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漓江的孕育和发生要追溯到距今300多万年前的第三纪末,地球上最新的一次地质构造运动——喜马拉雅运动。由于印度板块向北漂移,与欧亚板块发生碰撞,位于板块缝合线的喜马拉雅山剧烈上升。此时,位于我国西南的云贵高原,以及桂北的越城岭同时上升。越城岭以南。东西两个支脉,海洋山、架桥岭也相继隆起。这样在桂林附近的原始地面上,出现了一个三面环山的盆地外貌,漓江的雏形就在这一盆地内出现了。
平原分水岭
在300多万年漫长的岁月中,漓江曾经历沧桑巨变。目前在漓江流域范围内,多处出现的平原分水岭,就是这一历史的见证。
那么,什么叫分水岭呢?它最早出现在原始地面上,是局部高点的连线,大气降雨落到地面以后,雨水沿着分水岭向两侧分流。然而,分水岭又如何能出现在平原上呢?原来,分水岭出现以后,一直处于变化之中。由于地形和气候的差异、降雨量的多寡,造成分水岭两侧不同的溯源侵蚀作用,分水岭会向作用弱的一方迁移,有时候会出现在原来的河床上,就成为平原分水岭。
长江、珠江两大水系,基本框架大致形成干旱第三纪,南岭是它们之间的分水岭。越城岭是南岭山地的重要组成部分,主峰猫儿山,海拔高度2142米,是华南第一峰。在第四纪晚更新世(10万年)以来,隆起表现更为强烈。
桂林在每年的春夏之交,盛行东南季风,来源于太平洋的湿热气流。受到南岭山地的阻挡,发育于南坡的珠江流域,接受到更多的降雨量。以兴安县的砚田为例,它位于越城岭的南坡,是一个著名的暴雨中心,年降雨量高达2500毫米。位于北坡的湖南南部一带,降雨量仅1200~1500毫米,越城岭南北两坡降雨量之差,竟高达一倍左右。位于南坡的珠江水系与位于北坡的长江水系,表现为两种截然不同的水文地质特征。根据学者们的研究。晚更新世以来,在粤、湘、桂一带长、珠之间,多处分水岭向长江流域一侧迁移。分水岭不断迁移的结果是珠江水系袭夺了不少长江水系的支流。
笔者曾在国家旅游局资助的研究项目——“漓江流域整治的综合研究”中,详细地论证过此项袭夺现象。根据第四纪沉积、地貌以及卫星影像综合分析,认为原漓江上游的大小溶江,包括六洞河、川江等水系均属于湘江水系,后被漓江袭夺,袭夺湾位于小溶江与三街之间的峡谷。兴安县城西原河道中的始安岭演变为封口,形成为袭夺后的湘漓分水岭。由于这一平原分水岭出现在两大水系之间,定为漓江流域的一级平原分水岭。2000多年前,秦代官员史禄就是利用了这一自然条件,在没有炸药的情况下,使用简陋的生产工具,成功地修筑了伟大的运河——灵渠。
灵渠是世界上最古老的运河之一,有着“世界古代水利建筑明珠”的美誉,至今还在运行之中,已成为崇仰中华民族智慧和文明的旅游胜地。
漓江流域的第二处平原分水岭,位于临桂县会仙镇。此处分水岭附近,出现了一片以分水塘为主体的湿地。在桂江与柳江之间,也修建了一条运河——相思棣,由于它们同属于珠江水系,故称为二级平原分水岭,与兴安附近的一级平原分水岭相区别。相思棣运河,修筑于1300多年前的唐代,远比灵渠修建的时间要晚。历史上,相思梂运河对于沟通桂林与柳州的交通,也曾发挥过重要的作用,只是水量较小,仅在汛期方能通航。加上后来陆地交通的兴起,清代末年即被废弃,至今仅留下拱桥、陡门等遗迹供游客欣赏。此外,分水岭附近的湿地,成为目前环境保护工作者所关注的生物多样性保护地。
湘漓与桂柳同样为平原分水岭,同样由于水系袭夺现象所造成的,但是它们的成因不完全一样。桂江水系的漓江航道段,由于距共同的下游出水口——梧州远较柳江为近,具有较大的水力坡降,从而具有较强的向源的侵蚀能力。
