平原河道淺灘整治案例

『壹』 現代三角洲沉積實例

長江是我國第一大河，也是世界上最大的河流之一。長江口屬中等強度的潮汐河口，波浪作用較弱。屬河流-潮汐類型三角洲。長江全長約6300km，水量豐富，年平均輸砂量大，約為4.86億噸。長江三角洲位於構造沉降區，因而，長江攜帶的大量泥砂能夠持續沉積，發育較好的現代三角洲沉積，其總面積約5180km²。長江河口地形復雜，淺灘沙島呈雁行狀展布。最大的崇明島將長江分成南北兩支。北支為長江即將廢棄的河道；南支地形復雜。多次進行分支，中心有長興島、橫沙島和銅沙淺灘首尾相連，將南支又分為北港和南港。

1.長江三角洲沉積特徵及其分布規律

生物組合特徵 長江口由於受潮流影響，鹹淡水混合，水體含鹽度發生變化，致使其生物組合具有海陸生物混生的特徵。隨含鹽度趨於正常，又具有生物屬種豐度和分異度增高及殼體增大的趨勢。其他尚有一些生物，如植物碎屑，只在分支流和河口砂壩沉積物中見到，而棘皮動物骨骼、海膽刺和輻射硅藻等則在河口下段和淺海沉積物中見到。

粒度分布特徵 主要為細砂、極細砂、粉砂和粘土，僅個別地段見到中砂。 而且從河床沉積到前三角洲沉積，具有粒度由粗變細，分選性變差等特點。

有機質含量 有機質含量與沉積物粒度有明顯的關系。 一般顆粒粗有機質含量低，顆粒細含量高。因而有機質含量有向海方增加的趨勢。

2.長江三角洲沉積環境的劃分及其沉積特徵

長江三角洲沉積體系按其沉積特徵由陸向海可依次分為三角洲平原、三角洲前緣和前三角洲環境。其中三角洲平原包括分流河道和海積-沖積平原；三角洲前緣包括河口砂壩、遠砂壩、三角洲前緣席狀沙、水下天然堤和三角洲前緣斜坡沉積（圖7-15）。現擇其主要環境簡述如下：

圖7-15 現代長江三角洲沉積環境分布示意圖

（據同濟大學，1979，轉引自孫永傳、李蕙生，1986）

1—主河道；2—三角洲平原，3—分流河道；4—濱海平原；5—河口砂壩；6—遠砂壩；7—三角洲前緣席狀沙；8—水下天然堤；9—三角洲前緣斜坡；10—前三角洲；11—弶港輻射沙洲；12—錢塘江砂壩

分流河道沉積 與主河道沉積的許多特徵相似，如底部常有沖刷面，其沉積層序為下粗上細的正旋迴特徵，但其沉積物的粒度變細，以粗粉砂為主，夾細砂透鏡體。

河口砂壩沉積 是長江三角洲體系中最發育的砂質沉積體，砂壩一般長60～70 km，寬10～15 km。其沉積速率高，沉積物較粗，主要為細砂，夾少量粉砂和介殼碎片。砂層厚度一般為 15～ 30 m，最厚可達40 m。在垂向層序上表現出下細上粗的粒度變化。層理發育，有韻律層理和往復水流作用下形成的交錯層理。

