1、第一、河流的一般知识 河流的形成 我国河流中水的来源主要是降雨，少量是冰雪融化。降至地面上的雨水，扣除渗漏、蒸发、植物截流等损失后，剩余的雨水沿着流域的坡面从高向低流动，并汇集于低洼处，形成集中水流，水流在重力作用下流动。水流在流动过程中侵蚀地面、搬运泥沙、塑造平原。由于水流的侵蚀和搬运作用，使地面上产生许多沟涧。日久之后，沟涧逐渐扩展加深，当不断发展切穿透水层时，直接获得地下水的补给，使小的沟涧变成常年流水不涸的小河，小河接纳各级支流会入后，逐渐发展成汹涌澎湃的大江大河。1 河床2 谷坡3 坡脚第二、河床演变的基本原理引起河床变形的根本原因 河床之所以发生冲淤变化，其根本原因是由于输沙的不平
2、衡。在河流的任一个河段内，或者在河段的任一个局部内，在一定的水流条件下。水流具有一定的挟沙能力。如果挟沙力于来沙量相适应，则水流输沙处于不平衡状态，河床既不冲刷，也不淤积。如果挟沙力与来沙量不相适应，则水流输沙量处于不平衡状态，河床将发生相应的冲淤变化。当上游来沙量大于本河段水流挟沙能力时，来沙不能全部被水流带走而产生淤积，使河床淤高；当来沙量小于挟沙能力时，即来沙量达不到挟沙能力的要求，则不足的泥沙将从河床逐渐得到补充而产生冲刷，使河床降低。河床的纵向变形是由于纵向输沙不平衡时引起的，河床的横向变形是由于横向输沙不平衡引起的。因此，河流来沙与输沙的不平衡而引起泥沙发生淤积或冲刷，造成河床变形
3、，是河床演变的基本原理。影响河床演变的主要因素 河床演变发展，是由多方面极其复杂的因素决定的。对一个具体河段来说，影响河床演变的主要因素有以下四个方面：1）、河段的来水量及其变化过程；2）、河段的来水量、来沙组成及其变化过程；3）、河段的河道坡降及其沿程变化情况；4）、河段的河床形态及地质情况。第三、河道整治1、 整治规划和原则一般较长河段的河道整治规划，主要是以防洪和航运为主要目标。例如黄河下游的河道整治规划，就是以防洪为主，兼顾引水、滩地利用、航运等需要。由于河道治理的涉及面广、时间长、地区大，所以在编制河道整治规划时，必须确定一定的整治原则，作为指导思想。有了正确的指导思想，才能制定出经
4、济合理又切实可行的河道整治规划。不同的河道和不同的整治目的，在不同的时期其整治的方法和措施是不同的，而河道整治的基本原则应是“全面规划，综合治理，因势利导，重点整治” 。2、 平原河道的整治措施一、提防工程 修筑堤防是河道整治的基本措施之一，筑堤的目的是防止河水、湖水、海潮的漫溢造成灾害。二、护岸控导 护岸控导是平原河道常用的整治措施，一般多用于弯曲型河段和游荡型河段，其作用是维持有利的形状，保护河岸及控导水流。三、截弯取直 对于已发展到过分弯曲的河段，护岸虽然也能制止凹岸的不断坍退，但不能根本改变河道过分弯曲的状况，常采取裁弯取直的方法来治理。四、堵塞汊道 堵塞汊道是整治游荡性和分汊性河道常
5、用的措施之一，这是用工程措施将分散的水流集中，以改善水流条件。五、浅滩疏浚 为了提高河道的泄洪能力，稳定航道，常采用疏浚的整治措施。疏浚是用机械和水力的办法来扩大河道断面，增加泄洪能力和维持航道标准尺寸。六、改善卡口 河道局部束窄形成的卡口，目前改善的方法常用展宽或改道。七、滩面治理 滩面整治包括两方面的内容。其一是从治河防洪的角度考虑，既要中水河槽，又要有利于防洪；其二是从滩区群众的农业生产考虑，应在满足防洪要求的前提下，改良土壤，修建农田水利工程，增加农业产量。3、 河道整治建筑物整治建筑物的类型和作用 从不同角度出发，整治建筑物有不同的分类。按照建筑材料和使用年限，可分为轻型的和重型的整
