资源描述
第一、河流的一般知识
河流的形成 我国河流中水的来源主要是降雨，少量是冰雪融化。降至地面上的雨水，扣除渗漏、蒸发、植物截流等损失后，剩余的雨水沿着流域的坡面从高向低流动，并汇集于低洼处，形成集中水流，水流在重力作用下流动。水流在流动过程中侵蚀地面、搬运泥沙、塑造平原。由于水流的侵蚀和搬运作用，使地面上产生许多沟涧。日久之后，沟涧逐渐扩展加深，当不断发展切穿透水层时，直接获得地下水的补给，使小的沟涧变成常年流水不涸的小河，小河接纳各级支流会入后，逐渐发展成汹涌澎湃的大江大河。
1． 河床
2． 谷坡
3． 坡脚
第二、河床演变的基本原理
引起河床变形的根本原因 河床之所以发生冲淤变化，其根本原因是由于输沙的不平衡。在河流的任一个河段内，或者在河段的任一个局部内，在一定的水流条件下。水流具有一定的挟沙能力。如果挟沙力于来沙量相适应，则水流输沙处于不平衡状态，河床既不冲刷，也不淤积。如果挟沙力与来沙量不相适应，则水流输沙量处于不平衡状态，河床将发生相应的冲淤变化。当上游来沙量大于本河段水流挟沙能力时，来沙不能全部被水流带走而产生淤积，使河床淤高；当来沙量小于挟沙能力时，即来沙量达不到挟沙能力的要求，则不足的泥沙将从河床逐渐得到补充而产生冲刷，使河床降低。河床的纵向变形是由于纵向输沙不平衡时引起的，河床的横向变形是由于横向输沙不平衡引起的。因此，河流来沙与输沙的不平衡而引起泥沙发生淤积或冲刷，造成河床变形，是河床演变的基本原理。
影响河床演变的主要因素 河床演变发展，是由多方面极其复杂的因素决定的。对一个具体河段来说，影响河床演变的主要因素有以下四个方面：
1）、河段的来水量及其变化过程；
2）、河段的来水量、来沙组成及其变化过程；
3）、河段的河道坡降及其沿程变化情况；
4）、河段的河床形态及地质情况。
第三、河道整治
1、 整治规划和原则
一般较长河段的河道整治规划，主要是以防洪和航运为主要目标。例如黄河下游的河道整治规划，就是以防洪为主，兼顾引水、滩地利用、航运等需要。
由于河道治理的涉及面广、时间长、地区大，所以在编制河道整治规划时，必须确定一定的整治原则，作为指导思想。有了正确的指导思想，才能制定出经济合理又切实可行的河道整治规划。
不同的河道和不同的整治目的，在不同的时期其整治的方法和措施是不同的，而河道整治的基本原则应是“全面规划，综合治理，因势利导，重点整治”。
2、 平原河道的整治措施
一、提防工程 修筑堤防是河道整治的基本措施之一，筑堤的目的是防止河水、湖水、海潮的漫溢造成灾害。
二、护岸控导 护岸控导是平原河道常用的整治措施，一般多用于弯曲型河段和游荡型河段，其作用是维持有利的形状，保护河岸及控导水流。
三、截弯取直 对于已发展到过分弯曲的河段，护岸虽然也能制止凹岸的不断坍退，但不能根本改变河道过分弯曲的状况，常采取裁弯取直的方法来治理。
四、堵塞汊道 堵塞汊道是整治游荡性和分汊性河道常用的措施之一，这是用工程措施将分散的水流集中，以改善水流条件。
五、浅滩疏浚 为了提高河道的泄洪能力，稳定航道，常采用疏浚的整治措施。疏浚是用机械和水力的办法来扩大河道断面，增加泄洪能力和维持航道标准尺寸。
六、改善卡口 河道局部束窄形成的卡口，目前改善的方法常用展宽或改道。
七、滩面治理 滩面整治包括两方面的内容。其一是从治河防洪的角度考虑，既要中水河槽，又要有利于防洪；其二是从滩区群众的农业生产考虑，应在满足防洪要求的前提下，改良土壤，修建农田水利工程，增加农业产量。
3、 河道整治建筑物
整治建筑物的类型和作用 从不同角度出发，整治建筑物有不同的分类。
按照建筑材料和使用年限，可分为轻型的和重型的整治建筑物。凡用竹、木、苇、梢等轻型材料所修建的，抗冲和抗朽能力差，使用年限短的建筑物，称为轻型的整治建筑物。凡用土料、石料、金属、混凝土等重型材料所修建的，抗冲和防朽能力强，使用年限长的建筑物，均称为重型的整治建筑物。轻型与重型的选择应综合考虑以下的条件：对整治工程的要求；必须使用的最低年限；修建地点的水流及泥沙情况；材料来源；施工季节和施工条件等。
按照与水位的关系，可分为淹没和非淹没的整治建筑物。在各种水位下都可能淹没的建筑物成为淹没建筑物，而在各种水位下都不被淹没的，则称为非淹没整治建筑物。淹没或非淹没的选择，应对水流条件、整治工程的要求综和考虑。
（一）、丁坝
（二）、顺坝