前三角洲沉積 它們是長江三角洲體系中分布最廣的一個沉積環境。 其沉積物主要為青灰、灰黑色粉砂質粘土或粘土質粉砂，具水平層理，並富含有機質。

『貳』 如何做好河道生態治理及環境修復工作

1 概述
隨著社會的不斷發展，人們對河道的開發力度日益變大，對水資源的需求也日益增加，關於河流管理的問題面臨著諸多的挑戰。人們在開發過程中，既要發揮河流發電、航運、水利、澆灌、旅遊等傳統功能，又要保證河流系統的生態平衡，保持自然環境和經濟效益相互平衡的目標要求，既要做到合理地利用河道資源，又要做到對河道資源的充分保護。以往的護坡工程由於要滿足人們的發展需求，更要兼顧工程的安全性能，所以常常採用硬質的不透水的結構材料作為設計主材料，這種方式對河道的環境保護和生態修復的重視力度遠遠不夠，所以河道的渠道化問題對河道治理及生態修復來說是需要解決的重要問題。由此可見，對河道治理和生態的修復是保證河道健康發展的重要內容。基於以上觀點，文章以河道健康發展的觀念為基點，對河道的治理及生態修復問題進行了分析。
2 河道治理及生態修復
2.1 河道的現狀
最近幾年，我國在河道管理方面採取了很多措施，但是河道生態環境仍然存在著很多問題，嚴重的水體污染、水資源的緊缺、偶爾發生的洪澇災害等都嚴重影響著經濟的發展。雖然在水利工程建設方面的進步是有目共睹的，但在成就的背後也存在著改變原來河流生態系統的問題。河水逐漸乾涸、日益被破壞的水生態環境、持續降低的河流功能、不斷加重的水污染就是其表現所在。由以上現象可以看出，為了社會的正常發展以及國際社會對環境保護問題的日益重視，河道的治理和水資源生態環境的修復工作已刻不容緩。
河道的自然環境的好壞對生態系統有著十分重要的作用，自然的結構形態對自然界的生物孕育和成長都是有著十分有利的影響。由於河道自身具備自我修復的能力，過多的人力干預，如進行人為的河道改造和修復，反而可能起到不利的作用。所以過多的人為改造勢必會造成水質、河水流量等方面的改變，從而引起河道的生態平衡被打破，導致對河流依附性很強的生物由於生態環境的破壞而被迫遷徙、死亡甚至滅絕。
在對河道進行治理的過程中，勢必會改變河道原本的形態，如經常應用於河道治理方面的河流截斷、挖深、束窄、加寬、彎曲、拉直等手段都會在一定程度上使河道的整體面積和硬化范圍縮小，同時造成河床的不透水體積增加，導致城市的供水不足，這會嚴重影響城市的自來水供應，導致居民生產生活用水不足。自然河道多為蜿蜒盤旋類型，可以起到儲蓄調洪的作用，減小洪水的沖擊力度，但是現代河道由於人為的改造，對河道進行了鋼筋水洗修築，導致河道水流流動性的嚴重減弱，水體不能進行自由交換，嚴重地增加了洪澇災害的發生率，同時降低了河道的泄洪能力，對城市的防洪防澇系統造成重大影響。
自然河流的周邊多伴有大量的植被，在對河道進行治理的過程中，勢必會對河道周圍的植被環境造成破壞，河流沿岸的自然風光也會大打折扣，這對以河流文化為主題的城市旅遊業有著毀滅性的打擊，同時也對城市的經濟造成不利影響，如果這一問題在治理過程中得不到充分的重視，不能有效地控制河流周圍環境的保存率，將會造成惡性循環，嚴重影響城市的發展。
2.2 河道治理的原則
河道是水資源的重要載體。河道的治理要滿足生物多樣性的需求，為兩棲以及水生動植物提供有利的生存環境，這樣既保護了河道的水生態環境，又會對河流的自凈能力有利。從經濟、社會、生態、人文等多方面考慮河道的整體治理，不僅要滿足人類生存的條件，也要具備修復自然河道的功能。
2.2.1 平原河道治理原則。在平原河道的治理過程中，要做到既能達到河道體系的防護標准，又能保證河道的自然恢復能力不被破壞。因此，在治理過程中要根據正常行洪、岸坡穩定、材質自然、成本經濟、表面異質以及內外透水性等多原則進行治理，既能保證河流的自然性得到最大程度的保留，也能滿足人類的需求。這樣不僅對自然河道水流的流速、流量、環境外觀以及沖淤平衡的影響達到最小，也使得河流周圍動植物賴以生存的自然生態環境得到最大保護。
2.2.2 山區河道治理原則。治理山區河道，要對整個山區河道進行細致的勘察，做到對河流上下游以及整個流域之間相互關系的統籌把握，根據實際情況進行綜合的治理，一定要做到遵循自然規律，充分發揮天然河道的功能。因此，在實際治理過程中，要保護水土資源，對流域內的水土採取退耕還林、封山育林等措施，盡量減少泥沙進入河流。同時，在河道治理過程中，在河道的上游修築一定的大壩，以阻擋泥沙的流入，在下游疏導河道，保持河道的暢通無阻。對河道周圍的生態平衡問題要嚴格遵循自然規律，盡量不要使河道的自然特性發生改變，以起到保護天然河道的作用。
2.3 污染源處理及水質改善
河道的水質改善措施是整個河流生態系統修復的重要環節，在進行水質改善的過程中要嚴格遵守相關的制度，嚴格控制生產和生活污水進入河流，以此來保證河流水質改善的成功進行，保證取得良好的成效。
對水質污染嚴重的河道必須進行源頭治理，控制點、面源污染，通過清除河道淤泥，保持水面潔凈，對進入河流的污染物進行有效控制，採取雨污分流排水的方法，來達到減少河流污染的目的。要對各個河段進行實時的監測，嚴格控制必須排出的污水的流量。如有必要，要執行更為嚴格的排放標准，即對河流採取深度處理的措施。如可能排入有毒物質，且此物質易積累，則要採取果斷措施，防止有毒物質進入河道。在治理過程中，根據河道的自凈特點，制定合理的排污計劃，包括排污口位置和排污時間等內容，並按照現場的實際情況，對水體的環境容量進行合理利用，從而逐步改善河道水質。
2.4 河道生態修復的方法探究
為了保護河道的自然環境不被破壞，根據河道治理的原則，對河道生態環境的修復提出幾點可供參考的意見，以達到河道治理及生態修復的目的。對一些廢舊的攔河堰、攔河壩進行拆除處理，通過緩坡或者低坡的手段，使跌水得到改造，以此來控制河床的變化，達到使河道供水連續性得到恢復的目的;向河道內投入沙包或者大石，人為製造河流內部的溝壑和淺灘，使得河流的多向性流動得到恢復;對河水的流動空間進行改造，盡量增加其流動空間，從而使得河道的防洪防澇能力得到提升。
3 結語
水是人類賴以生存的重要資源，是孕育人類文明發展的不可或缺的因素，而河流作為水的重要載體，在人類社會發展中有著不可磨滅的作用。在過去的幾十年間，人類為了得到高速的發展而忽視了河道這一重要資源，對河道的生態環境造成了許多破壞，從而導致河道問題反過來制約經濟的發展。人們開始意識到對河道的治理和對河道生態環境修復的重要性，然而對河道的治理和生態修復並不是一朝一夕就能完成的，它需要我們持之以恆地堅持下去，不斷深入探索更為有效的新措施，努力開創經濟增長與環境保護齊頭並進、相輔相成、共同發展的新局面。

『叄』 河流地貌解譯

在遙感圖像上河流呈不同形狀的帶狀或線狀影像。在大比例尺航片上河流呈帶狀，影像清晰，可以直接判別河流的侵蝕和堆積地形。在小比例尺衛星圖像上河流呈線狀，可以判別河流流域的概貌和河流的變遷。在多波段遙感圖像上根據色調的深淺能判別河水的混濁度、懸移泥沙和水污染等。利用多時相遙感圖像可以研究河流演變的動態變化和古河道的分布等。

