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湘江长沙段水文特征及其对橘子洲景区的影响*李景保,喻小红,朱 翔(湖南师范大学资源环境科学学院地理系,中国 长沙 410081)摘 要:通过长系列水文资料分析,湘江长沙段丰水期,灾害性洪水日愈频繁,使橘子洲淹没机率增大;枯水期河床水位极低,使橘子洲临水侧河滩显露期达 3 4 个月之久.这一水文特征,既降低了橘子洲内的景观品位,又限制了其旅游业的持续发展.而橘子洲具有很高的旅游观光价值和良好的开发前景.于是提出了/堤-路-景观0珠联璧合建设的防洪设想,为大规模开发橘子洲旅游资源提供安全保障作用。关键词:橘子洲;水文特征;旅游开发前景中图分类号:TV213 文献标识码:A 文章编号:1000-2537(2003)02-0092-05On the Hydrology Character of Xiang Jiang River inChangsha and Its Influence on Juzizhou Island LandscapeLI Jing-bao,YUXiao-hong,ZHOUXiang(Department of Geographical,College of Resources and Environment Science,Hunan Normal University,Changsha 410081,China)Abstract:Based on analyzing a series of hydrology data,this paper draws a conclusion that,the possibility ofJuzizhou.s being flooded will rise because the catastrophic flood is becoming more and moe during rain season in XiangJiang river of Changsha.The water level of riverbed is quite low during low water season,which leads to the fact that thetime of becoming visible of the riverside arrives to three months or four months in the side on the near water of JuzizhouIsland.This hydrology character not only decreases the landscap quality of Juzizhou Island,but also restricts itscontinuous development in tour.On the other hand,Juzizhou Island has high value and developmental prospect in tour.So this paper puts forward to the design of 0dike-road-scene0,though which,we can integrate them perfectly into aflood-control project,and also,provide a safeguard to develop greatly tour resource of it.Key words:Juzizhou Island;hydrology character;developmental prospect of tour湘江属长江中游一级支流,全长 856 km,流域面积 94 660km2,是洞庭湖水系中最大的河流 1.她由南往北纵贯湖南省会长沙,具有高品位的自然-人文复合型旅游景观的橘子洲就位于长沙江段的中心.丰水期湘江长沙段灾害性洪水日愈频繁,对长沙城区及橘子洲景观造成严重危险;枯水期水位极低,河滩显露,制约了橘子洲高水平的开发.