董耀華

(長(zhǎng)江科學(xué)院 水利部長(zhǎng)江中下游河湖治理與防洪重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北 武漢 430010)

0 引 言

都江堰始建于公元前256年,順利運(yùn)行2 000多年,是中國(guó)古代最早的水利工程之一,也是世界上最成功的無(wú)壩引水工程。都江堰兩大主要功能是成都平原灌溉與岷江防洪,渠首三大主要工程是魚(yú)嘴、飛沙堰和寶瓶口(圖1)[1-2]。據(jù)傳李冰留下“深淘灘、低作堰”治堰準(zhǔn)則,清朝人將其擴(kuò)展為都江堰治水“三字經(jīng)”,并總結(jié)出“乘勢(shì)利導(dǎo)、因時(shí)制宜”和“遇灣截角、逢正抽心”兩個(gè)版本的八字格言。

都江堰作為控制岷江由岷山進(jìn)入成都平原的灌溉渠首工程,與三峽工程作為控制長(zhǎng)江上游山區(qū)進(jìn)入中下游沖積平原和“治江三階段”戰(zhàn)略計(jì)劃[3](以防洪除害為主,兼及開(kāi)發(fā)利用,以堤防、分蓄洪、水庫(kù)攔洪為措施而分時(shí)期各有側(cè)重)的防洪骨干工程,具有殊途同歸與異曲同工之效,兩者均屬于長(zhǎng)江河勢(shì)的控導(dǎo)與防洪工程;同時(shí)存在著工程特性和后續(xù)任務(wù)等共性“憂患”——都江堰后期歷朝歷代改造修繕或多或少地改變了其“無(wú)壩引水”特征,三峽工程“積極準(zhǔn)備、充分可靠、有利無(wú)弊”指導(dǎo)方針[3]的全面實(shí)現(xiàn)尚任重道遠(yuǎn)且待歷史檢驗(yàn);而且共同體現(xiàn)了中國(guó)水利人亙古至今的“治河·治江·治水”理念——河流泥沙與治河防洪的“治河”理論,長(zhǎng)江治理保護(hù)與開(kāi)發(fā)利用的“治江”實(shí)踐以及興水利、除水害的“治水”使命。

鑒于都江堰-三峽工程、岷江-長(zhǎng)江以及成都平原-長(zhǎng)江中下游之間的相似與關(guān)聯(lián),本文首先重新剖析了都江堰治水經(jīng),然后綜合提出了“大河勢(shì)”思維,最后對(duì)長(zhǎng)江河勢(shì)的時(shí)空演變進(jìn)行了初步辯識(shí)。

圖1 都江堰渠首工程布置示意

1 都江堰“乘勢(shì)利導(dǎo)”

蘆田和男等[4]將河床演變劃分為3類——“小規(guī)?！?如:沙紋、沙壟、逆向沙壟)、“中規(guī)?！?如:沙洲、彎道、河工建筑物周圍)和“大規(guī)?！?如:修建水庫(kù)、河道整治)河床演變,借鑒和類比于此,都江堰治水“三字經(jīng)”和八字格言也可以劃歸為3類——“大河演”(“乘勢(shì)利導(dǎo)、因時(shí)制宜”)、“中河演”(“遇灣截角、逢正抽心”)和“小河演”(“深淘灘、低作堰”)治水經(jīng)。都江堰“大河演”治水經(jīng)“乘勢(shì)利導(dǎo)、因時(shí)制宜”中的“勢(shì)”應(yīng)該既包涵河流的水勢(shì)、沙勢(shì)與地勢(shì)(山河形勝及河流形態(tài))等“狹義”河勢(shì)思想,也可以拓展到民勢(shì)、國(guó)勢(shì)與時(shí)勢(shì)等“廣義”河勢(shì)思想;借鑒古代“宇宙”說(shuō)法——“上下四方曰宇,往古來(lái)今曰宙”(尸佼《尸子》),“乘勢(shì)利導(dǎo)”可以廣義地涵蓋“因時(shí)制宜”;相較于現(xiàn)代治河“因勢(shì)利導(dǎo)”表述,“乘勢(shì)利導(dǎo)”所表達(dá)的治水理念似乎更加“時(shí)勢(shì)”“動(dòng)態(tài)”和積極主動(dòng)。

