張?jiān)撇瑥垬I(yè)剛,宋秋齡,沈東亮,許 娟
(1.中華人民共和國水利部,北京 100053;2.水利部移民管理咨詢中心,湖北 宜昌 443001)
江湖關(guān)系是長江大保護(hù)中一對重要的關(guān)系[1-2],處理好江湖關(guān)系事關(guān)長江中下游防洪、兩湖地區(qū)人民生產(chǎn)生活以及長江生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù),因此需要全面考察江湖關(guān)系的歷史變遷,剖析原因,確定治理思路,以適應(yīng)新時(shí)期工作需要。
江湖關(guān)系的變遷是研究江湖關(guān)系重要依據(jù)。在現(xiàn)代荊江河道形成之前,長江在兩湖地區(qū)是江湖一體的。歷史上這一地區(qū)有兩大古澤——云夢澤和彭蠡澤。隨著歷史變遷,兩大古澤消失,因此其在不同歷史時(shí)期的變化情況值得關(guān)注。本文以云夢澤為例加以分析。
1.1 云夢澤的產(chǎn)生和消亡云夢澤,上古中國第一大湖泊,在唐宋之際消失。歷史上關(guān)于云夢澤究竟在哪里,有多大,是什么原因?qū)е铝嗽茐魸傻南?,何時(shí)開始消亡等問題一直爭論不休。
隨著對史籍的搜集整理,考古的新發(fā)現(xiàn),特別是地質(zhì)科技的新進(jìn)步,關(guān)于云夢澤的演變可以得到一個(gè)基本清晰的輪廓。云夢澤在新石器時(shí)代晚期是一個(gè)地跨現(xiàn)代長江南北的大湖,隨著泥沙淤積,江漢平原、長江河道形成,其在唐宋時(shí)期逐步分解演化為洞庭湖、洪湖等分布在長江南北的大小湖泊。
1.1.1 史籍重要記載
《尚書·禹貢》:“荊及衡陽惟荊州。江漢朝宗于海,九江孔殷,沱潛既道,云土夢作乂?!?/p>
《戰(zhàn)國策·楚策》:“于是,楚王游于云夢,結(jié)駟千乘,旌旗蔽天。野火之起也若云霓,兕虎之嗥聲若雷霆。乃狂兕牂車依輪而至。王親引弓而射,壹發(fā)而殪?!?/p>
《國語·楚語下》:“又有藪曰云連徒洲,金木竹箭之所生也,龜、竹、齒、角、皮革、羽毛,所以備賦用以戒不虞也,所以供幣帛以享于諸侯者也?!?/p>
《楚辭·招魂》:“與王趨楚兮課后先,君王親發(fā)兮殫青兕。”
《子虛賦》:“云夢者,方九百里”“有平原廣澤”“緣以大江,限以巫山”“神龜、蛟黽、玳瑁、鱉黿”。
《水經(jīng)注》:“湖水周三、四百里,夏水來匯渺若蒼海?!?/p>
《夢溪筆談·云夢考》:舊《尚書·禹貢》云“云夢土作乂”,太宗皇帝時(shí)得古本《尚書》,作“云土夢作乂,詔改《禹貢》從古本。予按孔安國注:‘云夢之澤在江南。’不然也。據(jù)《左傳》:‘吳人入郢……楚子涉雎濟(jì)江,入于云中。王寢,盜攻之,以戈擊王……王奔鄖?!幼咱髯呱骣?,則當(dāng)出于江南;其后涉江入云中,遂奔鄖,鄖則今之安陸州。涉江而后至云,入云然后至鄖,則云在江北也?!蹲髠鳌吩唬骸嵅绯跻蕴锝现畨??!蓬A(yù)注云:‘楚之云夢,跨江南北。’曰‘江南之夢’,則云在江北明矣。元豐中,予自隨州道安陸入于漢口,有景陵主簿郭思者,能言漢沔間地理,亦以謂江南為夢,江北為云。予以《左傳》驗(yàn)之,思之說信然。江南則今之公安、石首、建寧等縣,江北則玉沙、監(jiān)利、景陵等縣。乃水之所委,其地最下,江南二浙,水出稍高,云方土而夢已作乂矣。此古本之為允也。”
沈括的《夢溪筆談·云夢考》對宋以前的史料做了合情合理的分析;同時(shí),佐之以實(shí)地考察,是宋以前關(guān)于云夢澤爭論的一個(gè)較為全面的總結(jié)。
1.1.2 近年地理、氣候和地質(zhì)研究成果 歷史記載反映了云夢澤從先秦到宋朝的變遷,為地理、氣候和地質(zhì)勘探研究所證實(shí)。據(jù)楊懷仁等[3]、楊達(dá)源[4]、方金琪[5]和周鳳琴[6]等的研究,云夢澤的變遷過程大致如下:距今10 000 ~ 5000年前左右為擴(kuò)展階段的漫流時(shí)期;距今5000 ~ 2000年前為繼續(xù)擴(kuò)展至相對穩(wěn)定時(shí)期;距今2500 ~ 800年前為萎縮消亡時(shí)期,從發(fā)展到衰亡歷時(shí)約為9000 余年。云夢澤的范圍,周鳳琴[6]認(rèn)為,從層積物分析來看,云夢澤的標(biāo)志層——藍(lán)灰色黏土的分布范圍,已東至大別山麓,西至松滋丘陵前緣,北越漢水,南入洞庭,并延伸至南洞庭及西洞庭的河谷洼地。由于沼澤化的水草繁茂有利于泥炭發(fā)育,如江漢之間的西流河周圍數(shù)十公里以內(nèi)地面下4.0 m 左右,多為厚約30 cm 的泥炭層埋藏,上下為重黏土及青灰色淤泥等;又如湖南岳陽、漢壽、汨羅江口一帶亦具有湖沼沉積,并有貝殼及泥炭化有機(jī)質(zhì)等發(fā)現(xiàn)[7]。
