淮河中游河床倒比降的形成、演变与治理
摘要:淮河中游河床倒比降的形成机制有二:(1)淮河入洪泽湖河口形成与地貌演变;(2)
洪泽湖湖底淤高。50年代以来,由于淮河中上游大量水库和蓄洪区的兴建、中游地区水土
保持,使河流输沙量和含沙量不断减少,淮河中游河床处于侵蚀状态,河床倒比降又有新
的 发展 。在严重的水资源紧缺形势面前,根治倒比降的关键措施是洪泽湖反季节运用、
下游直流入海。
关键词:淮河 河床倒比降 入湖河口 湖泊淤积
① 废黄河口基面,下同
1 前
淮河发源于桐柏山地,经洪泽湖入长江后再注入东海,自河源至洪河口为上游段,洪
河口至洪泽湖为中游段,洪泽湖以下为下游段(图 1)。淮河以其中下游地区的严重洪涝灾
害闻名于世,解放前“大雨大灾、小雨小灾、无雨旱灾”,是新 中国 成立后首条有计划
全面治理的河流。经过五十年的治理,灾情有了明显缓解,但灾害的根源仍未根除。 现
代 淮河中游洪涝灾害的原因之一,就是中游下段河床纵剖面倒比降导致的河道排泄能力
不足。 目前 ,洪泽湖湖底海拔 10~11m①,位于河口的老子山处河床海拔 9~10m,高出
浮山处河床 4~5m,呈明显的倒比降。但在公元 12世纪以前淮河是一条河槽深广、畅流入
海的清水河流,具有足够的排泄能力将其流域洪水排泄入海,其河口曾长期稳定在今淮阴
以东的云梯关,潮流界位于今盱眙附近[1]。本文拟对淮河中游河床倒比降的形成、演化
进行初步探讨,在此基础上提出治理建议
2 淮河中游河床倒比降的形成机
淮河入洪泽湖河口水下拦门沙与三角
公元 12世纪以来,受黄河下游南泛夺淮入海 影响 ,淮河水系发生了重大变迁,其
中最显著的变化是现代洪泽湖的扩张与形成。洪泽湖是淮河流域最大的湖泊,汛期控制水
位 时湖面面积 1597km2,在我国淡水湖中居第四位。洪泽湖是明清两代治黄保运工
程的直接产物和组成部分,公元 17世纪至 18世纪初的靳辅及张鹏翮治水时期是其最重要
的形成时期,在其形成后百余年中(1840s~1850s)湖水位以 4cm/a的平均速度持续上升,
同时具有大幅度的年内、年际变化;湖水位的年内、年际变化在湖以上河道产生大范围回
水区,其上界又随水位的持续上升而不断上溯[2]。洪泽湖居淮河中、下游之间,其湖面
成为淮河中游的侵蚀基准面,在河湖交汇处形成河流入湖河口,当湖面趋于相对稳定后即
形成河流三角洲
对 历史 资料 分析 表明,早在洪泽湖形成以后的湖面持续上升时期,淮河入洪泽湖
河口就有水下拦门沙发育,只是其位置和高度随湖面变化而相应变化。乾隆五十年(公元
1784年)汛期测量河口时发现:“金家冈迤西至打石山,河水俱深有丈余,大王庙迤东至
龟山,水深竟至三丈以外,惟自金家冈至大王庙中间,现水深仍只有四五尺,水底稀淤深
至六七八尺不等,……(稀淤)用篙探试系青灰色并不胶粘,……一竿可至底,随手拔起淤
即淌卸,竿上仅存青色①。据此推断,当年拦门沙位于盱眙以北河段,拦门沙顶比上游河
床高出 2m以上,组成物质以青灰色粉、细砂为主,粘土含量很少。由于此年汛期洪泽湖
高堰志桩水位仅 尺,低于常年 3~4m,为极少见的枯水年份,因而正常年份拦门沙位
置应更趋上游。值得注意的是,当时拦门沙外侧湖水深度比其上游大得多,这种状况直到
湖面趋于稳定、水下三角洲迅速发育后才得到改变
现代淮河入洪泽湖三角洲形成于公元 1850年以来,因为此前 100余年湖水位以 4cm/a
的速率快速上升,湖区范围不断沿河上溯;湖面上升引起淮河中游基准面上升,使大部分
泥沙特别是推移质加积在中游河谷,不利于三角洲的形成。淮河入洪泽湖三角洲顶点位于
浮山口附近,公元 1880年时浮山以下已形成大柳巷滩、鲍家滩、寇家滩(图 2a)①;到
