長江安徽段泥砂淤積與湖流變化

長江安徽段泥砂淤積與湖流變化

0上升式階梯形長江安徽段全長約205公里。河床由一系列近南北向的河段與北東東向河段相接,呈上升式階梯形狀,總體走向北東向。本文利用1954～2001年航衛(wèi)片遙感數(shù)據(jù),對長江安徽段泥砂淤積現(xiàn)狀和沿岸湖泊變化(尤其對人為圍墾情況)進(jìn)行了調(diào)查與監(jiān)測,其結(jié)果可為長江水患防治及環(huán)境治理提供科學(xué)依據(jù)。1河道淤高及區(qū)域差異根據(jù)河道發(fā)育的形態(tài),按13個(gè)河段(型)闡述泥沙淤積現(xiàn)狀以及沿湖泊濕地的圍墾特征。(1)段窯—匯口河段。該河段上自江西省湖口縣鎖江樓,下至安徽省宿松縣匯口,長約32km。河段首尾束窄,河寬約1.2km;中段有一沙洲稱張家洲(陳家洲),向左(以面向下游定向)分出一較窄汊江,使河段整體展寬,最大寬度達(dá)8.0km之多,主泓在江西。段內(nèi)由于拋石護(hù)岸和建有6座丁壩,自1992起,汊江內(nèi)分流比明顯減少,張家洲不斷向北淤漲,據(jù)2001年ETM圖像顯示,現(xiàn)張家洲洲頭因淤積上提1200m,左緣向北淤長13km,最寬處達(dá)1100m。因淤積形成的淺灘使汊江彎曲度增加,過水?dāng)嗝鎸挾葴p少到400～500m。(2)匯口—小孤山河段。該河段上起八里江口下至小孤山,長約31.3km,屬首尾束窄、中間展寬的順直微彎分汊型河道。由于自1934年開始相繼出現(xiàn)的上、下三號洲不斷淤積變大,造成分流比的改變,使上三號洲左汊分流比由1960年的16.34%減少到1997年的1.7%。1998年枯水期該處曾斷流。據(jù)2001年的ETM圖像顯示,目前上三號洲左汊進(jìn)口和出口河段的河寬仍在逐年縮窄,河床繼續(xù)抬高,比1959年已淤高21.7m。小孤山一帶河道淤積已轉(zhuǎn)至右岸江西彭澤。(3)小孤山—華陽河口河段。該河段上起小孤山,下迄華陽河口,長約30km,為首尾束窄,中間向左展寬的彎曲分汊型河道(為汊江),主泓在江西彭澤。汊江右側(cè)為擱排洲(棉船洲),由于淤積,1959～1987年間擱排洲洲頭上提630m,左移550m。據(jù)1987～2001年間的TM圖像顯示,1987年以后,擱排洲左緣不斷向北淤長,至1998年最大淤寬已達(dá)500～600m。另外,汊江內(nèi)楊灣閘出口上下自20世紀(jì)50年代中期開始,逐漸淤積形成了一個(gè)長5.5km、寬0.7km的新沙洲,定名為鐵沙洲。左汊江的北岸帶相對于擱排洲洲頭位置,也在不斷向南淤長,1959～1992年,年均淤寬100m。據(jù)2001～2002年衛(wèi)星圖像解譯,在擱排洲右側(cè),主汊河道內(nèi)又出現(xiàn)了一個(gè)長約3km、寬0.5km的新沙洲。(4)華陽河口—吉陽磯。該河段上起華陽河口,下至吉陽磯,全長約32.5km。河道首尾河寬分別為1100m和800m,中部展寬段約4.5km,為順直分汊型河道。分汊段內(nèi)有天心洲、新長洲、玉帶洲及棉花洲縱列江中,將水流分為左、中、右3股。由于主泓不穩(wěn),河道內(nèi)沖淤變化大。