現(xiàn)代水力學(xué)及河流動(dòng)力學(xué)研究中,張瑞瑾[5]最早提出了“動(dòng)態(tài)”河勢(shì)定義——“河道水流的流態(tài)(或河勢(shì)),具有很廣的含義,一切標(biāo)志河道水流總體傾向的現(xiàn)象,都被納入這一概念之中”。林一山[3]最早倡導(dǎo)了河勢(shì)規(guī)劃方法——“運(yùn)用河流辯證法的理論,研究工程所涉及河段的河床演變及其規(guī)律,特別是主流的軌跡及其形態(tài),制定出因勢(shì)利導(dǎo)的方案”,創(chuàng)造性地總結(jié)出長(zhǎng)江第一壩葛洲壩工程的“一體兩翼”布置方案(二江主泓布置泄水閘、三江和大江布置航道),并提出了長(zhǎng)江荊江主泓南移方案。董耀華[6]提出了“靜態(tài)”河勢(shì)線(河勢(shì)貼體擬合方法)——縱向與河勢(shì)或主流(河道中心線、深泓線、主控岸線、流量中線等)擬合,橫向與河勢(shì)控制斷面吻合的河勢(shì)線;由此構(gòu)建的河勢(shì)貼體二維正交網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)了河道平面二維水流泥沙的較好模擬,并為河道一、二維數(shù)?！盁o(wú)縫”嵌套以及河長(zhǎng)精準(zhǔn)計(jì)算提供了可能與便利。

古代都江堰治水經(jīng)中的“狹義”河勢(shì)思想與現(xiàn)代河勢(shì)、大河演等思想與理論十分契合,與此關(guān)系密切的近現(xiàn)代宏觀河流學(xué)相關(guān)理論與實(shí)踐包括:① 沖積河流“均衡理論”[7]——在印度、巴基斯坦,主要是通過(guò)對(duì)灌溉渠道的觀測(cè),討論了河流的調(diào)整作用及形態(tài)特征;② Mackin“平衡河流”[8]——沖積河流自動(dòng)調(diào)整的最終結(jié)果在于力求使來(lái)自上游的水量和沙量能通過(guò)河段下泄,或稱“平衡傾向性”;③ Lane輸沙平衡關(guān)系[9]——QS∝QSD50(Q為流量、S為坡降、QS為床沙質(zhì)輸沙率、D50為床沙中值粒徑);④ 張海燕河流最小能耗理論[10]——沖積河流的兩個(gè)傾向性是單位河長(zhǎng)的能耗率(γQJ)趨于最小和能耗率在一河段中趨于沿程均勻化;⑤ Schumm 河流輸沙分區(qū)理論[11]——基于流域產(chǎn)沙與河道輸沙特性,將河流劃分為產(chǎn)沙區(qū)、泥沙輸送區(qū)和泥沙沉積區(qū);⑥ 河流分級(jí)Horton法[12]——最小不分枝的河流屬于第1級(jí),僅僅接納第1級(jí)支流的屬于第2級(jí),接納1、2兩級(jí)支流的屬于第3級(jí),依次類推;⑦ 河流形態(tài)學(xué)[13]——基于流域、水系和干流河道三要素,研究河流分類-分級(jí)-分段以及干流河道的平面-剖面-斷面形態(tài);⑧ 沖積河流穩(wěn)定性指標(biāo)[1]——K=D/hJ(D為泥沙代表粒徑、h為水深、J為坡降);⑨ 黃萬(wàn)里“治河四策”[14]——“蓄”(攔河截流)、“塞”(筑堤防洪)、“?！?浚深河道)、“疏”(溢洪疏浚)等。