1.1.3 考古學(xué)的成果 20 世紀(jì)以來,兩湖地區(qū)考古取得了長足發(fā)展,發(fā)現(xiàn)數(shù)百處新石器時(shí)期文化遺址,特別是彭頭山、屈家?guī)X、石家河三個(gè)文化遺址的考古發(fā)掘,對研究中華民族起源、長江流域文化至關(guān)重要。王紅星[8]通過對長江中游地區(qū)新石器時(shí)代遺址分布的研究,發(fā)現(xiàn)一個(gè)規(guī)律:在新石器時(shí)期,兩湖地區(qū)曾分別出現(xiàn)遺址數(shù)量銳減和明顯增多的現(xiàn)象。這些變化同時(shí)發(fā)生,顯然不是偶然的,而可能與環(huán)境發(fā)生較大變化有關(guān)系。王紅星[8]認(rèn)為,在新石器時(shí)期長江中游地區(qū)發(fā)生了4 次大的洪水:第1 次在彭頭山文化晚期,約為距今7500 ~ 7000年之間;第2 次為大溪文化類型三期階段,約距今5800 ~ 5500年之間;第3 次為屈家?guī)X類型第三期階段,約距今5000 ~ 4800年之間;第4 次為石家河后期階段,距今約4100 ~ 3800年之間。
此外,1870年大洪水也印證了上述觀點(diǎn)。1870年發(fā)生了千年一遇的大洪水,這次洪水應(yīng)與上述4 次洪水量級相當(dāng)。水利學(xué)家根據(jù)記錄制作了洪水淹沒圖,淹沒區(qū)大致相當(dāng)于盛期云夢澤的范圍[9](見圖1)。像1870年這樣量級的洪水,9000年間不會(huì)超過10 次,一般情況下云夢澤的水域面積要小得多。
圖1 1870年洪水淹沒示意[9]
綜合文獻(xiàn)、考古、氣候和地質(zhì)研究,參考1870年洪水狀況,可以得出以下基本結(jié)論:古人的記敘基本是可信的;云夢澤地跨長江南北,包含現(xiàn)今的洞庭湖區(qū),極盛時(shí)超過“方九百里”;9000年間經(jīng)歷了從產(chǎn)生到消亡的過程,禹的時(shí)期云夢澤已有相當(dāng)多的土地出露,一些地方已開始有人耕種,唐宋時(shí)期其逐漸分解、消亡。
至于產(chǎn)生如前所述的爭論,主要是因?yàn)椋孩賹δ戏匠藵O獵耕種的生活方式不太了解;②記敘的時(shí)期不同,或者即便同一時(shí)期,在洪水期和枯水期,云夢澤的面積差異巨大。
1.2 洞庭湖的變遷石泉等[10]認(rèn)為“兩湖平原在新石器時(shí)代以來就沒有形成跨江南北大湖泊”,這一觀點(diǎn)值得商榷。如圖1 所示,在相當(dāng)長的時(shí)期,特別是在4 次大洪水期間,大江南北的水面是連成一片的,并形成了較厚的淤積層。作者認(rèn)為長江中游地區(qū)由人類活動(dòng)導(dǎo)致較大的改變是大禹治水。大禹治水大致在石家河后期階段,相當(dāng)于中原二里頭文化二期階段。從中華文化史的角度,大禹治水把中原文化擴(kuò)散到了幾乎整個(gè)長江流域,促進(jìn)了長江、黃河兩大文化的融合,進(jìn)而推動(dòng)形成了早期中華文明。從江湖關(guān)系的角度,“禹別九州”,形成了新石器時(shí)代的長江,排出了兩湖地區(qū)的積水,楚有了大片可以耕種的土地,“云土夢作乂”,為楚文化在春秋戰(zhàn)國的崛起創(chuàng)造了條件。實(shí)際上,長江下游吳越文化的崛起也是如此。
進(jìn)入歷史時(shí)期以后,歷朝歷代有了文字記錄,洞庭湖由小到大,再由大到小的演變歷程十分清晰。
先秦之后,云夢澤逐漸解體,江湖關(guān)系轉(zhuǎn)變,直接影響到洞庭湖的演變。東晉永和年間,荊江南岸形成景口、淪口二股分流匯合成淪水進(jìn)入洞庭湖。洞庭湖由于承納兩口分泄之江水江沙,湖泊的淤積過程開始加速,形成大小不一的湖群。
唐宋時(shí)期,荊江統(tǒng)一河床的形成,使邊界條件發(fā)生重大變化。每當(dāng)大洪水通過荊江段常形成決口,“九穴十三口”形成。穴口大量分流長江洪水,使洞庭湖呈現(xiàn)明顯擴(kuò)漲之勢,原來在漢晉時(shí)期彼此支離的洞庭、青草、赤沙3 個(gè)湖泊在高水位時(shí)得以連成汪洋一片。形容湖水波瀾壯闊的“八百里洞庭”一詞便開始在這一時(shí)期的詩文典籍中出現(xiàn)。
宋代以后,荊江河床不斷為泥沙淤積,洪水位持續(xù)抬升,使魏晉時(shí)原“湖高江低、湖水入江”的江湖關(guān)系逐漸演變?yōu)椤敖吆?、江水入湖”的格局。從宋代開始,長江洪水成為心腹大患。
