平原河道浅滩整治案例

『壹』 现代三角洲沉积实例

长江是我国第一大河，也是世界上最大的河流之一。长江口属中等强度的潮汐河口，波浪作用较弱。属河流-潮汐类型三角洲。长江全长约6300km，水量丰富，年平均输砂量大，约为4.86亿吨。长江三角洲位于构造沉降区，因而，长江携带的大量泥砂能够持续沉积，发育较好的现代三角洲沉积，其总面积约5180km²。长江河口地形复杂，浅滩沙岛呈雁行状展布。最大的崇明岛将长江分成南北两支。北支为长江即将废弃的河道；南支地形复杂。多次进行分支，中心有长兴岛、横沙岛和铜沙浅滩首尾相连，将南支又分为北港和南港。

1.长江三角洲沉积特征及其分布规律

生物组合特征 长江口由于受潮流影响，咸淡水混合，水体含盐度发生变化，致使其生物组合具有海陆生物混生的特征。随含盐度趋于正常，又具有生物属种丰度和分异度增高及壳体增大的趋势。其他尚有一些生物，如植物碎屑，只在分支流和河口砂坝沉积物中见到，而棘皮动物骨骼、海胆刺和辐射硅藻等则在河口下段和浅海沉积物中见到。

粒度分布特征 主要为细砂、极细砂、粉砂和粘土，仅个别地段见到中砂。 而且从河床沉积到前三角洲沉积，具有粒度由粗变细，分选性变差等特点。

有机质含量 有机质含量与沉积物粒度有明显的关系。 一般颗粒粗有机质含量低，颗粒细含量高。因而有机质含量有向海方增加的趋势。

2.长江三角洲沉积环境的划分及其沉积特征

长江三角洲沉积体系按其沉积特征由陆向海可依次分为三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲环境。其中三角洲平原包括分流河道和海积-冲积平原；三角洲前缘包括河口砂坝、远砂坝、三角洲前缘席状沙、水下天然堤和三角洲前缘斜坡沉积（图7-15）。现择其主要环境简述如下：

图7-15 现代长江三角洲沉积环境分布示意图

（据同济大学，1979，转引自孙永传、李蕙生，1986）

1—主河道；2—三角洲平原，3—分流河道；4—滨海平原；5—河口砂坝；6—远砂坝；7—三角洲前缘席状沙；8—水下天然堤；9—三角洲前缘斜坡；10—前三角洲；11—弶港辐射沙洲；12—钱塘江砂坝

分流河道沉积 与主河道沉积的许多特征相似，如底部常有冲刷面，其沉积层序为下粗上细的正旋回特征，但其沉积物的粒度变细，以粗粉砂为主，夹细砂透镜体。

河口砂坝沉积 是长江三角洲体系中最发育的砂质沉积体，砂坝一般长60～70 km，宽10～15 km。其沉积速率高，沉积物较粗，主要为细砂，夹少量粉砂和介壳碎片。砂层厚度一般为 15～ 30 m，最厚可达40 m。在垂向层序上表现出下细上粗的粒度变化。层理发育，有韵律层理和往复水流作用下形成的交错层理。

