浅议太湖流域河湖水系的治理改造
口徐乾清
(水利部)
摘要太湖流域河湖水系和社会经济演变过程,说明不同时期太湖流域河湖水系的基本功能不同。按照当前及
今后流域社会经济发展态势,未来太湖流域城乡供水、排污量都将会大量增加,防洪减灾标准和生态环境
质量要求也会不断提高,现有河湖水系已经很难发挥合理功能。新一轮的太湖治理应按照以人为本、人与
自然和谐相处的总体要求,在节水为先、治污为本的原则下,进行河湖水系改造。
关键词
太湖流域
河湖水系
功能
改造
一、太湖流域水系的形成及其演变
第四纪最后一期冰期的末期(距今2万~l万年),世界海平面下降,大
浦。除公元前500多年形成的江南运河屡有整治外,先后改变了吴淞江入海出路,开通了入江的元和塘等,同时流域西部山丘地区也修建塘埝、运河导水入江、入湖。自公元10世纪初(五代吴越时期),流域普遍修治河渠,“或五里七里为一纵浦,或七里十里为一横塘”,初步形成了水网系统。在水网化形成过程中,逐步修建堤防水闸,人
畅,系统更趋混乱。新中国成立以后,鉴于太湖流域经济地位的重要以及洪涝灾害的频繁发生,国家决心对其进行全面规划,综合治理。至20世纪末,形成了现在太湖流域防洪、排涝、农田灌溉、内河航运体系。修建了环湖大堤,提高了太湖的调蓄能力,开辟扩大了入江、人海的排洪通道,结合圩区改造,形成了新的水网系统。这些工程在流域社会经济发展中发挥了巨大作用,但在现代工业化文明中也产生了一些新问题。
致低于现在海平面100~130m(一说
100~150m),太湖平原及其以东大陆架都属陆地,是古老的长江三角洲。冰期以后气候变暖,至全新世中期(距今大约6000年),气温年平均达到高于近代的2℃~3℃,海平面基本接近现在的状态,海水覆盖了大部分古老的长江三角洲,一部分成为浅海、溻湖、沼泽,长江下游为溺谷,河口在镇江、扬州一带。由于长江挟带大量泥沙输送至三角洲,太湖平原得到迅速发展。
自远古至10世纪,太湖西部山地丘陵来水潴蓄于现在太湖的西部,湖面积比现在的太湖大约小1/3(据《越绝书》记载推算),在古太湖的东南形成“三江”,即吴淞江、娄江、东江分流入海。当时“三江”江阔水深,泄流能力很大,加上湖沼的滞蓄,地广人稀,基
与水争地的速度加快,大量土地得到
开发利用,促进了农业快速发展。此后,水利不断发展,主要排水河道不断疏浚整治,海塘不断延伸加固,15世纪初(明永乐年问),吴淞江由浏河入长江,1458年(明天顺二年)又另辟新河道由现在的苏州河入黄浦江,黄浦江也大体在此期间引淀泖之水入海,形成了太湖流域人海的主要通道。太
二、太湖流域社会经济的历史演变概述
根据考古研究,早在一万年以前太湖流域已有人类活动,六七千年以前已出现定居农业生产和手工业,至4000年前农业和手工业更加普及,金属冶炼以及陶器制作等也在多数地区出现。商周时期已出现较大的城邑、村落,主要出现在沿江、沿海较高的丘岗地区,并逐步向中部低浅沼泽地区发展。到春秋时期(公元前770~前476年),吴越争霸,促进了太湖流域社会经济的进一步发展,青铜、铁制工具和兵器大量出现。战国初期,楚灭吴越,太湖流域为楚春申君封地,当时的统治者
湖自身逐步扩大变深,而流域北部、东
部湖泊逐渐缩小,多被围垦。
近代及当代太湖流域开展了大规模的水利建设,流域水系发生了重大变化。自清朝后期至20世纪中,国弱民贫,除上海及其附近地区为满足殖民者的需要,开辟商埠,修建港口码头,整治黄浦江外,整个太湖流域很少治理,水网系统总体格局未变,大部分河网长期处于萎缩退化状态,排水不
本上不存在防洪问题。由于长江来沙
和海潮倒灌,“三江”逐渐淤塞,公元8世纪以后,娄江、东江相继湮废,海岸线迅速东扩,至公元10世纪,洪涝排泄已部分依靠人工整治河道、疏浚塘
收稿日期:2004—08—30
作者简介:徐乾清(1925-),男(汉族).原水利电力部、水利部副总工程师。中国工程院院士。水利部科技委顾问。。该文为作者在2004年12月2日“太湖高级论坛”上的发言材料。
万方数据
型
兴修水利,开垦土地,发展手工业,颇有建树。秦统一中国(公元前221年)后在太湖流域设置郡县,共置11县,经两汉三国,人口不断增加,农业、手工业继续发展,太湖平原已是“沃野万里”,号称“乐土”。西汉元始二年(公元2年)人口达48.37万,至东汉永和五年(公元140年)人口已达72.s7万,农业、手工业,特别是丝绸、冶铁、海盐、茶叶、陶瓷各业达到了很高的水平。至南北朝时期,中原战火不断,人口大量南迁,促进了太
湖流域的进一步发展,太湖流域逐步成
为经济发达地区,是国家粮食生产、财富贡献的重要地区之一。唐天宝元年(公元742年)人口已达306万,土地得到大量开垦,粮食生产、赋税收入已成为唐朝中央的重要支柱。至宋室南迁(1127年),太湖流域更成为政治、经济、文化中心,是当时世界有名的富庶之区。由于唐宋时期的积极发展,人与水争地现象非常普遍。流域中较高的平原土地已开发殆尽,于是大量开垦河湖洲滩、沼泽湿地,促进了河网的进一步发展。初期的圩田以塘浦为界,面积较大,