（三）、锁坝
（四）、潜坝
林老访谈：三峡蓄水与长江河道治理
编者按：课题组从荆江、三峡考察归来之后，邓英淘于2004年12月15日拜访林老，请教有关治江问题。本文根据录音和笔记整理，未经本人审阅，错误遗漏之处，由编者负责（文中还编入了一些其他时间的访谈材料）。
邓英淘：林老，我们这次又到荆江和三峡去了，了解到不少新的情况，主要有两个方面：一是荆江河道的冲淤情况。三峡蓄水后，经观测，从2003年10月到2004年6月底，上荆江河段冲刷7200万立方，下荆江河段淤积1500万立方，整个荆江河段净冲刷5700万立方。如以平均河宽600米、河长340公里（上下荆江各半）计算，则上荆江下切约0.7米，下荆江淤高0.15米；如此的话，整个荆江河床坡降（S）变缓，其R值增大。二是三峡断面的来沙情况。三峡断面多年平均来沙5亿吨，但2000年以来，该断面来沙锐减，近5年平均只有3亿多吨。由于三峡工程蓄水之后，清水下泄，其挟沙能力有剩余，这将造成三峡以下河段的净冲刷。原来的估计是三峡蓄水后，蓄浑排清，在淤满死库容之后，泥沙进出平衡，来多少排多少，这个过程需要80年至100多年时间；在这个过程里，三峡断面以下都是净冲刷，现在由于该断面来沙锐减，整个冲淤平衡过程的时间要大大延长，可能需要160年至200年的时间，这对荆江河段的影响非常深远。您对这些情况怎么看？
林老：从规划的角度看，沙市河段多年形成的状况是不能允许的，但多少年来这里没人管，在这个河段应该实行主泓南移。这里与郝穴河段不同，那里可以利用黄水套故道来刷深河道，而在这里要人工开挖一条相当于黄水套的河道。这样做有几个好处：第一，可使这段河道合理化。第二，沙市市区没有边滩，挖了这条河道后，沙市就有了一个1公里宽、长若干公里的新市区；城市的土地值钱，将这块土地租让后得到的价值与挖河的工程投资差不多。
现在的沙市段河道形态非常不合理。宝塔河下边的水流流速大得很，达到了每秒三米多，惊天动地的，上面水流下来的两个分力在这里完全汇合起来了。观音矶这个丁坝嘴子，水从这里过来后，近似转弯90度，向东边流了，在此之上是南北流向的。水流转向的这个地段是个过渡段，下面的河段就是沙卵石河床基础，而宝塔河那个地段的基础是丘陵地，水冲不动。在宝塔河下边河段的两个水流分力汇合之处，直至观音寺以上河段，水流本来应该靠左岸，但实际上它是在中间流，因为那个分力太大了，那个分力不容易和前者汇合后使水流靠左岸。水流到了观音寺以上那段时，南北流向又变成东西流向。观音寺那里为什么刷深了，因为宝塔河把水流挑过来后，到了这里又转了过来，这就变成了合力，所以宝塔河就成了险工。主泓南移相当于把这段河道裁直了，于是河段长度便缩短了，弯道就会下移，这有很大的好处，宝塔河直至观音寺以上如被裁直，那么这段河道就都变了沙市的新市区了。
长江这么大的河流，在宝塔河至观音寺以上河段连着出现两个急转弯，这是极不正常的；所幸的是现在还能守得住，因为这一带就是市区。如果挖条新河段，水势就恢复正常了，在弯曲度等方面，也就基本上都符合要求了。过去为什么没人管呢？一是因为这里从未列入国家计划；二来因为这里是著名的险工，每到夏天，湖北主管荆江工作的机构都可据此向国家要很多钱，所以他们没有积极性把这里的问题彻底解决。主泓南移之后，市区离新河道有1至2公里，那就不存在危险了，防汛的工作与一般的河段无异，再不用千军万马上堤了，这样防洪投资就很少了。特别是在修了三峡之后，荆江这里不会有1860年和1870年那样大的洪水流量了；因此，这里也就没人管了，下荆江经过我们几次裁弯，刷深展宽了。但地方上没有跟着做工作，这使下荆江恢复成原长江河床的有利过程延缓了。
你刚才说的去年10月至今年6月上荆江刷深了约0.7米，但这个过程不会变成一个长期的趋势，为什么？因为城陵矶以下，特别是洪湖段，到了夏天这里是一片汪洋，是一个到处漫流的河道，因此不能束水攻沙和刷深河道，故而这一带的坡降很大，由此抬高了城陵矶的水位；这样上、下荆江就不可能刷得很深；洪湖段的漫流河道和大坡降限制了三峡清水下泄对荆江河道的刷深程度，到了一定时期，就刷不下去了。如果要利用三峡清水下泄刷深河道这个新过程，恢复明清时代沙市河段的洪水位（约30多米），就必须在洪湖段做工程，束窄那里的漫流河道，以此刷深城陵矶以下河床，降低城陵矶水位，在漫流河床里，主槽渲泄不了多少洪水，因为洪水都漫滩了，这样R就小了，S也就大了，这还抬高了洞庭湖水位。