1. 河床

河床是平水期被流水所佔據的谷底部分。利用遙感圖像解譯河床並不困難，只要根據河床上水流所顯現的條帶狀影像即可確定它的位置。同一河床在同種類型的遙感圖像上，其色調也大不相同，原因是深淺、清濁相同的水流，當光線反射到鏡頭角度的不同，會造成色調的不同。但通常在全色黑白像片上，水層較薄，水流混濁時，色調顯得淺一些，反之，水層較厚，水中含泥沙量較少時，多顯示深色調，乾涸的河床則顯示白色調。

山區河流與平原河流在遙感圖像上較易辨認，山區河流的河床比較狹窄，平面形態較為平直，縱坡較陡，有時還可見到河床中濺起的水花和明顯的波紋，多為淺灘所引起。流經山間盆地的河流，往往河床變寬，且河曲發育，河床遷移的標志，如牛軛湖、濱河床沙壩、迂迴扇、心灘、島嶼、沙洲、沿岸淺灘、沙嘴等，都能從航片上加以辨認，還可以根據迂迴扇輻合的方向指向河流的下游及沙洲的尖端確定水流的流向。圖 6-4 為黑龍江某地河流航空像片，在像片上可以很清楚地分辨出河床的形態特徵，區分出順直河床、江心洲、河漫灘等。不同類型河床中的心灘、邊灘都呈灰白色或白色，不長植物; 江心洲上有植物或耕地分布，色調與河漫灘相同。河床的深槽段色調較暗，而淺灘段色調較淺，山區河流急灘上的浪花呈白斑狀向下游延伸尖滅。

圖 6-4 航空像片上黑龍江某地河流

圖版1 為由 Landsat －7 衛星獲得的黑龍江黑河地區的河流影像，在其上可清楚分辨河流的凸岸、凹岸、心灘、邊灘，從心灘尖端的方向可判斷河流的流向。

2. 河漫灘

河漫灘是指河流中平水期出露，洪水期被淹沒的谷底部分。大的山區河流或平原區河流，河漫灘一般發育較好，特別是平原區河流的河漫灘分布范圍很廣。規模較小的河漫灘在全色黑白航片上多數表現淺色調，不見居民點和樹木生長。規模較大的河漫灘，其上的微地貌，如濱河床砂壩、鬃崗地形、迂迴扇、古河床遺跡和牛扼湖等，均可根據其特有的形態加以辨認。

3. 階地

河流階地只有在大比例尺遙感圖像上比較清晰，表現為階梯狀條帶，斷續分布，連續性好，階地面上耕田、城鎮、交通干線密集，植被發育。較老階地表面常遭受破壞，年輕階地保留完整。一般情況下侵蝕階地的階地陡坎和階地面全是由基岩組成的，故在航片上的影像比由鬆散沉積物所組成的色調要暗些; 堆積階地由於陡坎和階地面全由鬆散的沖積物組成，影像的色調較淺，廣泛分布著耕地和居民點，所以呈現出各種幾何圖形的花紋;基座階地由於階地面和階地陡坎的物質組成不同，因而在航片上表現為不同的色調和紋理，階地面由鬆散沉積物組成，色調較淺，而且往往有耕地和居民點分布，但階地陡坎色調則較暗。

階地是新構造運動的標志，解譯時應注意階地的級數、寬度、高度和同一階地的延伸長度。圖 6-5 為三門峽黃河三級階地的航空像片，像片右下部為黃河河谷，左上部可見三級階地，Ⅰ級分布在河岸，地勢較低，階地面出露較窄; Ⅱ級在左上部，地勢較高，見有明顯陡坎; Ⅲ級位於左上部，影像可見平緩的耕地，范圍較大。

圖 6-5 河南三門峽黃河河流階地 ( 1∶2. 5 萬)