分析长沙江段的水文特征及其对橘子洲景区的影响,对橘子洲景区的防洪保安以及大规模地开发其旅游资源,从整体上提高景观品位具有重要的意义.1 长沙江段的水文特征分析1.1 灾害性洪水频繁发生且等级偏高灾害性洪水是一种比一般洪水期的峰、量大得多、突发性、重叠性的,对资源环境和人类活动财富集聚体 *收稿日期:2003-04-17作者简介:李景保(1951-),男,湖南桂阳人,湖南师范大学副教授,主要从事水土保持与灾害学研究与教学.2003年 6 月第 26 卷 第 2期 湖南师范大学自然科学学报Jour Nat Scie Hunan Norm Uni Vol.26 No.2Jun.,2003造成显著危害的径流.根据长沙站 1951 2002 年实水位资料和洪涝灾情资料进行分析表明:当长沙站洪水位34.00m,流量 16 000 m3P s 时,可使长沙城区造成不同程度的洪涝灾害.这意味着,长沙站洪水位 34.00m时所对应的洪峰流量具有致灾能力,即为长沙江段灾害性洪水.据此,选取长沙站的起点水位(H0=33.72m 即警戒水位),年最高水位(Hm),历年最高水位变幅($H=5.85 m)作为界定长沙江段灾害性洪水等级的特征量,通过幂函数洪水等级公式即 2:N=12.30Hm-H0$Hm+1,计算出历年灾害性洪水的规模等级.我们依据历年洪水等级N 值,将长沙段灾害性洪水分为4 类:即等级N 11.3 的属特大灾害性洪水,N 为 10 11.29的为较大灾害性洪水,N 在 6.0 9.9 之间的属中等灾害性洪水,等级 5.9 的则为小灾害性洪水.其发生频率分别为 12.5%,26.0%,29.5%及 32.0%(含未构成等级的年份).从整体上看,长沙段在 19512002 年间构成灾害性洪水的发生频率达 90%以上,尤其是 20 世纪 90年代以来(1991 2002年),灾害性洪水等级呈显著偏高趋势,特大和较大灾害性洪水等级次数达 66.6%.由此表明,湘江长沙江段近数十 a 来灾害性洪水发生频率之高,等级之大.1.2 长沙江段洪峰流量大,持续时间长洪峰流量是反映河流水文的一项重要特征量.以湘江湘潭站以下河道安全泄洪量 18 000m3P s 计,19512002 年长沙河段洪峰量超安全泄量的有 9a,且洪水位均在 37.00m 以上(表 1),大约5.3a 发生一次.其中 20世纪 90年代以来共出现 3 次,平均 4 a 发生一次.洪峰过程以单峰居多,历时约 7 12d,双峰也时有发生,历时15 18 d,还有些洪峰则为平顶峰,如 1968 年6 月28 日洪水,峰顶连续 14 d 的流量为20300m3P s,1962 年 6月15 日出现 18400 18700m3P s 的洪峰流量持续了 46h.这一洪水特性则必然加大了长沙市区及橘子洲景区的洪水风险性.表 1 1949 2002 年长沙段超安全泄量与洪水位典 型年 份湘潭江段控制站长沙江段控制站最高洪水位 HPm洪峰流量P m3#s-1月-日最高洪水位 HP m195440.731860007-0137.81196240.861870007-0238.00196841.212030006-2838.02197641.261930007-1338.37197840.731820005-2137.23198241.231930006-1938.35199441.942080006-1938.93199638.831810007-1937.18199840.981840006-2739.181.3 长沙江段洪水位抬高,其发生频率增大据实测资料统计,长沙站历年平均最高水位,1952 1974 年间为36.16m,在 1975 2002 年间为36.82m,后者比前者抬高了 0.66m.在洪峰流量大致相近的情况下,长沙站洪水位抬高值更大,如 1968 年 6 月 14 日和1994 年 6月 18 日,湘潭站洪峰流量分别为20 300m3P s 和 20800m3P s,长沙站洪水位依次为 35.74m 及 36.63m,抬高了0.89m.