说起黄土高原，就不得不提青藏高原，因为它们是有因果关系的。也就是说没有青藏高原，也就没有黄土高原。
一、青藏高原的隆起
根据李吉鈞院士的论文，青藏高原的隆起最早开始于4000万年前。那时青藏高原地区的高程普遍低于1000米，因此当时的印度洋暖湿气流是可以直达我国西北地区的，所以在这里是比较湿润的。森林、植被茂盛，众多河流水量巨大，冲积、洪积形成广袤的冲积平原和细土平原。
青藏高原的隆起是由于印度次大陆板块向亚洲大陆冲击楔入而造成的。至第三纪晚期中新世时，约2,000万年前高原已形成，高程在2千米左右。此后继续上升，喜马拉雅山脉及其他许多山脉隆起，至300~400万年时，高原又上升了近3千米。进入第四世纪时，高原已近于现在的形态。高程到达5千米，喜马拉雅山高山带多数主峰已达8千米以上。
因此第四纪200万年来，印度洋的暖湿气流基本被阻隔，只有极少部分水汽可以从一些山间谷地或山口地段进入高原，少部分进而抵达西北地区。这就造成我国西部地区的干旱气候。
二、干旱和风场
我国地处北纬中纬度西风带气候区，这是一个巨大的行星风系。从欧洲、中亚、直至我国北方大部，南北跨度近20个纬度，几乎常年不变地刮着西北风。当然春季更甚。
干旱的西北地区，地表失去植被的保护，土层中的细土年复一年地被风吹去，剩下粗颗粒砂子及砾石，形成了沙漠和戈壁。而细土被风带到东部，沉积形成黄土高原。那么西部巨大的洪积平原和细土平原是怎样形成的呢？只要知道华北平原是怎样形成的，就可以知道它的原由了。前面讲过，西部原来是非常湿润的。有许多大河流，它们携带巨量的泥沙淤积在下游，其中悬移质泥沙流进了尾闾湖泊，沉积而成为湖积地层。后来气候越来越干旱，湖水枯竭，形成了大面积的细土平原。于是我们就可以将河流泥沙、沙漠、和黄土高原联系起来，原来它们是一家。
这里提供了一幅图，表征他们三者的关系(泥沙级配曲线综合图）
纵坐标为泥沙粒径，横坐标为重量比。我们选了三组代表性的资料：以疏勒河昌马堡水文站、黑河莺落霞水文站的河流泥沙级配曲线，代表西部地层的样本；以陇东和西峰黄土代表黄土高原；以巴丹吉林和民勤沙漠样本代表沙漠。从图中可见，河流沙的级配极近于沙漠和黄土级配的合成，以粒径0.15毫米为分界，沙漠沙基本大于此数，而黄土则小于此数。这样就可将河沙分为两部分：其中沙漠沙量只占河沙量的10%，而黄土则占河沙量的90%。于是只要算出黄土总量，即可算出沙漠沙的总量。
三、定量计算
1、黄土总量的推算（见《陈满祥水文水资源论文集》）
黄土高原总面积62万平方公里。切割严重的地区分布在吕梁山以西，长城以南，渭河以北，黄河兰州段以东，面积约30万平方公里。这一区域黄土层最厚，据文献资料，大部在300米左右（包括红黏土层）。黄土高原的其余部分较薄，平均厚度以50米计。则可计算得黄土总量：
1) 30×104km2 x 0.3 km = 9.0 x 104 km3
2) （62-30）x 104km2 x 0.05 km = 1.6 x 104 km3
合计：10.6 x 104 km3
沙漠沙量推算：前述沙量与黄土量之比为1:9，则沙漠总沙量为:
10.6 x 104km3 ÷ 9 = 1.18 x 104 km3
此沙量不包括东部浑善达及科尔沁沙漠。
那么这些数字的可信度如何？做如下验证：
若西部的沙漠都参与这项搬运活动，所有以上地区沙漠面积为58.92平方千米，于是可算得沙漠的平均厚度为：
1.18 x 104 km3÷58.9 x 104km2 = 20m
这个数字可信吗？有的沙丘是很高的，比如有100米。但大部地方的沙漠并不高，还有许多平的沙地。所以平均20米这个数字是可信的。
2. 黄土高原的总黄土量的可信度
我们用反验证的方法来分析：
① 计算黄土高原的总侵蚀量
选择泾河流域做典型，将其中段做剖面分析，可计算得黄土总侵蚀量与黄土总量的比为0.404:1，按40%计，则黄土总侵蚀量为：
10.6 x 104 km3 x 40% = 4.24 x 104 km3
②这些泥沙沉积形成华北平原，总面积约30万平方公里。则可算得黄土的淤积厚度：
4.24 x 104 km3÷ 30 x 104 km2=141m
如将渤海、黄海的淤积面积计入，则此数可近似为100m。这个数字基本上是可信的。
从以上分析，我们得出以下这些概念:
1) 黄土高原是由西部吹来的黄土形成的；
2) 黄土高原的黄土总量为10.6×104km3；
3) 沙漠的总沙量为1.18 x 104km3；
4) 黄土的总侵蚀量为4.24 x 104km3；
四、黄土高原的土壤侵蚀问题