元、明、清三朝,隨著荊江堤防的不斷修筑和穴口的時(shí)決時(shí)塞,江患加劇,荊江潰堤、湖區(qū)潰垸頻繁。明嘉靖之后,荊江北岸穴口盡堵,南岸保留太平、調(diào)弦二口與洞庭湖連通,一遇洪水湖水泛濫四溢,西洞庭湖和南洞庭湖就是在這一背景下逐漸擴(kuò)大起來的,洞庭湖在清中葉發(fā)展到的八九百里。洪水時(shí)節(jié),洞庭湖水域面積超過6000 km2。
19 世紀(jì)中葉,洞庭湖開始由盛轉(zhuǎn)衰,從6000 km2的浩瀚大湖,萎縮到目前的2691 km2。咸豐、同治年間藕池、松滋相繼潰口,荊江四口分流入洞庭湖的局面正式形成。伴隨著泥沙淤積和洲灘的迅速擴(kuò)展,湖區(qū)繼之開展大量的圍墾。湖泊變成洲灘,洲灘又成為垸土和湖田,洞庭湖人進(jìn)水退的狀況開始出現(xiàn)。濱湖堤垸如鱗,彌望無際,已有與水爭地之勢,至清末洞庭湖總計(jì)有堤垸1094 座。
1.3 工程對江湖關(guān)系的影響“萬里長江,險(xiǎn)在荊江”,解放后,為了解除長江心腹之患,國家在長江中游先后實(shí)施了蓄滯洪區(qū)建設(shè)、堤防加固加高、下荊江裁彎、洞庭湖治理、鄱陽湖治理等工程,基本建構(gòu)了長江中游防護(hù)體系,但有兩項(xiàng)工程對長江及江湖關(guān)系帶來了不可逆的影響。
1.3.1 下荊江系統(tǒng)裁彎工程對長江干流的影響 下荊江系統(tǒng)裁彎包括中洲子、上車灣人工裁彎和沙灘子自然裁彎以及后續(xù)的河勢控制工程[11-12]。中洲子人工裁彎于1966年10月開工,1967年5月完工,引河經(jīng)過1967年汛期沖刷于冬季成為主航道。上車灣人工裁彎1968年12月至1969年6月實(shí)施,引河過流后經(jīng)過一個(gè)汛期的沖刷至冬季尚不能通航;為了不形成兩河并存均不能通航的局面,遂實(shí)施第二期疏挖工程,至1971年5月新河成為主航道。原規(guī)劃實(shí)施的沙灘子裁彎于1972年7月發(fā)生自裁,因?qū)觿萦绊戄^大,于當(dāng)年冬季即開始進(jìn)行河勢控制。
下荊江系統(tǒng)裁彎使河道長度縮短了78 km,3 個(gè)裁彎均分別降低各段的侵蝕基準(zhǔn)面,對上游河道帶來長距離的沖刷,據(jù)分析,裁彎后不久其水位的影響已達(dá)磚窯(距石首約182 km)。下荊江系統(tǒng)裁彎工程擴(kuò)大了荊江泄量,縮短了航程,裁除了淺灘,取得了顯著的防洪、航運(yùn)效益。
下荊江系統(tǒng)裁彎導(dǎo)致上游水位降低。下荊江系統(tǒng)裁彎后,荊江河段普遍發(fā)生沖刷。據(jù)1965—1993年資料統(tǒng)計(jì),荊江河段枯水河槽、中水河槽和平灘河槽分別沖刷了5.65 億、6.81 億和9.52 億m3,即枯水河槽、枯水位至平均水位之間河床和平均水位至平灘水位之間河床分別沖刷了5.65 億、1.16 億和2.71 億m3。這是因?yàn)? 個(gè)裁彎段的洪、中、枯水期基面均降低而產(chǎn)生溯源沖刷的結(jié)果。下荊江系統(tǒng)裁彎使上游水位普遍降低,降低值自下游向上游遞減。其中1966—1972年石首、新廠、沙市的洪水位降低值分別為1.06、0.65 和0.50 m,相應(yīng)分別擴(kuò)大泄量11 700、8000 和4500 m3/s;流量為4000 m3/s 下的枯水位石首、沙市、陳家灣站1978年比1965年分別下降了1.80、1.40 和1.20 m。據(jù)研究,裁彎后水位影響的范圍現(xiàn)已上溯超過枝江站(距郝穴站142 km),遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于下荊江河道縮短的長度。
1.3.2 三峽工程對長江干流的影響 三峽蓄水運(yùn)用以來,大量學(xué)者開展了關(guān)于三峽工程對河道及江湖關(guān)系影響方面的研究。文獻(xiàn)[13]系統(tǒng)研究了2019年度三峽水庫進(jìn)出庫水沙特性、水庫淤積及壩下游河道沖刷;毛北平等[14]和吳文勝等[15]分析了三峽工程蓄水以來長江與洞庭湖匯流關(guān)系變化及其影響;部分學(xué)者研究了三峽蓄水后長江與鄱陽湖的關(guān)系及其生態(tài)環(huán)境影響[16-19],并先后分析了三峽水庫蓄水后江湖關(guān)系[20-23];盧金友等[24]則研究了水庫群聯(lián)合作用下長江中下游江湖關(guān)系響應(yīng)機(jī)制。兩壩間河床總體處于沖刷狀態(tài);長江中游河道蓄水前河床沖淤相對平衡的態(tài)勢有所改變,河床沖刷強(qiáng)度有所增大(以枯水河槽沖刷為主),且逐漸向下游發(fā)展,河床以縱向沖刷為主,河勢總體上尚未發(fā)生明顯變化。