『肆』 平原河流淺灘整治水位的確定方法有哪些

平原、山區河流淺灘整治水位的確定常採用以下兩類：  1.經驗方法 在淺灘資料不足時採用  2.造床流量法 a 按流量比降頻率乘積方法推求 b 按輸沙能力公式推求

『伍』 河流的治理方法，要具體的，不要粘帖復制！

不難看出，改造一條平原河流，應從兩個方面考慮。一是在上游興建樞紐，以攔河壩為主要矛盾方面來控制河流，調節來水來沙量，從而改變河道的水流條件；二是改變河床的邊界條件，即依靠河床的岸邊工程或其他整治工程作為矛盾的主要方面，調整水流的流場，達到人們預期的目標。第一方面的內容，我們已在前文中作過討論，後一方面的內容就是要研究河道本身的整治工程問題，這是本文的主題。
對於平原河流而言，要控制其河勢變化，就必須實施河岸整治工程。對於已滿足防洪和對國民經濟各部門均較有利的河勢，常常採用護岸工程以保護並穩定該段河勢，對不利於防洪和國民經濟發展的河勢；就必須採取整治工程或工程河段來調整或改造河勢，使其向有利的方向發展。通過工程河段來調整和改造河勢，難度很大、要求很高，通過岸邊工程的實踐將把河道整治的技術水平推向更高的階段。
在河勢的調整和改造中必須研究河流內部力的結構。運動的河流在時空上總是伴隨著力的變化。水流作用於河床，河床對於水流的反作用，從宏觀上都是通過力的作用來體現的；例如水流對於河床底部的剪切作用力，水流對於河岸邊壁的作用力。對於河道平面形態的變化、河勢的調整改造而言，我們研究的主要是後一種力，即水流對河岸的作用力與河岸對水流的反作用力。
有關的研究表明，根據水的動量推導出水流對河岸的作用力，是隨流量的增加而增大，隨水流方向改變的增大而增大的。當然，這在宏觀上是一個合力，自然可以分解為對河岸的垂直方向和平行於河岸的兩個合力，也可以分解為水流作用於整個岸壁上每部分承受的力。因此，我們依靠岸邊的控導工程，改變水流的方向以調整河勢是有理論依據的。
更為重要的是，在河流辯證法和河流學研究方面，應該更進一步認識水流與河床這一矛盾統一體的深化與發展。水流創造河床，河床約束水流，其中水流居於矛盾的主要方面，這是一個總的概括。當你研究河床的形成與變化時，也有個現象和本質的關系；泥沙從上面來了，河床的演變現象就表現出來，即河床這一矛盾方面又深化河床的沖淤矛盾關系。水流呢？它的主要作用有多大，最大沖刷點在哪裡，這就引出了水流作用的分力與合力的問題，即水流本身還是一個矛盾統一體，即水流的分力與合力的矛盾關系。例如，河道水流不可能始終作直線運動，水流一定是彎曲的，必然具有內在力的關系。例如，我們有可能分析水流動力軸線上切線和法線方向的分力，在沿流程上相互轉化的規律，河道彎曲度大小即河岸的反作用對其合力和分力變化的影響。我們對力的相互作用剖析得越細致，認識得越深刻，就越是能夠利用這個矛盾，才能正確完成平原河流治河工程任務；並逐步把局部的經驗性認識推向新的理論認識的水平。
目前，河床對水流的反作用表現為影響和改變水流的流場以及引起次生流。在大江大河中，水流結構十分復雜，大尺度渦流研究更少，難以應用於河道整治工程的實踐中，鑒於流體力學中微觀結構的運動機理一時很難弄清，從宏觀上用力學理論來研究水流運動中的力學關系的途徑是可取的，以此來指導我們的河道整治工作也基本上是適用的。
由於水流與河床間的分力與合力問題在彎道中最為明顯，所以我們先從這里開始。為什麼水流是彎曲的？這是因為即使在平坦地區上流動的河流，其直線流動方向也是最不穩定的，因此它在實際中也就是最不可能存在的。我們可以設想一條河流，在大體上同樣的土壤上嚴格地依一條直線流動著，那麼可以證明這種流動不可能持續得長久。例如由於土壤構成上的差異，水流在某個地方稍有偏移，則這種偏移在以後就會逐步加大。這是因為在那個初始彎曲的地方，水流開始作曲線運動，這樣便出現了慣性離心力。在離心力的作用下，水流要壓向凹入的一岸，沖刷這里，這便使初始微凹部位的凹入程度加大，於是河流彎曲的曲率加大，慣性離心力也加大，其對凹岸的沖刷作用也隨之加強。也就是說，只要由於某個小擾動產生了一個初始的最小彎曲，它就會不停地增長；即初始擾動在力學正反饋機理的作用下被不斷地放大和成長，也即只有彎曲型流動才具有力學的穩定性。
彎道水流在重力和慣性離心力的作用下形成橫向水面坡度的同時（凹岸水面升高，凸岸水面降低），還將形成橫斷面上的環流運動。由慣性離心力和（重力）壓強差的合力分布可知，它的上部指向凹岸，而下部指向凸岸，構成旋轉力矩，使水流沿橫斷面產生旋轉運動，這就是橫向環流。彎道橫向環流相對於主流而言，又稱為副流。實際上，橫向環流與縱向主流相結合，使彎道水流呈螺旋狀水流向前流動。環流強度的大小，通常可由橫向流速與縱向流速之比的絕對值來衡量。橫向環流在彎頂附近充分發展後，將因向下游沿程曲率減小而衰減。另外，在河道水流中的實際環流並非總是在整個橫斷面上的一個單向環流（即表層水從凸岸到凹岸，底層水流則反之），有時會有一些次生環流伴隨著這個單向環流出現。在目力所及的范圍里，有時彎段不那麼明顯；當我們看不見環流、或環流不明顯時，彎段延伸的長度是可以看得到的，而這個長度是分力、合力長期發生作用的結果。
