（水利工程专业论文）淮河入江水道生态综合评价与治理对策研究.pdf

奠要 摘要 由于流域是一个完整独立的生态系统，这个系统又是由不同的生态系统组成 的，而系统中水量和水质的任何变化都会影响和改变其生态环境结构和功能，因 此，流域水量和水质与生态环境是密不可分的。人类活动引起的河流径流情况的 改变导致了河流水环境质量恶化和生态系统衰退，引出一系列水生态环境问题的 探讨。 本文从生态性河道的基本概念研究出发，总结出具有一定代表性的生态河道 的概念，并明确其内涵及其特征，在此基础上，概括分析生态河道综合评价所包 含的内容，并分析各自的影响因素。从生态河道的实际情况出发，研究生态河道 综合评价指标的选定原则。按照这些原则，根据淮河入江水道的具体特点，建立 一套淮河入江水道生态综合评价指标体系。在此基础上，利用层次模糊综合评价 法，从水量安全性评价、结构稳定性评价、景观适宜性评价、生态健康性评价、 生态安全性评价以及总体评价等方面，对淮河入江水道的生态状况进行综合评 价。通过评价，淮河入江水道沿线生态状况总体处于良好状态，但是也存在一些 河岸崩坍、植被死亡率高、污染严重、人为干扰严重等问题。针对这些问题，提 出了淮河入江水道沿线生态治理的对策措施。 关键词：生态治理，对策，层次模糊综合评价，淮河入江水道 a b s t r a c t d r a i n a g eb a s i ni s a ni n t a c ta n di n d e p e n d e n ts y s t e mt h a ti s c o m p o s e do f d i f f e r e n te c o l o g i c a ls y s t e m s a n yc h a n g e si nw a t e rq u a l i t ya n dq u a n t i t yo fd r a i n a g e b a s i ns y s t e mh a v ee f f e c t so nt h ee c o e n v i r o n m e n t a ls t r u c 眦a n df u n c t i o n s ow a t e r q u a l i t ya n dq u a n t i t yo fd r a i n a g eb a s i na r ec l o s e l yc o n n e c t e dw i t he c o - e n v i r o n m e n t w a t e re n v i r o n m e n td e t e r i o r a t i o na n de c o - e n v i r o n m e n ts y s t e md e g r a d a t i o n , w h i c hw a s c a u s e db yr u n - o f fc h a n g e sb e c a u s eo fh u m a na c t i v i t i e s ，h a v ea r o u s e das e r i e so f r e s e a r c ho nf i v e re c o - e n v i r o n m e n t a ls y s t e m o nt h eb a s i so fr e s e a r c ho nr i v e r e c o l o g i c a ls y s t e m ，w e c a ng e ts o m e r e p r e s e n t a t i v ec o n c e p t sa b o u te c o l o g i c a lr i v e rs y s t e m i ti se a s yt od e f i n i t u d et h e i r c o n n o t a t i o na n di t sc h a r a c t e r i s t i c s ，a n df u r t h e r m o r e ，c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o no f e c o l o g i c a lr i v e ri ss y n o p t i c a l l ya n a l y z e da sw e l la sr e s p e c t i v ei n f l u e n t i a lf a c t o r s r i v e r e c o l o g i c a ls y s t e mp r i n c i p l ei ss t u d i e di no r d e rt ob u i l du pas e to fc o m p r e h e n s i v e i n d e x e ss y s t e mm o d e lo ff i v e re c o e n v i r o n m e n ts y s t e me v a l u a t i o n i ti sn e c e s s a r yt o i n v e s t i g a t er i