2002年10月—2019年10月,宜昌至湖口河段平灘河槽沖刷25.590 億m3,年均沖刷量1.466 億m3。其中宜昌至城陵磯段河道沖刷強(qiáng)度最大,其沖刷量(13.581 億m3)占總沖刷量的53%,城陵磯至漢口(5.035 億m3)、漢口至湖口(6.974 億m3)河段沖刷量分別占總沖刷量的20%、27%。三峽工程運(yùn)行17年來,宜昌至漢口河段年均沖刷量與原預(yù)測值接近,武漢以下河段沖刷向下游發(fā)展的速度比預(yù)測要快一些,主要是由于三峽入、出庫沙量比原預(yù)測值顯著減少,加之受河道采砂的影響等,導(dǎo)致壩下游沖刷發(fā)展較快。
三峽工程蓄水運(yùn)用后,長江中下游河道河型沒有發(fā)生變化,河勢總體穩(wěn)定,局部河勢仍在原基礎(chǔ)上繼續(xù)調(diào)整,如沙市河段太平口心灘、三八灘和金城洲段等,下荊江調(diào)關(guān)彎道段、熊家洲彎道段主流擺動(dòng)導(dǎo)致出現(xiàn)了切灘撇彎現(xiàn)象。而宜枝河段河床沖刷強(qiáng)烈,且以縱向沖刷下切為主,床沙粗化明顯。2002年9月—2019年10月,宜枝河段平灘河槽累計(jì)沖刷1.664億m3,年均沖刷量為0.0979億m3/a。深泓縱剖面平均沖刷下切4.0 m,深泓最大沖深24.2 m(外河壩的枝2 斷面)。2002年10月—2019年10月,荊江河段平灘河槽累計(jì)沖刷11.916 億m3,年均沖刷量為0.701 億m3/a,遠(yuǎn)大于三峽蓄水前1975—2002年年均沖刷量0.11 億m3/a。荊江縱向深泓以沖刷為主,平均沖刷深度為2.94 m,最大沖刷深度為16.2 m,位于調(diào)關(guān)河段的荊120 斷面,其次為文夾村附近的荊56 斷面,沖刷深度為14.4 m。2001年10月—2019年10月城漢河段總體表現(xiàn)為沖刷,其平灘河槽沖刷量為5.035億m3,年均沖刷量為0.280億m3/a。深泓縱剖面總體沖刷,深泓平均沖深為1.99 m。漢口至湖口河段河床年際間有沖有淤,平灘河槽總沖刷量為6.975億m3,年均沖刷量為0.388 億m3/a。河段深泓縱剖面有沖有淤,除田家鎮(zhèn)河段深泓平均淤積抬高外,其它各河段均以沖刷下切為主,全河段深泓平均沖深3.15 m。
三峽工程運(yùn)用后的2003—2019年,長江中下游河道枯水期同流量下水位有不同程度的降低。與2003年相比,2019年汛后宜昌、枝城、沙市、螺山、漢口站分別下降了0.72 m(6000 m3/s)、0.58 m(7000 m3/s)、2.80 m(7000 m3/s)、1.78 m(10 000 m3/s)、1.56 m(10 000 m3/s),大通站則沒有發(fā)生明顯的變化。
1.3.3 兩大工程對江湖關(guān)系的影響 1950年代以來,受下荊江裁彎、葛洲壩水利樞紐和三峽水庫的興建等導(dǎo)致荊江河床沖刷下切、同流量下水位下降,三口分流道河床淤積,以及三口口門段河勢調(diào)整等因素影響,荊江三口分流分沙能力一直處于衰減之中(表1、表2)。1956—1966年荊江三口分流比基本穩(wěn)定在29.5%左右;在1967—1972年下荊江系統(tǒng)裁彎期間,荊江河床沖刷、三口分流比減??;裁彎后的1973—1980年,荊江河床繼續(xù)大幅沖刷,三口分流能力衰減速度有所加大;1981年葛洲壩水利樞紐修建后,衰減速率則有所減緩。1999—2002年,荊江三口年均分流量和分沙量分別為625.3 億m3和5670 萬t,與1956—1966年的1331.6 億m3和19590 萬t 相比,分流、分沙量分別減小了53%、71%;其分流分沙比也分別由1956—1966年的29%、35%減小至14%、16%。
表1 各站分時(shí)段多年平均徑流量與三口分流比對比(單位:108m3)
表2 各站分時(shí)段多年平均輸沙量與三口分沙比對比(單位:104t)
三峽工程蓄水運(yùn)用后,因荊江河道發(fā)生沖刷,三口分流比和分流量繼續(xù)保持下降趨勢[4-5]。初期蓄水運(yùn)用后,2007年和2008年荊江三口分流比分別為13.0%和12.4%,分沙比分別為19.6%和18.7%。試驗(yàn)性蓄水后,2009年和2010年荊江三口分流比分別為11.0%和13.5%,分沙比分別為20.2%和24.5%;2019年,荊江三口分流、分沙量分別為440.4 億m3、303 萬t,分流、分沙比分別為10%、27%,三口分流分沙量變化過程和分流分沙比變化過程見圖2—圖4。