此外，單向環流還可轉化為兩個或多個大小不一的雙向環流。沿程各斷面的彎道環流應該是本斷面離心環流和上游斷面環流傳遞衰減後剩餘部份的綜合結果（慣性離心力的方向指向水流流速線的外法線方向）。
另一方面，河道水流中泥沙濃度沿垂線分布，上部濃度小，下部大；而水沙流速度分布則恰好相反。這樣在彎道環流的作用下，濃度小、流速大的表層水流連續地流向凹岸，而濃度較高、流速較小的底層水流則不斷流向凸岸並爬上邊灘，造成橫向輸沙不平衡。結果是：凹岸岸邊崩坍，坍落的泥沙則由底部橫向水流挾運到凸岸堆積，即凹岸受到水流侵蝕，在靠近凹岸的主流處形成深槽，侵蝕產生的泥沙經螺旋流的作用搬運到凸岸（有時是下一個河彎的凸岸），並發生沉積，因而使得凹岸不斷後退，凸岸不斷淤長。在一定條件，這使彎曲率不斷增大，直至發生彎道的自然裁彎現象。由於凹岸的頂沖點位於河彎頂點稍偏下處，故在凹岸後退的同時，還具有下移的趨勢，由此造成河道的蜿蜒蠕動。
在兩個河彎相交處的直段中，由於相反環流的干擾，導致泥沙的堆積而形成淺灘。深槽和相鄰淺灘之間的距離一般為直段河寬的5至7倍。曲流波長（又稱河彎跨度）為直段河寬的12倍，而曲率半徑為直段河寬的3倍。
環流是彎曲型河流中的一個顯著標志。在彎曲河流的彎道，環流結構較為簡單和明顯，多呈單向環流，這可由馬卡維也夫方程予以描述。在彎曲河流的過渡段，即較為順直的河段，環流結構常常比較復雜，也不那麼明顯，還可能出現多層多向的環流結構；這種現象也常常出現在山區河流的推移質型河流上。由於彎道水流存在顯著的螺旋流運動，使水流增強了紊動，有時還會發生水流與凸岸的分離，產生旋渦區，從而增大了水流的能量損失（明渠流大尺度紊動起源於粘滯附面層的擾動，其受到擾動後，誘導產生的波幅為有限值，它不隨時間加強也不減弱，即處於中性穩定狀態；這種中性穩定的粘滯附面層就是河流低頻紊動產生的根源）。
由上述的描述可見，在實際的河流中水流的結構非常復雜，其水流流態可以用流場加以描述。這個流場是由流速不同、流向不同的流力線組成。它在河道沿程中隨時都在變化，這是一個三維的流場。一種流體即使在一定粗細的管子里（可看為固定的岸床），當其流速達到一定大小時，總會有渦流發生。而在河道里，水流更是以渦流的方式前進的。例如測量河水流速的測速儀會出現脈動現象，特別是在靠近河底的地方，脈動現象表明水流經常改變方向，即產生渦流；河水不但沿著河道前進，同時還要從河岸流向中央。在河底附近形成的渦流會帶動輕沙，使河底出現沙波。在河道水流中，其水質點移動很不規則，呈彎彎曲曲的螺旋狀，並有斜向及豎向的運動，這就是紊流。流體的紊流在水流的侵蝕過程中起著很重要的作用：因為細粒物質於流體中保持著懸浮狀態的搬運，就是靠紊流中向上的流動來支持顆粒的。如果不存在紊流，顆粒物質就只能貼著河底或僅能稍離河底，以滾動或拽拉方式移動。由於紊流的存在，在實際中，我們所看到的是某一深度上水質點的統計流速和統計流線。
河流或水系，經過上千萬年的活動以後，其形態發生了顯著改變，調整得適應於輸送水流與泥沙。河流縱斷面逐漸演變為向下游坡降遞減的平滑河道；這一過程稱作河流的均夷。這時，河流能夠搬運流域所供給的全部荷載物，但再也沒有能力迅速下切了，但均夷化的河道仍可側向切割河床（即河岸）。我們目前所看到的平原河流河段可被認為都是均夷化的河道；因此從岸邊工程的角度看問題，考慮二維流場便已大體夠用了（在某些需要一步刷深的河道，我們可用R和S的常數或反比關系來予以把握）。
對於平面二維流場中的諸流線，可以進一步抽象成若干主要的分力與合力，一般說來，這對於分析河岸或岸邊工程與水流的相互作用、相互制約及促進發展，基本上能夠滿足要求。下面我們先從幾個具體的例子出發來闡明其意義和作用。
分力、合力在一般情況下不易看出。從表面上看來，河岸似乎是光滑的，實際上摩擦力使它的表面有無數個小豆豆，它們就像無數個小丁壩。假如你在河岸上做個小丁壩，水流馬上就把丁壩底下刷深了；因為就在這里形成個分力，或者原有的這個分力加大了。於是它就使另一個分力也必然要加大，即這里的分力越加大，就愈加影響到對面。當對面的力加大之後，就在丁壩這里形成一個合力，於是這里就刷深了。丁壩越大，產生的合力就越大，它的下腮就刷得越深。因為有了丁壩，水不能順暢地往下走，就匯合起來，水都涌到這里來，於是水面就鼓起來；丁壩越長，合力就越大，一直要長到丁壩這個方面的分力超過對岸的分力，最後它總是橫著過來，水流就轉到對岸去了。但在一般的平原河流里，你是做不到這一點的，例如在長江里，你不可能修一個像攔河壩那樣的丁壩。而如果你能做到這一點，這里的水流就變成了緩流，這里就變成湖了。而如果丁壩足夠長，到最後它總是要超過對岸的分力，當它真正超過對岸的力，就能造成一個力量使彎段提前；因為這個丁壩太長了，水到這里上不來了，就使更多的水直接過來了。這就說明了一個一般規律：凹岸的長度有一定的要求，不可能太短了，只有當它長到一定程度時，才能使水轉到對岸去。否則，當它不夠長的時候，水還是要回到凹岸來。
由這個例子我們可以得到很多啟示：我們可以把弧型的河岸看成是由無數的平面連接而成，在每個平面上都要產生水流的作用力及對水流的反作用力，這個反作用力也和相鄰的另一股來水的分力合成為一個合力，也就是說我們可以把一個河彎看成是由無數個小丁壩所組成的來加以研究；而所謂的主流線也可以看作是水流的兩個主要分力形成合力的表現形式。它不僅在水平方向表現為分力、合力之間的關系，在垂直方向上亦是如此。