6、治建筑物。凡用竹、木、苇、梢等轻型材料所修建的，抗冲和抗朽能力差，使用年限短的建筑物，称为轻型的整治建筑物。凡用土料、石料、金属、混凝土等重型材料所修建的，抗冲和防朽能力强，使用年限长的建筑物，均称为重型的整治建筑物。轻型与重型的选择应综合考虑以下的条件：对整治工程的要求；必须使用的最低年限；修建地点的水流及泥沙情况；材料来源；施工季节和施工条件等。按照与水位的关系，可分为淹没和非淹没的整治建筑物。在各种水位下都可能淹没的建筑物成为淹没建筑物，而在各种水位下都不被淹没的，则称为非淹没整治建筑物。淹没或非淹没的选择，应对水流条件、整治工程的要求综和考虑。（一）、丁坝（二）、顺坝（三）、锁坝（四）
7、、潜坝林老访谈：三峡蓄水与长江河道治理 编者按：课题组从荆江、三峡考察归来之后，邓英淘于 2004 年 12 月 15 日拜访林老，请教有关治江问题。本文根据录音和笔记整理，未经本人审阅，错误遗漏之处，由编者负责（文中还编入了一些其他时间的访谈材料）。邓英淘：林老，我们这次又到荆江和三峡去了，了解到不少新的情况，主要有两个方面：一是荆江河道的冲淤情况。三峡蓄水后，经观测，从 2003 年 10月到 2004 年 6 月底，上荆江河段冲刷 7200 万立方，下荆江河段淤积 1500 万立方，整个荆江河段净冲刷 5700 万立方。如以平均河宽 600 米、河长 340 公里（上下荆江各半）计算，则
8、上荆江下切约 0.7 米，下荆江淤高 0.15 米；如此的话，整个荆江河床坡降（S ）变缓，其 R 值增大。二是三峡断面的来沙情况。三峡断面多年平均来沙 5 亿吨，但 2000 年以来，该断面来沙锐减，近 5 年平均只有 3 亿多吨。由于三峡工程蓄水之后，清水下泄，其挟沙能力有剩余，这将造成三峡以下河段的净冲刷。原来的估计是三峡蓄水后，蓄浑排清，在淤满死库容之后，泥沙进出平衡，来多少排多少，这个过程需要 80 年至 100 多年时间；在这个过程里，三峡断面以下都是净冲刷，现在由于该断面来沙锐减，整个冲淤平衡过程的时间要大大延长，可能需要 160 年至 200 年的时间，这对荆江河段的影响非常深
9、远。您对这些情况怎么看？林老：从规划的角度看，沙市河段多年形成的状况是不能允许的，但多少年来这里没人管，在这个河段应该实行主泓南移。这里与郝穴河段不同，那里可以利用黄水套故道来刷深河道，而在这里要人工开挖一条相当于黄水套的河道。这样做有几个好处：第一，可使这段河道合理化。第二，沙市市区没有边滩，挖了这条河道后，沙市就有了一个 1 公里宽、长若干公里的新市区；城市的土地值钱，将这块土地租让后得到的价值与挖河的工程投资差不多。现在的沙市段河道形态非常不合理。宝塔河下边的水流流速大得很，达到了每秒三米多，惊天动地的，上面水流下来的两个分力在这里完全汇合起来了。观音矶这个丁坝嘴子，水从这里过来后，近似