圖2 1956—2019年荊江三口分流分沙量變化過程
圖3 1956—2019年荊江三口分流分沙比變化過程
圖4 不同時(shí)段荊江三口年均分流比與枝城站年徑流量關(guān)系變化
多年以來,三口洪道以及三口口門段的逐漸淤積萎縮造成了三口通流水位抬高,加之上游來流過程的影響,松滋口東支沙道觀、太平口彌陀寺、藕池(管)、藕池(康)四站連續(xù)多年出現(xiàn)斷流,且年斷流天數(shù)增加。三峽水庫蓄水運(yùn)用后,隨著分流比的減小,三口斷流時(shí)間也有所增加。如松滋河?xùn)|支沙道觀1981—2002年的平均年斷流天數(shù)為171 d,蓄水后(2003—2018年)增加到188 d,見表3、表4。
表3 不同時(shí)段三口控制站年斷流天數(shù)統(tǒng)計(jì)
表4 不同時(shí)段蓄水期(9—10月)三口控制站年斷流天數(shù)統(tǒng)計(jì)
鄱陽湖的前身即是上古九澤中的彭蠡澤,從彭蠡澤到鄱陽湖的歷史變化大致與云夢澤到洞庭湖的變化類似。在歷史發(fā)展中,彭蠡澤解體演化為龍感湖、大官湖、泊湖和鄱陽湖。
1.4 江湖關(guān)系變遷的啟示梳理江湖關(guān)系的歷史,總結(jié)江湖關(guān)系變化的歷史規(guī)律和自然規(guī)律,以找到處理江湖關(guān)系的正確方法是歷史研究的出發(fā)點(diǎn)和歸宿。通過梳理江湖關(guān)系的歷史,能得到如下認(rèn)識:(1)在史前時(shí)代,自然力是江湖關(guān)系變化的主導(dǎo)性力量,在進(jìn)入歷史時(shí)期以后,人力是江湖關(guān)系變化的主導(dǎo)性力量。人力主要表現(xiàn)在改變水沙關(guān)系、修垸筑堤等方面,最終改變了江湖關(guān)系,而且隨著人力的提高,江湖關(guān)系的變化愈來愈劇烈。(2)江湖關(guān)系的本質(zhì)是水沙關(guān)系,水沙關(guān)系的本質(zhì)是人水關(guān)系。1949年以后70年是兩湖關(guān)系變化最為劇烈的時(shí)期之一,70年間,治江有成功的經(jīng)驗(yàn),也有失敗的教訓(xùn)。江湖關(guān)系現(xiàn)在面臨的復(fù)雜局面提示我們解決問題要避免頭痛醫(yī)頭,腳痛醫(yī)腳,要從系統(tǒng)的角度、歷史的角度考慮問題、研究問題。(3)長江中游地區(qū)的洪水概率和量級比較穩(wěn)定,5年、10年、20年、30年、50年、100年間一定會(huì)有量級不同的若干次洪水,一定會(huì)有幾次上游洪水和中游洪水碰頭,也就是說,長江中游洪水條件是給定的。在兩湖萎縮以后,必須給洪水找到出路,前輩想出了在三峽建水庫的辦法,恐怕是無法之法[25]。(4)長江中游生態(tài)系統(tǒng)是長期自然、歷史、人類偕同進(jìn)化的結(jié)果,但進(jìn)入人類世以后,其穩(wěn)定性受到嚴(yán)重挑戰(zhàn),相關(guān)報(bào)道指出長江生物完整性指數(shù)已達(dá)到最差的“無魚”等級[26]。(5)楚文化崛起的深刻啟示:文化發(fā)展需要充足的水源、豐腴的土地。古語云:有斯土而后有斯民。要善待江河,善待土地。
按照水沙運(yùn)動(dòng)和河湖演變的規(guī)律,在自然狀態(tài)下,兩湖會(huì)被淤死或逐漸與長江分離,但這個(gè)歷史過程是相當(dāng)長的?,F(xiàn)在的問題在于在自然力、人力的共同作用下,這個(gè)過程加快了,從前面的分析可以看到,這種情況在50~100年內(nèi)就可能會(huì)變成現(xiàn)實(shí)。主要原因是:根據(jù)對兩湖地區(qū)地質(zhì)勘探研究,歷史上荊江有相當(dāng)長一個(gè)時(shí)期為深切河谷,換句話說,現(xiàn)在荊江河道為可沖易沖堆積物;由于長江中上游植樹造林、山區(qū)土地耕種減少、水壩建設(shè)等綜合原因,荊江上游來沙量大幅減少,清水對河道的沖刷超出預(yù)期;現(xiàn)在的調(diào)度方式,從某種意義上來說,增加了對河道的沖刷。
河道深切會(huì)導(dǎo)致江湖關(guān)系發(fā)生根本性變化,那么河道會(huì)深切到什么程度,江湖關(guān)系會(huì)發(fā)生什么樣的變化,需要什么樣的江湖關(guān)系,如何調(diào)整和維持江湖關(guān)系等都是應(yīng)該深入思考和研究的問題。