另外，我們經常能看到各種形式的丁壩作用（包括自然的「丁壩」）。當丁壩把受其影響范圍內的水流動能匯集成一個很大的分力，在丁壩壩頭的下游與丁壩影響以外水流更大的分力匯合時，形成其下游的強烈沖刷，形成大的沖刷坑。例如，單一丁壩如處於頂沖段的前部時，不僅不能將水流挑向對岸，反而增大了丁壩下腮的沖刷力，形成深坑；如荊江河段的觀音磯，因為荊江數萬流量所形成的分力大於由丁壩挑流作用所形成的分力，迫使水流仍舊返回本彎道的凹岸。深坑就是由這兩個分力的集中沖刷點造成的。又如，當丁壩處於彎道尾端或順直河段時，河流主泓受該彎段連續挑流作用，實際上形成了一股接近優勢的分力，在這樣的河段上修建丁壩能夠增大這股水流對另一股水流的優勢，迫使主泓提前轉向對岸。如40年代楊家場粘土河岸及其丁壩，迫使長江主泓以急轉彎形式沖向對岸的沖和觀、祁家淵就是一個明顯的事例。這種將主泓提前轉向對岸的河道整治工程，如能接連運用，就可使某一彎段走向反面，由凹岸變成凸岸。再如，通過對一個河段的全線防護工程可使主流轉向。一個河段的連續守護工程相當於無數個看不見的小丁壩對水流的作用，由於其連續性使丁壩的分力具有累積作用逐步使主流轉向，這也是人工加強了對水流的反作用。這種方法也是有效的方法，遠比單一大丁壩有利，但只能在不得已的情況下採用，因為代價太大。比如荊江郝穴河段，即從馬家寨到郝穴河段的全線防護工程，就是因為這一河段的堤腳臨近深泓，沒有足夠的寬大邊灘，而迫不得已採取全線防護辦法。一旦我們將其主泓南移至黃水套故道，那就用不著全線防護了。
從以上分析可見，由丁壩出發得出的分力、合力模型等效於彎道水流的純力學模型，而且它更具有直觀性和簡明性，便於指導河岸工程的設計和實施，也利於與水工模型相互印證和補充。下面我們將用這種分析方法對荊江兩個著名的危險河段的演變進行分析和探討。
上荊江河道整治的主要目標在於使其兩個危險河段變為安全河段。這兩個河段就是沙市河段和郝穴河段。歷史上，楊家場以上的公安河段曾在目前主泓的北邊，那時楊家場以下的黃水套曾經為大江主泓；後來隨著公安彎段向南移動；經過楊家場粘土咀控制，其挑流作用不斷增加，這就加大了其中的一個分力，致使楊家場以下長江主泓不斷向北擺動，黃水套進流條件逐漸惡化而成為支汊。即使如此，在1931年和1949年洪水時，還能分別通過10000個和5000個流量。歷史演變的過程表明，主流在上下游的擺動方向是以楊家場為共軛點的；即主流在公安段愈向南擺，經楊家場下游主流愈向北擺動，以致形成郝穴河彎荊江大堤堤外無灘或窄灘的全線險工段的嚴峻形勢，而黃水套這個曾經是主泓的汊道目前已被淤塞，僅在洪水時能過200-300個流量。
過去，由於沒有認識這種轉化規律，就眼睜睜地看著郝穴河彎由安全河段向著危險河段轉化。如果當初我們懂得這個道理，將公安彎段的主泓河道從南向北移動 200-300米（即在該彎段凸岸開挖引河，加強凸岸水流分力），就可以採取較小工程，加大向黃水套進水這個分力，就可使黃水套逐年展寬加深，並使郝穴河彎逐漸淤死，黃水套故道重新恢復為主泓，可惜這一有利時機已經失去，現在必須做較大工程才可達到這一整治目標。
對於沙市河段而言，如果對其全線進行守護則工程量將非常巨大。但如在觀音磯頭向右開挖河道，則不論三八灘及上游如何變化，就可誘導主泓南移走三八灘南汊的新河道，相當於另一個黃水套，這樣右岸這個分力便大大加強，然後可在北汊採取促淤工程，促使觀音磯前淤出灘地，這樣的投資要小得多。由於有分力和合力的理論，現在可以不再做模型試驗了；可用工程本身做為1：1的模型，在一些小的地方，可在工程實施的過程中稍微調整一下。
水力學、河流學目前還都處於實驗科學階段，很多問題還不能用嚴謹的理論分析得到准確的結果，因此模型實驗對這兩門科學具有更重要的意義。
河流學與水力學還有不同，任何一個需要整治的河流，都是自然界存在的實例，客觀上有一個1：1的原型供我們研究，這比任何人工模型都更准確、更全面地反映了河流的客觀現實。河流通過其自身發展的歷史，毫無保留地、全面地向我們展示出其運動的規律性。所以說研究河流的基本規律，主要依靠原型觀測和分析。模型試驗的主要目的，是驗證我們將已經認識了的客觀規律用於改造自然的效果。特別是在河流上興建了大型的建築物以後，改變現狀較大，有可能出現一些我們還沒有認識或認識不夠完善的問題，特別是工程實施後預測其發展後果，模型試驗可給我們以定性的啟示和粗略的定量概念。
現階段的水工和河工模型試驗與現代科學中的物理化學實驗是不同的，更確切地說我們應稱其為模型驗證。既然是驗證，那麼被驗證的應該是根據對原型的觀測和分析所得到的可以用來改造河流的規律；但如這些規律在天然河流中已被多次地驗證過，它就並不一定要再用模型來驗證。所以河流的規律主要靠研究河流而得到，整治的結果也往往在河流的歷史演變中（包括整個河流，不限於某一段）可以找到借鑒。這是河流自身提供的，也是完全可以做得到的，這就是河流工程的一個顯著特點。沒有一個預先對河流規律的正確認識，盲目地相信和依靠模型試驗的結果來確定整治工程，所謂「河工模型試驗萬歲」的觀點，實踐一再證明往往是錯誤的。由此可見，在做岸邊工程調整河勢時，需要分力－合力的理論進行指導。