綜上所述,本文綜合提出了基于宏觀河流學(xué)的“大河勢(shì)”思維:① “大河勢(shì)”思維——都江堰“狹義”河勢(shì)(水勢(shì)、沙勢(shì)與地勢(shì))與“廣義”河勢(shì)(民勢(shì)、國(guó)勢(shì)與時(shí)勢(shì)),“大河演”,“動(dòng)態(tài)”河勢(shì),河勢(shì)規(guī)劃以及“靜態(tài)”河勢(shì)線等思想方法;② 宏觀河流學(xué)研究——以“河流形態(tài)學(xué)(幾何)-河床演變學(xué)(運(yùn)動(dòng))-河流動(dòng)力學(xué)(動(dòng)力)”研究為基石,相關(guān)理論實(shí)踐包括但不限于沖積河流“均衡理論”、Mackin“平衡河流”、Lane輸沙平衡關(guān)系、張海燕河流最小能耗理論、Schumm河流輸沙分區(qū)理論、河流分級(jí)Horton法、河流形態(tài)學(xué)、沖積河流穩(wěn)定性指標(biāo)以及黃萬(wàn)里“治河四策”等。

2 長(zhǎng)江河勢(shì)“九辯”

傳承都江堰“乘勢(shì)利導(dǎo)”治水經(jīng)應(yīng)推陳出新,鑒于都江堰-三峽工程、岷江-長(zhǎng)江、成都平原-長(zhǎng)江中下游之間的相似與關(guān)聯(lián),以及三峽工程運(yùn)用后長(zhǎng)江河勢(shì)的顯著變化,本文嘗試對(duì)長(zhǎng)江河勢(shì)時(shí)空演變與因果關(guān)系的9個(gè)方面開(kāi)展初步辯識(shí)?！熬呸q”內(nèi)容體現(xiàn)都江堰“狹義”和“廣義”河勢(shì)思想,圍繞“河流形態(tài)-河床演變-河流動(dòng)力”宏觀河流學(xué)研究?jī)?nèi)容,遵循《墨子·非命》“三表法”(有本之者,有原之者,有用之者)和本文“實(shí)踐-理論-科學(xué)”不可或缺關(guān)系的辯識(shí)(圖2)。

圖2 實(shí)踐-理論-科學(xué)

2.1 江源稱謂地位之辯

長(zhǎng)江(圖3)江源之辯歷經(jīng)了3個(gè)認(rèn)知階段:① 岷山導(dǎo)江—— “岷山導(dǎo)江,泉流深遠(yuǎn),盛為四瀆之首”(《尚書(shū)》),“又東北三百里,曰岷山。江水出焉,東北流注于?！?《山海經(jīng)》),“岷山在蜀郡氐道縣,大江所出……”(酈道元《水經(jīng)注》);② 金沙江三江源——北源楚瑪爾河、中源沱沱河和南源當(dāng)曲;③ 沱沱河正源——遵循“江源維遠(yuǎn)”原則,目前大多數(shù)認(rèn)為沱沱河上游姜根迪如冰川為長(zhǎng)江正源。

圖3 長(zhǎng)江流域河流水系示意

長(zhǎng)江稱謂至少有4種:① “江”或“大江”——佐證于《山海經(jīng)》和酈道元《水經(jīng)注》;② 干流江段代稱——分別以沱沱河、通天河、金沙江、川江、荊江代稱長(zhǎng)江;③ 揚(yáng)子江——“狹義”指揚(yáng)州以下江段,“廣義”指岷江以下干流或整個(gè)長(zhǎng)江,揚(yáng)子江更能體現(xiàn)獨(dú)立河流的“河口優(yōu)先原則”[13];④ 長(zhǎng)江Changjiang River——現(xiàn)代正式稱謂,但英文稱謂Yangtze River依然通行。