此外,又由于漓江航道的强烈的岩溶作用,从地下河转化为地表河,致使侵蚀基准面急剧下降,造成原来流入柳江支流洛清江的良丰河倒流。这一袭夺现象出现的结果是使流入良丰河的水量大大减少,酷似一位瘦老头穿了一件宽敞的大袍。这就是地理学上河流袭夺中的一个典型现象:不适称。
出现在漓江主要支流之间的平原分水岭。笔者称为第三级平原分水岭。比较明显的共有三处:葡萄谷地、兴坪——福利谷地、潮田——坪山谷地,
葡萄谷地中的分水岭,地形平坦。桂阳公路在此处经过,车来车往行人很多,笔者等通过仔细作图。才发现是良丰河与金宝河之间的分水岭。兴坪——福利谷地中的平原分水岭,大致出现在西郎山附近谷地中的一片水田中。这一奇妙的分水现象。不是县水利局的工作人员告诉我们,恐怕大多数人,就是在路边行走,也不会有所觉察。潮田——坪山谷地中的平原分水岭,位于旺塘附近。是笔者在调查冠岩地下河时实地勘查的。这三处次一级的平原分水岭的出现,均与漓江航道从地下河转化为地表河这一历史事件有密切关系。
漓江问水
我国淡水资源占有量,在世界上处于前列。排名第五。但是由于人口基数大,人均淡水资源占有量位居世界第110位,是13个严重缺水的国家之一。
相比全国人均淡水资源占有量,漓江流域是得天独厚的,通过计算,流域范围内的人均淡水占有量为5600立方米,远高于全国人均淡水资源占有量。
然而在2003~2004年,漓江出现的枯水位记录,让人们忧心忡忡。
2004年1月9日,漓江水位降至140.45米,流量仅剩下8.5立方米/秒,漓江的游览航程,不得下大为缩短,83公里的航程仅剩下区区6公里!原本淡水资源丰沛的地区,为什么会出现枯水位记录’这需要从历史的、系统的角度进行考察。
为了了解漓江流量的变化,在漓江流域的不同区段上,已经建立了9个水文观测站。其中桂林城南渡头村水文站已积累了80多年观测的数据,存储有大量的历史资料。根据渡头村水文站所记录的资料,漓江水量最枯的季节,出现在1954~1955年,流量为3.8立方米/秒。
让我们再来看看历史上漓江丰水期的流量状况。同样根据渡头村水文站的长期观测资料,历史上漓江曾经出现的最大水量为6330立方米/秒,与曾经出现的最枯水量之比为1665倍。
由此可见,漓江流量的特点。丰年、枯年,丰季、枯季之间的变化很大。漓江流域虽然拥有丰富的水资源,但是在丰水期存在大量弃水的现象,不仅浪费了水资源,而且带来洪涝灾害。整治漓江,我们必须从这个实际状况出发。
漓江的问题,还应该着眼于漓江流域全局。漓江流域面积的测算,习惯上以阳朔县城的下游,木山柞漓江水文观测站为终点。若以漓江航道终点,碧莲峰码头为测算点,总面积应减去金宝河、遇龙河的流域范围,漓江流域面积为5039.4平方公里。年平均径流量,也应减去金宝河,遇龙河的流量。为67.08亿立方米。这就是我们要讨论的漓江流域的水资源总量。漓江流域范围内,碎屑岩分布地区占五分之二,石灰岩分布区占五分之三,构成了漓江流域的特有的地质、地貌背景。漓江流域这些下垫面的因素,不仅 影响地表的植被类型,而且也影响流域范围内径流的流态和流速。
讨论漓江流域的水资源,重点放在游船所关心的航道水量上。从渡头村水文站测算的漓江多年的平均流量为128立方米/秒,游船所需要的最小水量为3。立方米/秒,漓江多年平均流量,超过航道所需的最低流量达四倍之多。由此可见,漓江拥有充足的水量,如果进行合理的调蓄,完全可以满足游船所需的水量。
二十多年来,对于漓江所实现的补水工程之中的“补”字,笔者认为值得商榷。“补”字,会带给人们一个错觉。似乎漓江缺水。实际上漓江流域拥有丰富的水资源,不需要从外部补水。目前需要做的,是拦蓄大量的洪期弃水现象,减少水资源的流失和浪费。采用“调蓄”工程的提法,更为妥当。