前三角洲沉积 它们是长江三角洲体系中分布最广的一个沉积环境。 其沉积物主要为青灰、灰黑色粉砂质粘土或粘土质粉砂，具水平层理，并富含有机质。

『贰』 如何做好河道生态治理及环境修复工作

1 概述
随着社会的不断发展，人们对河道的开发力度日益变大，对水资源的需求也日益增加，关于河流管理的问题面临着诸多的挑战。人们在开发过程中，既要发挥河流发电、航运、水利、浇灌、旅游等传统功能，又要保证河流系统的生态平衡，保持自然环境和经济效益相互平衡的目标要求，既要做到合理地利用河道资源，又要做到对河道资源的充分保护。以往的护坡工程由于要满足人们的发展需求，更要兼顾工程的安全性能，所以常常采用硬质的不透水的结构材料作为设计主材料，这种方式对河道的环境保护和生态修复的重视力度远远不够，所以河道的渠道化问题对河道治理及生态修复来说是需要解决的重要问题。由此可见，对河道治理和生态的修复是保证河道健康发展的重要内容。基于以上观点，文章以河道健康发展的观念为基点，对河道的治理及生态修复问题进行了分析。
2 河道治理及生态修复
2.1 河道的现状
最近几年，我国在河道管理方面采取了很多措施，但是河道生态环境仍然存在着很多问题，严重的水体污染、水资源的紧缺、偶尔发生的洪涝灾害等都严重影响着经济的发展。虽然在水利工程建设方面的进步是有目共睹的，但在成就的背后也存在着改变原来河流生态系统的问题。河水逐渐干涸、日益被破坏的水生态环境、持续降低的河流功能、不断加重的水污染就是其表现所在。由以上现象可以看出，为了社会的正常发展以及国际社会对环境保护问题的日益重视，河道的治理和水资源生态环境的修复工作已刻不容缓。
河道的自然环境的好坏对生态系统有着十分重要的作用，自然的结构形态对自然界的生物孕育和成长都是有着十分有利的影响。由于河道自身具备自我修复的能力，过多的人力干预，如进行人为的河道改造和修复，反而可能起到不利的作用。所以过多的人为改造势必会造成水质、河水流量等方面的改变，从而引起河道的生态平衡被打破，导致对河流依附性很强的生物由于生态环境的破坏而被迫迁徙、死亡甚至灭绝。
在对河道进行治理的过程中，势必会改变河道原本的形态，如经常应用于河道治理方面的河流截断、挖深、束窄、加宽、弯曲、拉直等手段都会在一定程度上使河道的整体面积和硬化范围缩小，同时造成河床的不透水体积增加，导致城市的供水不足，这会严重影响城市的自来水供应，导致居民生产生活用水不足。自然河道多为蜿蜒盘旋类型，可以起到储蓄调洪的作用，减小洪水的冲击力度，但是现代河道由于人为的改造，对河道进行了钢筋水洗修筑，导致河道水流流动性的严重减弱，水体不能进行自由交换，严重地增加了洪涝灾害的发生率，同时降低了河道的泄洪能力，对城市的防洪防涝系统造成重大影响。
自然河流的周边多伴有大量的植被，在对河道进行治理的过程中，势必会对河道周围的植被环境造成破坏，河流沿岸的自然风光也会大打折扣，这对以河流文化为主题的城市旅游业有着毁灭性的打击，同时也对城市的经济造成不利影响，如果这一问题在治理过程中得不到充分的重视，不能有效地控制河流周围环境的保存率，将会造成恶性循环，严重影响城市的发展。
2.2 河道治理的原则
河道是水资源的重要载体。河道的治理要满足生物多样性的需求，为两栖以及水生动植物提供有利的生存环境，这样既保护了河道的水生态环境，又会对河流的自净能力有利。从经济、社会、生态、人文等多方面考虑河道的整体治理，不仅要满足人类生存的条件，也要具备修复自然河道的功能。
2.2.1 平原河道治理原则。在平原河道的治理过程中，要做到既能达到河道体系的防护标准，又能保证河道的自然恢复能力不被破坏。因此，在治理过程中要根据正常行洪、岸坡稳定、材质自然、成本经济、表面异质以及内外透水性等多原则进行治理，既能保证河流的自然性得到最大程度的保留，也能满足人类的需求。这样不仅对自然河道水流的流速、流量、环境外观以及冲淤平衡的影响达到最小，也使得河流周围动植物赖以生存的自然生态环境得到最大保护。
2.2.2 山区河道治理原则。治理山区河道，要对整个山区河道进行细致的勘察，做到对河流上下游以及整个流域之间相互关系的统筹把握，根据实际情况进行综合的治理，一定要做到遵循自然规律，充分发挥天然河道的功能。因此，在实际治理过程中，要保护水土资源，对流域内的水土采取退耕还林、封山育林等措施，尽量减少泥沙进入河流。同时，在河道治理过程中，在河道的上游修筑一定的大坝，以阻挡泥沙的流入，在下游疏导河道，保持河道的畅通无阻。对河道周围的生态平衡问题要严格遵循自然规律，尽量不要使河道的自然特性发生改变，以起到保护天然河道的作用。
2.3 污染源处理及水质改善
河道的水质改善措施是整个河流生态系统修复的重要环节，在进行水质改善的过程中要严格遵守相关的制度，严格控制生产和生活污水进入河流，以此来保证河流水质改善的成功进行，保证取得良好的成效。
对水质污染严重的河道必须进行源头治理，控制点、面源污染，通过清除河道淤泥，保持水面洁净，对进入河流的污染物进行有效控制，采取雨污分流排水的方法，来达到减少河流污染的目的。要对各个河段进行实时的监测，严格控制必须排出的污水的流量。如有必要，要执行更为严格的排放标准，即对河流采取深度处理的措施。如可能排入有毒物质，且此物质易积累，则要采取果断措施，防止有毒物质进入河道。在治理过程中，根据河道的自净特点，制定合理的排污计划，包括排污口位置和排污时间等内容，并按照现场的实际情况，对水体的环境容量进行合理利用，从而逐步改善河道水质。
2.4 河道生态修复的方法探究
为了保护河道的自然环境不被破坏，根据河道治理的原则，对河道生态环境的修复提出几点可供参考的意见，以达到河道治理及生态修复的目的。对一些废旧的拦河堰、拦河坝进行拆除处理，通过缓坡或者低坡的手段，使跌水得到改造，以此来控制河床的变化，达到使河道供水连续性得到恢复的目的;向河道内投入沙包或者大石，人为制造河流内部的沟壑和浅滩，使得河流的多向性流动得到恢复;对河水的流动空间进行改造，尽量增加其流动空间，从而使得河道的防洪防涝能力得到提升。
3 结语
水是人类赖以生存的重要资源，是孕育人类文明发展的不可或缺的因素，而河流作为水的重要载体，在人类社会发展中有着不可磨灭的作用。在过去的几十年间，人类为了得到高速的发展而忽视了河道这一重要资源，对河道的生态环境造成了许多破坏，从而导致河道问题反过来制约经济的发展。人们开始意识到对河道的治理和对河道生态环境修复的重要性，然而对河道的治理和生态修复并不是一朝一夕就能完成的，它需要我们持之以恒地坚持下去，不断深入探索更为有效的新措施，努力开创经济增长与环境保护齐头并进、相辅相成、共同发展的新局面。

『叁』 河流地貌解译

在遥感图像上河流呈不同形状的带状或线状影像。在大比例尺航片上河流呈带状，影像清晰，可以直接判别河流的侵蚀和堆积地形。在小比例尺卫星图像上河流呈线状，可以判别河流流域的概貌和河流的变迁。在多波段遥感图像上根据色调的深浅能判别河水的混浊度、悬移泥沙和水污染等。利用多时相遥感图像可以研究河流演变的动态变化和古河道的分布等。