10、转弯 90 度，向东边流了，在此之上是南北流向的。水流转向的这个地段是个过渡段，下面的河段就是沙卵石河床基础，而宝塔河那个地段的基础是丘陵地，水冲不动。在宝塔河下边河段的两个水流分力汇合之处，直至观音寺以上河段，水流本来应该靠左岸，但实际上它是在中间流，因为那个分力太大了，那个分力不容易和前者汇合后使水流靠左岸。水流到了观音寺以上那段时，南北流向又变成东西流向。观音寺那里为什么刷深了，因为宝塔河把水流挑过来后，到了这里又转了过来，这就变成了合力，所以宝塔河就成了险工。主泓南移相当于把这段河道裁直了，于是河段长度便缩短了，弯道就会下移，这有很大的好处，宝塔河直至观音寺以上如被裁直，那么这段河道就
11、都变了沙市的新市区了。长江这么大的河流，在宝塔河至观音寺以上河段连着出现两个急转弯，这是极不正常的；所幸的是现在还能守得住，因为这一带就是市区。如果挖条新河段，水势就恢复正常了，在弯曲度等方面，也就基本上都符合要求了。过去为什么没人管呢？一是因为这里从未列入国家计划；二来因为这里是著名的险工，每到夏天，湖北主管荆江工作的机构都可据此向国家要很多钱，所以他们没有积极性把这里的问题彻底解决。主泓南移之后，市区离新河道有 1 至 2 公里，那就不存在危险了，防汛的工作与一般的河段无异，再不用千军万马上堤了，这样防洪投资就很少了。特别是在修了三峡之后，荆江这里不会有 1860 年和1870 年那样大的
12、洪水流量了；因此，这里也就没人管了，下荆江经过我们几次裁弯，刷深展宽了。但地方上没有跟着做工作，这使下荆江恢复成原长江河床的有利过程延缓了。你刚才说的去年 10 月至今年 6 月上荆江刷深了约 0.7 米，但这个过程不会变成一个长期的趋势，为什么？因为城陵矶以下，特别是洪湖段，到了夏天这里是一片汪洋，是一个到处漫流的河道，因此不能束水攻沙和刷深河道，故而这一带的坡降很大，由此抬高了城陵矶的水位；这样上、下荆江就不可能刷得很深；洪湖段的漫流河道和大坡降限制了三峡清水下泄对荆江河道的刷深程度，到了一定时期，就刷不下去了。如果要利用三峡清水下泄刷深河道这个新过程，恢复明清时代沙市河段的洪水位（约 3
13、0 多米），就必须在洪湖段做工程，束窄那里的漫流河道，以此刷深城陵矶以下河床，降低城陵矶水位，在漫流河床里，主槽渲泄不了多少洪水，因为洪水都漫滩了，这样 R 就小了，S 也就大了，这还抬高了洞庭湖水位。一旦到了冬天，洪湖段漫流河道的水很浅，有的地方只有 2 米多，过不了大船。交通部不懂得河流学，今天挖这儿，明天挖那儿，不可能从根本上解决问题。实际上，洞庭湖的水位降低了，对湖北是很有利的；否则，江汉有可能变成洞庭。洪湖段的坡降 S 解决不了，上、下荆江河床下切的程度就受到相当的限制。以前我多次说过，如在武汉以下的狭口（武穴一带）下挖几米，则武汉的水位也会下降；如果再把洪湖段河道束窄，上、下荆江就
14、可下切 10 米左右。这样，从宜昌到武汉，整个河道的洪水水位就会有较大幅度的下降，这一带就可变成非常安全的深水航道。在这种情况下，需要在枝城那一带（宜昌以下 50-60 公里）再做一个坝高 10 米的“葛洲坝 “梯级，也可以发电和通航。为什么呢？因为在枝江以上河段再向下切很困难，而沙市以下乃至下荆江河床下切 10 米后，这样沙市以上河道的坡降就太大了，这对航道的水深维持不利。对这个问题，我很肯定地说，原来长江在枝城以下这个地方的坡降大得很，不然的话，那时的沙市水位不会比现在低 10 多米；既然当初能如此，那么现在也应当可以做到。如果沙市河段下切 10 米，再往上游下切能到哪里？估计可到松滋口以