按干流河道長(zhǎng)度計(jì),長(zhǎng)江世界排序第三(前兩位為尼羅河和亞馬孫河);按流域面積計(jì),長(zhǎng)江未進(jìn)入世界前十位(前十位為亞馬孫河、剛果河、鄂畢河、密西西比河、尼羅河、葉尼塞河、拉普拉塔河、勒拿河、尼日爾河和阿穆?tīng)柡?;按流域綜合面積(流域面積A0.5乘以河長(zhǎng)L)計(jì),長(zhǎng)江世界排序第六(前五位為亞馬孫河、尼羅河、剛果河、鄂畢河、葉尼塞河)[13]。

2.2 干流支流水系之辯

長(zhǎng)江干流與支流水系之間辯識(shí):基于獨(dú)立河流與非獨(dú)立河流分類方法[13],長(zhǎng)江干流作為獨(dú)立河流也可表述為長(zhǎng)江流域、長(zhǎng)江水系、長(zhǎng)江干流、干流水系和干流河道等;長(zhǎng)江流域非獨(dú)立河流包括所有支流、水系和湖泊,并遵循“河流水系一致原則”[15]。長(zhǎng)江干支流河流水系分級(jí)方法及辯識(shí)包括:

(1) 長(zhǎng)流規(guī)干支流劃分[16]。將長(zhǎng)江水系劃分為干流和支流,再將支流區(qū)分為“峽谷地帶河流”(如雅礱江、大渡河、清江、沅江等)、“丘陵平原地區(qū)的河流”(如岷江、沱江、嘉陵江、漢江、湘江、資水、贛江等)和“中下游地區(qū)直接匯入江湖的中小河流”等3種類型;與此劃分方法類似,密西西比河也將整個(gè)流域分為干流、支流和小支流三級(jí)進(jìn)行全面規(guī)劃與分別控制[17]。

(2) 長(zhǎng)江流域水系劃分與河流分級(jí)[15]?；谒祫澐?“自大河而小河/樹(shù)枝模式”)與河流分級(jí)(“自小河而大河/根系模式”)研究方法,將長(zhǎng)江水系推薦劃分為干流水系與雅礱江、岷江、嘉陵江、烏江、洞庭湖、漢江、鄱陽(yáng)湖、太湖等8個(gè)支流水系,并遵循“干流水系優(yōu)先原則”;基于改進(jìn)的河流分級(jí)Horton法[12],選取流域面積不小于2 000 km2或河長(zhǎng)不小于100 km“最小單元河流”,借助河流樹(shù)狀圖表方法(圖4),確定長(zhǎng)江流域(不含太湖)河流總數(shù)為374條、長(zhǎng)江最高河流分級(jí)數(shù)為6級(jí)(表1)。

注:長(zhǎng)江干流河長(zhǎng)僅截取500 km示意。圖4 岷江水系河流樹(shù)狀圖

表1 長(zhǎng)江流域河流分級(jí)成果

(3) 長(zhǎng)江流域河流水系“譜系”[13]。綜合提出的河流數(shù)量分別為1(長(zhǎng)江干流)、4(干流河道、洞庭湖、鄱陽(yáng)湖、太湖)、9(推薦劃分水系)、24、49、63、374和581長(zhǎng)江流域河流水系“譜系”(圖5)。

圖5 長(zhǎng)江流域河流水系“譜系”

2.3 干流河道分段之辯

干流河道分段具有流域分區(qū)與河道分段雙重功能,分段理論(方法)包括:① 山區(qū)與平原河道分段(2段劃分)[1]——山區(qū)河道演變以侵蝕下切為主,河床變形幅度小、速度慢,河床邊界受巖性和構(gòu)造影響較大,河漫灘一般不很發(fā)育,河流走向比較順直;② Schumm 河流輸沙分區(qū)理論(3段劃分)[11];③ 河流5區(qū)分段(5段劃分)[18]——以流域分區(qū)為主導(dǎo)(“體”),以干流河道分段為目標(biāo)(“用”),先按照河源、上游、中游、下游和河口5區(qū)進(jìn)行流域分區(qū),后選取河勢(shì)和(或)匯流控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行干流河道分段,綜合確定合適的河流分段數(shù)。④ 2類分段節(jié)點(diǎn)(3類劃分)[19]——依據(jù)世界十大江河常見(jiàn)或習(xí)慣分段法,總結(jié)出2類分段節(jié)點(diǎn)(河勢(shì)控制與匯流控制)和3類劃分方法(河勢(shì)、匯流與混合節(jié)點(diǎn))。

