm2。该调水工程建有水库 10 座(总库容超 过 12．25 亿 m3)、泵站 4 座(总扬程 187．5m)、发电站 7 座(总装机 18．4 万 kW，年发电量 7．59 亿 kW·h)。经多年运行，该工程实际调水量为 2．84 亿 m3。 20 世纪 70 年代建成的弗赖因潘河一阿肯色河工程，把科罗拉多河支流弗赖因潘河水，通过萨沃 奇山脉的地下水道输往阿肯色河流域，每年可调水 2 亿 m3，灌溉农田 11 万 hm2，同时兴建的鲁埃 迪水电站每年可发电 8 亿～9 亿 kW·h。 全美灌渠全长约 130km，由科罗拉多河干流水库英皮利尔水库向加利福尼亚州南部的英皮里尔谷 地引水，最大引水流量达 430m3／s，可灌溉农田 20 万 hm2。 3．1 科罗拉多河的治理 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。 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 m3，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 lmg／L，每年所引起的直接和间接的经济损失为 10．8 万美元。 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 800mg/L 猛增至 1500mg／L，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。 1974 年开始实施“科罗拉多河盐碱控制”，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人海等。 按该计划，在英皮里尔坝以上，初期拟修建 4 项工程，引水人太阳蒸发池．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威尔顿一摩霍克灌区管理工程；⑥威尔顿一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 m3，可以恢复灌区排水量 的 70％，去其杂质 90％。从威尔顿一摩霍克灌区排出的水含盐量很高，经尤马净化厂处理后， 可直接排人科罗拉多河，并按两国向墨方提供。 美国目前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 术和城市及丁业节水技术，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。(蔡文 孔祥林 赵纯厚)