水资源的调蓄。可以概括为生物措施与工程措施两大方面。所谓生物措施,就是保护水源林,维持乔、灌、草的立体结构,发挥森林对水资源调蓄的最大能力。通过研究,5万亩的森林相当于100万立方米的小型水库的调蓄能力。生物措施与工程措施相比,不仅投资小,而且还具有综合性的生态效益。因此生物措施在漓江水资源的调蓄中,是计划部门首先需要考虑的问题。
然而生物措施有一定的局限性。它不能完全代替筑坝建库的工程措施,比如,漓江上游多暴雨,森林只能延缓洪水的下泄,不能完全控制洪水。唯有筑坝建库的工程措施,方能有效地拦蓄洪水。诚然,在水利工程的兴修中,局部地段,生态景观暂时会造成一定的破坏;然而水库建成后,在库区会出现大片湿地,营造出一片更为良好的生态环境。再说,水库蓄水后,坝下尚可以发电。产生多种经济效益。工程措施是防止洪期弃水,抑制洪涝灾害的根本办法。生物措施、工程措施是相辅相成的两个方面,两者不可偏废。
编后语:刚刚被联合国教科文组织批准成为世界生物圈保护区的中国猫儿山自然保护区,除了在生物多样性方面具有独特的价值之外,其在水资源方面的贡献也是不可替代的。为了能更深入地向读者介绍以猫儿山为代表的南岭山脉对周边水系的影响和变迁过程。我们专门拜访了中国MAB的老朋友——位于桂林的中国地质科学院岩溶地质研究所的曹建华教授,曹教授告诉我们,他们所的茹锦文教授在这一领域有很深入的研究,承担过国家旅游局的项目“利用遥感方法对漓江流域水土资源进行综合治理的研究”,著有《漓江流域整治的综合研究》一书,同时科普工作也做得非常好,经常在桂林日报发表科普文章,是非常适合的受访专家。接着,曹教授悲痛地说道:非常不幸,今年3月他在冬泳回家的路上因车祸去世了。
上面的文章是我们根据曹教授提供的茹教授科普文章汇编中的两篇文章“从平原分水岭看漓江水系的变迁”和“补水,还是调蓄?科学利用漓江流域水资源”编辑而成,以此纪念这位为中国科学和科普事业贡献一生的老科学家。茹锦文教授以地理分析的方法,从平原分水岭入手,科学总结漓江水系变迁的原因是特殊的地理袭夺现象。袭夺产生了平原分水岭,所以地理上的分水岭成为水系变迁的标志。作者发现,漓江上游的大小溶江、六洞河、川江等水系原本属于湘江水系,后来被漓江袭夺,变成了珠江水系之河道。本文叙述了三处对漓江水系有影响的平原分水岭,科学地揭示出其中的奥秘。
平原分水岭
在300多万年漫长的岁月中,漓江曾经历沧桑巨变。目前在漓江流域范围内,多处出现的平原分水岭,就是这一历史的见证。
那么,什么叫分水岭呢?它最早出现在原始地面上,是局部高点的连线,大气降雨落到地面以后,雨水沿着分水岭向两侧分流。然而,分水岭又如何能出现在平原上呢?原来,分水岭出现以后,一直处于变化之中。由于地形和气候的差异、降雨量的多寡,造成分水岭两侧不同的溯源侵蚀作用,分水岭会向作用弱的一方迁移,有时候会出现在原来的河床上,就成为平原分水岭。
长江、珠江两大水系,基本框架大致形成干旱第三纪,南岭是它们之间的分水岭。越城岭是南岭山地的重要组成部分,主峰猫儿山,海拔高度2142米,是华南第一峰。在第四纪晚更新世(10万年)以来,隆起表现更为强烈。
桂林在每年的春夏之交,盛行东南季风,来源于太平洋的湿热气流。受到南岭山地的阻挡,发育于南坡的珠江流域,接受到更多的降雨量。以兴安县的砚田为例,它位于越城岭的南坡,是一个著名的暴雨中心,年降雨量高达2500毫米。位于北坡的湖南南部一带,降雨量仅1200~1500毫米,越城岭南北两坡降雨量之差,竟高达一倍左右。位于南坡的珠江水系与位于北坡的长江水系,表现为两种截然不同的水文地质特征。根据学者们的研究。晚更新世以来,在粤、湘、桂一带长、珠之间,多处分水岭向长江流域一侧迁移。分水岭不断迁移的结果是珠江水系袭夺了不少长江水系的支流。