綜合長(zhǎng)江干流河道分段方法(表2)[18]：① 3段劃分——長(zhǎng)江中下游分段節(jié)點(diǎn)有“湖口”(鄱陽(yáng)湖匯口)和“漢口”(漢江匯口)之辯;② 5段劃分——凸顯長(zhǎng)江源與長(zhǎng)江口的特殊性與重要性;③ 2段劃分——長(zhǎng)江中下游河流地貌與流域水系等差異性小,河道形態(tài)與河床演變等相似性大;④ 新2段劃分——三峽工程運(yùn)用后長(zhǎng)江干流正由5段、3段或2段劃分朝著“新2段”劃分演變[20];⑤ 分段節(jié)點(diǎn)——宜昌、徐六涇屬于河勢(shì)控制節(jié)點(diǎn),直門(mén)達(dá)/巴塘河口、湖口屬于匯流控制節(jié)點(diǎn)。

表2 長(zhǎng)江干流河道分段方法

2.4 河段劃分及河型分類之辯

河段劃分基于“中小河演”河道單元,上接“大河演”干流河道分段,屬于“廣義”河流分段(基于流域特性、河道特性和兼顧兩者的所有河流分段)[18]。作為例證,Biedenharn等在研究密西西比河下游裁彎河床演變時(shí),也采用了“主河段”與“次河段”劃分方法[21]。

長(zhǎng)江治理規(guī)劃通?；诤佣蝿澐?表3[18]給出了基于河流名稱、水系、行政、河勢(shì)和航道等長(zhǎng)江干流河段劃分方法。但長(zhǎng)江河床演變研究則更多地基于河型分類,通?；贚eopold法(順直、彎曲和辮狀)[22]或錢(qián)寧法(順直、彎曲、分汊和游蕩)[1],采用順直(微彎)、彎曲(蜿蜒)和分汊等3類河型分類(游蕩河型僅見(jiàn)于長(zhǎng)江源區(qū)和贛江下游等少數(shù)河段);而B(niǎo)rice-Nanson河型分類方法(單一與分汊河道)(圖6)[23](參考2012年Gerald Nanson學(xué)術(shù)報(bào)告Anabranching Rivers and the Principle of Least Action)研究和應(yīng)用得較少,但值得推薦:① 該方法河道形態(tài)鮮明且與河勢(shì)思想契合,順直與彎曲河型差異僅在于河道彎曲的“量”差而非“質(zhì)”變;② 長(zhǎng)江上游三峽河段3寬谷短段(大寧河、香溪河和廟南)與3峽谷長(zhǎng)段(瞿塘峽、巫峽、西陵峽)間隔形態(tài),長(zhǎng)江中下游河道也多呈現(xiàn)節(jié)點(diǎn)控制短河段與分汊/彎曲長(zhǎng)河段“寬窄相間”的平面形態(tài)。

圖6 Nanson河型分類示意

表3 長(zhǎng)江干流河段劃分方法

2.5 水沙變化及輸沙特性之辯

長(zhǎng)江干流水沙變化、水沙關(guān)系及輸沙特性相關(guān)辯識(shí)總結(jié)如下:

(1) 基于頻率統(tǒng)計(jì)、適配線擬合、相關(guān)分析和累積曲線等4種方法和干流寸灘、宜昌、監(jiān)利、漢口和大通等5站水沙變化研究,長(zhǎng)江干流年徑流量基本保持不變,年輸沙量呈減小趨勢(shì),2000年后呈加速減小趨勢(shì)[24];基于獨(dú)立河流“河口優(yōu)先原則”[13],長(zhǎng)江干流代表水沙站應(yīng)選大通站。