v e re c o e n v i r o n m e n ts t n j c t u r e ，c o m m e n ts t r u c t u r e ，i n d e x e ss t a n d a r da n d s u b j e c t i o n ，s oa c c o r d i n gt ot h ec h a r a c t e r i s t i c so f r i v e re c o l o g i c a ls y s t e m ，i t sd o a b l et o c h o o s eh i e r a r c h i c a lf u z z ys y n t h e s i se v a l u a t i o nm e t h o da sc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n m e t h o do fr i v e re c o l o g i c a ls y s t e m t h ee v a l u a t i o np r o v e dt h a th w a i h er i v e rr i n gi n g o o ds t a t ew h i l et h e r ea r es o m ep r o b l e m se x i s t i n ga l o n gt h el i n eb e f o r ee s t u a r ys u c ha s e a r t hs l o p ec o l l a p s e ，h i g hp l a n td e a t hr a t e ，s e v e r ep o l l u t i o na n ds e r i o n sa r t i f i c i a l d i s t u r b a n c e m e a n w h i l e , s o m ec o r r e s p o n d i n g m e a s b l r e sa r e p u t f o r w a r df o r e n v i r o n m e n t a lt r e a t m e n to f h w a i h er i v e r e s t u a r y k e yw o r d s ：e c o l o g i cr e s t o r a t i o n ，c o u n t e r m e a s u r e s ，a h p ，f u z z y , h w a i h er i v e re s t u a r y i i 学位论文独创性声明： 本人所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工 作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示了谢意。如不实，本人负全部责任。 论文作者( 签名) ： 学位论文使用授权说明： 。7 年眵月9 日 河海大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术 期刊( 光盘版) 电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件或 电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子 文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外， 允许论文被查阅和借阅。论文全部或部分内容的公布( 包括刊登) 授权 河海大学研究生院办理。 论文作者c ：鲜，户l , q 。1 日 论文作者( 签名) ： ! 壁竺2 竖，诈【1 日 第一章绪论 1 1 研究背景 第一章绪论 传统水利工程学研究的是如何开发利用水资源以及如何完成对河流改造和 水流控制。至今，全世界的水利水电工程建设中有大约6 0 的河流经过了人工 改造，包括筑坝、河道渠道化、裁弯取直等。一些水利水电工程在发挥显著经济， 社会效益的同时，也对生态与环境产生了一些不同程度的负面影响。可以想象得 到数百年河流的人工变化超过了数万年的自然演进导致的后果，它不仅改变了河 流的地貌学特征，还会导致严重的生态问题。随着全社会对生态与环境问题的广 泛关注，水利工程建设面临着生态制约和环境保护挑战【1 1 。 西方国家很早以前就注意到要搞好水土保持以及水环境改良等生态环境建 设问题，比如说美国的河流生态保护工作，该工作从2 0 世纪5 0 年代开始主要以 水质恢复为重点，到8 0 年代初期转入建设小型河流的生态恢复工程，到8 0 年代末 期进入以单一物种恢复为标志的大型河流恢复行动，9 0 年代开始规划流域尺度 的河流生态整体恢复工程。鉴于历史上和国内外的经验教训，目前人们已经认识 到，我国河流保护工作应当把河流保护工作的重点从单纯改善水质到恢复河流生 态系统，治河不应孤立地处理河道里的水体，而要综合恢复整个河流的生态系统， 促进其健康和具有可持续性的生命活力。要承认水利工程对河流生态系统造成了 胁迫。