2.1 江湖關(guān)系的基本格局不能動(dòng)搖相當(dāng)長的一個(gè)時(shí)間,要保持江湖關(guān)系的基本格局,如果繼續(xù)惡化將發(fā)生難以逆料的后果。主要的理由有以下3 點(diǎn):
(1)長江中下游防洪形勢不允許江湖關(guān)系發(fā)生重大改變。仲志余[27]指出,若發(fā)生1954年量級的洪水,即使在發(fā)揮三峽水庫等上游控制性水庫防洪作用的情況下,長江中下游仍有超額洪量約325 億m3。這些洪水需要洞庭湖(容積約167 億m3),鄱陽湖(容積約303 億m3)和長江中下游規(guī)劃的42 處蓄滯洪區(qū)來調(diào)蓄。據(jù)統(tǒng)計(jì),洞庭湖多年平均最大入湖洪量為3.68 萬m3/s,出湖流量為2.74 萬m3/s,削峰率達(dá)25.5%。鄱陽湖每年平均最大入湖洪量為3.09 萬m3/s,出湖流量為0.86 萬m3/s,削峰率達(dá)72.2%。由此可見,維持江湖關(guān)系的基本格局,對于保障長江中下游防洪安全至關(guān)重要。
(2)保護(hù)長江及全球生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性不允許江湖關(guān)系發(fā)生重大改變。洞庭湖和鄱陽湖在長江及全球生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性等方面具有重要地位和獨(dú)立價(jià)值。長江三峽工程生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)洞庭湖、鄱陽湖重點(diǎn)站監(jiān)測表明[28]:洞庭湖有魚類23 科114 種,鳥類41 科158 種;鄱陽湖共有魚類122 種,鳥類250 種。兩湖是江湖洄游魚類育肥的場所,從某種意義上來說,還是長江特有魚類最后的避難所。近年媒體報(bào)道,在贛江發(fā)現(xiàn)江豚群,表明長江、鄱陽湖、贛江的連通性尚好,江豚通過江湖連通擴(kuò)大了生存空間。兩湖還是歐亞大陸鳥類傳統(tǒng)的覓食越冬地,每年約有100萬只候鳥在此棲息。
(3)兩湖地區(qū)人民的生產(chǎn)生活不允許江湖關(guān)系發(fā)生重大改變。兩湖周邊地區(qū)生活著約3000 萬人口,兩湖地區(qū)是我國重要的糧棉油生產(chǎn)基地和工業(yè)基地,兩湖長期以來是兩湖地區(qū)人民的生產(chǎn)生活水源地,因此,也不能允許江湖關(guān)系發(fā)生根本性的改變。
2.2 處理江湖關(guān)系的原則“萬里長江,險(xiǎn)在荊江”。1952年荊江分洪工程剛開工不久,毛澤東主席題詞:“為廣大人民的利益,爭取荊江分洪工程的勝利”。周恩來總理題詞:“要使江湖都對人民有利”。而后,中央確定了“確保荊江大堤,江湖兩利,蓄泄兼籌,以泄為主,上下荊江統(tǒng)籌考慮”的綜合治理方針。以這一方針為指導(dǎo),先后實(shí)施開辟蓄滯洪區(qū),大堤除險(xiǎn)加培、下荊江裁彎取直、兩湖治理等工程,而后又建設(shè)了三峽工程,基本建構(gòu)了荊江防洪體系。
這些工程的實(shí)施帶來了巨大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益,也改變了長江的面貌。近70年過去,需要重新審視經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r和長江以及江湖關(guān)系的變化,思考處理新時(shí)期江湖關(guān)系的原則。
結(jié)合當(dāng)前實(shí)際,處理江湖關(guān)系應(yīng)具有以下原則:“維持格局,長期監(jiān)測,修復(fù)生態(tài),工程輔助,江湖庫三利”。
“維持格局”,江湖關(guān)系的現(xiàn)有格局是長期自然歷史演化的結(jié)果,從長遠(yuǎn)看還會(huì)變化,但我們要防止其產(chǎn)生巨變和突變,進(jìn)一步破壞長江生態(tài)系統(tǒng),同時(shí)基于2.1 節(jié)中“三個(gè)不允許”,維持江湖關(guān)系的現(xiàn)有格局既是防洪的需要,也是保護(hù)長江生態(tài)系統(tǒng)的需要,更是保障兩湖地區(qū)人民生產(chǎn)生活的需要。
“長期監(jiān)測”,受植樹造林、城市化、工程建設(shè)的影響,長江來沙大幅度減少的情況將會(huì)長期持續(xù),對中下游及兩湖會(huì)帶來持久而深刻的影響,需要開展泥沙、河湖地形、水生態(tài)、水環(huán)境等方面的長期監(jiān)測。