15、下，即枝城附近，最好能到枝城以下。从以往的资料看，这一带河床下面都是粗卵石，这说明这段河床是上升的，而不是下切的，否则就不会有粗卵石。宜昌以上河段是下切的，而其以下河段是上升的。对于这个上升河段，现在去把它下切，工程量很大，不合算。现在看来，历史上这个地方坡降大，否则卵石不会被冲走，藕池口那里的河床很深，可证明这一点，即从什么地方开始上面的坡降很大。如果今后沙市以下河床下切了 10 米，那在枝城这一带就只好做梯级了。枝城以上不远的长江周围就是小峡谷和丘陵地，上面有沮漳河，河两岸还有些小平地。这个梯级回水到宜昌，抬高水位不到 10 米，也要发电，约是葛洲坝的一半。直到现在，武汉的地形没变，而上边
16、的坡降在历史上很缓，而现在上边被淤高了，这说明这个坡降有剩余，在枝城一带将来修梯级有好处。洪湖比下荆江低 7 至 8 米，与这里的情况关系不大。从洞庭下来的水靠右岸，左岸宽得很，有 5 至 6 公里，夏天是一片汪洋，水到处漫流。因此，这里的坡降过大，洪水的造床流量用不上，只有枯水时水才回归主槽，结果这里是枯水造床，这对主槽的形态生成很不利。在监利一带有个人民大垸，那里是安全的；在洪湖一带也可修个类似的人民大垸，如此，这一带也就安全了，新的洪湖码头也可靠在长江边上了。如果在枝城一带不修梯级，那这里的水流就会汹涌澎湃了，当初是怎样的汹涌，现在很难想像了；但如果上、下荆江下切 10 米，那里肯定是激
17、流滚滚，这就不能通航了。在九江及其以下河段也要改进，皖江河段的沙洲很多。现在煤的运量越来越大，要充分利用运河，使它变成伟大的运河，要利用挖沙的力量把运河变成地下河。原来苏北平原的河是向运河流水的，后来运河被淤高成地上河了。东线调水要与治淮相结合，否则会浪费提水的电力。邓英淘：九十年代以来，三峡断面的泥沙来量减少很多，从原来的 5 亿吨降至目前的 3 亿吨左右；由于缺乏调研和观测的经费，长委难以做出减沙主要成因的准确的分析，他们的初步推测是：一是降雨的变化（如川西降雨减少，暴雨不在产沙区等）；二是嘉陵江的航运梯级拦沙；三是长江中上游退耕还林还草等措施减沙。林老：在没修水库时，三峡以上的坡降大，造
18、床流量大，且是以自然的形式；修了三峡水库后，就像丹江口水库修了之后，汉江的造床流量就变小了，这样河道的冲刷能力就小了，河道的淤积会有所增加，但到了一定程度之后，还会冲淤平衡；到了夏季时，水库的坡降会大一些，冲刷能力增加。这里有两个动态平衡，一是冬春，一是每次降雨；乌江和长江可以联合调度。三峡以上很远的支流的泥沙量与三峡断面的关系不大，上游那些支流的泥沙在一、二百公里的范围内自己磨细了，推移质变成了悬移质；嘉陵江的航道梯级也与三峡断面的泥沙量关系不大。邓英淘：如果洪湖段不变，那么目前上荆江的这个下切过程能否持续到 3 至4 米后达到冲淤平衡？林老：恐怕有困难。因为洪湖段的 S 大，把这里的下切过
19、程限制住了。就像汉江一样，修了丹江口水库之后，清水下泄，在襄阳以上 100 公里河段，下切了一些；但在其以下河段，长白河进来了，泥沙多，这样下面就冲淤平衡了。邓英淘：上荆江下切 0.7 米，下荆江淤高 0.15 米，整个荆江河段的坡降变缓了，R 应该变大了。林老：对，从这个局部看，确实如此，但它不可能年年如此。邓英淘：能不能说，这个下切过程达到了新的冲淤平衡之后，不会再回淤了？林老：这也很难说。因为修了三峡之后，有些新情况和新因素就出现了，目前我们还没有搞清楚它们的影响。长江下游的支流多了，因此造床流量比较稳定。但荆江这个地方的水位变化大，不那么稳定，以前就有这个情况，突然来个洪峰，河床下切几