1. 河床

河床是平水期被流水所占据的谷底部分。利用遥感图像解译河床并不困难，只要根据河床上水流所显现的条带状影像即可确定它的位置。同一河床在同种类型的遥感图像上，其色调也大不相同，原因是深浅、清浊相同的水流，当光线反射到镜头角度的不同，会造成色调的不同。但通常在全色黑白像片上，水层较薄，水流混浊时，色调显得浅一些，反之，水层较厚，水中含泥沙量较少时，多显示深色调，干涸的河床则显示白色调。

山区河流与平原河流在遥感图像上较易辨认，山区河流的河床比较狭窄，平面形态较为平直，纵坡较陡，有时还可见到河床中溅起的水花和明显的波纹，多为浅滩所引起。流经山间盆地的河流，往往河床变宽，且河曲发育，河床迁移的标志，如牛轭湖、滨河床沙坝、迂回扇、心滩、岛屿、沙洲、沿岸浅滩、沙嘴等，都能从航片上加以辨认，还可以根据迂回扇辐合的方向指向河流的下游及沙洲的尖端确定水流的流向。图 6-4 为黑龙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态特征，区分出顺直河床、江心洲、河漫滩等。不同类型河床中的心滩、边滩都呈灰白色或白色，不长植物; 江心洲上有植物或耕地分布，色调与河漫滩相同。河床的深槽段色调较暗，而浅滩段色调较浅，山区河流急滩上的浪花呈白斑状向下游延伸尖灭。

图 6-4 航空像片上黑龙江某地河流

图版1 为由 Landsat －7 卫星获得的黑龙江黑河地区的河流影像，在其上可清楚分辨河流的凸岸、凹岸、心滩、边滩，从心滩尖端的方向可判断河流的流向。

2. 河漫滩

河漫滩是指河流中平水期出露，洪水期被淹没的谷底部分。大的山区河流或平原区河流，河漫滩一般发育较好，特别是平原区河流的河漫滩分布范围很广。规模较小的河漫滩在全色黑白航片上多数表现浅色调，不见居民点和树木生长。规模较大的河漫滩，其上的微地貌，如滨河床砂坝、鬃岗地形、迂回扇、古河床遗迹和牛扼湖等，均可根据其特有的形态加以辨认。

3. 阶地

河流阶地只有在大比例尺遥感图像上比较清晰，表现为阶梯状条带，断续分布，连续性好，阶地面上耕田、城镇、交通干线密集，植被发育。较老阶地表面常遭受破坏，年轻阶地保留完整。一般情况下侵蚀阶地的阶地陡坎和阶地面全是由基岩组成的，故在航片上的影像比由松散沉积物所组成的色调要暗些; 堆积阶地由于陡坎和阶地面全由松散的冲积物组成，影像的色调较浅，广泛分布着耕地和居民点，所以呈现出各种几何图形的花纹;基座阶地由于阶地面和阶地陡坎的物质组成不同，因而在航片上表现为不同的色调和纹理，阶地面由松散沉积物组成，色调较浅，而且往往有耕地和居民点分布，但阶地陡坎色调则较暗。

阶地是新构造运动的标志，解译时应注意阶地的级数、宽度、高度和同一阶地的延伸长度。图 6-5 为三门峡黄河三级阶地的航空像片，像片右下部为黄河河谷，左上部可见三级阶地，Ⅰ级分布在河岸，地势较低，阶地面出露较窄; Ⅱ级在左上部，地势较高，见有明显陡坎; Ⅲ级位于左上部，影像可见平缓的耕地，范围较大。

图 6-5 河南三门峡黄河河流阶地 ( 1∶2. 5 万)