1921年时大柳巷等洲滩范围扩大,鲍家滩和寇家滩并岸,新形成冯公滩和赵公滩,另外在
赵公滩以下有近 20处水下浅滩形成(图 2b)①;1938年黄泛前以上诸洲滩均已并岸,杨家
滩、牛尾滩、河瓢滩、大西滩和尺顷地滩形成(图 2c)[3];1947年黄泛结束时又有大淤滩
、淤滩、顺河滩、淮仁滩等形成,其中位于原湖心的大淤滩面积达 200km2,另在老子山以
上河道也有新的洲滩形成(图 2d)[3]。显然,随着入湖三角洲的发育,入湖河口不断向湖
推进,河口水下拦门沙也随之下降
洪泽湖淤
洪泽湖底淤积同淮河入洪泽湖三角洲的发育密切相关,深受泥沙来源、洪泽湖动力条
件和边界条件影响。淮河本是含沙量少的清水河流,是以古淮河河口能在云梯关附近稳定
达数千年之久,但近 800年黄泛中黄河把大量泥沙带到淮河中游地区,这些泥沙中的一部
分又随地面径流进入河道,为淮河入湖三角洲发育提供了物质基础。浮山与对岸铁锁岭之
间峡口是淮河中游河谷三大基岩束狭段之一,其束水效应必然导致束水段河床深切。浮山
至龟山段湖区原系淮河河谷因湖水上溯淹没而成,实际上是淮河与洪泽湖之间的过渡地段
,其平面轮廓受两岸地势控制,呈向下游逐渐展宽的反 S形喇叭口状,有利于水流消能、
泥沙停积。洪泽湖水位有幅度高达 4m的季节性变化和大范围回水,有利于江心洲形成和
河道分汊。另一方面,三角洲的发育又反过来引起水动力条件发生变化,特别是黄泛后湖
心大淤滩的形成,使淮河入湖后向右偏转,经老子山下直达洪泽湖西南部。显然,随着淮
河入洪泽湖三角洲的不断向前推进,洪泽湖终将被泥沙彻底充填,湖泊也随之成为河流;
只是解放后三河闸的修建使湖水位回升,这种趋势才得以减缓。总之,在三角洲发育的同
时,淮河入洪泽湖河口也处在不断变化过程中,其演化模式可概括为洲滩形成、河道分汊
;与此同时,洪泽湖底逐渐淤高,湖泊河流化。正是这两种动力地貌演变过程,导致了淮
河中游河床倒比降
3 20世纪 50年代以来河床倒比降的演变趋
20世纪 50年代以来淮河中游河床处于侵蚀状
黄河 1938~1947年间的南泛把约 100多亿吨的泥沙带至淮河中游地区,形成面积达
万 km2的泛滥平原。根据黄泛结束后的调查,正阳关、阜阳地区淤积厚度为 3~4m,
亳阳、涡阳、蒙城地区 2m左右,蚌埠附近地区不到 1m。除使河间地面淤高外,南泛还使
淮河中游干流河床,尤其是支流入干流河口段河床普遍加积,淮河干流河床平均淤高 1~
2m,正阳关至沫河口段河道被完全淤平;到淮委 1950年调查时蚌埠以下中游各支流河口
河床平均淤积厚度仍有 1~2m。但是自 20世纪 50年代以来,淮河中游河床具有明显的侵
蚀趋势
根据鲁台子站的水文资料[5],1954年平滩高程(21m)以下断面侵蚀 250m2,1955年淤
积 250m2,1956年侵蚀 750m2,1957年又淤积 500m2,4年净侵蚀 250m2;1982年平滩水
位以下泄流量比 1956年增加 14%,与 1963、1969年数值接近。根据 1971、1983、1992年
三次断面测量资料,1971~1983年全段平均净淤积的王家坝~润河集段、鲁台子~蚌埠闸
段、浮山~洪山头段,到 1983~1992年转变为静侵蚀 1971~1983年为净侵蚀的润河集~
鲁台子段、蚌埠闸~浮山段,到 1983~1992年侵蚀情况更加严重(表 1)。 目前 ,蚌埠以
上中游段大部分河床出露更新统黄土状硬粘土层[5],表明黄泛形成的淤积层已被切穿
河床侵蚀的原
解放后淮河流域先后修建了 5300余座水库,总库容达到 250亿 m3,其中上游(不含沂