(2) 三峽工程運(yùn)用前(截至2005年)長(zhǎng)江水沙關(guān)系基本遵循“水多沙多、水少未必沙少”規(guī)律[25];下荊江裁彎(1966年)、葛洲壩工程(1981年)和三峽工程(2003年)對(duì)壩下游干流河道的水文站年徑流量與年輸沙量雙累積曲線的影響十分明顯(圖7)[24],顯現(xiàn)了人類活動(dòng)對(duì)長(zhǎng)江水沙關(guān)系的影響。

圖7 三峽工程運(yùn)用前長(zhǎng)江大通站年徑流量與年輸沙量雙累積曲線

(3) 三峽工程運(yùn)用后清水下泄和欠飽和輸沙改變了長(zhǎng)江中下游河道輸沙規(guī)律及特性(圖8)[11],影響了壩下游河道沖瀉質(zhì)、床沙質(zhì)、推移質(zhì)(底沙)與床沙的占比或級(jí)配,增大了泥沙測(cè)量困難(底沙漏測(cè))與誤差(積點(diǎn)與積深測(cè)沙方法誤差)[26],凸顯了輸沙率法與地形法估算河道沖淤量的方法差異[27]。

圖8 Schumm河流輸沙分區(qū)理論

2.6 河床演變及河道形態(tài)之辯

三峽工程運(yùn)用后長(zhǎng)江干流河道“大規(guī)?！焙友荼憩F(xiàn)為水庫(kù)泥沙淤積、下游河道沖刷、江湖關(guān)系變化和河勢(shì)變化調(diào)整等4個(gè)“邏輯”遞進(jìn)階段(圖9)[20]。長(zhǎng)江干流河道已由自然河流的產(chǎn)沙-輸送-沉積三區(qū)劃分演變?yōu)槿祟惢顒?dòng)影響下上游水庫(kù)淤積-下游河道沖刷的兩區(qū)演變模式。

圖9 三峽工程運(yùn)用后長(zhǎng)江演變4個(gè)遞進(jìn)階段

強(qiáng)烈的河床演變必然帶來(lái)河道形態(tài)的劇烈變化,包括:① 河道斷面變化——三峽工程壩下游河道沖刷表現(xiàn)為沖深(窄深化)還是展寬(寬淺化)一直備受爭(zhēng)議;已有研究表明葛洲壩工程(1980～1993年)下游河道呈現(xiàn)窄深化演變趨勢(shì)[28],而美國(guó)17座水庫(kù)下游231個(gè)斷面中河寬變化不大占22%、增大占46%、縮小占26%[29]。② 河道縱向變化——三峽工程壩下游河床下切產(chǎn)生或加劇了蘆家河段、荊江河段、洞庭湖匯流和鄱陽(yáng)湖匯流等新舊河床控制節(jié)點(diǎn)變化[30]。

2.7 河湖關(guān)系及侵蝕基面之辯

河湖關(guān)系本質(zhì)上也屬于干支流關(guān)系,歷史上長(zhǎng)江中下游北岸云夢(mèng)澤與彭蠡澤逐漸消失(僅殘存洪湖與龍感湖等),南岸洞庭湖與鄱陽(yáng)湖的面積與容積持續(xù)銳減,例如:隨著荊江裁彎、調(diào)弦口建閘、葛洲壩和三峽工程運(yùn)用,洞庭湖四口分流比已由新中國(guó)成立初期近50%銳減至10%左右,分流時(shí)段與分沙比也相應(yīng)減小。