对于已建工程，应加强生态监测和调研，严重退化的生态系统采取“自然 化”的恢复措施；对于新建工程，在规划、设计阶段应增加河流生态学的研究， 重视与生态系统的协调，兼顾生态系统健康、生物栖息地建设，避免再走弯路【l 】。 1 2 国内外河道生态治理现状 自然河道的各类地貌类型是自然流水过程长期作用的结果，其结构和形态都 与自然河流水文过程相适应。河道整治应该积极顺应河流自然过程，积极保护、 并借鉴利用河流自然形成的各种地貌结构。对于那些已经被大规模防洪排水工程 破坏了的自然河道，国外许多国家已经充分认识到弊病和隐患所在，开始大力推 广自然河道恢复、生态治理与工程措施的结合。 从上个世纪的7 0 年代起，一些城市化程度很高的发达国家，如欧美、日本 一些国家，开始重视对城市河流的保护，并着手对部分已经被破坏的城市河流进 行生态恢复。他们将部分已经被破坏的城市河流逐渐地进行回归自然的修复，在 充分利用自然河道的地形、地貌的基础上，建立起阳光、植物、生物、土壤、堤 河海犬学工程硕士学位论文 体之间和谐共存的城市河流生态系统，并大力地建设城市生态河堤，还河流以空 间，构筑近、亲水的城市滨水空间景观等。这些国家在河流环境综合整治中，广 弛采用了“多自然型河流”的建设方法。这种方法是把水边作为多种生物生息空 舾j 的核心，并把河流建设成尽量接近于自然的形态，即把自然河流的状况作为样 本，在确保防洪安全的基础上，努力创造出具有丰富自然的水边环境，恢复城市 m 流的自然生态和环境功能。其核心是尽力恢复城市河流的生物多样性的特性。 瑞士、德国等国家于8 0 年代末提出了全新的“亲近自然河流”概念和“自 然型护岸”技术。据有关资料介绍，欧洲的m e l k 流域经过近自然治理后，每 自米河段的鱼类个体数量、生物量从治理前的1 5 0 个、1 9 虹提高到治理后的4 1 0 个，5 5 k g 2 j 。 德国莱茵河1 9 9 3 年和1 9 9 5 年两次洪灾，主要原因是由于莱茵河流域生态遭 剑破坏，莱茵河的水泥堤岸限制了水向沿河堤岸渗透所致。因此，德国现正进行 河流回归自然的改造，将水泥堤岸改为生态河堤，重新恢复河流两岸储水湿润带， 并对流域内支流实麓裁直变弯的措施，延长洪水在支流的停留时间，减低主河道 洪峰量。 英国1 9 6 4 年开始对泰晤士河进行治理。通过立法，控制工业废水和生活污 水徘放，重建和延长了伦敦下水道，建设了4 5 3 座污水处理厂，形成了完整的城 市污水处理系统，每天处理9 4 4 亿加仑污水，使排入河流废水由污水变成清水。 3 f ) 年来，泰晤士河的污染已减少9 0 ，河水逐渐变情，水质明显改善，水生生物 数量不断增加，1 9 7 9 年已有1 0 4 种鱼类在河中畅游，成群水鸟在河面上飞翔觅 食。泰晤士河重新成为伦敦一道风景线【3 】。 日本1 9 6 5 年以后针对因城市化急剧发展围绕河流引起的问题开展了新的河 流治理。特别是7 0 年代以来，由于连续遭受三次大的水灾，于1 9 7 7 年6 月开始 推行“城市综合治水对策”。为解决城市化增加的雨水径流，既采用传统的工程 措施，也实施了许多现地贮留、渗透、多目的治水绿地、地下大型贮留池、地下 河等新型治水措施。恢复流域在开发过程中丧失了的保水、游水机能，并减少发 生泛滥时的受害损失。日本在9 0 年代初就开展了“创造多自然型河川计划”，1 9 9 1 年开始推行重视创造变化水边环境的河道施工方法，即“多自然型河道建设”。 仅在1 9 9 1 年，全国就有6 0 0 多处试验工程。日本建设省推进的第九次治水五年 计划中，将对5 7 0 0 公里河流采用多自然型河流治理法，其中2 3 0 0 公里为植物堤 岸，1 4 0 0 公里为石头及木材护底的自然河堤。2 0 0 0 公里不得已使用的混凝土， 都将按“多自然型护堤法”进行改造，覆盖土壤，并种植植被。实践表明，该技 术有效地促进了地下水的渗透和水的良性循环，提高了水边环境的自然净化功能 2 第一章绪论 【4 l 。 美国的南佛罗里达州在7 0 年代修建了很多人工河道，但逐渐发现周围湿地 越来越干，生物多样性也急剧减少，进入9 0 年代开始改造，目前已恢复曲流河 道的状态。著名的洛杉矾河也正在拆除衬砌嘲。 北美洲最大河流密西西比河是用系统工程整治江河的突出例子。密西西比河 长6 2 6 2 公里，平均年径流量5 8 0 0 亿立方米，流域面积3 2 2 万平方公里，是世界 第四大河。流域内居住美国约一半人口，上游有3 4 万平方公里在加拿大。1 0 0 多年前，美国开始研究整治密西西比河。1 9 2 8 年5 月，国会通过密西西比河防 洪法令，由密西西比河委员会提出以防洪为主，兼顾航运、发电、灌溉等综合治 理方案。防洪措施包括堤防、分洪道、河道整治、支流水库。密西西比河干支流 共有堤防7 8 6 0 公里，其中干流堤防3 5 4 0 公里，经过长期的修建和加固，可防御 百年一遇的洪水；在城市和工业区的上游修建分洪工程，密西西比河已建成4 个分洪道；河道经过整治，上游已达到渠化，中下游的凹岸和凸岸修建了护岸工 程以控制水流，完成了一系列疏浚工程；在支流修建水库1 5 0 余座，6 座库容大 于4 5 亿立方米的水库有效库容超过7 0 0 亿立方米。