小农经济的生产方式是力争土地的充
分利用,大圩逐渐瓦解,普遍形成小圩,塘浦失修,洪涝灾害加重。至元、明、清
三代(1279~1911年),建都北京,京师衣
食均仰仗江南,一般年份也从江南调运粮食400万 ̄500万石,干旱荒年多达700多万石,京师的丝绸、布匹、盐茶、工艺品及军饷也多取自江南,这固然促进了社会经济的发展,也极大地加重了百姓的负担,致使贫富悬殊,社会不安,生产力增长缓慢。至清中叶嘉庆二十年(1820年),流域人口达蛩]2289万人,密度达627人,/km2,成为全国人口最密集的地区。
三、社会生产方式改变引起的太湖流域水系功能的变化
④定居农业产生之前,人少地广,
以渔猎采摘为生活生产方式,水系的
万
方数据功能和演变纯属自然状态,气象地质因素的突变是自然灾害的根源。
②原始农业,定居农业开始至铁
质农具使用以前,种植、养殖、渔猎相结合,人口稀少,无力改变自然,水系功能和演变仍属自然状态,灾害也纯属自然灾害。这一阶段在太湖流域大体延续了4000多年,直至战国时期(公元前500年~前220年)。
③传统农业时期,以使用铁器农
具为标志,至化肥农药使用为主以前,
在太湖流域大体延续了2000多年(至
20世纪50年代)。在此期间,农业、农
民、农村为社会的主体,种植业与养殖
业结合,生产规模小而分散,农田肥料主要依靠绿肥、人畜粪便、河泥及其他有机肥;城市化水平低,除少数政治经济中心城市规模较大外,均属中小城市,人口有限,农村集镇也以农业、手工业为主;村镇排出的污水、垃圾基本得到利用和“消化”,城市排出的污水和垃圾数量较少,大部分被郊区和农村利用,排入河湖的部分,依靠天然水域净化降解,除局部地区污染较为严重外,绝大部分地区保持了较好的生态环境,河湖水质良好,大部分河湖保持了I、Ⅱ类水质。此时流域西部山地、丘陵区河湖基本保持天然状态,部分河流水系开发利用,主要为农田灌溉和城镇、农村生活用水;平原圩区河
网的功能主要是农田灌溉、排水、航
运、城镇乡村居民生活供水,河网还有一项重要功能就是接纳居民生活污水、污物,这些污水、污物由于数量有限,可由河网水系自净和水量的周期置换得到净化,长期以来农民结合农田施肥,罱泥清淤也发挥了重要作用。这种生产方式结合一定时期的河道河网治理,使太湖流域水系合理地发挥了功能,除了分散的少数城镇郊区还有一定短时污染外,绝大部分地区基本保持较好的生态环境。
④近代农业,以使用化肥农药和
机械化耕作为标志,结合城市化、工业化的进展,20世纪70年代以前水系河网的基本功能与传统农业后期基本相同,但由于人口剧增,城市和乡镇企业急剧发展,要求大量增产粮食,农田大量使用化肥农药,城乡供水量和排污量大幅度增加,河湖水域污染程度日趋严重,污染源以农药化肥和生活污水等有机污染物为主,仍靠河湖自净保持水质,大部分地区的水质仍能基本适应生活、生产用水的要求。
⑤20世纪80年代以来,流域城
市化、工业化速度加快,生活、生产大量排放污水、污物,而河湖水系特别是平原河网功能未变,集供水、排水、纳污、排污于一体,已很难适应经济形势的变化。由于水域日趋缩小,河道排洪、排污能力不足,纳污量急剧增加,水质严重恶化,对流域居民生活、生产和生态环境造成极其严重的影响,制约了社会经济的快速发展和生活水平的不断提高。贯彻可持续发展的国策,遵照科学发展观的要求,改造河网,调整河湖水域的功能,加强管理和保护,已是当前急追的任务。
四、当代太湖流域河湖水系应发挥的主要功能
太湖流域2000年人口3887万,流域内生产总值(GDP)9716亿元,人均2.5万元,已是全国的最高水平。现有
耕地162.6万hm2,曾经是全国重要的
粮食生产基地,现在虽然已不再是重要的商品粮基地,但农业已快速向现代化方向发展。按照流域区位、资源和经济基础的优势条件,今后将仍是我国经济高速发展的精华地带。面对当前和未来流域发展形势,流域河湖水系应发挥的基本功能主要有:
①保护人民生命财产安全和为社
洪减灾仍是重要任务。流域受长江洪水、海洋风暴潮和本流域强暴雨洪水
会经济可持续发展提供安全保证,防
三重威胁,占流域总面积80%的平原
地区,洪涝潮渍灾害严重。流域河道水
系,特别是太湖本身和骨干河道首先
必须承担排洪、排涝的任务。必须看到
当代防洪减灾要求和防洪形势的变化,过去城乡界限基本清楚,防洪的任务主要是保护城市、重要集镇和交通干线的安全,城乡]坊洪标准可以有较大的差别;现在和今后城乡界限逐渐
消失,防洪标准普遍要求提高,防洪设
施要从过去的保点向保面演变。
②农业结构有了重大调整,过去
农业以粮食生产为主,现在粮食生产已退居次要地位,已转向为城市集镇居民和二、三产业服务的现代化农业发展,种植业与养殖业密切结合,产值
高,洪涝灾害损失大,对供水量的保证程度和水质要求高。当前供水保证率
低、水质严重污染,已不能适应发展需要,必须提高供水安全保障程度。
③当前城乡供水急剧增加,特别