一旦到了冬天，洪湖段漫流河道的水很浅，有的地方只有2米多，过不了大船。交通部不懂得河流学，今天挖这儿，明天挖那儿，不可能从根本上解决问题。实际上，洞庭湖的水位降低了，对湖北是很有利的；否则，江汉有可能变成洞庭。洪湖段的坡降S解决不了，上、下荆江河床下切的程度就受到相当的限制。以前我多次说过，如在武汉以下的狭口（武穴一带）下挖几米，则武汉的水位也会下降；如果再把洪湖段河道束窄，上、下荆江就可下切10米左右。这样，从宜昌到武汉，整个河道的洪水水位就会有较大幅度的下降，这一带就可变成非常安全的深水航道。
在这种情况下，需要在枝城那一带（宜昌以下50--60公里）再做一个坝高10米的"葛洲坝"梯级，也可以发电和通航。为什么呢？因为在枝江以上河段再向下切很困难，而沙市以下乃至下荆江河床下切10米后，这样沙市以上河道的坡降就太大了，这对航道的水深维持不利。
对这个问题，我很肯定地说，原来长江在枝城以下这个地方的坡降大得很，不然的话，那时的沙市水位不会比现在低10多米；既然当初能如此，那么现在也应当可以做到。如果沙市河段下切10米，再往上游下切能到哪里？估计可到松滋口以下，即枝城附近，最好能到枝城以下。从以往的资料看，这一带河床下面都是粗卵石，这说明这段河床是上升的，而不是下切的，否则就不会有粗卵石。宜昌以上河段是下切的，而其以下河段是上升的。对于这个上升河段，现在去把它下切，工程量很大，不合算。现在看来，历史上这个地方坡降大，否则卵石不会被冲走，藕池口那里的河床很深，可证明这一点，即从什么地方开始上面的坡降很大。如果今后沙市以下河床下切了10米，那在枝城这一带就只好做梯级了。枝城以上不远的长江周围就是小峡谷和丘陵地，上面有沮漳河，河两岸还有些小平地。这个梯级回水到宜昌，抬高水位不到10米，也要发电，约是葛洲坝的一半。直到现在，武汉的地形没变，而上边的坡降在历史上很缓，而现在上边被淤高了，这说明这个坡降有剩余，在枝城一带将来修梯级有好处。洪湖比下荆江低7至8米，与这里的情况关系不大。
从洞庭下来的水靠右岸，左岸宽得很，有5至6公里，夏天是一片汪洋，水到处漫流。因此，这里的坡降过大，洪水的造床流量用不上，只有枯水时水才回归主槽，结果这里是枯水造床，这对主槽的形态生成很不利。在监利一带有个人民大垸，那里是安全的；在洪湖一带也可修个类似的人民大垸，如此，这一带也就安全了，新的洪湖码头也可靠在长江边上了。如果在枝城一带不修梯级，那这里的水流就会汹涌澎湃了，当初是怎样的汹涌，现在很难想像了；但如果上、下荆江下切10米，那里肯定是激流滚滚，这就不能通航了。
在九江及其以下河段也要改进，皖江河段的沙洲很多。现在煤的运量越来越大，要充分利用运河，使它变成伟大的运河，要利用挖沙的力量把运河变成地下河。原来苏北平原的河是向运河流水的，后来运河被淤高成地上河了。东线调水要与治淮相结合，否则会浪费提水的电力。
邓英淘：九十年代以来，三峡断面的泥沙来量减少很多，从原来的5亿吨降至目前的3亿吨左右；由于缺乏调研和观测的经费，长委难以做出减沙主要成因的准确的分析，他们的初步推测是：一是降雨的变化（如川西降雨减少，暴雨不在产沙区等）；二是嘉陵江的航运梯级拦沙；三是长江中上游退耕还林还草等措施减沙。
林老：在没修水库时，三峡以上的坡降大，造床流量大，且是以自然的形式；修了三峡水库后，就像丹江口水库修了之后，汉江的造床流量就变小了，这样河道的冲刷能力就小了，河道的淤积会有所增加，但到了一定程度之后，还会冲淤平衡；到了夏季时，水库的坡降会大一些，冲刷能力增加。这里有两个动态平衡，一是冬春，一是每次降雨；乌江和长江可以联合调度。三峡以上很远的支流的泥沙量与三峡断面的关系不大，上游那些支流的泥沙在一、二百公里的范围内自己磨细了，推移质变成了悬移质；嘉陵江的航道梯级也与三峡断面的泥沙量关系不大。
邓英淘：如果洪湖段不变，那么目前上荆江的这个下切过程能否持续到3至4米后达到冲淤平衡？
林老：恐怕有困难。因为洪湖段的S大，把这里的下切过程限制住了。就像汉江一样，修了丹江口水库之后，清水下泄，在襄阳以上100公里河段，下切了一些；但在其以下河段，长白河进来了，泥沙多，这样下面就冲淤平衡了。
邓英淘：上荆江下切0.7米，下荆江淤高0.15米，整个荆江河段的坡降变缓了，R应该变大了。
林老：对，从这个局部看，确实如此，但它不可能年年如此。