通过以上措施，使密西西比 河的防洪标准提高到防御相当于l o o 一5 0 0 年一遇的洪水。美国为发展航运，对 密西西比河进行了河道整治，修建2 7 座船闸，河道渠化后水深达到2 7 4 米以上， 航道宽9 0 _ q 5 0 米，每年通航时间达3 2 5 天，货运量从1 9 5 0 年的1 3 8 亿吨增加 到1 9 8 0 年的5 8 5 亿吨。密西西比河流域内灌溉面积7 1 3 万公顷，其中喷灌面 积1 5 7 万公顷。该流域已开发大小水电站1 1 2 7 座，总装机容量2 8 4 4 万千瓦， 平均年发电量9 8 3 亿千瓦时，占全国的1 8 6 。3 0 年代以后，美国对密西西比 河的整治已发展到面上的治理，包括水土保持，小水库和小支流的河道整治。8 0 年代，美国将非工程防洪措施和环境质量列为密西西比河整治规划的目标，从可 持续发展的战略出发，充分利用各种防洪工程和非工程措施降低密西西比河洪水 灾害，保护流域内的自然资源【明。 成都市府南河工程，河流改造项目是以城市河流治理开始进行综合性整治项 目，在截污、清淤、底泥处理、两岸绿化等方面做了不少工作。比如，成都市规 划局在沿岸1 0 个地块的规划中，尽量利用一切可能利用的绿化，结合沿岸用地规 划，使绿地组成由点、线结合向带、面发展，构成总宽约1 0 0 米的水体绿化带，使 延伸整治创造了比城区更高的绿化覆盖率和高质量的绿化空间嗍。 3 河海大学工程硕上学位论文 1 3 河道治理发展趋势 河道治理是一项系统工程，它包括防治洪涝灾害；开发利用江河水资源，其 中有发电、灌溉、航运、水产、供水、旅游；流域水土保护及植树造林、保护植 被、水源保护、生态环境保护等。纵观世界各国治理河流的经验，主要是综合利 用资源，对流域进行全面治理，采取工程措旌与生物措施相结合，点( 河流上的 工程) 线( 整个河流的梯级开发) 面( 全流域) 和上中下游统一考虑，运用系统分析和 优化的方法，追求全流域乃至与相邻流域综合效益最大的目标，选择最优的整治 江河方案。同时考虑经济效益与生态平衡，从整体出发，全面控制整个流域的水 土资源，防治洪涝及干旱灾害，防止水土流失，保护环境不受污染，以期维持自 然过程和人类赖以生存发展的农业和森林等，给人类创造稳定优美的生产及生活 环境。 1 4 研究目的与内容 1 4 1 研究目的 纵观世界各国治理河流的经验，主要是综合利用资源，对流域进行全面治理， 采取工程措施与生物措施相结合，点( 河流上的工程) 线( 整个河流的梯级开发) 面 ( 全流域) 和上中下游统一考虑，运用系统分析和优化的方法，追求全流域乃至与 相邻流域综合效益最大的目标，选择最优的整治江河方案。同时考虑经济效益与 生态平衡，从整体出发，全面控制整个流域的水土资源，防治洪涝及干旱灾害， 防止水土流失，保护环境不受污染，以期维持自然过程和人类赖以生存发展的农 业和森林等，给人类创造稳定优美的生产及生活环境。江苏作为一个水利大省， 对河流进行生态治理，不仅可以保证河道的稳定，满足河道行洪排涝的要求，还 可以为人们提供“安全、舒适、优美”的水生态环境，有利于提高水资源的生态 承载能力，维系良好的生态系统，推迸水利和经济社会的和谐发展。 1 4 2 研究内容 ( 1 ) 根据现有资料和调查资料以及国内外相关研究成果，从生态系统的角度， 针对生态河道的特征，概括分析生态河道综合评价所包含的内容，并分析各自的 影响因素。从生态河道的实际情况出发，研究生态河道综合评价指标的选定原则。 4 第一章绪论 根据这些原则，以影响因素为基础，建立一套生态河道综合评价指标体系。 ( 2 ) 在建立生态河道综合评价指标体系的基础上，分析研究生态河道综合评 价的层次结构、评语结构、指标标准以及指标隶属度的求取。根据生态河道综合 评价的特点，选择层次模糊综合评价方法作为生态河道综合评价的方法。 ( 3 ) 利用建立的河道生态综合评价指标体系，对淮河入江水道河岸的结构稳 定性、景观适宜性、生态安全性、生态健康性等进行评价，分析其存在的问题。 针对存在的问题，提出相应的治理对策。 河海大学工程硕士学位论文 第二章淮河入江水道概况 2 1 河道基本情况 2 1 1 河道的地理位置 淮河入江水道是淮河下游最大的泄洪河道，自三河闸起至三江营止，全长 1 5 8 公里。流经淮安市的洪泽、盱眙、金湖，扬州市的宝应、高邮、邗江、江都 和扬州市维扬区等8 个县( 市、区) ，上起三河闸，经三河、金沟改道段、高邮 湖、邵伯湖至扬州市，由归江河道汇入长江，是洪泽湖洪水下泄的主要通道。 历史上淮河下游故道经龟山、淮阴、涟水、云梯关等独流入海，1 1 9 4 年， 黄河在河南决口，改道南流，游荡夺淮。淮河出口一再南迁。1 8 5 1 年黄淮暴涨， 洪泽湖大堤的三河口礼坝冲开，坝基冲毁，在老三河南边冲出新三河。从此淮河 洪水经新三河穿宝应湖、高邮湖、邵伯湖至三江营入江，才有比较稳定的入江通 道。建国后，根据淮河治理洪水“仍暂以入江水道为泄水尾闻”的要求，对入江 水道的三河堤、里运河堤及沿湖圩堤进行全面复堤加固，疏通水道，清除行洪障 碍。1 9 5 3 年建成三河闸以后，控制了入江水道的进口，此后又陆续建成金湖控 制线、高邮控制线和归江口门控制。至2 0 0 2 年，入江水道已先后进行了四次大 规模整治。