笔者曾在国家旅游局资助的研究项目——“漓江流域整治的综合研究”中,详细地论证过此项袭夺现象。根据第四纪沉积、地貌以及卫星影像综合分析,认为原漓江上游的大小溶江,包括六洞河、川江等水系均属于湘江水系,后被漓江袭夺,袭夺湾位于小溶江与三街之间的峡谷。兴安县城西原河道中的始安岭演变为封口,形成为袭夺后的湘漓分水岭。由于这一平原分水岭出现在两大水系之间,定为漓江流域的一级平原分水岭。2000多年前,秦代官员史禄就是利用了这一自然条件,在没有炸药的情况下,使用简陋的生产工具,成功地修筑了伟大的运河——灵渠。
灵渠是世界上最古老的运河之一,有着“世界古代水利建筑明珠”的美誉,至今还在运行之中,已成为崇仰中华民族智慧和文明的旅游胜地。
漓江流域的第二处平原分水岭,位于临桂县会仙镇。此处分水岭附近,出现了一片以分水塘为主体的湿地。在桂江与柳江之间,也修建了一条运河——相思棣,由于它们同属于珠江水系,故称为二级平原分水岭,与兴安附近的一级平原分水岭相区别。相思棣运河,修筑于1300多年前的唐代,远比灵渠修建的时间要晚。历史上,相思梂运河对于沟通桂林与柳州的交通,也曾发挥过重要的作用,只是水量较小,仅在汛期方能通航。加上后来陆地交通的兴起,清代末年即被废弃,至今仅留下拱桥、陡门等遗迹供游客欣赏。此外,分水岭附近的湿地,成为目前环境保护工作者所关注的生物多样性保护地。
湘漓与桂柳同样为平原分水岭,同样由于水系袭夺现象所造成的,但是它们的成因不完全一样。桂江水系的漓江航道段,由于距共同的下游出水口——梧州远较柳江为近,具有较大的水力坡降,从而具有较强的向源的侵蚀能力。
此外,又由于漓江航道的强烈的岩溶作用,从地下河转化为地表河,致使侵蚀基准面急剧下降,造成原来流入柳江支流洛清江的良丰河倒流。这一袭夺现象出现的结果是使流入良丰河的水量大大减少,酷似一位瘦老头穿了一件宽敞的大袍。这就是地理学上河流袭夺中的一个典型现象:不适称。
出现在漓江主要支流之间的平原分水岭。笔者称为第三级平原分水岭。比较明显的共有三处:葡萄谷地、兴坪——福利谷地、潮田——坪山谷地,
葡萄谷地中的分水岭,地形平坦。桂阳公路在此处经过,车来车往行人很多,笔者等通过仔细作图。才发现是良丰河与金宝河之间的分水岭。兴坪——福利谷地中的平原分水岭,大致出现在西郎山附近谷地中的一片水田中。这一奇妙的分水现象。不是县水利局的工作人员告诉我们,恐怕大多数人,就是在路边行走,也不会有所觉察。潮田——坪山谷地中的平原分水岭,位于旺塘附近。是笔者在调查冠岩地下河时实地勘查的。这三处次一级的平原分水岭的出现,均与漓江航道从地下河转化为地表河这一历史事件有密切关系。
漓江问水
我国淡水资源占有量,在世界上处于前列。排名第五。但是由于人口基数大,人均淡水资源占有量位居世界第110位,是13个严重缺水的国家之一。
相比全国人均淡水资源占有量,漓江流域是得天独厚的,通过计算,流域范围内的人均淡水占有量为5600立方米,远高于全国人均淡水资源占有量。
然而在2003~2004年,漓江出现的枯水位记录,让人们忧心忡忡。
2004年1月9日,漓江水位降至140.45米,流量仅剩下8.5立方米/秒,漓江的游览航程,不得下大为缩短,83公里的航程仅剩下区区6公里!原本淡水资源丰沛的地区,为什么会出现枯水位记录’这需要从历史的、系统的角度进行考察。
为了了解漓江流量的变化,在漓江流域的不同区段上,已经建立了9个水文观测站。其中桂林城南渡头村水文站已积累了80多年观测的数据,存储有大量的历史资料。根据渡头村水文站所记录的资料,漓江水量最枯的季节,出现在1954~1955年,流量为3.8立方米/秒。
让我们再来看看历史上漓江丰水期的流量状况。同样根据渡头村水文站的长期观测资料,历史上漓江曾经出现的最大水量为6330立方米/秒,与曾经出现的最枯水量之比为1665倍。