分解及對(duì)比長(zhǎng)江主要河湖、洞里薩湖-湄公河、大湖-圣勞倫斯河等河湖關(guān)系(表4)表明:洞庭湖、鄱陽(yáng)湖和太湖與長(zhǎng)江干流的河湖關(guān)系較為復(fù)雜,且以洞庭湖-長(zhǎng)江關(guān)系為最復(fù)雜。河湖關(guān)系及變化對(duì)長(zhǎng)江河勢(shì)的最大影響是干流河道侵蝕基面(洞庭湖與鄱陽(yáng)湖匯流節(jié)點(diǎn))的改變,其連鎖影響關(guān)系及結(jié)果是:河湖分流分沙與匯流匯沙變化加劇了長(zhǎng)江干流河道沖淤變化,改變了干流河道槽蓄能力、水沙關(guān)系、輸沙特性、洪水演進(jìn)及河湖洪水遭遇,最終導(dǎo)致了長(zhǎng)江干流河道洪、枯水位異常及水位-流量關(guān)系變化[31]。

表4 河湖關(guān)系分解及對(duì)比

2.8 自然河流與人類活動(dòng)之辯

長(zhǎng)江自然演變特征不斷減弱而人類活動(dòng)影響不斷增強(qiáng),長(zhǎng)江干流“新2段劃分”(三峽工程以上和以下)、干流河道兩區(qū)演變模式(上游水庫(kù)淤積-下游河道沖刷)、河湖關(guān)系及侵蝕基面變化等均凸顯了人類活動(dòng)的巨大影響。

人類活動(dòng)對(duì)自然河流的影響可劃歸為兩類:① 影響河流資源為主——水資源利用工程(灌溉、供水、引調(diào)水)、泥沙資源利用工程(采砂、吹填)、岸線洲灘利用工程(港口碼頭、圍灘墾殖)、河道航道利用工程(通航、運(yùn)河)等;② 影響河流環(huán)境為主——防洪治河工程(水庫(kù)、堤防、護(hù)岸、河道整治)、水生態(tài)環(huán)境影響工程(排污、取排水)、河道影響工程(跨河工程、臨河工程)等。盡管很多人類活動(dòng)同時(shí)具有河流資源與河流環(huán)境雙重影響(如水庫(kù)、取用水、岸線洲灘利用等),但是區(qū)分兩者是必要的。例如:楊立信[32]基于“調(diào)水是解決水資源時(shí)空分布不均的最重要、最有效的方式”定義,強(qiáng)調(diào)調(diào)水工程必須以解決“資源性”(河流資源)而非“水質(zhì)性”(河流環(huán)境)缺水需求為首要任務(wù);又如洪水資源化的最大困難是如何實(shí)現(xiàn)防洪減災(zāi)(河流環(huán)境)與水資源利用(河流資源)之間時(shí)空轉(zhuǎn)換。

Lane輸沙平衡[9](圖10)與河流穩(wěn)定性指標(biāo)[1]分別較好地代表了自然河流狀態(tài)與人類活動(dòng)影響下的河床演變特性(表5),自然河流更強(qiáng)調(diào)“大河演”輸沙平衡與河勢(shì)(如深泓線與主流線等河勢(shì)線)穩(wěn)定,容許河流輸沙調(diào)整;人類活動(dòng)多關(guān)注“中小河演”河岸與河道局部穩(wěn)定,容易導(dǎo)致“過(guò)度”治理。例如:長(zhǎng)江中下游護(hù)岸和下荊江人工裁彎限制了彎曲河段凹岸沖刷、凸岸淤積及蜿蜒遷移的自然演變;又如洞庭湖與鄱陽(yáng)湖湖控工程可能會(huì)阻隔干流河道與通江湖泊之間的自然連通與江湖關(guān)系等。

圖10 Lane輸沙平衡關(guān)系圖解

表5 Lane輸沙平衡與河流穩(wěn)定性指標(biāo)對(duì)比

2.9 治理保護(hù)與開(kāi)發(fā)利用之辯

《中國(guó)環(huán)境問(wèn)題院士談》[33]對(duì)“自然保護(hù)”的釋疑是“保護(hù)自然并不意味著全部保持自然的原始狀態(tài),除了進(jìn)行嚴(yán)格保護(hù)的少數(shù)地區(qū)和對(duì)象外,一般是在合理利用和改造過(guò)程中進(jìn)行保護(hù)”;沈國(guó)舫院士甚至建議用“生態(tài)環(huán)境建設(shè)”代替“生態(tài)恢復(fù)重建”,以強(qiáng)調(diào)改善生態(tài)環(huán)境的積極行動(dòng)。