、沭、泗河)就有 17座大型水库和 3个大型滞洪区,这些大型水库除石漫滩、白沙、板桥
3座初建于 1951~1952年、改建于 1956年外,其它均修建、改建于 1954~1960年;50
年代沿蚌埠以上中游段还修建有瓦埠湖、城东湖、城西湖、蒙洼等大型滞洪区。由于这些
水库、滞洪区对其上游河段的地方性侵蚀基准面作用,再加上流域中游地区的水土保持工
作以及支流河道挖砂,必然使淮河干流中游来沙大幅度减少。其中,中游段的河床侵蚀就
是床沙质输沙量减少的地貌响应,而冲泻质输沙量的减少则为水文测验结果所证实(表 2)
河床侵蚀对倒比降的 影响
淮河中游河床侵蚀使浮山以下中游段河床倒比降又有新的 发展 。根据资料统计,
1960~1965年、1980~1985年入洪泽湖泥沙总量分别为 万 t、万 t,同期
出湖泥沙总量分别为 万 t、万 t,分别有 万 t和 万 t泥沙淤
积在湖底。这样,一方面是拦门沙以上河床侵蚀下切,另一方面拦门沙外侧的湖底不断淤
高,必然使得固有的倒比降更趋明显,倒比降河段不断延长
4 河床倒比降的治理建
河床倒比降使河道排泄能力大为减小,是造成淮河中游地区洪涝灾害的根源之一。以
1921年特大洪水为例,洪河口至三河口水面比降为 ‰,洪河口至浮山为 ‰,其
中蚌埠至浮山段仅为 ‰。由于淮河中游河床倒比降的形成是淮河入洪泽湖河口地貌发
育与洪泽湖淤积的必然结果,50年代以来因中游河床不断侵蚀和洪泽湖不断淤积又有新的
发展。这样,要从根本上消除倒比降、进而提高中游河道排泄能力,就必须消除或尽可能
减少洪泽湖面在中游河流地貌发育中的基准面作用,同时在洪泽湖底形成穿湖的深切河槽
。但是,包括淮河中下游地区在内的黄淮海平原地区又是水资源严重缺乏的地区,资源短
缺与河道排泄能力不足之间的矛盾,在未来淮河治理中将占有更加突出的地位。目前,洪
泽湖在汛期控制水位()时容积为 亿 m3,最大防洪水位()时容积为
亿 m3,规划中的南水北调东线工程也将充分利用洪泽湖的调蓄作用。因此,在治理河床倒
比降的同时,必须保证洪泽湖作为大型人工水库的调蓄作用不受损害。考虑到淮河径流高
度集中于汛期(6~9月占全年 66%),最大入湖流量高达 19800m①3/s,而非汛期水量又严
重不足,正值农田灌溉期的 4~6月份往往断流(1978年大旱时淮河断流长达 217天),我
们建议对洪泽湖进行反季节运用,即汛期时降低洪泽湖水位,使淮河穿湖而过,非汛期时
作为大型水库使用。需要指出,中游河道排泄能力提高的前提是下游河道排泄能力足以使
中游洪水畅流入海,由于 现代 淮河入江水道本身河湖不分、地势低洼,其排洪能力已无
提高余地。为此,中游倒比降治理的前提,是使淮河下游直流入黄海,然后利用洪泽湖底
与里下河地区之间近 10m高差,通过溯源侵蚀作用切割湖底,而入海河道、河口可在已有
入海水道的基础上,利用径流和潮流的共同冲刷作用形成,对此 问题 我们将另文论述
参考 文献
[1] 陈吉余。 历史 时期江苏海岸演变。 中国 自然 地理(历史地理).北京: 科学 出
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[2]王庆,陈吉余。洪泽湖和淮河入洪泽湖三角洲的形成与演变。湖泊科学,1993,(3)
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[5] 安徽省水科院淮河中游河床演变与整治 研究 项目组。淮干中游河床演变的一些基本
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