值得指出的是1998 年大洪水,当洞庭湖七里山出现最大洪峰时,长沙站洪水位36.51m,湘潭站洪水位 36.43m,造成长沙站比湘潭站洪水位高出 0.08m 的反常状况.此外,2002 年洪水位与 1982 年38.35m 相近,然而,洪峰流量却减少了 1 700 m3P s,当 8月 22 日出现最高水位 38.38 m 时,洪峰流量仅 15 200m3P s,比 1982年洪峰流量减少 4 100 m3P s.这表明长沙河段淤积严重,受洞庭湖洪水顶托的机会日愈增多.从高洪水位发生频率来看,长沙水位站(五一路码头水尺)1910 1950 年 41a 间超危险水位(36.00 m)的共有 10a,发生机率为 24.4%,1951 2002 年的 54 a 中,长沙站(水电码头水尺)超危险水位的共有 28 a,其发生频率为 52%,其中在1990 2002 年的 13a 中,超危险水位的有 8 a,发生频率达61.5%.以洪水位分级系列而言,近 23a 来(1980 2002 年)高洪水位仍反映出其发生频率呈增大之势 3.93第 2期 李景保等:湘江长沙段水文特征及其对橘子洲景区的影响 1.4 长沙江段水位变幅较大湘江属暴雨型河流,受流域降雨季节变化的影响,长沙江段丰水期与枯水期的水量变幅极大.据长沙水位站 1961 2000 年水位系列资料统计表明,长沙江段水位年内最大值与最小值相差 13.83 m(2000 年).多年平均最高水位为 36.16m,多年平均最低水位为 26.36m,两者相差 9.8 m(表 1).这种水情变化现象,势必降低了橘子洲景区临水侧的亲水性,同时也制约了旅游业的发展.表 2 长沙站历年最高水位与最低水位年份最高水位P m最低水位Pm年份最高水位P m最低水位Pm年份最高水位P m最低水位Pm年份最高水位P m最低水位Pm196137.0626.68197135.7626.13198136.6626.55199134.6426.43196238.0026.72197234.8126.13198238.3526.88199237.8525.71196333.4925.81197335.6426.99198336.2226.40199338.0326.28196437.1326.15197434.8526.50198437.0226.40199438.9327.06196534.5225.88197537.5227.17198533.7026.75199537.3226.65196634.4526.25197638.3726.93198634.2426.32199637.1826.32196733.7226.39197735.5726.66198733.3725.92199735.4926.26196838.0226.80197837.2326.28198835.1226.15199839.1825.36196936.6126.82197935.1025.99198937.1426.02199937.6525.25197037.2126.74198036.0126.12199035.2626.20200034.8426.402 长沙段丰枯水对橘子洲景区的影响橘子洲是由泥沙长期淤积而成的水上长岛,纵卧江心,南北伸展,长沙段涨洪水时该洲淹没;枯水时此洲独浮,两侧河滩显露.可见,湘江长沙段水多了或水少了均会对这处/一面青山一面楼,满江碧水两侧流0的/山水洲城0的江洲景观造成不利影响.2.1 橘子洲景区淹没机率增大,制约了旅游业的发展由于长沙段灾害性洪水频繁,洪水位日益抬高,导致橘子洲低洼处每汛必淹,高处 3a 2 淹,甚至 1 a 淹没几次.据长沙站水文资料分析,当长沙站洪水位超 34.50 m 时,橘子洲大部被淹没,且淹水较深持续时间亦长.在1951 2000年的52a 间,橘子洲有 18 a 被洪水淹没,约 2.8a 淹没一次,淹没持续时间最长为10d,最大淹水深度为0.25 2.40m(表 3).从年际间的变化上看,连续淹没的年数也在增多,20 世纪 60 年代连续淹没的年数为 2 a(1961 1962年),70 年代为2 a(1975 1976 年),90 年代持续年数达 5 a(1992 1996年).