河流治理技術(shù)也可劃歸為“河流恢復(fù)River Restoration”與“河流修復(fù)River Rehabilitation”兩類[34],其中河流修復(fù)治理屬于積極的河流保護(hù)措施。新中國(guó)成立以來(lái)實(shí)施的荊江分洪閘建設(shè)、荊江大堤加固與護(hù)岸工程、下荊江裁彎等均屬于服務(wù)于防洪安全與河勢(shì)穩(wěn)定的治理保護(hù)措施;而荊北放淤計(jì)劃[3]、荊北平原長(zhǎng)江分洪道計(jì)劃[3]、三峽—荊江新運(yùn)河航道構(gòu)想[35]、長(zhǎng)江中游河床節(jié)點(diǎn)控制治理[30]以及長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)等規(guī)劃也需要充分考慮長(zhǎng)江治理與保護(hù)的高度融合。

長(zhǎng)江治理多強(qiáng)調(diào)保護(hù)、長(zhǎng)江開(kāi)發(fā)不回避利用,需要協(xié)調(diào)“高質(zhì)量”治理保護(hù)與“可持續(xù)”開(kāi)發(fā)利用關(guān)系并服務(wù)于長(zhǎng)江大保護(hù)總體戰(zhàn)略。借鑒德國(guó)學(xué)者“四倍因子”理論(半份消耗、倍數(shù)產(chǎn)出)[33],“高質(zhì)量”與“可持續(xù)”可能存在“N倍風(fēng)險(xiǎn)悖論”——短期內(nèi)可能會(huì)出現(xiàn)投入的“隱形成本”多N1倍而產(chǎn)出的“顯性收益”少N2倍的“倒掛”風(fēng)險(xiǎn)(N=N1+N2),其主要原因是傳統(tǒng)的收益計(jì)算主要依據(jù)于技術(shù)經(jīng)濟(jì)的盈利算法而忽略或少計(jì)生態(tài)環(huán)境的“負(fù)面”效益。

3 結(jié) 語(yǔ)

“乘勢(shì)利導(dǎo)”治水經(jīng)高度濃縮了都江堰“大河演”、“大河勢(shì)”思維,長(zhǎng)江河勢(shì)“九辯”充分體現(xiàn)了都江堰“狹義”和“廣義”河勢(shì)思想,“九辯”內(nèi)容相互關(guān)聯(lián)且逐步遞進(jìn),通過(guò)不斷提升長(zhǎng)江河勢(shì)從“辯”到“治”的認(rèn)識(shí)水平,旨在服務(wù)于治江新階段的長(zhǎng)江流域“高質(zhì)量”治理保護(hù)與“可持續(xù)”開(kāi)發(fā)利用。

弘揚(yáng)都江堰治水經(jīng)和辯識(shí)長(zhǎng)江河勢(shì)應(yīng)與時(shí)俱進(jìn),需要不斷豐富和完善“大河勢(shì)”思維、宏觀河流學(xué)研究和“治河·治江·治水”理念等新時(shí)代治水經(jīng)。古往今來(lái),治水與治國(guó)戚戚相關(guān)、與水文化和人文化一脈相承——“上善如水、下流無(wú)悔”。建議加強(qiáng)長(zhǎng)江水文化建設(shè)——凈化水利科研氛圍、重視水利成果積累和鼓勵(lì)水利人員堅(jiān)守。

致 謝

感謝長(zhǎng)江水利委員會(huì)都江堰工程及其水文化調(diào)研團(tuán)戴潤(rùn)泉團(tuán)長(zhǎng)及團(tuán)員(共9人)與四川水利廳領(lǐng)導(dǎo)專家的大力支持!