湄公河采砂驱动的河床下切对洞里萨湖关键洪水脉冲的削弱作用及其流域性生态水文影响

《Nature Sustainability》：Sand-mining-driven reduction in Tonle Sap Lake’s critical flood pulse

本研究针对湄公河下游因采砂与上游筑坝导致的河床持续下切问题，通过构建一维水动力模型（MIKE 11）模拟了1998–2038年河床变化对洞里萨湖（TSL）洪水脉冲的影响。结果表明，河床下切使洞里萨湖反向流量减少40–69%，湖泊淹没面积萎缩24–40%，干季向下游湄公河三角洲（MD）的补水减少59%，加剧三角洲洪涝与咸水入侵。研究首次量化了采砂对跨边界水文调节功能的威胁，为湄公河流域可持续沉积物管理提供了关键科学依据。

　　

在东南亚湄公河流域，洞里萨湖（Tonle Sap Lake, TSL）被誉为“东南亚的心脏”，其独特的季节性洪水脉冲（flood pulse）支撑着全球第四大内陆渔业和联合国教科文组织生物圈保护区。每年雨季，湄公河干流（Lower Mekong River, LMR）水位上涨，迫使洞里萨河（Tonle Sap River, TSR）流向逆转，将大量洪水注入湖泊，使湖面面积从旱季的2,210平方公里扩张至13,260平方公里，容积从1.6立方千米增至59.7立方千米。这一过程不仅滋养了湖泊湿地生态系统，还通过雨季蓄水、旱季补水的方式调节下游湄公河三角洲（Mekong Delta, MD）的水文节律，被誉为“天然水库”。然而，近三十年来，洞里萨湖的反向流量持续衰减，湖泊淹没面积缩小，引发了对生态系统退化与流域水安全危机的担忧。

以往研究多将这种变化归因于气候变化或上游水坝建设，但降雨与径流数据并未支持这一解释。英国拉夫堡大学、赫尔大学等机构的研究团队在《自然·可持续发展》（Nature Sustainability）发表的最新研究揭示，湄公河主干流河床的急剧下切——主要由过度采砂和上游沉积物截留导致——才是驱动洞里萨湖洪水脉冲衰退的核心机制。

为量化河床下切对水文过程的影响，研究团队构建了湄公河下游盆地（Lower Mekong Basin, LMB）的一维水动力模型（MIKE 11），模拟范围覆盖从桔井（Kratie）至湄公河三角洲海岸线的河网系统。模型以1998年河床地形为基线，结合2018年实测河床下切数据（平均降低3.06米）和2038年预测情景（继续以当前速率下切至平均降低5.92米），并设置低（301立方千米）、中（415立方千米）、高（500立方千米）三种上游来水条件，共九种情景进行模拟。模型通过2000年（高流量）和2003年（低流量）水文数据校准与验证，纳什-苏特克利夫系数（Nash-Sutcliffe coefficient, NSE）多数超过0.65，表明模型能可靠反映系统水文动态。

河床下切显著削弱洞里萨湖反向流量

模拟结果显示，河床下切直接降低了湄公河干流在三角洲顶端（Chaktomuk）的水位，削弱了驱动洞里萨河反向流动的水力梯度。在中流量年份，与1998年基线相比，2018年河床下切使反向流入湖泊的总水量减少46.8%（从45.1立方千米降至24.0立方千米），2038年情景下进一步减少69.3%（降至13.9立方千米）。反向流持续时间也从136天缩短至91天，峰值流量降低59.5%。

湖泊水位与淹没面积萎缩

随着入湖水量减少，洞里萨湖的洪峰水位和淹没范围显著收缩。中流量年份下，湖泊最高水位从基线情景的8.63米降至2038年的5.42米（降低3.21米），最大淹没面积从12,653平方公里缩减至7,624平方公里（减少39.7%）。湖泊超过长期平均淹没面积（6,153平方公里）的持续时间也从213天减少至99天，低流量年份下甚至无法达到平均淹没水平。

湄公河三角洲水文节律失衡

河床下切改变了水量在三角洲的分配：雨季（6–11月），原本应存入洞里萨湖的洪水转而涌入三角洲，使三角洲入口处水量增加13–25%（中流量年份增加26立方千米），加剧洪涝风险；旱季（12–5月），湖泊向三角洲的补水量减少37–59%（中流量年份从43.9立方千米降至18.2立方千米），导致淡水短缺与咸水入侵恶化。

讨论与意义

研究首次将洞里萨湖洪水脉冲的衰退与采砂驱动的河床下切直接关联，揭示了跨边界水系统对沉积物失衡的敏感性。洞里萨湖生态功能的退化将威胁柬埔寨近两百万依赖渔业生计的居民，而三角洲水盐失衡则直接影响越南的水稻种植与水产养殖。作者指出，唯一有效的缓解途径是遏制河床下切，需通过流域合作减少采砂、实施水库泥沙调控（如黄河成功的“异重流排沙”技术）恢复沉积物通量。

这项研究为全球面临类似压力的河流三角洲（如恒河、伊洛瓦底江）提供了警示：在追求水电与砂石资源的同时，必须将沉积物管理提升为流域治理的核心。唯有通过跨境协作平衡泥沙预算，才能维系大河流域的生态韧性与水安全。