衛(wèi)星圖像顯示,棉花洲自20世紀(jì)80年代以來,洲頭淤長迅速,平均年淤長250m,至1997年已上提3km。由于主流右側(cè)的左汊分流比減少,東興圩一帶的岸灘也產(chǎn)生了淤積。另外,據(jù)近期衛(wèi)星圖像顯示,在棉花洲洲頭以上的主流河道內(nèi),又淤積形成了一長3km、寬1km的新沙洲。該沙洲的洲尾又有3～4個(gè)面積約0.2～0.3km2不等的小沙洲在淤長,并與上游新的大洲有合并之勢。(5)吉陽磯—皖河口河段。該河段上起吉陽磯下迄皖河口,全長約27.6km,為首尾束窄中部向左展寬的鵝頭型多汊河道。首尾河寬分別為1.3km和1.5km,中間最大展寬達(dá)10.0km。其間有復(fù)生洲、清潔洲、新長洲和官洲,將水流分為左汊(東江)、中汊(新中汊)和右汊(南夾江)3汊,目前左汊為主航道。由于河道內(nèi)淤積變化大,自1979年官洲(培文洲)左汊實(shí)行人工堵汊后與江岸連接,自官洲頭以上至皖河農(nóng)場雙河閘長約5km的岸坡普遍淤積,平均淤寬5～10m,最大淤高15～20m,這在不同時(shí)期的衛(wèi)星圖像上顯示極為清晰。官洲與清節(jié)洲之間汊江(主汊)因清節(jié)洲不斷向北淤積擴(kuò)展而變窄。衛(wèi)星圖像顯示,清節(jié)洲洲頭現(xiàn)已上提約2km,向北拓展約1.5km,洲長達(dá)7km。長江主河道右岸,復(fù)生洲與右岸之間的汊江因淤積方向指向下游,使余棚洲洲尾正在向下游延伸。(6)皖河口—前江口(安慶河段)。安慶河段上自皖河口下至前江口,全長約25km,為首尾束窄中間寬的微彎分汊型河道。該河段內(nèi)自1865年開始,在安慶市下游淤積形成江心洲。衛(wèi)星圖像顯示,1976年后在江心洲左汊中上部又淤積形成了一個(gè)心灘,至1997年該心灘已發(fā)展成為長約5km、寬約2km、高程達(dá)10.9m的相對穩(wěn)定心灘。江心洲右側(cè)汊江基本不能行船。近期圖像顯示,汊江右岸新河口一帶的岸帶正在向北淤長,已經(jīng)形成長約5km、最寬處達(dá)1km的淺灘。(7)前江口—新開溝(太子磯河段)。該河段上起前江口下至新開溝,全長約25.12km。近百年來,河段內(nèi)河勢無大變化。但2002年衛(wèi)星圖像顯示,樅陽鐵銅洲右側(cè)的主汊內(nèi),已淤積形成2個(gè)新沙洲,其中一個(gè)的洲頭長約3km、寬約1km,洲尾長約1.5km、寬約0.6km。另外,在鐵銅洲左汊江出口處的方家墩至大砥含一帶的岸帶,也淤積成一個(gè)長約4km的岸灘,向主汊擴(kuò)展最寬處已達(dá)0.5km。(8)新開溝—下江口(貴池河段)。貴池河段上自新開溝,下迄下江口,全長22.5km,為一首尾束窄中間寬的多汊型河道,首尾束窄處河寬約1.5km,最大展寬段達(dá)9.0km。20世紀(jì)70年代,河段內(nèi)烏落洲出水,20世紀(jì)80年代初,烏落洲與鳳凰洲頭及右岸的淺灘淤積連為一體,淤高在50年代的基礎(chǔ)上,上升12.44m。近期衛(wèi)星圖像顯示,鳳凰洲洲頭(烏落洲)已上提3km、最寬處達(dá)2km。另外,長沙洲右緣邊灘已向南淤寬0.6km、長約5km;左側(cè)的新生洲也有向右緣淤長之勢,而三百丈至殷家溝岸灘自20世紀(jì)80年代開始,產(chǎn)生淤積,現(xiàn)已向南淤寬0.5km、長度達(dá)5km。