『肆』 平原河流浅滩整治水位的确定方法有哪些

平原、山区河流浅滩整治水位的确定常采用以下两类：  1.经验方法 在浅滩资料不足时采用  2.造床流量法 a 按流量比降频率乘积方法推求 b 按输沙能力公式推求

『伍』 河流的治理方法，要具体的，不要粘帖复制！

不难看出，改造一条平原河流，应从两个方面考虑。一是在上游兴建枢纽，以拦河坝为主要矛盾方面来控制河流，调节来水来沙量，从而改变河道的水流条件；二是改变河床的边界条件，即依靠河床的岸边工程或其他整治工程作为矛盾的主要方面，调整水流的流场，达到人们预期的目标。第一方面的内容，我们已在前文中作过讨论，后一方面的内容就是要研究河道本身的整治工程问题，这是本文的主题。
对于平原河流而言，要控制其河势变化，就必须实施河岸整治工程。对于已满足防洪和对国民经济各部门均较有利的河势，常常采用护岸工程以保护并稳定该段河势，对不利于防洪和国民经济发展的河势；就必须采取整治工程或工程河段来调整或改造河势，使其向有利的方向发展。通过工程河段来调整和改造河势，难度很大、要求很高，通过岸边工程的实践将把河道整治的技术水平推向更高的阶段。
在河势的调整和改造中必须研究河流内部力的结构。运动的河流在时空上总是伴随着力的变化。水流作用于河床，河床对于水流的反作用，从宏观上都是通过力的作用来体现的；例如水流对于河床底部的剪切作用力，水流对于河岸边壁的作用力。对于河道平面形态的变化、河势的调整改造而言，我们研究的主要是后一种力，即水流对河岸的作用力与河岸对水流的反作用力。
有关的研究表明，根据水的动量推导出水流对河岸的作用力，是随流量的增加而增大，随水流方向改变的增大而增大的。当然，这在宏观上是一个合力，自然可以分解为对河岸的垂直方向和平行于河岸的两个合力，也可以分解为水流作用于整个岸壁上每部分承受的力。因此，我们依靠岸边的控导工程，改变水流的方向以调整河势是有理论依据的。
更为重要的是，在河流辩证法和河流学研究方面，应该更进一步认识水流与河床这一矛盾统一体的深化与发展。水流创造河床，河床约束水流，其中水流居于矛盾的主要方面，这是一个总的概括。当你研究河床的形成与变化时，也有个现象和本质的关系；泥沙从上面来了，河床的演变现象就表现出来，即河床这一矛盾方面又深化河床的冲淤矛盾关系。水流呢？它的主要作用有多大，最大冲刷点在哪里，这就引出了水流作用的分力与合力的问题，即水流本身还是一个矛盾统一体，即水流的分力与合力的矛盾关系。例如，河道水流不可能始终作直线运动，水流一定是弯曲的，必然具有内在力的关系。例如，我们有可能分析水流动力轴线上切线和法线方向的分力，在沿流程上相互转化的规律，河道弯曲度大小即河岸的反作用对其合力和分力变化的影响。我们对力的相互作用剖析得越细致，认识得越深刻，就越是能够利用这个矛盾，才能正确完成平原河流治河工程任务；并逐步把局部的经验性认识推向新的理论认识的水平。
目前，河床对水流的反作用表现为影响和改变水流的流场以及引起次生流。在大江大河中，水流结构十分复杂，大尺度涡流研究更少，难以应用于河道整治工程的实践中，鉴于流体力学中微观结构的运动机理一时很难弄清，从宏观上用力学理论来研究水流运动中的力学关系的途径是可取的，以此来指导我们的河道整治工作也基本上是适用的。
由于水流与河床间的分力与合力问题在弯道中最为明显，所以我们先从这里开始。为什么水流是弯曲的？这是因为即使在平坦地区上流动的河流，其直线流动方向也是最不稳定的，因此它在实际中也就是最不可能存在的。我们可以设想一条河流，在大体上同样的土壤上严格地依一条直线流动着，那么可以证明这种流动不可能持续得长久。例如由于土壤构成上的差异，水流在某个地方稍有偏移，则这种偏移在以后就会逐步加大。这是因为在那个初始弯曲的地方，水流开始作曲线运动，这样便出现了惯性离心力。在离心力的作用下，水流要压向凹入的一岸，冲刷这里，这便使初始微凹部位的凹入程度加大，于是河流弯曲的曲率加大，惯性离心力也加大，其对凹岸的冲刷作用也随之加强。也就是说，只要由于某个小扰动产生了一个初始的最小弯曲，它就会不停地增长；即初始扰动在力学正反馈机理的作用下被不断地放大和成长，也即只有弯曲型流动才具有力学的稳定性。
弯道水流在重力和惯性离心力的作用下形成横向水面坡度的同时（凹岸水面升高，凸岸水面降低），还将形成横断面上的环流运动。由惯性离心力和（重力）压强差的合力分布可知，它的上部指向凹岸，而下部指向凸岸，构成旋转力矩，使水流沿横断面产生旋转运动，这就是横向环流。弯道横向环流相对于主流而言，又称为副流。实际上，横向环流与纵向主流相结合，使弯道水流呈螺旋状水流向前流动。环流强度的大小，通常可由横向流速与纵向流速之比的绝对值来衡量。横向环流在弯顶附近充分发展后，将因向下游沿程曲率减小而衰减。另外，在河道水流中的实际环流并非总是在整个横断面上的一个单向环流（即表层水从凸岸到凹岸，底层水流则反之），有时会有一些次生环流伴随着这个单向环流出现。在目力所及的范围里，有时弯段不那么明显；当我们看不见环流、或环流不明显时，弯段延伸的长度是可以看得到的，而这个长度是分力、合力长期发生作用的结果。