邓英淘：能不能说，这个下切过程达到了新的冲淤平衡之后，不会再回淤了？
林老：这也很难说。因为修了三峡之后，有些新情况和新因素就出现了，目前我们还没有搞清楚它们的影响。长江下游的支流多了，因此造床流量比较稳定。但荆江这个地方的水位变化大，不那么稳定，以前就有这个情况，突然来个洪峰，河床下切几米乃至七、八米，这里的水位流量关系不那么稳定；由于四水进来，洞庭以下的水位流量关系就要稳定一些。
邓英淘：有了三峡调蓄之后，上荆江的洪枯变幅变小了吧？
林老：这点是肯定的。
邓英淘：能不能因此而判断，这里的河道弯曲度会相应增大？
林老：不会有大的变化。但有了三峡之后，这里的造床流量肯定变小了；我们要尽量保持窄深的河床。
邓英淘：去年太平口大桥左侧的深水河床被淤浅了，今年又恢复了。
林老：情况就是这样，水流的分力与合力老是变来变去，但到了宝塔河（观音矶）那个挑流嘴子那里，……。
邓英淘：是不是上面各种较小较多的变化被这个坚硬的节点给吸收掉了？
林老：对，就是如此！因此上面的各种变化对观音矶下面的影响不太大。因此，三八滩这里也是变来变去、变大变小，但不会消失，从而那里左、右汊的水流和泥沙之分流比也就不会有大的变化，有时这边大了，有时那边大了。如果要使其保持稳定，就要利用城市建设和码头建设及附近的天然坚固节点，使所在河段保持基本稳定；这也要利用水流的分力与合力，这可以叫以城利水、以水利城，以工利水、以水利工（业）。另外，长江这么大的河流，下切个半米，不算大的变化。
邓英淘：清水下泄对于河段的险工会增加不利的影响吧?
林老：这个对，但也不是致命的。修了三峡之后，总的来说对荆江是有利的；但不论有无三峡，荆江河段都要整治，都要按河流学的规律来整治，即要搞主泓南移，这才能彻底消除险在荆江这个历史遗留下来的隐患。对荆江河段影响最大的是洪湖段的漫流河道，武汉以下的那个狭口影响相对小一些。如在三峡以上再修些水库，也可以增加不少的防洪库容。
邓英淘：三峡断面来沙减少，降雨变化是个原因吧？
林老：这是个原因。这些年降雨规律有变化，川西降雨减少，降雨中心东移；例如，这几年湖南沅水降雨增多，而川水在减少，四川旱灾这几年确实在增加。
邓英淘：三峡清水下泄要维持几十年，这时洪湖段如果束窄，则荆江河段就会不断下切，如果不同时实行主泓南移，原有的险工段就会更突出了吧？
林老：对！当然，现在荆江大堤比98年以前好多了，没那么险了。但如不实行主泓南移，到了夏天还是睡不着觉，堤基透水，可能会把卵石堤基掏空，因此仍未从根本上解决问题。上世纪五十年代，在沙市河段的堤外一公里处出现管涌，荆北一带有500米厚的卵石层，东西长和南北宽的分布面积不小；古代时候长江是从荆北走水。湖北盆地的乱石滩都是从三峡河段冲下来的卵石，这些石头在几十公里至100公里的范围内，都自己把自己磨碎了、磨细了，即推移质变成悬移质了。又如乐山是大渡河、青衣江和岷江的三江汇合口，这里没有卵石了，变成了平原河流现象，是淤积平原。而在三条江的上游卵石很多，但到了这里都没有了。
在上荆江的青安二圣洲附近有个突起洲，这里成为像现在黄水套一样的小河沟了，主泓到右岸去了，现在青安二圣洲大堤与长江主泓隔得很远，而在明朝时那里是临江大堤。白帝城一带是回水区，如果我们当时没建葛洲坝，就可在那里挖深20米，也就是说我们的调整余地还很大。如果把洪湖段漫流河道缩窄，然后再把武汉下面的卡口挖深，这样牌洲湾就不起作用了。总之，长江河道治理还有很多工作可做，做好了，利也很大。
关于黄河下游河道治理的两个问题
黄河的治理是世界性的难题，在最近几十年的大规模治理开发后，正面临着一系列的新情况和新问题。黄委组织这种开放性的高层研讨会，以求真务实的态度，和各方面的专家共享资源，交流思想，使大家都很受鼓舞。由于黄委认真准备了背景资料，许多专家也是有备而来，因此会议很有收获。在此，我只想就大家所讨论的问题，从今后实际工作的角度，谈一点初步的认识。
1、黄河下游河道的治本性问题和治标性问题
黄河下游河道的具体问题很多，我认为当前最需要研究的是两大问题：第一是治本性的问题，即如何改善进入下游的水沙关系；第二是治标性的问题，即如何治理下游河道的滩区。
有关水沙关系，大家分析了很多。我只想补充提出有关水资源的合理配置问题，重点想提些关于如何开展滩区治理的意见。
2如何开展滩区治理