與此同時(shí),汊江內(nèi)又有一面積約0.2km2的新沙洲在形成。(9)下江口—羊山磯(大通河段)。大通河段上起下江口,下迄羊山磯,全長21.3km,為首尾束窄、中段以下逐漸放寬的微彎分汊型河道。首尾河寬分別為1.8km和1.1km,最大展寬處為3.7km。近期衛(wèi)星圖像顯示,河段內(nèi)淤積趨勢較明顯,主要表現(xiàn)在和悅洲上游的小鐵板洲的洲頭已上提約2.5km,洲右緣向南側(cè)淤長了約0.6km。(10)羊山磯—獲港(銅陵河段)。該河段上起羊山磯,下迄獲港鎮(zhèn),全長55km,為首尾窄深單一、中間向左展寬的鵝頭型多分汊河道。受20世紀(jì)90年代連續(xù)3a大洪水的影響,成德洲右緣淤長2km、淤寬最大達(dá)250m;而洲的左緣中下部邊灘,自20世紀(jì)60年代后又淤長出一個(gè)新生洲,現(xiàn)洲長近6km,最寬處已近700m,由于淤積,已使成德洲洲頭上提1.7km。早在20世紀(jì)50年代,在成德洲洲尾右緣下方,已有一個(gè)沙洲出水,后不斷淤長擴(kuò)大,現(xiàn)已獨(dú)立為一個(gè)新沙洲。河段以下,在太白洲和太陽洲之間,由于1992年堵汊,不但使太白洲左側(cè)汊江逐漸淤淺,而且使銅陵沙不斷向北淤長。另外,太陽洲洲尾的隆興洲岸灘也在向主泓方向淤長。(11)荻港鎮(zhèn)—三山河河口(黑沙洲河段)。該河段上自荻港鎮(zhèn),下至三山河口,全長33.23km。據(jù)衛(wèi)星圖像顯示,天然洲因淤積,左緣正在向北淤長,寬度達(dá)2.5km,洲頭上提500m。遙感圖像解譯及野外調(diào)查證實(shí),無為縣白茆鎮(zhèn)的三壟,1964年發(fā)生大窩崩后用拋石、沉柳等措施治理,現(xiàn)在,在原窩崩處,在沿岸帶已淤積長約11km,寬750m的淺灘。另外,野外調(diào)查發(fā)現(xiàn),在復(fù)興—姚王廟一帶的岸灘,也已淤積長約12.5km,寬約700m的淺灘。(12)三山河口—東、西梁山(蕪湖河段)。該河段上起三山河口下至東、西梁山,全長43km。淤積主要表現(xiàn)在繁昌縣小洲至蕪湖的澛港,岸灘淤積不斷向北擴(kuò)展,現(xiàn)寬度至少有1.5km左右,淤灘高程已高出平水期江水位約0.3～0.5m左右。三山河口的江段內(nèi),原鯽魚蝦洲在1986年消失后,在其右緣下方現(xiàn)已淤長成一個(gè)新的潛洲,高程已達(dá)3.9m,面積達(dá)3.5km2,洲尾有向下游淤長之勢。其下游則在蕪湖市北的曹姑洲,受四福山回流影響,在曹姑洲東側(cè)已淤長了一處長約1km、寬約500m新沙洲。另外,蕪湖市的一些工程,如長江大橋和火車輪渡碼頭,對下游岸帶也產(chǎn)生了一些窄條狀的淤積帶。(13)東西梁山—慈姆山(馬鞍山河段)。該河段上起蕪湖河段,下接銅井,上下兩端分別有東西梁山及慈姆山、斗山兩組控制節(jié)點(diǎn),全長36km,為兩端束窄、中間展寬的順直分汊型河段。