『陸』 有沒有洪水脈沖理論影響生態系統形成的實例

【摘 要】 文中闡述了水域生態系統的特點，指出河流形態多樣性是生物群落多樣性的基礎。水利工程對於生態系統脅迫的主要原因，是由於水利工程在不同程度上造成河流形態的均一化和不連續化導致生物群落多樣性的下降。最後，提出了保持生態系統健康性與完整性的技術對策要點。

【關鍵詞】 水利工程；生態系統；脅迫；人類活動

中圖分類號：TV6

文獻標識碼：A

文章編號：1000－0860（2003）07－0001－05

1 引 言

人類活動對於生態系統造成的不利影響，在生態學中被稱為脅迫（stress）。對於河流生態系統的脅迫主要來自以下5個方面：（1）工農業及生活污染物質對河流造成污染；（2）從河流、水庫中超量引水，使得河流本身流量無法滿足生態用水的最低需要；（3）通過對湖泊、河流灘地的圍墾擠占水域面積以及上游毀林造成水土流失，導致湖泊、河流的退化；（4）在河流的水庫中，不適當地引入外來物種造成生物入侵，使鄉土種消失和生態系統水平的退化；（5）水利工程對於生態系統的脅迫．本文重點討論水利工程的影響問題。

眾所周知，興建的大量水利工程滿足了人們對於供水、防洪、灌溉、發電、航運、漁業及旅遊等需求，水利工程對於經濟發展、社會進步的作用巨大。水利工程在生態建設方面也同樣具有積極作用。通過調節水量豐枯，抵禦洪澇災害對生態系統的沖擊，改善乾旱與半乾旱地區生態狀況以及調節生態用水等方面，水利工程同樣貢獻巨大。

那麼，「水利工程對生態系統造成脅迫」這個命題又從何談起呢？

事物無不具有兩重性。從人類幼年時代開始至今在地球上進行的大規模生產和經濟活動，首推大片土地的農業墾殖及城市利用，其次是森林大規模砍伐，自工業化社會以來的溫室氣體排放等，都是引起全球生態系統變化的重要因素。而自遠古至今興建的水利工程是一種在流域和區域水平上對生態系統產生重大影響的事件。人類為自身的安全和經濟利益，在疏導河流、整治河道、築壩壅水等方面，不僅明顯地改變著地理地貌，影響著局部氣候，同時也大幅度地改變著河流自身的形態，特別是在不同程度上降低了河流形態多樣性。河流形態多樣性的降低的後果是嚴重的，它將導致水域生物群落多樣性的降低，使生態系統的健康和穩定性都受到不同程度的影響。

一般認為，生態系統是指一定空間中的生物群落（動物、植物、微生物）與其環境組成的系統，其中各成員藉助能量交換和物質循環形成一個有組織的功能復合體。從大類劃分，生態系統首先是由非生物部分與生物部分組成。非生物部分是由無機物質組成的，包含有氣象、地貌、地質、水文等條件，它是生物部分的環境，是生命支持系統。

在生態學中，具體的生物個體和群體生活地區內的生態環境稱為「生境」（habitat）。在生境各個要素中，水又具有特殊的不可替代的重要作用。水是生物群落生命的載體，又是能量流動和物質循環的介質。生境中的主要因素稱為生態因子（ecological factors）。在水域生態系統中，河流的流速、流量、水溫、水深、水質以及水文周期等，都是重要的生境因子。筆者認為，河流形態也應該是重要的生態因子，需要給予高度的重視。為了分析河流形態變化的影響問題，先要討論淡水生態系統的特點，再論述河流形態變化對生物群落多樣性的影響，最後討論保持河流生態系統健康性與完整性的技術對策要點。

2 淡水生態系統的特點

2．1 生物群落與生境的統一性

有什麼樣的生境就造就了什麼樣的生物群落，二者是不可分割的。如果說生物群落是生態系統的主體，那麼，生境就是生物群落的生存條件。一個地區豐富的生境能造就豐富的生物群落，生境多樣性是生物群落多樣性的基礎。如果生境多樣性受到破壞，生物群落的性質、密度和比例等都會發生變化，生物群落多樣性必然會受到影響。在生境各個要素中，水又具有特殊的不可替代的重要作用。地球上不同地區的降雨量多寡，對於形成不同類型的生態系統起決定性作用。正因為如此，對應各個區域不同的降雨量，造就了森林生態系統、草原生態系統、荒漠生態系統和濕地生態系統等不同的生態系統。

2．2 生態系統結構的整體性

從生物群落內部看，整體性是生態系統結構的重要特徵。一旦形成系統，其內部各要素不能被分割而孤立存在。如果硬性分開，那麼分解的要素就不具備整體性的特點和功能。在一個淡水水域中，各類生物互為依存，互相制約，互相作用，形成了食物鏈結構。研究表明，一個生態系統的生物群落多樣性越豐富，或者說食物鏈越復雜，形成三維的網狀結構稱為「食物網」，那麼，這種復雜的食物網組成的生態系統比簡單的直線型食物鏈的穩定性要高得多，其抵抗外界干擾的承載力也高得多。如果食物鏈（網）的某些重要環節預設，即在生態學中稱為「關鍵種」（keystone species）的預設，對一個生態系統將產生重大影響。另外，從生物群落多樣性角度看，一個健康的淡水生態系統，不但生物物種的種類多，而且數量比較均衡，沒有哪一種物種佔有優勢，這就使得各物種間既能互為依存，也能互相制衡，使生態系統達到某種平衡態即穩態，這樣的生態系統功能肯定是完善的。反之，如果一個淡水生態系統的生物群落內比例失調，會造成整個系統惡化。比如人們向江河湖庫傾倒營養物質及有機質，水中氮、磷等物質增加，導致藍藻加快繁殖，水中生物群落比例失調，造成水體富營養化和生態系統失衡。

淡水生態系統還具有明顯的分層現象（stratifica－tion），顯示其空間結構的有序性。形成層狀結構的根本原因是對於太陽光的利用程度。淡水動物的分層現象表現為在水的表層聚集著浮游生物，中間是魚類和浮游動物的生存空間，在底層的污泥中生活著細菌等微生物，其結構有序而協調。