橘子洲淹没机率增大给洲上造成了极大的负面影响.一是洪涝灾损大,生态环境质量下降,目前洲上常住人口 1 812户,6 845 人,有各类企事业单位 38家,有大小建筑物30 104m2.每逢淹没期,整个洲一片汪洋,洲上生产被迫停顿,机关企业忙于转移物质,居民财产受洪水冲击,每年因洪灾造成的直接经济损失上千万元.同时巨大的洪流一方面将上游区的污泥、污水及垃圾带入橘子洲;另一方面将洲上餐馆、企业、居民蓄积的污水、废水及垃圾冲散.洪水位下降后,橘子洲显出水面,整个洲垃圾成堆,污泥遍地、污水成沟,从而极大地降低了洲上生态环境质量.二是给当地旅游业的发展造成诸多不便,橘子洲景观格局独特,洲的东侧是长沙市主城区,以现代城市建筑为主体;洲的西侧是岳麓山国家级风景区,有众多的名胜古迹散布期间;洲上有从古代的水陆寺,至现代留有5沁园春#长沙6宏伟诗篇的橘洲公园,人文内涵极为丰富;洲的本身是属泥沙淤积而成的江心洲,四周环抱着奔腾的江流,他们共同构成了高品位的自然-人文复合型旅游景观.然而由于长沙站多年平均洪峰水位为 36.16m,高于橘子洲地面高程,洲上水患频繁,除居民饱受洪涝之苦外,洪水冲刷、浸泡景点,降低了景观品位,同时,由于洲上景观受淹,橘子洲在淹没及淹没后期间,无游客去洲上观光,新的景点也不宜建设,且极大地限制了本洲旅游业的持续发展.94 湖南师范大学自然科学学报 第 26卷表 3 1951 2000 年橘子洲旅游景区洪水淹没情况(56 黄海高程)受淹年份长沙站最高水位Pm受淹时间Pd最大淹水深Pm受淹年份长沙站最高水位Pm受淹时间Pd最大淹水深Pm195435.9461.44198236.073196134.9950.49198434.7521.57196235.9491.44198934.8610.25196435.0620.56199235.5760.36196835.9791.47199335.5721.07197034.9330.43199436.6351.25197535.24100.74199535.0432.13197636.0941.59199634.8250.54197834.9520.45199836.9010 注:此表引自湖南省水利水电勘测设计院5湖南省长沙市橘子洲防洪工程规划6,2002.4.2.2 长沙段枯水期对橘子洲景区的影响据长沙站多年水位资料分析,一般年份 9月下旬,长沙江段开始进入枯水期,10 11 月水位低于全年平均值,洲的左右两侧河滩开始显露,12 月到次年 3 月水位为全年最低值,此期间洲的左侧河滩绝大部分显露.河床中央只有大小不等的深滩保留一定的浑浊水面,右侧只剩存一条宽约 300 400m 的主航道,主航道左侧延伸至橘子洲这一部分的斜坡高滩全部显露,这一状况一直要延续到次年的 4 月上旬左右,受其影响,橘子洲上出现灰沙棉延,其四周河床水位极低,洲左右两边临水侧砾石、泥沙遍地,河滩显露的萧索景象,给游人一种无亲水性的苍凉之感.这种现象每年大约持续 4个多月之久,而橘子洲景区强调亲水型观光游览,故而此种状况在一定程度上既降低了洲上的景观品位,更限制了旅游业的高水平开发.3 关于对橘子洲旅游开发中设防问题的思考前述分析表明,橘子洲是闻名中外的旅游观光景点,然而一是丰水期,橘子洲淹没机率日愈增大,二是枯水期洲滩显露时间长,洲两侧河汊水浅面小;三是目前橘子洲上有 19.48 104m3的阻水建筑物,一般高约4.00 m,部分阻水房屋高达 7 8m,淹水时,影响湘江长沙段行洪.据此,对橘子洲上的自然文化遗产与自然风景的保护出现了 3种方案.第 1 种是以旅游业开发为主体,1992 1993 年有关单位准备合作开发橘子洲,并提出5长沙市橘子洲旅游开发项目可行性研究报告6,5开发工程对湘江长沙河段防洪影响的可行性研究报告6,5开发水陆洲对河道的影响模型试验6.后来,湖南省水利电力工程咨询公司对上述报告提出了评估意见,即开发围堤使湘江长沙河段最大水位超高值为 0.11m.