是大中城市生活、生产、环境用水大量增加,并不断要求提高供水水质标准。现在流域内西部山地、丘陵区主要靠水库供水,部分沿长江的城市直接取用江水,水量水质较好;分布在流域平原地区的众多城市依靠河网、湖泊供水,水质恶化,不能保证供水安全。提高河网水质使之达到合理的标准,是必须解决的问题。
④城乡居民生活水平不断提高,
对生活环境质量的要求也逐步提高。
现代化的生活水平必须要有清洁、优
美、健康的现代化生活环境与之相适应。现在城乡生态环境状况与物质生活水平极不适应,一些大中城市与郊区的反差尤为突出。改善河湖水系的水环境质量,是解决这一问题的根本途径。
五、太湖流域河湖水系治理改造的设想
根据以上分析,按照以人为本、人
万
方数据与自然和谐相处的总体要求,在节水④防污、治污是解决供水水质安
优先、治污为本的原则下,积极进行太全和改善生活、生态环境的根本途湖流域的河湖水系改造,特别是河网
径。要积极推行节约用水、清洁生改造,以适应现代化发展的需要,是未产,加强污染源头的治理,同时切实来治理太湖的关键所在。
解决排放末端污水、污物的处理,有1.改造的目标
效控制水质和环境污染。由于治污措④防洪减灾标准:涉及流域性的
施发展的不平衡,治污标准与供水原排洪骨干河道和起重要调蓄作用的太水水质标准的差异,即使做到严格防湖设防标准应不低于100年一遇,对治污染,仍然会有污水排放,因此仍历史上曾经发生过的特大洪水,如需考虑排污专用通道。在积极治理城
1999年洪水、1954年洪水和1991年市污染的同时,必须认真研究面源污
洪水做到安全排洪和调蓄;防风暴潮染的控制和治理,要研究减少化肥、的海塘工程能抗御不低于在长江口和农药使用量和充分利用农村有机肥的钱塘江口之间登陆的台风;通江、通海技术措施和推行政策。
较大塘浦河港的堤防防洪标准应达到⑤充分利用长江干流充沛的优质
50年一遇;圩区排涝标准不低于10江水,加大引江济太的力度,加速湖年一遇。
泊、河网水的置换速度;利用排洪排涝②形成清水廊道,为大中城市和
骨干河道形成清水走廊,形成城乡供集镇提供较高水质标准的饮用水原水的原水通道。为此,建议扩大望虞河水,如达到Ⅱ、Ⅲ类水,一般水网区的并在其西部增辟新的引江通道。
水质应不低于Ⅲ、Ⅳ类水的水质。
⑥建议研究从芜湖附近引水经过
③逐步形成污水排放的专用通
东坝进入太湖的引水通道,改善太湖道。在积极防污治污的基础上,对仍未西岸水质。
达标排放的污水应设排污专用通道,
⑦江南运河贯穿太湖流域的中
使其直接入江人海。
部,对太湖流域水系湖泊的治理改造④确保山地丘陵区水库的水质安
影响巨大,同时污染十分严重,建议有全和库下游河道的最小生态环境用水。
关部门从太湖流域长远全局发展需要⑤枯水季、高潮期海水不内侵,保
出发,研究江南运河的改造问题,减少证人江、入海河口段水质在允许含盐其对水资源的污染和对防洪、排水的
量的标准内。
’影响,并发挥其综合功能,如排污通道
2.可能采取的措施
的作用等。
①在继续巩固提高太湖调蓄洪水
⑧流域水系淤积相当严重,应下
能力的基础上,进一步扩大、增加入江、决心有计划地对河系水网进行清淤,入海的排洪、排涝出路,提高防洪除涝将清出的土料填高低田或用于堤防、
能力,达到设想的防洪、除涝标准。
道路的修筑。
②合并小圩区,利用骨干塘浦,加⑨中小城市和农村在修建住房
固堤防,疏浚河道,形成大圩区;进一
和公共用房时应考虑底层承受临时步完善大圩区内灌溉排水系统,以适淹水的措施,以适应超标准洪涝,应城乡界限逐步消失后的区域防洪要减少损失。
求和促进现代化农业的发展。
⑩完善流域水土资源的统一管理
⑧按防治风暴潮的标准加固海
机制。
圃I
塘,治理并适当控制长江和众多入江、太湖流域湖泊水系的治理和改造兰I
人海的河口段,减少咸潮内侵。
是支持流域可持续发(下转第50页)
器l
誉I
囫
(3)水管冷却期还有助于使底板和墩墙的体积变形不同条件的表面保温要求。应重视基础约束区及其他重要结构部位的表面保护。尤其应重视防止气温骤降的冲击,施工中加强气象预报,及时进行表面保护。保温措施的关键在于合理地选择保温材料和保温方式。
水管冷却通常应用于大坝混凝土
中,在水工墩墙结构混凝土量不是很大的情况下较少采用,但由于其降温效果显著,所以仍不失为一种有效的
更趋于同步;如果间歇期较短,同时使
温度变化更趋于同步,使底板和墩墙问的温度相差不致过大。
(5)底板和一定高度的墩墙同时浇筑
底板和一定高度的墩墙同时浇筑,主要是为了减小底板对墩墙的约束。和
温控防裂措施。它通过降低混凝土的温度峰值来减小混凝土的基础温差和
内外温差。由于墩墙结构中最容易开裂的部位通常在墩墙底部,所以一般情况下只在墩墙的下半部分埋设冷却水管。虽然水管冷却出现拉应力较早较大,但可控制在抗拉强度之内。因
四、结论
水工墩墙结构混凝土开裂的主要原因是温差、约束和收缩。因此,从防止裂缝的角度出发,所采取的工程措施都以减小这些因素的不利影响为目的。科学合理的工程措施,严格有序的