黄河下游河道滩区治理的问题十分紧迫，关系到181万人口的安全和发展。如果滩区治理问题得不到及时明确的解决，小浪底枢纽就有可能降级为保滩区的枢纽。大家可以想象一下，如果再来洪水，滩区某一部分的圩堤即将面临溃口、大量的人口安全不能保证的时候，地方上要求黄委控制小浪底枢纽，甚至要求水利部控制枢纽，在那个时候不管是主任还是部长，都很难拒绝，除非有严格的法律规定，有广泛的、深入的共识，否则是很难处理的。
如何解决滩区的问题? 意见分歧较大。我建议，通过以下几方面的研究，逐步形成统一意见，并且展开实际的行动。
2．1从大的发展方向来研究
无论是主张宽河还是窄河，对生产堤是废是保，大概都会有两点共识：第一，目前的滩区人口过多，今后更加需要控制人口的继续发展。现在下游滩区面积3544 km2，耕地25万hm2，人口181万，今后要全面建设小康，人口的密度太大。第二，今后滩区生产的发展方向，必须要适应行洪、蓄洪的特点。例如过去实行的“一水一麦”政策，看起来不容易维持现在的生存和发展，恐怕需要考虑发展如草畜业、旅游业等，并且生产的方式一定要向规模化、现代化发展。
根据以上两点情况，黄委是否可以考虑与地方共同协商，确定近期需要搬迁的村庄和迁移地点，并且在国家发展改革委员会的支持之下，扩大各种试点，包括移民搬迁和改变生产 方式。
2．2建议黄委做各种方案的具体比较
从过去三峡工程论证的经验来看，当时在论证过程中有各种意见、分歧，最后采取的办法是对各种意见尽量做出具体的比较方案，从中分析利弊得失和可行性。
目前，我认为至少有几种方案值得做深入比较：第一个方案就是全部废除生产堤，第二个方案是基本维持生产堤现状，第三个是黄委水科院泥沙所提出的方案；当然还可能有黄委同志提出的其他各种方案。我认为，不管哪种方案，论证都要具体化，只有这样才能比较，否则很难取得共识，也难以做出正确的判断选择。
2．3建议黄委具体分析各种滩区的不同情况
黄河下游滩区分为四大段，即京广铁路以西、京广铁路--东坝头，东坝头--陶城铺、陶-城铺--宁海，四段滩区情况差别很大。我们如果仅讨论概念，很难取得统一的认识，应当具体分析不同河段滩区的不同情况，才有利于从实际出发，找到切实可行的方案。例如陶城铺以下河段，基本上是窄河，河宽都在I～3 km之间，根本没有实施宽河方案的可能，滩区群众应该尽量搬迁。对陶城铺以上的宽河，应对小于3000 m3/s流量就要漫滩出问题的河段首先进行处理。如东明宽河段，过去就曾开展过研究，希望建成蓄洪放淤区，新中国成立以来东明河段出问题最多，如果要避免下次再来不大的洪水就面临要控制小浪底枢纽的压力，我建议黄委首先对这类地方进行处理。就目前东明河段究竟足搞蓄洪区还是把生产堤废除，面I临着很难的选择；这里的问题解决了，对黄委来讲就是取得了效果。有时候笼统地讨论是窄河还是宽河、生产堤是废还是除，很不容易取得共识。但是我们可以先选择一些在实际工作中需要处理的典型河段，进行具体的调查，研究它当前和今后的实际问题和合理的解决措施，这样就可能比较容易逐步地统一认识。首先在这个地方先统一认识，有一个方案，进而通过这些典型，逐步地从全面取得统一认识，还可以不失时机地开展工作。
总的建议是，各种方案不能光停留在概念上，而是通过从各个方面开展实际工作，在实际工作中逐步取得共识。当前应进一步明确大的发展方向，通过具体的分析，处理接触到的问题，进行各大方案的具体比较，以尽快地开展滩区治理工作。
3．黄河水资源的合理配置
黄河问题过去是水少沙多，水沙关系不协调。几十年大规模治理开发以后，水沙都大幅度减少，到现在还是水少沙多，水沙关系的不协调甚至更趋严重。因此，改善进入黄河下游水沙的关系，是维持黄河下游河道生命的根本措施。就目前的情况看，矛盾的主要方面恐怕已经不是沙多，而是水少。因为从沙的方面讲，首先应当尽量减少，而现在已经在减少了，但是最终减少的幅度看来是有限的，最乐观的估计大约年输沙量可能减到8亿t。水的问题，我们过去对水少的问题认识还不够。现在看起来，在黄河治理的过程中，在泥沙量减少的同时，水量也相应减少，甚至于水的减少幅度比沙减少的幅度更大，特别在汛期；而且水量的减少还将继续。所以说，如果我们不加以管理，水沙的关系可能在今后更加恶化。因此，要改善黄河下游水沙关系，首先要研究为了维持黄河下游河道的生命，究竟需要多少水；然后研究究竟如何合理地配置黄河水资源，来保证这项生态用水。