第 2 种方案是让橘子洲平垸行洪,回归自然,洲上企业和居民整体搬迁,景观以绿化为主,整体不设防.2001 年湖南省水利水电勘测设计总院提出了5橘子洲平垸行洪工程防洪影响报告6,通过对橘子洲平垸行洪前后水面线计算对比分析表明:橘子洲移民搬迁后,北大桥至猴子石 9.89 km 河段内,20 a 一遇至 200 a 一遇洪水位最大降低值为 0.04 0.06 m,典型年计算结果是,1994年水位降低值为 0.08m,1998 年水位降低值为 0.03m3.第 3种方案是把橘子洲建成全国第一流的旅游名洲、防洪:堤-路-景观珠联璧合.于是我们于 2002 年 2 月提出了5长沙市橘子洲旅游开发总体策划方案6.此方案对防洪:堤-路-景观珠联璧合的总体思路是结合洲内的路-景观建设,洲内洲边按 30 a 一遇标准作整体设防.并在设计防洪堤的形态、结构和布设位置时,从以下几方面展开思路:1)协调好防洪堤占地与景点用地之间的矛盾,在基本满足防洪标准(30 a 一遇)、美观的前提下,将防洪堤占地的消极影响降低到最小限度;2)在对湘江行洪影响不大和有利于洲内景观塑造的前提下,选择防洪堤形,确定筑堤高度及空间范围;3)保证/堤-路-景0的一体化防洪工程建设,/堤-路0结合,洲周边防洪堤与环洲、洲内道路结合建设,以同时满足防洪与交通的双重功能./堤-景0结合,切实注重堤形的设计与布置的位置,力求形式多样化的堤形形态,在确保防洪功能的同时,强化其/景0的功能;4)保证亲水性,堤形的设计与布设既要有利于挡水、隔水,又要有利于游客亲水,使游客们在洲上的任何地方,一年四季均能看到水面,都能保证人生和财产的安全.95第 2期 李景保等:湘江长沙段水文特征及其对橘子洲景区的影响 我们提出上述方案的理由有如下几点:第 1,在橘子洲旅游开发中结合整体设防,对湘江长沙段行洪影响不大,2002年有关单位做过分析.橘子洲进行 30 a 一遇标准的部分围堤,加上疏浚河道,影响长沙河段高洪水位 0.05m 左右.在 2002 年 4 月,湖南省水利水电勘测设计研究院,在提出5湖南省长沙市橘子洲防洪工程规划6中指出,本次利用新的断面资料,仍采用 2000 年潇湘大堤防洪评估成果,以橘子洲建堤后断面重新推算了长沙河段水面线,成果表明,P=0.2%(50 a 一遇)长沙段水位最大抬高值在 0.037 0.061 之间.由此认为,只要结合洲内景点建设,并采取疏挖清淤河道及利用湘江沿岸低洼地带,临时分蓄洪等降低上游水位的措施,大规模的开发橘子洲旅游资源,对湘江长沙段阻洪是极其微小的.第2,橘子洲是世界城市中最长的内河江心洲.她与东侧长沙主城区和西侧的岳麓山交相辉映,加之洲头建有著名的橘洲公园,洲尾又有/潇湘八景0和/江天暮雪0景观,这种山川并行,融自然风景与城文化于一体的独特江洲景观具有很高的旅游观光和娱乐休闲价值,且大规模地开发橘子洲旅游资源,将其建设为驰名中外的旅游休闲名洲,是完全必要的,因为一是可卓有成效地推动长沙市旅游业的持续发展,二是在较大程度上带动市区沿江地带的房地产开发 4,三是重塑长沙历史文化名城的风貌和活动,大力提高城市品位.第3,在外国专家的眼中,橘子洲既是长沙的,又是中国的,更是世界的.近期,具有 60 a 历史的,全球最大的景观设计和规划公司)美国泛亚 EDAW 公司放眼全球,构思出来的5湘江滨水区及橘子洲规划初步方案6中的 4 种方向,于2002 年 11 月份已向长沙市规划、建设、水利、园林、旅游、文化各方面代表作了汇报.随后这4 套方案已完整地向全社会公示 5,这意味着橘子洲大规模地开发与建设将成为可能.参考文献:1 李景保.近数十年湘江流域河流水文变化规律 J.热带地理,1997,17(3):295 298.2 闵 骞.洪水等级划分及减灾意义 J.自然灾害学报,1994,3(1):34 29.3 卢 翔.橘子洲平垸行洪效益浅析 J.湖南水利水电,2002,(5):20 21.4 翟辅东.湘江风光带开发与莱茵河风光带对比研究 J.旅游学刊,2001,(3):57 59.5 李 霞.湘江滨水区及橘子洲规划初步方案解读 N.长沙晚报,2002-11-21(A3).96 湖南师范大学自然科学学报 第 26卷