段內(nèi)主要淤積點(diǎn)有兩處,其一在馬鞍山市的港口一帶,由于小黃洲洲頭下挫,主汊和支汊分流比改變,造成馬鞍山薛家凹至電廠一線的岸灘形成一淤積淺灘,現(xiàn)淺灘長約3km、寬約400～500m,港口碼頭不能再使用;其二是小黃洲尾至下游新生洲洲頭(江蘇境內(nèi)),由于小黃洲尾下挫和新生洲洲頭上提,在兩洲之間已淤積成一條5m寬的沙埂,導(dǎo)致馬—和輪渡在運(yùn)營時(shí)不得不深挖河槽或繞道行駛。長江安徽段泥沙淤積現(xiàn)狀遙感解譯結(jié)果如圖1所示。2湖口—泥沙淤積厚度的推算根據(jù)馬鞍山、銅陵、安慶及繁昌等處河槽斷面水下地形圖資料,采用平灘河槽斷面地形對比法計(jì)算出湖口—馬鞍山段1966～1998年間泥沙沖淤平均厚度約為59.07cm,淤積速率為1.79cm/a。需要說明的是,這一速率只是粗略計(jì)算,并不能完全代表全河段的淤積情況。3長江兩側(cè)保護(hù)片區(qū)重點(diǎn)公園長江安徽段沿江湖泊主要有銅陵以西的6大湖區(qū)和馬鞍山、宣城市的石臼湖、南漪湖等。分布在長江北岸的有華陽湖群(包括龍感湖、大官湖、黃湖、泊湖等)、武昌湖(包括青草湖)、菜子湖(包括白兔湖、嬉子湖、破崗湖、石塘湖)、白蕩湖及陳瑤湖(包括楓沙湖、竹絲湖)等5大湖區(qū);長江南岸的有黃湓湖區(qū)(包括升金湖、大青湖、七里湖等)、石臼湖及南漪湖。湖面較為廣闊,水生資源豐富,歷來都是安徽省的重要水產(chǎn)基地之一。3.1長江兩岸湖泊的立地條件分析長江安徽段湖泊在地理位置上,絕大多數(shù)依山面江,處于山前沖洪積傾斜平原與沿江近代沖積平原的交接部位。入湖河流都在靠山一側(cè),溝谷縱橫,湖灣水汊交織,岸線曲折,形如馬蹄狀,而臨江的湖岸,由于在人類長期經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和江水反復(fù)沖淤作用下,已有相當(dāng)多的天然湖岸改造成了人工湖岸,岸坡較陡,岸線順直或渾園。長江兩岸湖泊多具水體淺、湖岸平坦、灘涂沼澤多的特點(diǎn),平均水深不足2m,有些地段僅1m左右,均屬于淺水湖泊。湖泊灘地主要分布于入湖河流的河口,每年洪水季節(jié),由于上游水土流失嚴(yán)重,攜帶泥沙在入湖河口處迅速淤積,泥沙不斷淤積,湖灘地逐年擴(kuò)大,水面不斷縮小,其中尤以菜子湖群最為突出。長江安徽段湖泊基本特征如表1所示。3.2圍墾后湖泊的危害據(jù)不同時(shí)期的遙感圖像顯示,長江安徽段的湖泊從20世紀(jì)50年代開始,就進(jìn)行過大規(guī)模的圍墾,原先的大湖變成了小湖,許多小湖現(xiàn)已不復(fù)存在(如巢湖南面的白湖)。武昌湖、菜子湖、白蕩湖、石臼湖及南漪湖等均有不同程度的圍墾。由于淤積及人為圍墾,大大降低了湖泊的攔洪調(diào)蓄功能。衛(wèi)星圖像也清晰地顯示,每年上游水土流失,入湖河流攜帶的大量泥沙在河口處淤積,造成汛期湖泊泄洪嚴(yán)重受阻,水生植物受到破壞,湖水受到污染。20世紀(jì)50年代航片和近期衛(wèi)星圖像所顯示的長江安徽段湖泊圍墾特征如表2所示。(1)破壞涉離動(dòng)物棲息。表2顯示,20世紀(jì)50～90年代沿江湖泊圍墾已達(dá)1302.53km2,占原湖泊總面積的46.49%,少數(shù)湖泊幾乎全部開墾為農(nóng)田,如廬江的白湖原面積為152.0km2,經(jīng)圍墾后改為白湖農(nóng)場;當(dāng)涂的丹陽湖原面積為29.33km2,現(xiàn)也幾乎蕩然無存。