底板同时浇的墩墙高度越高,一般来说
墙体受底板的约束就越小,但是由于施工时需吊空模板,将使施工变得麻烦,而且施工中增加了跑模的概率,所以和底板同时浇筑的墩墙又不能太高。
(6)混凝土表面保温
混凝土表面保温是防止表面裂缝的主要措施之一。水工墩墙结构混凝土的暴露面大,遇到气温骤降极易发生施工初期的表面裂缝;遇气温年变
此,只要能保证混凝土在10天内不出现裂缝,水管冷却的混凝土一般也不
会出现裂缝,且抗裂能力较强。
(4)缩短底板和墩墙的浇筑间歇期缩短底板和墩墙的浇筑间歇期,主要作用是缩小底板和墩墙之间弹性模量之间的差距,减小底板对墩墙的约束;由于混凝土的体积变形持续时间较长,缩短底板和墩墙的浇筑间歇
Analysison
the
施工管理,是保证工程质量、防治裂缝
的重要手段。
参考文献:
1黄国兴,惠荣炎.混凝土的收缩.北京:中国铁道出版社,1990
2朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制.北京:中国电力出版社,
1999
■
化和气温骤降也可能发生施工中、后
期表面裂缝或深层裂缝。应根据设计提出的表面保护标准确定不同部位、
责任编辑党维勤
Mechanism
ofConcreteCrackingofHydraulicPierStructuresandCountermeasures
WUJian
Abstract:HydraulicpierCrackingofhydraulic
piers
as
Cao
WeiminShanLi
ofsluices,
culvertsandorder
to
structuresare
widelyusedintheconstructionearth-retainingwaBs.
the
happeningof
are
becomesverycommoninhydraulicprojectconstruction.In
improving
a
prevent
cracking,measuressuch
concrete
materials,structurelayoutandconstructionmethodandtechniques
reasons
put
forward,onthebasisofmakingdetailedanalysisofformsandofcracking.Thesemeasuresalsohavereference
valueforsolvingcrackingproblemsofotherstructures.Keywords:Piers;Cracking;Crackingprevention
.
(上接第29页)展的重大措施,涉及社会经济的各个部门、各个地区、各个层面,必须在统一领导、多部门参与下开
A
展工作,也必须打破部门和地方的局限性,通力协作,应充分利用太湖流域的有利条件,抓紧时机,对流域水系进行科学
的改造,以适应现代化和可持续发展的需要,为经济发达地区树立榜样。
■
责任编辑王晓平
GeneralIntroductionofWater
Xu
SystemImprovementintheTalhuBasin
Qianqing
the
andfuturepredictiveeconomicand
socialdevelopmentofthe
Abstract:FunctionsofwatersystemconnectingriversandlakesintheTaihuBasinhavebeendifferent,alongwithevolutionofBasin,bothcallfor
a
our
economy
andsociety.According
to
present
water
supplyandpollutiondischargeinurbanandruralareaswillbeexpandeddramatically,whichwould
a
higherfloodcontrolstandard
andeeo-environmentquality,andbring
lotofdifficulties
toa
properfunctioning
a
ofpresentwatersystem.The
new—roundharnessofthe
TaihuBasinshouldcomplywiththe
concept
ofpeople-firstand
harmonizedconsistenceofhumanbeingswithandgivingpriority
to
thenature.Intherehabilitationofthewatersystem,waterconservationfirst
as
pollutioncontrolmustbefollowed
guidingprinciples.