此外，单向环流还可转化为两个或多个大小不一的双向环流。沿程各断面的弯道环流应该是本断面离心环流和上游断面环流传递衰减后剩余部份的综合结果（惯性离心力的方向指向水流流速线的外法线方向）。
另一方面，河道水流中泥沙浓度沿垂线分布，上部浓度小，下部大；而水沙流速度分布则恰好相反。这样在弯道环流的作用下，浓度小、流速大的表层水流连续地流向凹岸，而浓度较高、流速较小的底层水流则不断流向凸岸并爬上边滩，造成横向输沙不平衡。结果是：凹岸岸边崩坍，坍落的泥沙则由底部横向水流挟运到凸岸堆积，即凹岸受到水流侵蚀，在靠近凹岸的主流处形成深槽，侵蚀产生的泥沙经螺旋流的作用搬运到凸岸（有时是下一个河弯的凸岸），并发生沉积，因而使得凹岸不断后退，凸岸不断淤长。在一定条件，这使弯曲率不断增大，直至发生弯道的自然裁弯现象。由于凹岸的顶冲点位于河弯顶点稍偏下处，故在凹岸后退的同时，还具有下移的趋势，由此造成河道的蜿蜒蠕动。
在两个河弯相交处的直段中，由于相反环流的干扰，导致泥沙的堆积而形成浅滩。深槽和相邻浅滩之间的距离一般为直段河宽的5至7倍。曲流波长（又称河弯跨度）为直段河宽的12倍，而曲率半径为直段河宽的3倍。
环流是弯曲型河流中的一个显著标志。在弯曲河流的弯道，环流结构较为简单和明显，多呈单向环流，这可由马卡维也夫方程予以描述。在弯曲河流的过渡段，即较为顺直的河段，环流结构常常比较复杂，也不那么明显，还可能出现多层多向的环流结构；这种现象也常常出现在山区河流的推移质型河流上。由于弯道水流存在显著的螺旋流运动，使水流增强了紊动，有时还会发生水流与凸岸的分离，产生旋涡区，从而增大了水流的能量损失（明渠流大尺度紊动起源于粘滞附面层的扰动，其受到扰动后，诱导产生的波幅为有限值，它不随时间加强也不减弱，即处于中性稳定状态；这种中性稳定的粘滞附面层就是河流低频紊动产生的根源）。
由上述的描述可见，在实际的河流中水流的结构非常复杂，其水流流态可以用流场加以描述。这个流场是由流速不同、流向不同的流力线组成。它在河道沿程中随时都在变化，这是一个三维的流场。一种流体即使在一定粗细的管子里（可看为固定的岸床），当其流速达到一定大小时，总会有涡流发生。而在河道里，水流更是以涡流的方式前进的。例如测量河水流速的测速仪会出现脉动现象，特别是在靠近河底的地方，脉动现象表明水流经常改变方向，即产生涡流；河水不但沿着河道前进，同时还要从河岸流向中央。在河底附近形成的涡流会带动轻沙，使河底出现沙波。在河道水流中，其水质点移动很不规则，呈弯弯曲曲的螺旋状，并有斜向及竖向的运动，这就是紊流。流体的紊流在水流的侵蚀过程中起着很重要的作用：因为细粒物质于流体中保持着悬浮状态的搬运，就是靠紊流中向上的流动来支持颗粒的。如果不存在紊流，颗粒物质就只能贴着河底或仅能稍离河底，以滚动或拽拉方式移动。由于紊流的存在，在实际中，我们所看到的是某一深度上水质点的统计流速和统计流线。
河流或水系，经过上千万年的活动以后，其形态发生了显著改变，调整得适应于输送水流与泥沙。河流纵断面逐渐演变为向下游坡降递减的平滑河道；这一过程称作河流的均夷。这时，河流能够搬运流域所供给的全部荷载物，但再也没有能力迅速下切了，但均夷化的河道仍可侧向切割河床（即河岸）。我们目前所看到的平原河流河段可被认为都是均夷化的河道；因此从岸边工程的角度看问题，考虑二维流场便已大体够用了（在某些需要一步刷深的河道，我们可用R和S的常数或反比关系来予以把握）。
对于平面二维流场中的诸流线，可以进一步抽象成若干主要的分力与合力，一般说来，这对于分析河岸或岸边工程与水流的相互作用、相互制约及促进发展，基本上能够满足要求。下面我们先从几个具体的例子出发来阐明其意义和作用。
分力、合力在一般情况下不易看出。从表面上看来，河岸似乎是光滑的，实际上摩擦力使它的表面有无数个小豆豆，它们就像无数个小丁坝。假如你在河岸上做个小丁坝，水流马上就把丁坝底下刷深了；因为就在这里形成个分力，或者原有的这个分力加大了。于是它就使另一个分力也必然要加大，即这里的分力越加大，就愈加影响到对面。当对面的力加大之后，就在丁坝这里形成一个合力，于是这里就刷深了。丁坝越大，产生的合力就越大，它的下腮就刷得越深。因为有了丁坝，水不能顺畅地往下走，就汇合起来，水都涌到这里来，于是水面就鼓起来；丁坝越长，合力就越大，一直要长到丁坝这个方面的分力超过对岸的分力，最后它总是横着过来，水流就转到对岸去了。但在一般的平原河流里，你是做不到这一点的，例如在长江里，你不可能修一个像拦河坝那样的丁坝。而如果你能做到这一点，这里的水流就变成了缓流，这里就变成湖了。而如果丁坝足够长，到最后它总是要超过对岸的分力，当它真正超过对岸的力，就能造成一个力量使弯段提前；因为这个丁坝太长了，水到这里上不来了，就使更多的水直接过来了。这就说明了一个一般规律：凹岸的长度有一定的要求，不可能太短了，只有当它长到一定程度时，才能使水转到对岸去。否则，当它不够长的时候，水还是要回到凹岸来。
由这个例子我们可以得到很多启示：我们可以把弧型的河岸看成是由无数的平面连接而成，在每个平面上都要产生水流的作用力及对水流的反作用力，这个反作用力也和相邻的另一股来水的分力合成为一个合力，也就是说我们可以把一个河弯看成是由无数个小丁坝所组成的来加以研究；而所谓的主流线也可以看作是水流的两个主要分力形成合力的表现形式。它不仅在水平方向表现为分力、合力之间的关系，在垂直方向上亦是如此。