湖泊圍墾首先是湖泊沼澤和灘涂遭到破壞,而這些地方原本是涉禽動(dòng)物的重要棲息地,造成涉禽動(dòng)物遠(yuǎn)離他鄉(xiāng)。同時(shí),圍墾后農(nóng)業(yè)生產(chǎn)直接導(dǎo)致濕地野生植物數(shù)量的減少和野生動(dòng)物棲息環(huán)境的破壞,部分湖泊經(jīng)歷圍湖造田和退田還湖的變遷。還湖后,湖水面積雖然有所恢復(fù),但濕地生態(tài)系統(tǒng)已發(fā)生了不可逆轉(zhuǎn)的變化,濕地植被已面目全非,極大地影響了動(dòng)物的棲息和繁衍。另外,由于原來濕地豐富的沼澤植被和水域植被被單一的農(nóng)作物所取代,食物鏈結(jié)構(gòu)簡單化,生態(tài)系統(tǒng)趨于脆弱。(2)攔洪調(diào)蓄功能下降。湖泊圍墾降低了湖泊的蓄積能力,導(dǎo)致水文狀況發(fā)生變化。由于圍墾,尤其是入湖河口泥砂沉積區(qū)的圍墾,使洪水不能順利下泄,造成河床普遍淤高,如發(fā)源于大別山流入菜子湖的大沙河和皖河,出山口以后部分河段的河底均高于兩岸地面1～2m,成為地上懸河。又如入南漪湖的水陽江、郎川河也都淤積嚴(yán)重,迫使湖泊蓄水量減少0.5～0.8億m3。由于沿江湖泊的人為圍墾,汛期調(diào)節(jié)徑流攔蓄功能的作用減小,從而使長江汛期洪水位抬高,高水位持續(xù)時(shí)間長,河床淤積速度加快,洪水對江堤的威脅越來越嚴(yán)重。(3)加速湖泊的消亡和污染。自然界的湖泊,有其自身發(fā)生、發(fā)展、衰老和消亡的必然過程。在湖泊形成的初始階段,水體中的營養(yǎng)物質(zhì)甚少,但隨著湖泊水體不斷與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換,從湖體外部輸入的營養(yǎng)物質(zhì),除部分被水生植物吸收和湖水流出帶走外,剩余部分就積蓄于湖泊水域中,使水域中營養(yǎng)物質(zhì)濃度逐漸升高,水質(zhì)變“肥”。一般情況下,湖泊由貧營養(yǎng)→中營養(yǎng)→富營養(yǎng)的自然過程極其緩慢,而以人類活動(dòng)造成的湖泊富營養(yǎng)化則進(jìn)程迅速,經(jīng)幾十年甚至幾年就可完成?；兽r(nóng)藥和除草劑的使用,在帶來農(nóng)業(yè)豐收的同時(shí),也使農(nóng)業(yè)污染越來越嚴(yán)重。由于農(nóng)業(yè)污染面源通常缺少林地的凈化,污染物質(zhì)隨流水直接注入湖泊,導(dǎo)致湖泊富營養(yǎng)化加劇。與此同時(shí),嚴(yán)重的水土流失也直接導(dǎo)致湖泊的萎縮和湖床、河床的抬高,并導(dǎo)致洪水泛濫。安徽長江段兩岸原來林木蔥蘢,綠草如茵,可是到20世紀(jì)80年代末,因?yàn)E伐森林、毀林開荒,生態(tài)環(huán)境急劇惡化,水土流失嚴(yán)重。潛水、皖河等主要長江支流,泊湖、武昌湖及升金湖等主要沿江湖泊,河床和湖底均抬高1m以上,40多年來,南漪湖的泥沙總量達(dá)330萬m3。泥沙淤積加快了湖泊沼澤化進(jìn)程,沼澤化進(jìn)程的結(jié)果又使挺水