河道示意图如图2 1 所示。 淮河入江水道沿程河、湖、潍串并联，地形、地貌、植被较为复杂，上段为 新三河、金沟改道段；中段为高邮湖、新民滩、邵伯湖串联，下段由六条河道并 联汇入夹江后与长江沟通，全河段长1 5 7 2 公里，其中湖滩长度约占二分之一， 湖泊面积1 1 2 0 平方公里。各河段特点简要分述如下 9 1 ： 上段：自三河闸至施尖，长5 7 8 公里，由新三河和金沟改道段组成，束水 漫滩，行洪水深4 5 米，其中：中渡至三河拦河坝新三河段长3 9 3 公里，是自 6 第二章淮河入江水道概况 然冲刷而成，堤距3 0 0 - - 5 5 0 0 米，滩面高程7 5 - 1 0 0 米，深槽底宽3 0 0 - - 2 0 0 0 米， 深槽底高程2 , - - 4 5 米，其中中渡至尾渡最深达7 0 米，河床内有衡阳滩、大墩蛉 等行洪障碍；三河拦河坝至高邮湖施尖为金沟改道段，长1 8 5 公里，堤距3 公 里，滩面高程7 5 5 5 米，东西偏泓底宽2 0 , - - 5 0 米，泓底高程3 , 0 米左右，其中 西安高地长3 0 公里，宽1 0 0 0 米，滩地高程8 9 5 米。改道段芦苇阻水严重，是 上段行洪障碍之一。 中段：自施尖经高邮湖、新民滩、邵伯湖至六闸，长约5 7 7 3 公里，湖、 滩串联，行洪水深4 - - , 6 m ，水面比降1 3 0 0 0 0 , - - 1 9 3 0 0 0 。其中穿高邮湖长2 8 公里， 湖底高程约4 0 米，湖泊行洪，设计水深5 5 米；高邮至二十里铺为新民滩段， 长约9 4 5 公里，潍宽5 7 公里，潍地高程5 5 , - 6 5 米，滩内有主要港汉6 条，是 行洪障碍最严重的河段之一；二十里铺至六闸，长约2 0 公里，邵伯湖湖面以水 面为主，有零星滩地，湖面上游宽5 6 公里，下游邵伯附近缩至1 5 公里，湖底 高程3 5 4 5 米，邵伯湖南端滩群自昭关坝至六闸长约7 k m ，邵伯滩由零乱的4 6 个圩滩组成，其中5 个大圩滩( 同心圩、芦家咀、东兴圩、西兴圩、花园墩) 1 0 8 平方公里，占9 2 。 7 阿海大学工程硕士学位论文 图2 - 1 淮河入江水道示意图( 引自文献f l o p 下段：自六闸至三江营，河长4 1 8 公里，洪水至此由各归江河道先分后合， 而后入江。归江河道控制线以下地面高2 5 3 5 米，廖家沟、夹江行洪水深1 4 - - 3 1 米，水面比降1 2 5 0 0 0 1 3 0 0 0 0 ，流速大、潮差大，沙质河床，河线弯曲，受长 江洪水和潮位的双重影响，河床不稳定。 2 1 2 气象和水文 淮河入江水道地区属于大陆东部中纬度季风气候，湿润自北向南呈增强趋 第二章淮河入江水道概况 势。年均温1 2 1 1 5 3 ，1 月均温3 1 2 0 1 2 ，7 月均温2 4 9 - 2 8 o c 。 该地区年降水量7 2 3 2 - - - 1 0 6 9 0 毫米，降水季节分配不均，春季降水占全年降 水的1 2 8 以1 0 ，夏季5 0 1 “9 6 ，秋季1 6 7 屯1 4 ，冬季3 “9 o ：降水年 际变化大，最高年降水量是最低年降水量的2 倍以上，年相对降水变率2 0 左右。 梅雨期一般在六、七月份，在梅雨期发生持久性大范围的降水天气。梅雨期长短、 雨量多寡，基本上决定了水情状况。典型洪水年有1 9 3 1 年、1 9 5 4 年、1 9 9 1 年、 2 0 0 3 年。近几年洪水、干旱频度增加，而且灾害强度有增加的趋势。如2 0 0 3 年 洪水给淮河下游造成了很大的经济损失【1 1 l 。 1 9 9 1 年梅雨期( 5 月2 1 日至7 月1 5 日) 历时5 6 天，较1 9 5 4 年梅雨期( 5 月1 6 日至7 月3 0 日) 少2 0 天，而比正常年份长一个月之久。在5 6 天的梅雨期 中，淮河水系有两段梅雨过程。第一段梅雨期从5 月2 1 日到6 月坞日，第二段 梅雨期从6 月2 8 日到7 月1 5 日。入梅后，5 月3 1 日三河闸开闸泄洪，迎接第 一场暴雨洪水，至6 月9 日泄量3 0 5 亿立方米。6 月1 2 日第二场暴雨开始，三 河闸1 3 日开闸泄流，并不断调控闸门开启高度，6 月1 6 日至7 月1 0 日和7 月 1 8 日至8 月1 7 日闸门提出水面敝泄。7 月1 1 日至2 0 日三河闸日平均流量都在 8 0 0 0 立方米每秒以上，7 月1 6 日最大瞬时泄量8 4 5 0 立方米每秒。入江水道沿线 水位普遍超过历史最高记录。7 月1 6 日金湖水位高达1 1 6 9 米，比历史最高水 位1 1 1 9 米高出0 5 0 米，高邮湖庙沟站最高水位9 2 0 米( 7 月1 2 日) ，超出历 史最高记录( 8 7 6 米) o 4 4 米。受灾面积达3 9 7 9 万亩，冲毁桥梁3 3 2 座，冲毁 涵闸6 0 0 座，倒坍房屋9 2 6 万问，受淹工矿4 2 4 个，受淹仓库2 1 5 个。直接经 济损失1 5 5 亿元。 2 0 0 3 年汛期，淮河流域连降大到暴雨，淮河水位迅速上涨，同时因上游工 情变化，淮河干支流洪水入洪泽湖来势迅猛。