andlakes;Functions;Rehabilitation
Keywords:The
TaihuBasin;Watersystemconnecting
rivers
万方数据
浅议太湖流域河湖水系的治理改造
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:
徐乾清, Xu Qianqing水利部
中国水利
CHINA WATER RESOURCES2005(2)4次
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引用本文格式:徐乾清. Xu Qianqing 浅议太湖流域河湖水系的治理改造[期刊论文]-中国水利 2005(2)
浅议太湖流域河湖水系的治理改造
口徐乾清
(水利部)
摘要太湖流域河湖水系和社会经济演变过程,说明不同时期太湖流域河湖水系的基本功能不同。按照当前及
今后流域社会经济发展态势,未来太湖流域城乡供水、排污量都将会大量增加,防洪减灾标准和生态环境
质量要求也会不断提高,现有河湖水系已经很难发挥合理功能。新一轮的太湖治理应按照以人为本、人与
自然和谐相处的总体要求,在节水为先、治污为本的原则下,进行河湖水系改造。
关键词
太湖流域
河湖水系
功能
改造
一、太湖流域水系的形成及其演变
第四纪最后一期冰期的末期(距今2万~l万年),世界海平面下降,大
浦。除公元前500多年形成的江南运河屡有整治外,先后改变了吴淞江入海出路,开通了入江的元和塘等,同时流域西部山丘地区也修建塘埝、运河导水入江、入湖。自公元10世纪初(五代吴越时期),流域普遍修治河渠,“或五里七里为一纵浦,或七里十里为一横塘”,初步形成了水网系统。在水网化形成过程中,逐步修建堤防水闸,人
畅,系统更趋混乱。新中国成立以后,鉴于太湖流域经济地位的重要以及洪涝灾害的频繁发生,国家决心对其进行全面规划,综合治理。至20世纪末,形成了现在太湖流域防洪、排涝、农田灌溉、内河航运体系。修建了环湖大堤,提高了太湖的调蓄能力,开辟扩大了入江、人海的排洪通道,结合圩区改造,形成了新的水网系统。这些工程在流域社会经济发展中发挥了巨大作用,但在现代工业化文明中也产生了一些新问题。
致低于现在海平面100~130m(一说
100~150m),太湖平原及其以东大陆架都属陆地,是古老的长江三角洲。冰期以后气候变暖,至全新世中期(距今大约6000年),气温年平均达到高于近代的2℃~3℃,海平面基本接近现在的状态,海水覆盖了大部分古老的长江三角洲,一部分成为浅海、溻湖、沼泽,长江下游为溺谷,河口在镇江、扬州一带。由于长江挟带大量泥沙输送至三角洲,太湖平原得到迅速发展。
自远古至10世纪,太湖西部山地丘陵来水潴蓄于现在太湖的西部,湖面积比现在的太湖大约小1/3(据《越绝书》记载推算),在古太湖的东南形成“三江”,即吴淞江、娄江、东江分流入海。当时“三江”江阔水深,泄流能力很大,加上湖沼的滞蓄,地广人稀,基
与水争地的速度加快,大量土地得到
开发利用,促进了农业快速发展。此后,水利不断发展,主要排水河道不断疏浚整治,海塘不断延伸加固,15世纪初(明永乐年问),吴淞江由浏河入长江,1458年(明天顺二年)又另辟新河道由现在的苏州河入黄浦江,黄浦江也大体在此期间引淀泖之水入海,形成了太湖流域人海的主要通道。太
二、太湖流域社会经济的历史演变概述
根据考古研究,早在一万年以前太湖流域已有人类活动,六七千年以前已出现定居农业生产和手工业,至4000年前农业和手工业更加普及,金属冶炼以及陶器制作等也在多数地区出现。商周时期已出现较大的城邑、村落,主要出现在沿江、沿海较高的丘岗地区,并逐步向中部低浅沼泽地区发展。到春秋时期(公元前770~前476年),吴越争霸,促进了太湖流域社会经济的进一步发展,青铜、铁制工具和兵器大量出现。战国初期,楚灭吴越,太湖流域为楚春申君封地,当时的统治者
湖自身逐步扩大变深,而流域北部、东
部湖泊逐渐缩小,多被围垦。
近代及当代太湖流域开展了大规模的水利建设,流域水系发生了重大变化。自清朝后期至20世纪中,国弱民贫,除上海及其附近地区为满足殖民者的需要,开辟商埠,修建港口码头,整治黄浦江外,整个太湖流域很少治理,水网系统总体格局未变,大部分河网长期处于萎缩退化状态,排水不
本上不存在防洪问题。由于长江来沙
和海潮倒灌,“三江”逐渐淤塞,公元8世纪以后,娄江、东江相继湮废,海岸线迅速东扩,至公元10世纪,洪涝排泄已部分依靠人工整治河道、疏浚塘
收稿日期:2004—08—30
作者简介:徐乾清(1925-),男(汉族).原水利电力部、水利部副总工程师。中国工程院院士。水利部科技委顾问。。该文为作者在2004年12月2日“太湖高级论坛”上的发言材料。
万方数据
型
兴修水利,开垦土地,发展手工业,颇有建树。秦统一中国(公元前221年)后在太湖流域设置郡县,共置11县,经两汉三国,人口不断增加,农业、手工业继续发展,太湖平原已是“沃野万里”,号称“乐土”。西汉元始二年(公元2年)人口达48.37万,至东汉永和五年(公元140年)人口已达72.s7万,农业、手工业,特别是丝绸、冶铁、海盐、茶叶、陶瓷各业达到了很高的水平。至南北朝时期,中原战火不断,人口大量南迁,促进了太
湖流域的进一步发展,太湖流域逐步成