“修復(fù)生態(tài)”,長江及兩湖生態(tài)系統(tǒng)瀕臨崩潰,在共抓大保護(hù)、不搞大開發(fā)的發(fā)展理念下,國家出臺了《長江保護(hù)法》,并實(shí)施了長江十年禁漁等措施,現(xiàn)在和今后很長的一段時(shí)間要把修復(fù)長江生態(tài)作為我們第一位的任務(wù)。
“工程輔助”,長江現(xiàn)在已經(jīng)是一條人工化的長江,為維持江湖關(guān)系格局,要采取必要的工程措施抵消現(xiàn)有工程的不利影響,但也要反對大填大挖、大疏大截,要深入研究,相機(jī)、漸進(jìn)、慎重實(shí)施。
“江湖庫三利”,現(xiàn)在處理江湖關(guān)系增加了三峽水庫這個(gè)新的因素,要上下聯(lián)動(dòng),力爭實(shí)現(xiàn)長江、兩湖、三峽水庫三利??茖W(xué)調(diào)度三峽工程可以減輕對中下游的影響,延長三峽水庫使用壽命,長遠(yuǎn)發(fā)揮三峽工程作用,要深入研究江湖庫關(guān)系,精細(xì)調(diào)度。
2.3 近期需要采取的主要措施1990年代以后,受上游水庫中攔沙、水土保持工程、降雨變化和河道采砂等影響,長江上游徑流量變化不大,輸沙量減少趨勢明顯。三峽水庫蓄水運(yùn)用以來,2003—2019年三峽入庫主要控制站-朱沱、北碚、武隆站平均徑流量、懸移質(zhì)輸沙量之和分別3667 億m3和1.42 億t,較1990年以前分別減小5%和69%,較1991—2002年分別減少2%和58%。
三峽水庫泥沙淤積明顯減輕,且絕大部分泥沙淤積在水庫145 m 以下的死庫容內(nèi),水庫有效庫容損失目前還較??;涪陵以上的變動(dòng)回水區(qū)總體沖刷,重點(diǎn)淤沙河段淤積強(qiáng)度大為減輕;壩前泥沙淤積未對發(fā)電取水造成影響。
重慶主城區(qū)河段2008年9月—2019年12月累計(jì)沖刷2267.6 萬m3,并未出現(xiàn)論證時(shí)擔(dān)憂的泥沙嚴(yán)重淤積的局面,也未出現(xiàn)礫卵石的累積性淤積。
三峽水庫2003年6月—2019年12月淤積泥沙18.325 億t,近似年均淤積泥沙1.099 億t,僅為論證階段(數(shù)學(xué)模型采用1961—1970 系列年預(yù)測成果)的33%,水庫排沙比為23.8%,水庫淤積主要集中在常年回水區(qū)。從淤積部位來看,庫區(qū)干、支流92.8%的泥沙淤積在145 m 高程以下,淤積在145~175 m 之間的泥沙為1.291 億m3,占淤積量的7.2%,占水庫靜防洪庫容的0.58%,且主要集中在奉節(jié)至大壩庫段。
在1.3 節(jié)中分析了三峽水庫下游的沖刷情況及影響?,F(xiàn)在對長江泥沙問題總的判斷是:三峽水庫的泥沙淤積好于預(yù)期,中下游泥沙沖刷大于預(yù)期。這種情況有利有弊,有利的情況是延長三峽水庫使用壽命,有利于兩湖沖淤走沙,有利于擴(kuò)大長江及支流河道蓄水容量,這三個(gè)方面都大大有利于長江中下游防洪。但中下游泥沙沖刷也會(huì)引起一系列連鎖反應(yīng),導(dǎo)致一些問題:河床下切,堤岸崩塌,枯水位下降;江湖關(guān)系改變,洞庭湖三口分水分沙減少,兩湖湖水下泄加快,枯水期延長,兩湖地區(qū)人民用水緊張等。這些問題需要采取措施緩解,近期需要采取的措施是:
(1)著眼于三峽水庫長期發(fā)揮效益,進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)度。一是三峽水庫蓄水的目標(biāo),不能著眼于滿蓄,要著眼于長期發(fā)揮效益,不能盯著某一年度蓄到175 m 水位沒有,要放長遠(yuǎn),100年、200年、300年,甚至500年還能不能發(fā)揮防洪效益;二是落實(shí)“蓄清排渾”的調(diào)度原則,盡可能增加三峽水庫排沙量;三是進(jìn)一步研究中小洪水調(diào)度的利弊,明確中小洪水調(diào)度的條件和頻次;四是長江上游干支流水庫群也要按照“保證防洪,蓄清排渾”的原則進(jìn)行調(diào)度。
(2)建立荊江河道歲修制度,落實(shí)資金渠道。據(jù)長江科學(xué)院研究成果[29],三峽水庫達(dá)到沙平衡的時(shí)間近400年,即使三峽水庫達(dá)到了沙平衡,其來沙量也大為減少,這就意味著三峽水庫下游河道的沖刷將會(huì)成為常態(tài),經(jīng)年累月的沖刷將會(huì)對荊江河道產(chǎn)生巨大的影響,為此需要加強(qiáng)監(jiān)測研究,建立荊江河道歲修制度。