入江水道三河闸自6 月2 8 日6 时 开闸泄洪后，7 月1 日9 时6 3 孔闸门全部提出水面。7 月1 日下泄流量超过5 0 0 0 立方米每秒，7 月1 3 日1 9 时三河闸流量从8 1 5 0 立方米每秒压缩至7 0 0 0 立方米 每秒，至7 月1 4 日1 7 时恢复敞开泄流。7 月1 7 日最大下泄流量为9 4 2 0 立方米 每秒。这次洪水的主要特点：一是洪水来势猛、泄量大。蚌埠闸7 月1 日陡增泄 量4 4 7 0 立方米每秒，达7 6 6 0 立方米每秒。三河闸从6 月2 8 日开闸泄洪，到7 9 河海丈学工程硕士学位论文 月1 3 日1 5 天时间，泄洪流量就猛增到最大泄量9 2 7 0 立方米每秒，并持续大流 量泄洪。二是高邮湖水位涨势迅猛。从7 月1 日三河闸吊空泄洪的6 2 9 米，到 7 月1 3 日仅1 2 天时间就涨至9 5 2 米，平均每天上涨近0 2 7 米，最大一天上涨 达0 4 6 米。三是高水位持续时间长。由于三河闸持续大流量行洪，加之区问暴 雨汇流、长江高潮顶托等因素影响，高邮湖长期持续高水位，其中达1 9 3 t 年历 史最高水位以上3 天；达1 9 5 4 年最高水位以上8 天；达1 9 9 1 年最高水位以上 1 5 天；持续9 0 米以上水位达2 0 天。这次灾害造成的直接经济损失达3 5 亿元1 1 2 1 。 2 1 3 地质、地貌 2 1 3 1 区域地质、她貌u 哪 淮河下游几乎全是平原，第四系特别发育，全新( q h ) 现代沉积遍及全区。地 层划分，自下而上又分为下更新( q 1 ) 、中更新统( q 2 ) 、上更新统( q 3 ) 、全新统( q 4 ) 。 下更新统上部为青灰、灰黄色粉细砂、亚粘土，属河湖相夹海陆过渡相沉积，厚 7 。2 4 米；下部为青灰、棕黄、褐色来粘土。部分为粉细砂、亚砂土，属湖相为 主的沉积，厚6 - 2 7 米，总厚度约3 0 - 3 5 米；中更新统上部为灰褐、棕红灰黄色 粉砂土、中细砂、亚粘土，属河湖相夹海陆过渡相沉积，厚8 3 7 米；下部主要 为杂色亚粘土、粘土，局部夹砂，属湖相为主的沉积，厚1 4 3 7 米，总厚度较大 的可达7 0 米：上更新统上部为灰褐、灰绿、浅棕红色亚粘土、粘土质粉砂，为 海侵蚀影响很强的海陆过渡相沉积，中部为褐黄、灰黑、棕黄色亚粘土，底部有 中细砂，属海陆过渡相沉积，下部为淡黄、灰黄、灰绿色亚粘土、粘土，局部夹 粘土质粉砂，为湖相沉积，本统总厚度一般地区4 0 米左右最厚的地方超过7 0 米； 全新统上部为灰黄、灰黑色亚粘土、淤泥质亚粘土、粉砂透镜体，中部灰黑、灰 黄色淤泥质粉砂，下部为黑灰色粘土、粘土。厚i o 余米至2 0 多米。成因较多， 河湖相、湖沼相、海相、海陆过渡相皆有。 本区位于盱眙响水口大断裂与无锡崇明大断裂之间，为扬子准地台的一部 分，断裂较为发育，走向为北东、北东东向，也有一些规模较小而形成时代较新 的北西向断裂。区内历史地震频度不高，强度中等。处于扬州铜陵地震带的东 北段。按照国家地震局中国地震烈度区划图划分，入江水道三河段和昭关以 下的河道为7 度区。 第二章淮河入江水道概况 本区以里运河为晃，可分为运西和运东两部分。运西地面较高，高程一般在 6 - - 1 1 米；运东地面较低，仅2 6 米。地貌类型有水网平原、圩田平原、湖荡平 原及湖滩地。 2 1 3 2 工程地质 三河段，上部主要是棕黄色、灰黄色灰色粉质粘土，个别地段夹有淤泥薄层， 下部有棕黄色粘土，重粉质壤土、局部含有高岭土及砂礓。土层分面比较稳定， 并以粘性土为主，土质较硬，不少地方标准贯入击断在1 5 击左右，有的甚至大 于2 0 击，工程地质条件良好，但也有个别地区下部有较深的淤土，如三河拦河 坝，在老三河上拦腰截断，当时施工时未清淤，水中抛土，在高程2 5 5 0 米， 为含淤泥粉质粘土，有腐殖质，含水量大，标准贯入击数约3 5 击；还有渔沁涧 等处。入江水道改道段及淮南圩，土质也是以粘性土为主，与三河段相比，壤土 增多，六丘坟至金沟段有厚2 米左右的淤泥。淮南圩南华坝处也有较深淤泥。总 的工程地质条件较好。大汕子隔堤是在高邮湖中筑起的，在地面土层高程5 8 3 7 米，是灰色粘土质淤泥，贯入击数不足2 击，为极软弱持力层，下卧层土质良好。 高邮湖自金湖施尖至高邮庄台闸，划分为无淤区、深淤区、浅淤区。无淤区 主要是灰褐色与灰黄色粉质粘土或壤土，一般工程地质条件较好，深淤区在高程 - 4 5 o 米以下几乎均为淤泥，浅淤区淤泥厚约2 米左右。新民滩表层为粉质粘 土，局部为粉质壤土，厚度l 米左右，下部有2 米左右的淤土层。运河西堤是中 段的主要堤防，堤身主要是杂色粘土或壤土组成，高邮至界首2 6 5 公里段，为 老运河，老运河西堤在o l 高程2 0 米处有淤土层，河道中心有2 米左右的淤土 层。由于淮水常在此决口入海的缘故，局部决口处的淤士很深，如清水潭，马棚 湾及头闸以北部分，最深可至高程1 0 米左右。高邮至邵伯，局部淤土也很深， 如崇家湾，最深至高程1 8 0 米 下段归江河道，土质有粉质壤土、砂壤土及粉砂土，自北向南，粉砂比例增 大，地基承载能力较好，标准贯入击数不低，但土质抗冲能力较弱，行洪期经常 造成坍岸，河床不稳定。 2 2 淮河入江水道河岸防护现状 淮河入江水道的每一段均建有很长的堤防。