为经济发达地区,是国家粮食生产、财富贡献的重要地区之一。唐天宝元年(公元742年)人口已达306万,土地得到大量开垦,粮食生产、赋税收入已成为唐朝中央的重要支柱。至宋室南迁(1127年),太湖流域更成为政治、经济、文化中心,是当时世界有名的富庶之区。由于唐宋时期的积极发展,人与水争地现象非常普遍。流域中较高的平原土地已开发殆尽,于是大量开垦河湖洲滩、沼泽湿地,促进了河网的进一步发展。初期的圩田以塘浦为界,面积较大,
小农经济的生产方式是力争土地的充
分利用,大圩逐渐瓦解,普遍形成小圩,塘浦失修,洪涝灾害加重。至元、明、清
三代(1279~1911年),建都北京,京师衣
食均仰仗江南,一般年份也从江南调运粮食400万 ̄500万石,干旱荒年多达700多万石,京师的丝绸、布匹、盐茶、工艺品及军饷也多取自江南,这固然促进了社会经济的发展,也极大地加重了百姓的负担,致使贫富悬殊,社会不安,生产力增长缓慢。至清中叶嘉庆二十年(1820年),流域人口达蛩]2289万人,密度达627人,/km2,成为全国人口最密集的地区。
三、社会生产方式改变引起的太湖流域水系功能的变化
④定居农业产生之前,人少地广,
以渔猎采摘为生活生产方式,水系的
万
方数据功能和演变纯属自然状态,气象地质因素的突变是自然灾害的根源。
②原始农业,定居农业开始至铁
质农具使用以前,种植、养殖、渔猎相结合,人口稀少,无力改变自然,水系功能和演变仍属自然状态,灾害也纯属自然灾害。这一阶段在太湖流域大体延续了4000多年,直至战国时期(公元前500年~前220年)。
③传统农业时期,以使用铁器农
具为标志,至化肥农药使用为主以前,
在太湖流域大体延续了2000多年(至
20世纪50年代)。在此期间,农业、农
民、农村为社会的主体,种植业与养殖
业结合,生产规模小而分散,农田肥料主要依靠绿肥、人畜粪便、河泥及其他有机肥;城市化水平低,除少数政治经济中心城市规模较大外,均属中小城市,人口有限,农村集镇也以农业、手工业为主;村镇排出的污水、垃圾基本得到利用和“消化”,城市排出的污水和垃圾数量较少,大部分被郊区和农村利用,排入河湖的部分,依靠天然水域净化降解,除局部地区污染较为严重外,绝大部分地区保持了较好的生态环境,河湖水质良好,大部分河湖保持了I、Ⅱ类水质。此时流域西部山地、丘陵区河湖基本保持天然状态,部分河流水系开发利用,主要为农田灌溉和城镇、农村生活用水;平原圩区河
网的功能主要是农田灌溉、排水、航
运、城镇乡村居民生活供水,河网还有一项重要功能就是接纳居民生活污水、污物,这些污水、污物由于数量有限,可由河网水系自净和水量的周期置换得到净化,长期以来农民结合农田施肥,罱泥清淤也发挥了重要作用。这种生产方式结合一定时期的河道河网治理,使太湖流域水系合理地发挥了功能,除了分散的少数城镇郊区还有一定短时污染外,绝大部分地区基本保持较好的生态环境。
④近代农业,以使用化肥农药和
机械化耕作为标志,结合城市化、工业化的进展,20世纪70年代以前水系河网的基本功能与传统农业后期基本相同,但由于人口剧增,城市和乡镇企业急剧发展,要求大量增产粮食,农田大量使用化肥农药,城乡供水量和排污量大幅度增加,河湖水域污染程度日趋严重,污染源以农药化肥和生活污水等有机污染物为主,仍靠河湖自净保持水质,大部分地区的水质仍能基本适应生活、生产用水的要求。
⑤20世纪80年代以来,流域城
市化、工业化速度加快,生活、生产大量排放污水、污物,而河湖水系特别是平原河网功能未变,集供水、排水、纳污、排污于一体,已很难适应经济形势的变化。由于水域日趋缩小,河道排洪、排污能力不足,纳污量急剧增加,水质严重恶化,对流域居民生活、生产和生态环境造成极其严重的影响,制约了社会经济的快速发展和生活水平的不断提高。贯彻可持续发展的国策,遵照科学发展观的要求,改造河网,调整河湖水域的功能,加强管理和保护,已是当前急追的任务。
四、当代太湖流域河湖水系应发挥的主要功能
太湖流域2000年人口3887万,流域内生产总值(GDP)9716亿元,人均2.5万元,已是全国的最高水平。现有
耕地162.6万hm2,曾经是全国重要的
粮食生产基地,现在虽然已不再是重要的商品粮基地,但农业已快速向现代化方向发展。按照流域区位、资源和经济基础的优势条件,今后将仍是我国经济高速发展的精华地带。面对当前和未来流域发展形势,流域河湖水系应发挥的基本功能主要有:
①保护人民生命财产安全和为社
洪减灾仍是重要任务。流域受长江洪水、海洋风暴潮和本流域强暴雨洪水
会经济可持续发展提供安全保证,防
三重威胁,占流域总面积80%的平原
地区,洪涝潮渍灾害严重。流域河道水
系,特别是太湖本身和骨干河道首先
必须承担排洪、排涝的任务。必须看到
当代防洪减灾要求和防洪形势的变化,过去城乡界限基本清楚,防洪的任务主要是保护城市、重要集镇和交通干线的安全,城乡]坊洪标准可以有较大的差别;现在和今后城乡界限逐渐
消失,防洪标准普遍要求提高,防洪设
施要从过去的保点向保面演变。
②农业结构有了重大调整,过去
农业以粮食生产为主,现在粮食生产已退居次要地位,已转向为城市集镇居民和二、三产业服务的现代化农业发展,种植业与养殖业密切结合,产值
高,洪涝灾害损失大,对供水量的保证程度和水质要求高。当前供水保证率
低、水质严重污染,已不能适应发展需要,必须提高供水安全保障程度。
③当前城乡供水急剧增加,特别