20、米乃至七、八米，这里的水位流量关系不那么稳定；由于四水进来，洞庭以下的水位流量关系就要稳定一些。邓英淘：有了三峡调蓄之后，上荆江的洪枯变幅变小了吧？林老：这点是肯定的。邓英淘：能不能因此而判断，这里的河道弯曲度会相应增大？林老：不会有大的变化。但有了三峡之后，这里的造床流量肯定变小了；我们要尽量保持窄深的河床。邓英淘：去年太平口大桥左侧的深水河床被淤浅了，今年又恢复了。林老：情况就是这样，水流的分力与合力老是变来变去，但到了宝塔河（观音矶）那个挑流嘴子那里，。邓英淘：是不是上面各种较小较多的变化被这个坚硬的节点给吸收掉了？林老：对，就是如此！因此上面的各种变化对观音矶下面的影响不太大。因此，三
21、八滩这里也是变来变去、变大变小，但不会消失，从而那里左、右汊的水流和泥沙之分流比也就不会有大的变化，有时这边大了，有时那边大了。如果要使其保持稳定，就要利用城市建设和码头建设及附近的天然坚固节点，使所在河段保持基本稳定；这也要利用水流的分力与合力，这可以叫以城利水、以水利城，以工利水、以水利工（业）。另外，长江这么大的河流，下切个半米，不算大的变化。邓英淘：清水下泄对于河段的险工会增加不利的影响吧?林老：这个对，但也不是致命的。修了三峡之后，总的来说对荆江是有利的；但不论有无三峡，荆江河段都要整治，都要按河流学的规律来整治，即要搞主泓南移，这才能彻底消除险在荆江这个历史遗留下来的隐患。对荆江河
22、段影响最大的是洪湖段的漫流河道，武汉以下的那个狭口影响相对小一些。如在三峡以上再修些水库，也可以增加不少的防洪库容。邓英淘：三峡断面来沙减少，降雨变化是个原因吧？林老：这是个原因。这些年降雨规律有变化，川西降雨减少，降雨中心东移；例如，这几年湖南沅水降雨增多，而川水在减少，四川旱灾这几年确实在增加。邓英淘：三峡清水下泄要维持几十年，这时洪湖段如果束窄，则荆江河段就会不断下切，如果不同时实行主泓南移，原有的险工段就会更突出了吧？林老：对！当然，现在荆江大堤比 98 年以前好多了，没那么险了。但如不实行主泓南移，到了夏天还是睡不着觉，堤基透水，可能会把卵石堤基掏空，因此仍未从根本上解决问题。上世纪
23、五十年代，在沙市河段的堤外一公里处出现管涌，荆北一带有 500 米厚的卵石层，东西长和南北宽的分布面积不小；古代时候长江是从荆北走水。湖北盆地的乱石滩都是从三峡河段冲下来的卵石，这些石头在几十公里至 100 公里的范围内，都自己把自己磨碎了、磨细了，即推移质变成悬移质了。又如乐山是大渡河、青衣江和岷江的三江汇合口，这里没有卵石了，变成了平原河流现象，是淤积平原。而在三条江的上游卵石很多，但到了这里都没有了。在上荆江的青安二圣洲附近有个突起洲，这里成为像现在黄水套一样的小河沟了，主泓到右岸去了，现在青安二圣洲大堤与长江主泓隔得很远，而在明朝时那里是临江大堤。白帝城一带是回水区，如果我们当时没建葛洲坝，就可在那里挖深 20 米，也就是说我们的调整余地还很大。如果把洪湖段漫流河道缩窄，然后再把武汉下面的卡口挖深，这样牌洲湾就不起作用了。总之，长江河道治理还有很多工作可做，做好了，利也很大。