上段有三河南北堤、改道段东西 l l 河海大学工程硕士学位论文 堤、淮南堤、大汕子隔堤；中段有里运河西堤、邵伯船闸至邵仙闸洞段高水河西 堤、湖西大圩；下段为运盐河、廖家沟、夹江、芒稻河，堤防总长4 4 9 4 1 公里。 淮河入江水道沿线堤防和护坡现状情况如表2 1 表2 - 2 所示【6 】。 表2 - 1 淮河入江水道沿线堤防现状情况表 堤防长度 达标长度未达标长度 河段 岸别堤防名称 ( 公里)( 公里)( 公里) = - 口j 北堤4 1 34 1 3 改道段东堤 1 8 3 71 8 3 7 左岸淮南圩3 1 3 33 1 3 3 大汕子隔堤 1 2 1 01 2 1 0 上段 小计 1 0 3 1 01 0 3 1 0 = 洲南堤 2 3 7 02 3 7 0 右岸改道段西堤 1 8 5 0 1 8 5 0 小计 4 2 2 04 2 2 0 合计 1 4 5 3 01 4 5 3 0 中段里建删曲堤 6 0 0 03 9 9 02 1 1 0 湖西大圩1 2 3 7 47 9 5 9 4 4 1 5 合计 1 8 3 7 41 1 8 4 9 6 5 2 5 下段 运盐河3 2 2 02 9 7 52 4 5 廖家沟、夹江 6 7 4 l6 2 6 64 7 5 芒稻河 2 0 7 62 0 7 6 合计 1 2 0 _ 3 71 1 3 1 77 2 0 总 计4 4 9 4 l3 7 6 9 67 2 4 5 1 2 注：沿线中小圩堤及金湾河，太平河等长度未统计在内 第二章淮河入江水道概况 表2 - 2 块石护坡现状情况表 河 岸别堤防名称 堤防长度需护坡长度已护坡长度达标长度 段 ( 公里)( 公里)( 公里)( 公里) 三河北堤4 1 33 6 3 02 9 3 08 8 3 改道段东堤1 8 3 71 8 3 71 8 3 7 左岸淮南圩3 1 3 33 1 3 33 1 3 32 2 7 0 大汕子隔堤 1 2 1 01 2 1 01 2 1 01 2 i o 上 小计1 0 3 1 09 8 1 09 1 1 04 3 6 3 段 三河南堤 2 3 7 02 3 7 01 2 9 0 右岸改道段西堤1 8 5 01 5 5 0 9 9 0 小计4 2 2 03 9 2 02 2 8 0 合计 1 4 5 3 01 3 7 3 01 1 3 94 3 6 3 由 里运河西堤6 0 0 06 0 o o 6 0 0 1 8 9 0 段湖西大圩1 2 3 7 48 8 3 46 7 3 93 2 6 9 合计 1 8 3 7 41 4 8 3 41 2 7 3 95 1 5 9 下 运盐河 3 2 2 02 5 6 02 0 2 7 6 4 0 段 廖家沟、夹江 6 7 4 l9 2 21 81 8 芒稻河2 0 7 69 8 37 6 77 6 7 合计 1 2 0 3 74 4 6 52 9 7 41 5 8 7 总计4 4 9 4 l3 3 0 2 9 2 7 1 0 3 1 1 1 0 9 2 3 周边社会经济情况 淮河入江水道沿线经洪泽、金湖、高邮、宝应、江都、扬州、邗江等县市。 涉及4 2 3 4 4 万人、1 4 0 余个乡镇。它是全国著名的粮食和棉花生产基地，还具 有极丰富的种植业和养殖业【1 7 9 1 。周边社会经济情况见表2 3 。 河海大学工程硕士学位论文 表2 - 3 周边主要社会经济情况( 2 0 0 5 年) 人口( 万人) 土地面积 耕地面积地区生产总值 地名 其中： ( k m z )总人口 ( 万亩) ( 亿元) 城镇人口农村人口 金湖1 5 3 5 3 6 0 4 9 5 7 2 6 4 75 03 8 9 4 洪泽3 4 0 3 8 5 6 1 4 5 3 2 4 0 35 64 0 8 盱眙1 0 0 1 2 4 82 01 3 高邮1 9 6 28 3 0 61 5 5 46 7 5 22 3 1 0 4 8 宝应1 4 6 l 9 1 9 8 1 4 9 5 7 7 0 389 8 5 2 江都1 3 3 0 1 0 6 6 8 2 0 4 3 8 6 2 51 9 0 4 l 邗江8 2 4 5 5 1 2 1 1 44 3 7 2 4 51 3 7 合计7 5 5 2 4 2 3 4 4 9 0 4 2 3 3 3 0 22 0 26 8 2 0 2 2 4 沿线生态环境【1 7 】 2 4 1 陆域动、植物种类及分布 野生动物中哺乳类主要有野兔、家鼠、田鼠、黄鼬、獾、刺猬、蝙蝠等。鸟 类有麻雀、家燕、喜鹊、乌鸦、啄木鸟、猫头鹰、杜鹃等。经过近年的开发建设， 野生动物逐渐失去栖息地，加上大量使用农药化肥，野生动物数量和种类锐减。 沿线特别是归江河道段，自然植被己基本消失，次生植物以高度次生的野生灌草 丝植物为主，常见的种类有紫花地丁、菟丝子、马鞭草、夏枯草、蔓陀罗、车前 划、蒲公英、艾蒿等。 沿线人工植被以城市绿化和农作物为主。没有珍稀濒危物种。农作物主要粮 食作物有水稻、小麦。经济作物有油菜、青菜、茼蒿、韭菜、黄瓜、芹菜、萝卜、 花菜、辣椒、茄子、西红柿、菠菜、大蒜、茭白、莴笋等。 