黄河水资源配置的矛盾由来已久，过去黄河的社会经济水量很少，但是即使这样，水沙平衡仍然很难维持。在历史上，黄河只是通过不断地决口以及平均500年一次的改道，才勉
维持了下游河道的水沙平衡。而现在社会经济用水已经增到300多亿m3，用水的范围已经扩大到海河、淮河等外流域。再者，黄河上中游的生态用水到现在还计算不清，总的看起是不断扩大的。
因此，从总体上看，社会经济和生态用水已经超出黄河资源的承载能力，必须要研究进行合理地配置，但是在合理置中还有不少难点，首先是上中游和下游用水的水权问题。从黄河的天然情况来看，上中游是产水区，下游两岸是分属于个流域的；但是另外一方面，下游又是受黄河洪水威胁的地区。过去，总量300多亿m3的水分配给上、中、下游各省，由于是根据当时各省的实际经济发展水平制定的分配指标，因此从合理性来讲，上中游的指标是偏低的，特别是青海等地。现在上游的经济发展了，原有的分配指标不够，我们怎么解决?是认为上中游只有这些水权，要增加用水指标，只能通过西线南水北调解决；还是认为应当从下游调剂一些指标。我个人主张上中游分水指标应该增加，增加的办法，是首先从下游调剂。很多同志无论从合理性或者可能性的角度出发，也提到了应当从下游调剂，因为下游水量的缺口可以通过南水北调的东线和中线来弥补。
如果考虑从下游调剂指标，就有第二个问题，下游的用水如何从东线和中线调剂? 有两种设想：一种是把下游的用水直接划到东线、中线，例如比较合理的设想，就是至少把黄河以南划出去。但是这里有一个很现实的问题，因为黄河处于分水岭、位于最高点，多年来形成的黄河向南的引水系统一直运行得非常顺利，如果用南水北调的东线和中线代替引水，黄河以南的有些地方，像河南就得另外建设引水渠系。另外一种设想，还是用黄河水，但是这部分指标从南水北调的水中扣除。
既然上中游用水需要适当地增加，那么增加到什么程度、增加部分应该由谁来供给都是我们面临的问题。因为南水北调西线的水是进入黄河的，最后还是从黄河分配，所以上中游
由黄河供水的界限应当如何确定、西线南水北调的供水对象又应当如何确定等一系列问题还需要研究解决。
总的来讲，如果我们要改善进入黄河下游的水沙关系，如必须要合理地配置黄河水资源，只有这条我们是可以掌握主动权的．
上海市某景观河道治理方案
摘 要：通过方案比较分析并提出景观河道的生态水体修复技术。
一、治理方案设计依据
1、《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）水质分类指标标准
3、某景观河综合水样检测数据
4、生态微生物学原理
5、水生生态学原理
二、景观河道污染形成原因
城市的景观河道水体污染主要是污染源的侵入，如天然降雨、大气中的扬尘、生活垃圾的侵入，长期积累的河底淤泥及淤泥释放的有害物质。加上水体缺少必要的循环，溶解氧过低，缺少水生动、植物生存的环境， 使水体逐渐失去自净能力，加上河道底泥长期未清，使底泥不断释放分解为N、P等营养盐，导致水体富营养化，水体逐渐变绿，藻类疯长，最终导致“水华”现象，产生异味，容易发黑发臭。
污染水体形成的基本途径流程图：
三、目前治理水污染的主要技术方法
1、物化方法
物化方法主要是利用物理、化学原理对污染水体不断进行电解、絮凝、催化氧化、过滤等方法，硝化、降解、分解吸收污染水体中的有害物质。此种方法在处理污染水体效果明显，但是投资费用较大，运行成本较高，不适应治理大型水体。
2、生态湿地修复法
生态湿地具有降解污染物，净化水质的功能，使污染水体流过生态湿地逐步降解污染物，提高水质标准。但是生态湿地要求面积大，净化效率低。目前，在上海经济发达的中心城区不具备建造大型生态湿地的条件，而且对于重污染水源无法治理，甚至会使生态湿地遭受破坏，植物死亡产生腐蚀质，释放到水体中，造成更严重的环境污染。
3、配水、调水方法
配水、调水对某一城市、区域是一个较为理想的方法，见效快，成本底，但是配水、调水不是真正解决污染水体的方法，只是将污染水体从某一区域转移到另一区域，是上游向下游的转移。如果大家都采用此方法，可以说是污染水体的循环，是一种“恶性循环”，无法从根本上解决问题。由于水源的关系，这种方法不一定适应“断头浜”的治理。
4、生物—生态水体修复技术