是大中城市生活、生产、环境用水大量增加,并不断要求提高供水水质标准。现在流域内西部山地、丘陵区主要靠水库供水,部分沿长江的城市直接取用江水,水量水质较好;分布在流域平原地区的众多城市依靠河网、湖泊供水,水质恶化,不能保证供水安全。提高河网水质使之达到合理的标准,是必须解决的问题。
④城乡居民生活水平不断提高,
对生活环境质量的要求也逐步提高。
现代化的生活水平必须要有清洁、优
美、健康的现代化生活环境与之相适应。现在城乡生态环境状况与物质生活水平极不适应,一些大中城市与郊区的反差尤为突出。改善河湖水系的水环境质量,是解决这一问题的根本途径。
五、太湖流域河湖水系治理改造的设想
根据以上分析,按照以人为本、人
万
方数据与自然和谐相处的总体要求,在节水④防污、治污是解决供水水质安
优先、治污为本的原则下,积极进行太全和改善生活、生态环境的根本途湖流域的河湖水系改造,特别是河网
径。要积极推行节约用水、清洁生改造,以适应现代化发展的需要,是未产,加强污染源头的治理,同时切实来治理太湖的关键所在。
解决排放末端污水、污物的处理,有1.改造的目标
效控制水质和环境污染。由于治污措④防洪减灾标准:涉及流域性的
施发展的不平衡,治污标准与供水原排洪骨干河道和起重要调蓄作用的太水水质标准的差异,即使做到严格防湖设防标准应不低于100年一遇,对治污染,仍然会有污水排放,因此仍历史上曾经发生过的特大洪水,如需考虑排污专用通道。在积极治理城
1999年洪水、1954年洪水和1991年市污染的同时,必须认真研究面源污
洪水做到安全排洪和调蓄;防风暴潮染的控制和治理,要研究减少化肥、的海塘工程能抗御不低于在长江口和农药使用量和充分利用农村有机肥的钱塘江口之间登陆的台风;通江、通海技术措施和推行政策。
较大塘浦河港的堤防防洪标准应达到⑤充分利用长江干流充沛的优质
50年一遇;圩区排涝标准不低于10江水,加大引江济太的力度,加速湖年一遇。
泊、河网水的置换速度;利用排洪排涝②形成清水廊道,为大中城市和
骨干河道形成清水走廊,形成城乡供集镇提供较高水质标准的饮用水原水的原水通道。为此,建议扩大望虞河水,如达到Ⅱ、Ⅲ类水,一般水网区的并在其西部增辟新的引江通道。
水质应不低于Ⅲ、Ⅳ类水的水质。
⑥建议研究从芜湖附近引水经过
③逐步形成污水排放的专用通
东坝进入太湖的引水通道,改善太湖道。在积极防污治污的基础上,对仍未西岸水质。
达标排放的污水应设排污专用通道,
⑦江南运河贯穿太湖流域的中
使其直接入江人海。
部,对太湖流域水系湖泊的治理改造④确保山地丘陵区水库的水质安
影响巨大,同时污染十分严重,建议有全和库下游河道的最小生态环境用水。
关部门从太湖流域长远全局发展需要⑤枯水季、高潮期海水不内侵,保
出发,研究江南运河的改造问题,减少证人江、入海河口段水质在允许含盐其对水资源的污染和对防洪、排水的
量的标准内。
’影响,并发挥其综合功能,如排污通道
2.可能采取的措施
的作用等。
①在继续巩固提高太湖调蓄洪水
⑧流域水系淤积相当严重,应下
能力的基础上,进一步扩大、增加入江、决心有计划地对河系水网进行清淤,入海的排洪、排涝出路,提高防洪除涝将清出的土料填高低田或用于堤防、
能力,达到设想的防洪、除涝标准。
道路的修筑。
②合并小圩区,利用骨干塘浦,加⑨中小城市和农村在修建住房
固堤防,疏浚河道,形成大圩区;进一
和公共用房时应考虑底层承受临时步完善大圩区内灌溉排水系统,以适淹水的措施,以适应超标准洪涝,应城乡界限逐步消失后的区域防洪要减少损失。
求和促进现代化农业的发展。
⑩完善流域水土资源的统一管理
⑧按防治风暴潮的标准加固海
机制。
圃I
塘,治理并适当控制长江和众多入江、太湖流域湖泊水系的治理和改造兰I
人海的河口段,减少咸潮内侵。
是支持流域可持续发(下转第50页)
器l
誉I
囫
(3)水管冷却期还有助于使底板和墩墙的体积变形不同条件的表面保温要求。应重视基础约束区及其他重要结构部位的表面保护。尤其应重视防止气温骤降的冲击,施工中加强气象预报,及时进行表面保护。保温措施的关键在于合理地选择保温材料和保温方式。
水管冷却通常应用于大坝混凝土
中,在水工墩墙结构混凝土量不是很大的情况下较少采用,但由于其降温效果显著,所以仍不失为一种有效的
更趋于同步;如果间歇期较短,同时使
温度变化更趋于同步,使底板和墩墙问的温度相差不致过大。
(5)底板和一定高度的墩墙同时浇筑
底板和一定高度的墩墙同时浇筑,主要是为了减小底板对墩墙的约束。和
温控防裂措施。它通过降低混凝土的温度峰值来减小混凝土的基础温差和
内外温差。由于墩墙结构中最容易开裂的部位通常在墩墙底部,所以一般情况下只在墩墙的下半部分埋设冷却水管。虽然水管冷却出现拉应力较早较大,但可控制在抗拉强度之内。因
四、结论
水工墩墙结构混凝土开裂的主要原因是温差、约束和收缩。因此,从防止裂缝的角度出发,所采取的工程措施都以减小这些因素的不利影响为目的。科学合理的工程措施,严格有序的
底板同时浇的墩墙高度越高,一般来说
墙体受底板的约束就越小,但是由于施工时需吊空模板,将使施工变得麻烦,而且施工中增加了跑模的概率,所以和底板同时浇筑的墩墙又不能太高。
(6)混凝土表面保温
混凝土表面保温是防止表面裂缝的主要措施之一。水工墩墙结构混凝土的暴露面大,遇到气温骤降极易发生施工初期的表面裂缝;遇气温年变