2．3 自我調控和自我修復功能

淡水生態系統結構的另一個重要特徵是具有自我調控和自我修復功能。在長期的進化過程中，形成了同種生物種群間、異種生物種群間在數量上的調控，保持著一種協調關系。在生物群落與生境之間是一種物質、能量的供需關系，在長期的進化過程中也形成了相互間的適應能力。比如淡水周邊的濕地生物群落，需要適應乾旱與洪澇兩種生境的交替變化，形成了濕地植物既耐旱又耐澇的特徵。水體自我修復能力，也是淡水生態系統自我調控能力的一種。在外界干擾條件下，通過自我修復，保持水體的潔凈。由於具有這種自我調控和自我修復能力，才使淡水生態系統具有相對的穩定性。

所謂穩定性具有兩層含意，一是指對於外界干擾的適應力或稱為彈性，二是在受到干擾後回到原平衡態的恢復能力。需要指出的是，生態系統的穩定性是相對的，其適應性也是有限的。所謂彈性限度也就是淡水生態系統對外界干擾的承載力。當超過某一個彈性限度，生態系統將出現一種不斷遠離平衡點的正反饋，加快系統失穩，常以爆發的方式導致系統的全面惡化。

綜上所述，一個穩定的淡水生態系統，是一個生物群落多樣性豐富的系統，是一個食物鏈（網）結構復雜而完善的系統，是一個物質循環、能量流動及物種流動通暢的系統。

3 河流形態多樣性是生物群落多樣性的基礎

生物群落與生境的統一性是生態系統的基本特徵。在流域生態系統的各種生境因素中，河流形態多樣性是流域生態系統最重要生態因子之一。河流形態多樣性及與生物群落多樣性的關系可以歸納為以下5個方面。

3．1 水—陸兩相和水—氣兩相的聯系緊密性

與湖泊相對照，河流是一個流動的生態系統。河流與周圍的陸地有更多的聯系，水—陸兩相（two－phase）聯系緊密，是相對開放的生態系統。水域與陸地間過渡帶是兩種生境交匯的地方，由於異質性高，使得生物群落多樣性的水平高，適於多種生物生長，優於陸地或單純水域。在水陸聯結處的濕地，聚集著水禽、魚類、兩棲動物和鳥類等大量動物。而植物就有沉水植物、挺水植物和陸生植物以層狀結構分布。另外，河流又是聯結陸地與海洋的紐帶，河口三角洲是濱海鹽生沼澤濕地。

由於河流中水體流動，水深又往往比湖水淺，與大氣接觸面積大，所以河流水體含有較豐富的氧氣，是一種聯系緊密的水—氣兩相結構．特別在急流、跌水和瀑布河段，曝氣作用更為明顯。

3．2 上中下游的生境異質性

我國的大江大河多發源於高原，流經高山峽谷和丘陵盆地，穿過沖積平原到達寬闊的河口。上中下游所流經地區的氣象、水文、地貌和地質條件有很大差異。以長江為例，長江流域地勢西高東低呈現三大台階狀。長江流域內的地貌類型眾多，據統計，流域的山地、高原面積佔全流域的71．4％，丘陵佔13．3％，平原佔11．3％，河流、湖泊等水面佔4％，形成峽谷型河段、丘陵型河段及平原型河段。與長江幹流相連的湖泊眾多。長江流域為典型亞熱帶季風氣候，流域遼闊，地理環境復雜，各地氣候差異很大，且高原峽谷河流兩岸常有立體氣候特徵。流域內形成了急流、瀑布、跌水、緩流等不同的流態。

河流上中下游由多種異質性很強的生態因子描述的生境，形成了極為豐富的流域生境多樣化條件，這種條件對於生物群落的性質、優勢種和種群密度以及微生物的作用都產生重大影響。在生態系統長期的發展過程中，形成了河流沿線各具特色的生物群落，形成了豐富的河流生態系統。仍以長江流域為例，流域大部分處於中亞熱帶植被區，介於暖溫帶和南亞熱帶之間，並有青藏高原高寒植物和垂直地帶性植物，種類極為豐富。在我國植物3980個屬、近3萬種種子植物中，長江流域的植物分別占屬的2／3和種的1／2。長江流域在世界大陸動物區系中，分屬古北界青藏區、東洋界西南區和東洋界華中區三大區。生活著白唇鹿、藏羚、野氂牛、麋鹿、獼猴、華南虎、石貂以及大鯢、丹頂鶴等多種動物。珍稀動物就有大熊貓、白暨豚、朱

『柒』 怎樣分辨河道中的深坑與淺灘

在河道中間的草叢插眼，不過我建議多打河蟹，有河蟹能很好的察覺對方打野的入侵和抓人

『捌』 為什麼河段水深增加，淺灘暗礁消失，河流流速會減緩

從河面與河底的距離變化去考慮。
淺灘本來就是在河水較淺時才有的，所以才叫「淺灘」。河水深了，水面到水底的距離大了，就不存在淺灘了。
礁石也一樣。河水淺時，河底的礁石與水面距離小，吃水深的船隻就容易觸到河底的礁石。河水深了，水面到水底的距離大了，浮在水面的船隻被河水抬升，即使是吃水深的船隻也不容易觸到礁石，就相當於礁石消失了。
河流中水流的流速與河流截面積有關。河水越深，河床截面積越大，在河流的流量（單位時間內流過的水量）一定的條件下，流速自然就小了。
好比一條公路，要求每分鍾必須通過10輛車，如果路很窄，一次只能通過一輛車，每輛車在通過時，就必須以6秒鍾一輛的速度通過，車速當然就要很快才行。而如果路很寬，可以一次並排通過5輛車，那每輛車只要在30秒鍾內通過就可以了，車速就沒必要那麼快了。