生物—生态水体修复技术主要是利用天然存在的微生物，在人为的干涉下，在一定的生存环境条件下，经过原位培育，增加微生物活性能力，通过微生物生命活动，将有机物转化为无机物，逐步恢复水生生态系统，目标是恢复水体的自净功能。
生物—生态水体修复技术治理污染水体方法很多，如建造人工湿地、生物氧化塘、生物滤床、生物激活剂等，但其核心内容就是利用载体将有益微生物培育成优势群落，激活其活性能力。
由于水体污染成因不同，有害物质的成份也多样性，在治理污染水体的技术上采用单一的技术是很难治理污染的水体，必须有针对性的、采用综合性的技术。在实践中将物化（人工增氧）和微生物栽培技术相结合，整治景观河道是比较理想的方法。这在国内外已有很多案例。
三、某景观河概况
上海市某景观河道是原来老河道改造而成，整个河道面积约3000m2，平均水深约1.5米。1993年清过一次淤泥，后一直未清淤。我公司于2005年3月11日上午对景观河道进行综合水样检测，详见指标如下表：
表1.1 河道水质指标分析表 单位mg/L
指标 数值 指标 数值
水样1 水样2 水样1 水样2
溶解氧 2.0 2.0 pH 6.5 6.5
NH3－N 12.7 15.1 CODcr 97.76 141.00
透明度 30cm 30cm
根据国家颁布的《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），从该报告分析:
Ⅰ.该河道水质溶解氧较低，水体缺氧，无鱼类生存迹象；
Ⅱ.CODcr 、BOD5值较高，水中还原性物质含量较高；
Ⅲ.NH3－N值较高，气温较高是水体会产生异味；
Ⅳ. 水体PH为6.5，反映水体的主要污染源非化学性污染源。
从水体指标分析，该水质属于劣Ⅵ类水标准。
四、景观河道治理配合工程
清理河道的淤泥，改善河道底泥状况，能大幅度减少河道的治理养护成本，为河道恢复自净能力创造条件。
五、该景观河治理方案
1、技术运用
生物—生态技术是根据生态学原理，利用水生生态动植物及微生物的自净能力吸收水体中的有机污染物，以达到水质净化的目的。综合国内外当前整治河道污染水体的技术，结合投资和价格比较的原则，认为采用生物—生态修复和曝气增氧相结合的技术是较为科学的整治途径。生态的每层链是通过微生物来串联。但必须为生物—生态修复提供足够的溶解氧（DO）。曝气增氧是通过曝气设备增加水体中的溶解氧，为微生物繁殖提供足够的氧气。同时也激活土著微生物。生物—生态修复和曝气增氧技术在治理污染水体已充分运用到污水处理之中，是一门行之有效的技术。
利用该技术治理流动的污染水体，关键是解决微生物的附着的载体，并通过人为的干涉，创造微生物的生存、新陈代谢、繁殖的环境。保证微生物在原位继续发挥作用，将有机物转化为无机物。
根据景观河检测水质状况和河道的结构，利用沉水性植物作为微生物的寄生载体，通过投放外源的微生物和曝气增氧，用二到四个星期时间对外源的微生物的培育孵化，迅速增加微生物的数量和提高活性处理能力，附着在植物根部，然后利用外源微生物生命运动，降解水中有机污染物，同时激活底泥中的土著微生物并形成优势群落。恢复水体的自净能力。
2、微生物的选用
我司选用的百洁微生物（B－S系列）其主要成份是生物活性酶和发酵过程中特选微生物组成。尤其是对激活和优化生物过滤系统的处理有特别的功效，是运用于水中的富营养化、有机物污染，同时能降解底泥，净化水质。这种微生物是从自然界筛选的优势菌种经过分离、驯化、适应性培养，在活体状态下浓缩、固化而成的一种生物产品，它对环境具有很强的适应性，分解污染物能力更强。属于环境友好产品，不会产生二次污染，对人和动物无危害，已通过国家毒性检验。百洁系列产品已被例入美国、欧洲等国家应急计划产品目录（NCP）。是德克萨斯州自然环境保护委员会（TNRCC）批准使用产品，并获得加利福利亚洲产品许可证，该产品在美国、英国、意大利、德国、中国和法国等许多国家具有专利，是美国、加拿大、台湾等许多国家和地区环保部门推荐使用产品。该产品优点是适用环境的能力较强。如果PH=6.5～7.2，水温≥150C时效果更加明显。
向景观河水体中投放百洁微生物是分解、矿化水体中有机物，调节水质、提高透明度，有效促进并完善水中有机质和营养盐的迁移、转化、输出的过程。通过微生物的繁衍恢复金钱宅河的水体自净能力。
3、水生植物载体技术