另外，我们经常能看到各种形式的丁坝作用（包括自然的“丁坝”）。当丁坝把受其影响范围内的水流动能汇集成一个很大的分力，在丁坝坝头的下游与丁坝影响以外水流更大的分力汇合时，形成其下游的强烈冲刷，形成大的冲刷坑。例如，单一丁坝如处于顶冲段的前部时，不仅不能将水流挑向对岸，反而增大了丁坝下腮的冲刷力，形成深坑；如荆江河段的观音矶，因为荆江数万流量所形成的分力大于由丁坝挑流作用所形成的分力，迫使水流仍旧返回本弯道的凹岸。深坑就是由这两个分力的集中冲刷点造成的。又如，当丁坝处于弯道尾端或顺直河段时，河流主泓受该弯段连续挑流作用，实际上形成了一股接近优势的分力，在这样的河段上修建丁坝能够增大这股水流对另一股水流的优势，迫使主泓提前转向对岸。如40年代杨家场粘土河岸及其丁坝，迫使长江主泓以急转弯形式冲向对岸的冲和观、祁家渊就是一个明显的事例。这种将主泓提前转向对岸的河道整治工程，如能接连运用，就可使某一弯段走向反面，由凹岸变成凸岸。再如，通过对一个河段的全线防护工程可使主流转向。一个河段的连续守护工程相当于无数个看不见的小丁坝对水流的作用，由于其连续性使丁坝的分力具有累积作用逐步使主流转向，这也是人工加强了对水流的反作用。这种方法也是有效的方法，远比单一大丁坝有利，但只能在不得已的情况下采用，因为代价太大。比如荆江郝穴河段，即从马家寨到郝穴河段的全线防护工程，就是因为这一河段的堤脚临近深泓，没有足够的宽大边滩，而迫不得已采取全线防护办法。一旦我们将其主泓南移至黄水套故道，那就用不着全线防护了。
从以上分析可见，由丁坝出发得出的分力、合力模型等效于弯道水流的纯力学模型，而且它更具有直观性和简明性，便于指导河岸工程的设计和实施，也利于与水工模型相互印证和补充。下面我们将用这种分析方法对荆江两个著名的危险河段的演变进行分析和探讨。
上荆江河道整治的主要目标在于使其两个危险河段变为安全河段。这两个河段就是沙市河段和郝穴河段。历史上，杨家场以上的公安河段曾在目前主泓的北边，那时杨家场以下的黄水套曾经为大江主泓；后来随着公安弯段向南移动；经过杨家场粘土咀控制，其挑流作用不断增加，这就加大了其中的一个分力，致使杨家场以下长江主泓不断向北摆动，黄水套进流条件逐渐恶化而成为支汊。即使如此，在1931年和1949年洪水时，还能分别通过10000个和5000个流量。历史演变的过程表明，主流在上下游的摆动方向是以杨家场为共轭点的；即主流在公安段愈向南摆，经杨家场下游主流愈向北摆动，以致形成郝穴河弯荆江大堤堤外无滩或窄滩的全线险工段的严峻形势，而黄水套这个曾经是主泓的汊道目前已被淤塞，仅在洪水时能过200-300个流量。
过去，由于没有认识这种转化规律，就眼睁睁地看着郝穴河弯由安全河段向着危险河段转化。如果当初我们懂得这个道理，将公安弯段的主泓河道从南向北移动 200-300米（即在该弯段凸岸开挖引河，加强凸岸水流分力），就可以采取较小工程，加大向黄水套进水这个分力，就可使黄水套逐年展宽加深，并使郝穴河弯逐渐淤死，黄水套故道重新恢复为主泓，可惜这一有利时机已经失去，现在必须做较大工程才可达到这一整治目标。
对于沙市河段而言，如果对其全线进行守护则工程量将非常巨大。但如在观音矶头向右开挖河道，则不论三八滩及上游如何变化，就可诱导主泓南移走三八滩南汊的新河道，相当于另一个黄水套，这样右岸这个分力便大大加强，然后可在北汊采取促淤工程，促使观音矶前淤出滩地，这样的投资要小得多。由于有分力和合力的理论，现在可以不再做模型试验了；可用工程本身做为1：1的模型，在一些小的地方，可在工程实施的过程中稍微调整一下。
水力学、河流学目前还都处于实验科学阶段，很多问题还不能用严谨的理论分析得到准确的结果，因此模型实验对这两门科学具有更重要的意义。
河流学与水力学还有不同，任何一个需要整治的河流，都是自然界存在的实例，客观上有一个1：1的原型供我们研究，这比任何人工模型都更准确、更全面地反映了河流的客观现实。河流通过其自身发展的历史，毫无保留地、全面地向我们展示出其运动的规律性。所以说研究河流的基本规律，主要依靠原型观测和分析。模型试验的主要目的，是验证我们将已经认识了的客观规律用于改造自然的效果。特别是在河流上兴建了大型的建筑物以后，改变现状较大，有可能出现一些我们还没有认识或认识不够完善的问题，特别是工程实施后预测其发展后果，模型试验可给我们以定性的启示和粗略的定量概念。
现阶段的水工和河工模型试验与现代科学中的物理化学实验是不同的，更确切地说我们应称其为模型验证。既然是验证，那么被验证的应该是根据对原型的观测和分析所得到的可以用来改造河流的规律；但如这些规律在天然河流中已被多次地验证过，它就并不一定要再用模型来验证。所以河流的规律主要靠研究河流而得到，整治的结果也往往在河流的历史演变中（包括整个河流，不限于某一段）可以找到借鉴。这是河流自身提供的，也是完全可以做得到的，这就是河流工程的一个显著特点。没有一个预先对河流规律的正确认识，盲目地相信和依靠模型试验的结果来确定整治工程，所谓“河工模型试验万岁”的观点，实践一再证明往往是错误的。由此可见，在做岸边工程调整河势时，需要分力－合力的理论进行指导。