由此可见,漓江流量的特点。丰年、枯年,丰季、枯季之间的变化很大。漓江流域虽然拥有丰富的水资源,但是在丰水期存在大量弃水的现象,不仅浪费了水资源,而且带来洪涝灾害。整治漓江,我们必须从这个实际状况出发。
漓江的问题,还应该着眼于漓江流域全局。漓江流域面积的测算,习惯上以阳朔县城的下游,木山柞漓江水文观测站为终点。若以漓江航道终点,碧莲峰码头为测算点,总面积应减去金宝河、遇龙河的流域范围,漓江流域面积为5039.4平方公里。年平均径流量,也应减去金宝河,遇龙河的流量。为67.08亿立方米。这就是我们要讨论的漓江流域的水资源总量。漓江流域范围内,碎屑岩分布地区占五分之二,石灰岩分布区占五分之三,构成了漓江流域的特有的地质、地貌背景。漓江流域这些下垫面的因素,不仅 影响地表的植被类型,而且也影响流域范围内径流的流态和流速。
讨论漓江流域的水资源,重点放在游船所关心的航道水量上。从渡头村水文站测算的漓江多年的平均流量为128立方米/秒,游船所需要的最小水量为3。立方米/秒,漓江多年平均流量,超过航道所需的最低流量达四倍之多。由此可见,漓江拥有充足的水量,如果进行合理的调蓄,完全可以满足游船所需的水量。
二十多年来,对于漓江所实现的补水工程之中的“补”字,笔者认为值得商榷。“补”字,会带给人们一个错觉。似乎漓江缺水。实际上漓江流域拥有丰富的水资源,不需要从外部补水。目前需要做的,是拦蓄大量的洪期弃水现象,减少水资源的流失和浪费。采用“调蓄”工程的提法,更为妥当。
水资源的调蓄。可以概括为生物措施与工程措施两大方面。所谓生物措施,就是保护水源林,维持乔、灌、草的立体结构,发挥森林对水资源调蓄的最大能力。通过研究,5万亩的森林相当于100万立方米的小型水库的调蓄能力。生物措施与工程措施相比,不仅投资小,而且还具有综合性的生态效益。因此生物措施在漓江水资源的调蓄中,是计划部门首先需要考虑的问题。
然而生物措施有一定的局限性。它不能完全代替筑坝建库的工程措施,比如,漓江上游多暴雨,森林只能延缓洪水的下泄,不能完全控制洪水。唯有筑坝建库的工程措施,方能有效地拦蓄洪水。诚然,在水利工程的兴修中,局部地段,生态景观暂时会造成一定的破坏;然而水库建成后,在库区会出现大片湿地,营造出一片更为良好的生态环境。再说,水库蓄水后,坝下尚可以发电。产生多种经济效益。工程措施是防止洪期弃水,抑制洪涝灾害的根本办法。生物措施、工程措施是相辅相成的两个方面,两者不可偏废。
编后语:刚刚被联合国教科文组织批准成为世界生物圈保护区的中国猫儿山自然保护区,除了在生物多样性方面具有独特的价值之外,其在水资源方面的贡献也是不可替代的。为了能更深入地向读者介绍以猫儿山为代表的南岭山脉对周边水系的影响和变迁过程。我们专门拜访了中国MAB的老朋友——位于桂林的中国地质科学院岩溶地质研究所的曹建华教授,曹教授告诉我们,他们所的茹锦文教授在这一领域有很深入的研究,承担过国家旅游局的项目“利用遥感方法对漓江流域水土资源进行综合治理的研究”,著有《漓江流域整治的综合研究》一书,同时科普工作也做得非常好,经常在桂林日报发表科普文章,是非常适合的受访专家。接着,曹教授悲痛地说道:非常不幸,今年3月他在冬泳回家的路上因车祸去世了。
上面的文章是我们根据曹教授提供的茹教授科普文章汇编中的两篇文章“从平原分水岭看漓江水系的变迁”和“补水,还是调蓄?科学利用漓江流域水资源”编辑而成,以此纪念这位为中国科学和科普事业贡献一生的老科学家。茹锦文教授以地理分析的方法,从平原分水岭入手,科学总结漓江水系变迁的原因是特殊的地理袭夺现象。袭夺产生了平原分水岭,所以地理上的分水岭成为水系变迁的标志。作者发现,漓江上游的大小溶江、六洞河、川江等水系原本属于湘江水系,后来被漓江袭夺,变成了珠江水系之河道。本文叙述了三处对漓江水系有影响的平原分水岭,科学地揭示出其中的奥秘。