水生植物本身就具有净水功能，其根系部分不尽能吸附有机污染，净化水体功能，还可以向水体中输送氧气。微生物帮助沉水植物吸收水体中的养分，同时微生物靠根的分泌物繁殖增强微生物活性能力，加快污染水体的净化能力。沉水性植物主要采用苦草、伊乐藻，同时种植少量的挺水性植物，主要品种是：千屈菜、黄花鸢尾、水葱、再力花、水生美人蕉、花叶香蒲、海寿等.这样既能净化水体又能美化周围的环境。
4、曝气增氧系统
曝气增氧系统是生物—生态污染水体修复技术中增加水体中溶解氧非常重要的一环，也是微生物繁殖、挂靠、激活的基本生存条件。向水体中注入足够的溶解氧，可以使断开的生物链得到有效的修复，然后根据水体情况逐步建立更完善的生态系统。
增氧曝气机是利用空气中氧气注入水体中，以达到水中增氧目的，同时还可以“湿焚”掉水中的有机物，使氧化碳系污染物，转化成二氧化碳、水和简单的无机物。还可以打破水体分层，使水体底泥界面的厌氧环境变为好氧环境，激活土著微生物。曝气机有较强搅拌与提水功能，打破了静态水体的垂直分层现象，改变了水体溶氧垂直分布的极端不均匀性，破坏了蓝绿藻的富集层，从而控制“藻华”现象的发生。
曝气增氧还可曝除水中的超饱和的有害气体，如沼气、硫化氢、氨氮等，促进底泥营养盐的释放，改善水质环境，转化氨基酸、抗生素及酶，减少水生动物患病的可能性，而促进健康。
5、水位控制
一般生态技术运用的水位控制在标高1.2米以上，水位常年落差不大于30cm，这样既有利于水生植物的生长又有利于保持水质的稳定性。
六、方案实施计划
1、方案实施流程图
2、生物—生态系统的配置及工程实施计划
景观河全长为300m，平均宽为10m，呈狭长型，有较多的弯道，水位深浅、宽窄不均有近。为了保证水质从根本上得到改善，使水体中有足够的溶解氧，计划在湖心亭配置景观水专用曝气增氧搅拌机一台，其曝气效率高，设备的使用寿命长，增氧量大，每小时可增氧2.1—2.3kg.O2/h，为保证水体溶解氧≥4mg/L。狭长河道死角处布置五台射流式曝气增氧机，每小时可增氧1.0—1.2kg.O2/h，曝气机的运行时间为每天5-8小时，夏秋季节控制在8小时，春冬季节控制在5小时左右。
根据我司对景观河的水质综合检测，经测算第一年应投放微生物12ppm（12克/m3/年）。计划分六次投放，初次投加量为4ppm，以后的投加量为每次1ppm～2ppm。同时，通过曝气增氧激土著微生物。目前该方法已用于有机污染的异位修复治理（ex-site bioremediation），并取得了较好的效果，在投入微生物前，曝气设备需要连续运转4小时以上，投加菌种后需要连续曝气2—3天（8小时/天），此后曝气设备的运行时间可适当减少。
根据项目设计要求，配置不同高度、不同形态的植物。经查考：水生生态在3月中旬至11月中旬的温暖季节运行期间，BOD5的去除率都在90%以上，悬浮物的去除率达83%-97%，总氮去除率也较高。尤其是，在11月中旬至3月中旬的冬季运行期间，水生生态的BOD5去除率也可以达到74.5%-88%，SS达53%-86%，总氮达49%-67%。
3、治理周期
第一阶段：生态修复治理期预计周期30天（种植水生植物等）。
第二阶段：治理前期，主要是增氧曝气，投放微生物。 预计周期30天包括安装增氧曝气机和水质调理、监测；
预计开工周期为6月上旬，整个工程周期为30天，7月上旬结束。
七、治理目标
指标 标准数值（mg/l）
溶解氧 ≥4
（化学需氧量）CODcr ≤40
（五日生化需氧量）BOD5 ≤10
（水质综合指标）ORP ≥150
总磷（以p计） ≤0.4
氨氮 ≤2.0
悬浮物（SS） ≤20
无异常气味，水体呈黄绿色，透明度大于50cm，并逐步恢复水体的自净能力。
生态工程技术在城市河道治理中的应用研究
—— 以上海市曹杨环浜河道水环境整治为例
摘要：曹杨环浜是位于上海市普陀区曹杨新村的一条环形封闭河道，水体处于劣V类地表水质量水平，氮、磷营养物污染处于严重超富营养化水平，全河暴发蓝藻水华现象。在采用生态工程治理后，河道水质逐步变好。目前水质由劣V类改善接近Ⅲ类，水体透明见底，水体一直维持“清水草型稳态”。本文介绍了治理所采用的截污、水体曝气充氧、环浜造流、构建水生态系统、机械除藻等生态工程措施，并从截污、营养盐、水生生物等方面分析了各项工程措施对抑止藻类生长、水质改善的影响。对我国城市小型河道的综合治
展开阅读全文
浙ICP备2021020529号-1 | 浙B2-20240490 