2 4 2 水生动、植物种类 1 4 沿线河流中鱼类及其他水生动物种类较多，鱼类有鲤鱼、鲫鱼、青鱼、草鱼、 第二章淮河入江永道概况 乌鱼、鲑鱼、泥鳅、黄鳝等，甲壳类有河虾、蟹等，贝类有田螺、蚌等。以人工 养殖为主。另外，入江水道下游夹江和芒稻河等长江入口处，由于这两河水域宽 广，水质尚好，基本没有船舶行驶，所以是白鳍豚、江豚等国家保护动物天然栖 息地。 水生植物主要由湿地沼泽植物和沉水植物构成。 水生维束植物中常见的有水花生、水车前、风眼莲、金鱼藻、满江红等。淀 粉类植物有芡实、菱角等。主要沼泽植物有芦苇、菖蒲及黑三棱等。 2 4 3 沿线污染源 淮河入江水道沿线污染源按其分布特征可以划分为点源、面源和线源。其中 点源主要是指城镇集中排放的生活污水和工业废水；面源是指在降水形成的地 表径流冲刷作用下形成的污染，主要包括农田化肥、农药，农村村落污水和固体 废物，农村畜牧业产生的污水和废物，以及水土流失等；线源通常指流动污染闭。 不同污染源的排放情况如表2 - 4 、2 5 所示。 表2 4 不同区域点源排放情况 工业污染生活废水 相当流量相当流量 区域范围废水排放量 c o d o 负荷 废水排放量 c o d c ，负荷 ( 立方米 ( 万吨，年)( 吨年) ( 立方米 ( 万吨，年)( 盹侔) 每秒)每秒) 归江水源区4 9 4 9 7 6 8 3 5 60 1 6 1 0 7 4 33 6 5 2 8o 0 3 里下河地区8 0 4 8 0l l l l 4 50 2 61 0 7 8 3 43 6 6 6 3 50 3 4 高邮湖西区1 3 2 5 91 8 3 1 10 0 49 8 3 23 3 4 2 8o 0 3 邵伯湖沿岸1 5 9 3 42 2 0 0 50 0 57 4 7 22 5 4 0 5o 0 2 河海大学工程硕士学位论文 表2 - 5 不同区域面源污染产生情况 土地利用类型径流量 污染物径流浓度( 毫克升) 区域 ( 立方米 c o d 氨氮总氮总磷 每秒p 耕地1 8 7 11 6 8 6 3 41 3 o l0 9 3 夹江沿岸园林牧草地0 1 2 71 5 6 2 4 ，0 66 8 41 3 l 村镇交通用地0 8 5 63 6 6 98 3 62 4 5 32 2 2 耕地1 3 5 4 01 6 86 3 41 3 0 lo 9 3 里下河地区 园林牧草地 0 7 6 11 5 6 24 0 66 8 41 3 l 村镇交通用地 5 1 0 53 6 6 98 3 62 4 5 32 2 2 耕地 1 7 7 61 6 86 3 41 3 o lo 9 3 高邮湖西区园林牧草地0 1 2 71 5 6 2 4 0 66 8 4 1 3 l 村镇交通用地0 8 2 4 3 6 6 98 3 62 4 5 32 2 2 耕地1 1 4 21 6 86 3 4 1 3 o l 0 9 3 邵伯湖沿岸园林牧草地0 0 6 31 5 6 24 0 66 8 41 3 1 村镇交通用地0 4 4 43 6 6 98 3 6 2 4 5 3 2 2 2 这里的行流量以1 9 9 0 1 9 9 9 年的l o 年平均数据代替，污染物的径流浓度以实际测得的最大 浓度值代替。 2 5 本章小结 本章主要介绍淮河入江水道的基本情况，分别讨论了淮河入江水道的基本特 征、地质地貌、水文气象、河道岸坡建设、河道周边社会经济、污染情况以及生 物分布情况。 1 6 第三章生态河道的内涵与功能 第三章生态河道的内涵与功能 3 1 生态河道的内涵 3 1 1 概述 所谓生态，就是指有生命的，适合生存的状态，这种状态既要适合人类的生 存，也必须保持动物、植物的多样性。人类与多种动物、植物互相依存，才可能 呈现一种生机勃勃的景象。而任何人造的生硬，呆板的环境，都不可能实现这种 生物的多样性，其生命力是有限的。对于河流来说，要提供这样一种生态环境， 其水流必须是清洁的，这是保证动植物生存的基本条件；其流势必须是自然的， 蜿蜒曲折，既有浅滩，也有深潭，时快时慢，时动时静；河中要有供植物扎根的 土壤，河岸要创造保持空气、水分流通、交换的利于植物生长的环境。同时这种 多生物形态的河道必须能够抵御洪水的冲刷，完全没有防护功能的天然河道亦不 能满足要求。根据这些思想，我们必须对那些已变成臭水沟、垃圾场、排水渠的 城市河道进行第二次改造，使其回归自然，重新发挥其在城市总体生态环境中不 可替代的作用。随着人们环境意识的不断提高，城市污水治理步伐不断加快，也 为生态治河的实践提供了基本保证【21 - 2 4 1 。 生态型河道是在生态安全与和谐理念指导下，以修复受损河道为目的，通过 生态河床和生态护岸等生态工程的技术手段，形成的自然生态和谐，生态系统健 康，安全稳定性高，生物多样性高，河道功能健全的非自然原生型河道，是通过 河道结构上的生态工程建设来实现河道生态系统的持续健康发展( ：2 “2 9 1 。 生态河道是一个完整的生态系统，它不仅包括植物还包括动物及微生物，它 具有极其丰富的生物种群，所以从生物种群结构上来说，生态河道是由植物、动 物和微生物共同组成的生态系统，生态河道又为这些丰富的种群提供了良好的栖 息地，为生物的新陈代谢，种群繁衍提供了良好的生境。在生态河道系统内部， 各种生物之间存在着复杂的食物链，生物种群间通过这一复