此,只要能保证混凝土在10天内不出现裂缝,水管冷却的混凝土一般也不
会出现裂缝,且抗裂能力较强。
(4)缩短底板和墩墙的浇筑间歇期缩短底板和墩墙的浇筑间歇期,主要作用是缩小底板和墩墙之间弹性模量之间的差距,减小底板对墩墙的约束;由于混凝土的体积变形持续时间较长,缩短底板和墩墙的浇筑间歇
Analysison
the
施工管理,是保证工程质量、防治裂缝
的重要手段。
参考文献:
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2朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制.北京:中国电力出版社,
1999
■
化和气温骤降也可能发生施工中、后
期表面裂缝或深层裂缝。应根据设计提出的表面保护标准确定不同部位、
责任编辑党维勤
Mechanism
ofConcreteCrackingofHydraulicPierStructuresandCountermeasures
WUJian
Abstract:HydraulicpierCrackingofhydraulic
piers
as
Cao
WeiminShanLi
ofsluices,
culvertsandorder
to
structuresare
widelyusedintheconstructionearth-retainingwaBs.
the
happeningof
are
becomesverycommoninhydraulicprojectconstruction.In
improving
a
prevent
cracking,measuressuch
concrete
materials,structurelayoutandconstructionmethodandtechniques
reasons
put
forward,onthebasisofmakingdetailedanalysisofformsandofcracking.Thesemeasuresalsohavereference
valueforsolvingcrackingproblemsofotherstructures.Keywords:Piers;Cracking;Crackingprevention
.
(上接第29页)展的重大措施,涉及社会经济的各个部门、各个地区、各个层面,必须在统一领导、多部门参与下开
A
展工作,也必须打破部门和地方的局限性,通力协作,应充分利用太湖流域的有利条件,抓紧时机,对流域水系进行科学
的改造,以适应现代化和可持续发展的需要,为经济发达地区树立榜样。
■
责任编辑王晓平
GeneralIntroductionofWater
Xu
SystemImprovementintheTalhuBasin
Qianqing
the
andfuturepredictiveeconomicand
socialdevelopmentofthe
Abstract:FunctionsofwatersystemconnectingriversandlakesintheTaihuBasinhavebeendifferent,alongwithevolutionofBasin,bothcallfor
a
our
economy
andsociety.According
to
present
water
supplyandpollutiondischargeinurbanandruralareaswillbeexpandeddramatically,whichwould
a
higherfloodcontrolstandard
andeeo-environmentquality,andbring
lotofdifficulties
toa
properfunctioning
a
ofpresentwatersystem.The
new—roundharnessofthe
TaihuBasinshouldcomplywiththe
concept
ofpeople-firstand
harmonizedconsistenceofhumanbeingswithandgivingpriority
to
thenature.Intherehabilitationofthewatersystem,waterconservationfirst
as
pollutioncontrolmustbefollowed
guidingprinciples.
andlakes;Functions;Rehabilitation
Keywords:The
TaihuBasin;Watersystemconnecting
rivers
万方数据
浅议太湖流域河湖水系的治理改造
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:
徐乾清, Xu Qianqing水利部
中国水利
CHINA WATER RESOURCES2005(2)4次
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引用本文格式:徐乾清. Xu Qianqing 浅议太湖流域河湖水系的治理改造[期刊论文]-中国水利 2005(2)