(3)實(shí)施洞庭湖三口清淤工程,開展沖沙試驗(yàn)。洞庭湖和長江干流泥沙沖刷不匹配,長此以往,將改變江湖關(guān)系,為此建議實(shí)施洞庭三口清淤工程并進(jìn)行洞庭湖沖沙試驗(yàn)。由于洞庭湖地形、水沙條件復(fù)雜,即便經(jīng)過模型試驗(yàn)也難以準(zhǔn)確預(yù)測沖沙效果,三口清淤工程應(yīng)分步實(shí)施,摸索經(jīng)驗(yàn),逐步展開。
(4)實(shí)施兩湖入江水道整治工程,增加兩湖枯水期持水。兩湖入江水道由于前些年濫采亂挖,呈現(xiàn)坑坑洼洼、支離破碎和河槽高程整體下降的狀況,急需治理。入江河道整治要達(dá)到三個(gè)目標(biāo):一是要保持江湖的連通性;二是要有利于洪水期行洪;三是要有利于枯水期兩湖持水。同時(shí)實(shí)現(xiàn)這三個(gè)目標(biāo)雖然有難度,但充分發(fā)揮專家們的聰明才智,目標(biāo)一定能夠?qū)崿F(xiàn)。
(5)持續(xù)開展生態(tài)調(diào)度,恢復(fù)江湖漁業(yè)資源。長江漁業(yè)資源已達(dá)到“無魚”等級,2020年黨中央國務(wù)院做出重大決策,實(shí)施長江流域十年禁漁,但恢復(fù)長江漁業(yè)資源仍需加力。據(jù)長江水利委員會(huì)和長江三峽集團(tuán)總公司的研究和試驗(yàn),以促進(jìn)四大家魚產(chǎn)卵為目的生態(tài)調(diào)度,提升了水溫,形成了激流,這些有利于四大家魚產(chǎn)卵的條件,刺激了產(chǎn)卵,增加了產(chǎn)卵量,取得了明顯的效果[30]。要進(jìn)一步開展研究,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),持續(xù)開展生態(tài)調(diào)度。
(6)大幅度增加珍稀水生生物的人工放流數(shù)量,力爭取得珍稀水生生物保護(hù)的實(shí)效。在長江流域開展珍稀水生生物人工增殖放流已有近20年了,但從目前的情況來看,沒有取得明顯的成果。以中華鱘為例,三峽集團(tuán)總公司已人工放游500 萬尾,但近年來,已有3年沒能監(jiān)測到中華鱘自然繁殖。究其原因,人工放流規(guī)模不夠。由于諸多原因的損耗,500 萬尾放入長江,可長成成年魚的幾率很小。因此,要加大投入,擴(kuò)建繁殖育苗基地,擴(kuò)大珍惜水生生物人工放流的規(guī)模,擴(kuò)大基數(shù),爭取取得實(shí)實(shí)在在的,可以看得見的成果,為人類造福。
(7)加強(qiáng)水生態(tài)基礎(chǔ)理論和水文與水生動(dòng)植物耦合關(guān)系研究,為保護(hù)長江水生態(tài)提供技術(shù)支撐。長江生態(tài)系統(tǒng)是巨系統(tǒng),系統(tǒng)各因子關(guān)系復(fù)雜。水沙狀況影響長江及江湖關(guān)系;水量、水溫、流態(tài)、流速對水生生物有不同的影響;不同的水生動(dòng)植物對環(huán)境有不同的需求,有時(shí)這些需求甚至截然相反,這些問題急需研究,為調(diào)整江湖關(guān)系提供技術(shù)支撐。
(8)持續(xù)開展長江泥沙問題監(jiān)測與研究,提高預(yù)測準(zhǔn)確性。長江泥沙的邊界條件與三峽工程論證時(shí)期相比,發(fā)生了根本性變化,要繼續(xù)研究新的水沙條件下長江及江湖關(guān)系的變化趨勢,提高模型研究的可靠性,要對未來50年、100年作出相對準(zhǔn)確的預(yù)測,避免治江策略選擇發(fā)生重大失誤。
本文以洞庭湖為主要對象,基于歷史資料,重點(diǎn)分析了洞庭湖的變遷,認(rèn)為歷史上江湖關(guān)系一直變化不斷,建國以后荊江裁彎工程、三峽工程對江湖關(guān)系影響較大,自然力和人類活動(dòng)分別是史前和歷史時(shí)期以后江湖關(guān)系變化的主導(dǎo)性力量。當(dāng)前長江大保護(hù)形勢下,維持江湖關(guān)系應(yīng)以“維持格局,長期監(jiān)測,修復(fù)生態(tài),工程輔助,江湖庫三利”為基本原則,采取水庫優(yōu)化調(diào)度、荊江河道歲修、洞庭湖三口清淤、兩湖入江水道整治、開展生態(tài)調(diào)度、增加珍稀水生生物放流、加強(qiáng)水文與水水生動(dòng)植物耦合關(guān)系研究和泥沙監(jiān)測研究等措施,助力中華民族母親河保護(hù)。