前面已计算黄土高原的总侵蚀量为4.24 x 104km3. 这是200万年来的总数字，每年从黄河输出的泥沙有多少呢？根据《中国水资源评估》中提供的数字是: 1956~1979年24年黄河输沙量的平均值为16.1x10^8吨。这是以干流龙门站，渭河华县站，洛河状头站，汾河河津站四处水文站实测的数据。而每年流入渤海的沙量为11.0 x10^8吨。其中有5亿吨淤积在下游河道中。这就是黄河干流郑州以下至山东河段的河床淤高成为地上悬河的原因。
在我国北方特别是黄土高原地区，往往会发生降水强度特别大，局部性的大暴雨，产生冲刷力极强的大洪水。这是造成水土流失的根本的外界自然因素。
现在举一些主要产沙河流每年的输沙量：
窟野河1.38亿吨，泾河张家山2.6亿吨，渭河林家村2.1亿吨。三门峡水库1960年9月建成蓄水，恰好遇上1961年是大水年，一年就淤积15亿吨泥沙。至1964年为特大丰水年，累计泥沙淤积量达50亿吨。形成了潼关河段的拦门沙，回水威胁西安的安全，于是紧急实施了三门峡水库的改造工程。
黄土高原地区每年产生的大暴雨，是由于特定的大气环流所形成的。第一个重要的因素就是北半球副热带高压的北上西移，每年七八月份，副高的主轴线北移至黄河流域，其西端最西可达河南西部，甚至陕西境内。这样从高压南缘由东向西，然后再北上的暖湿气流，源源不断地进入黄土高原地区，这就是它的水汽来源。加之西风气流往往以冷高压的形态东进，相遇而形成多种形态的降雨过程，基本上可分为两大类：一类就是最常见的所谓大范围的峰面雨过程。这种雨时长，雨面广，雨强小的雨量，是黄土高原地区的主要降水类型。这种雨基本不产生大的洪水。第二类就是暴雨，甚至是大暴雨。这种雨多产生于强冷峰的前峰段，雨面相对较大；但多数还是所谓午后强对流雷暴雨，雨时短，雨面小，但雨强特大。所以也可以产生很大的洪水。
大暴雨的雨强是很大的，往往可超过60毫米每小时，甚至更大。暴雨中心雨量一般可达300毫米，甚至400毫米，历时一般小于三小时，举几个例子：
① 临洮暴雨（79年8月）暴雨中心雨量401毫米，产流面积350平方公里，洪峰流量1460（下游水文站实测）；
② 三岔暴雨（85年8月，泾河流域）暴雨中心雨量359毫米，产流区面积120平方公里，洪峰流量1590。
暴雨洪水的冲刷力特别强。洪水中携带大量的泥沙，用含沙量（每立方米含沙公斤数）来表征：河流最大含沙量分布在陕北最北端窟野河为1700kg/m3，无定河1290 kg/m3，泾河张家山1430 kg/m3，马蓬河庆阳1210 kg/m3。此外甘肃的大部河流均在1000~1200 kg/m3之间。
可以形象的看一下水中的泥沙多到什么程度：将洪水装满高一米的玻璃桶内，沉淀24小时后，可看到桶的上端只有10厘米的清水，其下部全是沉淀的泥沙。
一般情况下，大洪水都是一方水就带走一吨泥沙。多数认为水土流失既流失水又流失土，但是我们水文工作者认为水的流失并不多，只是土流失的多。水文数字表明黄土高原的年径流深很小。多数在10~20~30毫米之间，最东边年降水量达600毫米的地区也只有50毫米。
而且流域地下水也非常少。地下水的数量是用切割河流水量的基流量（枯水流量）来推求。黄土高原大部分河流的基流量只有5~10毫米。这就是说黄土高原既缺地表水又缺地下水，因而呈现普遍干旱的面貌。
五、近年来黄河泥沙量减少
进入21世纪以来，黄河流域的泥沙量是普遍有所减少。我没有具体数据，只是听一些新闻报道。为什么会这样呢？多年来对流域治理是有成效，也就是修水平梯田，退耕还林等措施。但我认为主要是气候的原因所致，也就是这些年来大的暴雨洪水发生的次数减少的结果。因为没有暴雨，就没有洪水，当然也没有大量的水土流失。我国西部地区从河西走廊至新疆地区近30年来气候有由暖干向暖湿变化（见施雅风论文），这是根据西部许多河流水文站实测资料所证明的。比如黑河莺落峡水文站近些年就出现许多大水年份，其年径流量超过20亿立方米，比正常年份大30%。由于水大了，所以居延海有水了，而且水面达40多平方公里。同样南疆许多河流也出现这种情况。当然也有说是近年地球变暖所致。会一直这样湿润下去吗？原作者也不敢这样说。因此只能说这是地球气候的一种扰动。
黄土高原河流泥沙减少这一现象是否能长久下去，显然不能做出定论。去年（2021年）河南郑州发生了特大暴雨，如果该大气团再向西移300km，就进入了黄土高原，那将产生多么大的洪水泥沙记录。
六、黄土高原是中华民族的摇篮
黄土高原是中华民族的摇篮，这是千真万确的。因为它有许多早期人类生存的优越条件。首先要定居那就是黄土高原的窑洞。在沟畔上很容易打窑洞，既能避风寒，又能防危害。另外这里气候适宜，不过湿也不过干，宜农作。祖先们首先在这里创造了农耕文明，保证了永续生存。五千年来三皇五帝的主要活动场所基本在这里。那时常年洪水泛滥，直至今日黄河依然如故。历代治黄不断大量的泥沙继续向下游输送，扩大着平原，渤海仍在造陆。让我们接受黄土高原永恒的恩惠吧！
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