『陆』 有没有洪水脉冲理论影响生态系统形成的实例

【摘 要】 文中阐述了水域生态系统的特点，指出河流形态多样性是生物群落多样性的基础。水利工程对于生态系统胁迫的主要原因，是由于水利工程在不同程度上造成河流形态的均一化和不连续化导致生物群落多样性的下降。最后，提出了保持生态系统健康性与完整性的技术对策要点。

【关键词】 水利工程；生态系统；胁迫；人类活动

中图分类号：TV6

文献标识码：A

文章编号：1000－0860（2003）07－0001－05

1 引 言

人类活动对于生态系统造成的不利影响，在生态学中被称为胁迫（stress）。对于河流生态系统的胁迫主要来自以下5个方面：（1）工农业及生活污染物质对河流造成污染；（2）从河流、水库中超量引水，使得河流本身流量无法满足生态用水的最低需要；（3）通过对湖泊、河流滩地的围垦挤占水域面积以及上游毁林造成水土流失，导致湖泊、河流的退化；（4）在河流的水库中，不适当地引入外来物种造成生物入侵，使乡土种消失和生态系统水平的退化；（5）水利工程对于生态系统的胁迫．本文重点讨论水利工程的影响问题。

众所周知，兴建的大量水利工程满足了人们对于供水、防洪、灌溉、发电、航运、渔业及旅游等需求，水利工程对于经济发展、社会进步的作用巨大。水利工程在生态建设方面也同样具有积极作用。通过调节水量丰枯，抵御洪涝灾害对生态系统的冲击，改善干旱与半干旱地区生态状况以及调节生态用水等方面，水利工程同样贡献巨大。

那么，“水利工程对生态系统造成胁迫”这个命题又从何谈起呢？

事物无不具有两重性。从人类幼年时代开始至今在地球上进行的大规模生产和经济活动，首推大片土地的农业垦殖及城市利用，其次是森林大规模砍伐，自工业化社会以来的温室气体排放等，都是引起全球生态系统变化的重要因素。而自远古至今兴建的水利工程是一种在流域和区域水平上对生态系统产生重大影响的事件。人类为自身的安全和经济利益，在疏导河流、整治河道、筑坝壅水等方面，不仅明显地改变着地理地貌，影响着局部气候，同时也大幅度地改变着河流自身的形态，特别是在不同程度上降低了河流形态多样性。河流形态多样性的降低的后果是严重的，它将导致水域生物群落多样性的降低，使生态系统的健康和稳定性都受到不同程度的影响。

一般认为，生态系统是指一定空间中的生物群落（动物、植物、微生物）与其环境组成的系统，其中各成员借助能量交换和物质循环形成一个有组织的功能复合体。从大类划分，生态系统首先是由非生物部分与生物部分组成。非生物部分是由无机物质组成的，包含有气象、地貌、地质、水文等条件，它是生物部分的环境，是生命支持系统。

在生态学中，具体的生物个体和群体生活地区内的生态环境称为“生境”（habitat）。在生境各个要素中，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载体，又是能量流动和物质循环的介质。生境中的主要因素称为生态因子（ecological factors）。在水域生态系统中，河流的流速、流量、水温、水深、水质以及水文周期等，都是重要的生境因子。笔者认为，河流形态也应该是重要的生态因子，需要给予高度的重视。为了分析河流形态变化的影响问题，先要讨论淡水生态系统的特点，再论述河流形态变化对生物群落多样性的影响，最后讨论保持河流生态系统健康性与完整性的技术对策要点。

2 淡水生态系统的特点

2．1 生物群落与生境的统一性

有什么样的生境就造就了什么样的生物群落，二者是不可分割的。如果说生物群落是生态系统的主体，那么，生境就是生物群落的生存条件。一个地区丰富的生境能造就丰富的生物群落，生境多样性是生物群落多样性的基础。如果生境多样性受到破坏，生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化，生物群落多样性必然会受到影响。在生境各个要素中，水又具有特殊的不可替代的重要作用。地球上不同地区的降雨量多寡，对于形成不同类型的生态系统起决定性作用。正因为如此，对应各个区域不同的降雨量，造就了森林生态系统、草原生态系统、荒漠生态系统和湿地生态系统等不同的生态系统。

2．2 生态系统结构的整体性

从生物群落内部看，整体性是生态系统结构的重要特征。一旦形成系统，其内部各要素不能被分割而孤立存在。如果硬性分开，那么分解的要素就不具备整体性的特点和功能。在一个淡水水域中，各类生物互为依存，互相制约，互相作用，形成了食物链结构。研究表明，一个生态系统的生物群落多样性越丰富，或者说食物链越复杂，形成三维的网状结构称为“食物网”，那么，这种复杂的食物网组成的生态系统比简单的直线型食物链的稳定性要高得多，其抵抗外界干扰的承载力也高得多。如果食物链（网）的某些重要环节缺省，即在生态学中称为“关键种”（keystone species）的缺省，对一个生态系统将产生重大影响。另外，从生物群落多样性角度看，一个健康的淡水生态系统，不但生物物种的种类多，而且数量比较均衡，没有哪一种物种占有优势，这就使得各物种间既能互为依存，也能互相制衡，使生态系统达到某种平衡态即稳态，这样的生态系统功能肯定是完善的。反之，如果一个淡水生态系统的生物群落内比例失调，会造成整个系统恶化。比如人们向江河湖库倾倒营养物质及有机质，水中氮、磷等物质增加，导致蓝藻加快繁殖，水中生物群落比例失调，造成水体富营养化和生态系统失衡。

淡水生态系统还具有明显的分层现象（stratifica－tion），显示其空间结构的有序性。形成层状结构的根本原因是对于太阳光的利用程度。淡水动物的分层现象表现为在水的表层聚集着浮游生物，中间是鱼类和浮游动物的生存空间，在底层的污泥中生活着细菌等微生物，其结构有序而协调。

2．3 自我调控和自我修复功能

淡水生态系统结构的另一个重要特征是具有自我调控和自我修复功能。在长期的进化过程中，形成了同种生物种群间、异种生物种群间在数量上的调控，保持着一种协调关系。在生物群落与生境之间是一种物质、能量的供需关系，在长期的进化过程中也形成了相互间的适应能力。比如淡水周边的湿地生物群落，需要适应干旱与洪涝两种生境的交替变化，形成了湿地植物既耐旱又耐涝的特征。水体自我修复能力，也是淡水生态系统自我调控能力的一种。在外界干扰条件下，通过自我修复，保持水体的洁净。由于具有这种自我调控和自我修复能力，才使淡水生态系统具有相对的稳定性。

所谓稳定性具有两层含意，一是指对于外界干扰的适应力或称为弹性，二是在受到干扰后回到原平衡态的恢复能力。需要指出的是，生态系统的稳定性是相对的，其适应性也是有限的。所谓弹性限度也就是淡水生态系统对外界干扰的承载力。当超过某一个弹性限度，生态系统将出现一种不断远离平衡点的正反馈，加快系统失稳，常以爆发的方式导致系统的全面恶化。

综上所述，一个稳定的淡水生态系统，是一个生物群落多样性丰富的系统，是一个食物链（网）结构复杂而完善的系统，是一个物质循环、能量流动及物种流动通畅的系统。

3 河流形态多样性是生物群落多样性的基础

生物群落与生境的统一性是生态系统的基本特征。在流域生态系统的各种生境因素中，河流形态多样性是流域生态系统最重要生态因子之一。河流形态多样性及与生物群落多样性的关系可以归纳为以下5个方面。

3．1 水—陆两相和水—气两相的联系紧密性

与湖泊相对照，河流是一个流动的生态系统。河流与周围的陆地有更多的联系，水—陆两相（two－phase）联系紧密，是相对开放的生态系统。水域与陆地间过渡带是两种生境交汇的地方，由于异质性高，使得生物群落多样性的水平高，适于多种生物生长，优于陆地或单纯水域。在水陆联结处的湿地，聚集着水禽、鱼类、两栖动物和鸟类等大量动物。而植物就有沉水植物、挺水植物和陆生植物以层状结构分布。另外，河流又是联结陆地与海洋的纽带，河口三角洲是滨海盐生沼泽湿地。

由于河流中水体流动，水深又往往比湖水浅，与大气接触面积大，所以河流水体含有较丰富的氧气，是一种联系紧密的水—气两相结构．特别在急流、跌水和瀑布河段，曝气作用更为明显。

3．2 上中下游的生境异质性

我国的大江大河多发源于高原，流经高山峡谷和丘陵盆地，穿过冲积平原到达宽阔的河口。上中下游所流经地区的气象、水文、地貌和地质条件有很大差异。以长江为例，长江流域地势西高东低呈现三大台阶状。长江流域内的地貌类型众多，据统计，流域的山地、高原面积占全流域的71．4％，丘陵占13．3％，平原占11．3％，河流、湖泊等水面占4％，形成峡谷型河段、丘陵型河段及平原型河段。与长江干流相连的湖泊众多。长江流域为典型亚热带季风气候，流域辽阔，地理环境复杂，各地气候差异很大，且高原峡谷河流两岸常有立体气候特征。流域内形成了急流、瀑布、跌水、缓流等不同的流态。

河流上中下游由多种异质性很强的生态因子描述的生境，形成了极为丰富的流域生境多样化条件，这种条件对于生物群落的性质、优势种和种群密度以及微生物的作用都产生重大影响。在生态系统长期的发展过程中，形成了河流沿线各具特色的生物群落，形成了丰富的河流生态系统。仍以长江流域为例，流域大部分处于中亚热带植被区，介于暖温带和南亚热带之间，并有青藏高原高寒植物和垂直地带性植物，种类极为丰富。在我国植物3980个属、近3万种种子植物中，长江流域的植物分别占属的2／3和种的1／2。长江流域在世界大陆动物区系中，分属古北界青藏区、东洋界西南区和东洋界华中区三大区。生活着白唇鹿、藏羚、野牦牛、麋鹿、猕猴、华南虎、石貂以及大鲵、丹顶鹤等多种动物。珍稀动物就有大熊猫、白暨豚、朱

『柒』 怎样分辨河道中的深坑与浅滩

在河道中间的草丛插眼，不过我建议多打河蟹，有河蟹能很好的察觉对方打野的入侵和抓人

『捌』 为什么河段水深增加，浅滩暗礁消失，河流流速会减缓

从河面与河底的距离变化去考虑。
浅滩本来就是在河水较浅时才有的，所以才叫“浅滩”。河水深了，水面到水底的距离大了，就不存在浅滩了。
礁石也一样。河水浅时，河底的礁石与水面距离小，吃水深的船只就容易触到河底的礁石。河水深了，水面到水底的距离大了，浮在水面的船只被河水抬升，即使是吃水深的船只也不容易触到礁石，就相当于礁石消失了。
河流中水流的流速与河流截面积有关。河水越深，河床截面积越大，在河流的流量（单位时间内流过的水量）一定的条件下，流速自然就小了。
好比一条公路，要求每分钟必须通过10辆车，如果路很窄，一次只能通过一辆车，每辆车在通过时，就必须以6秒钟一辆的速度通过，车速当然就要很快才行。而如果路很宽，可以一次并排通过5辆车，那每辆车只要在30秒钟内通过就可以了，车速就没必要那么快了。