金沙江科学考察的几个问题及思考

陈 进，徐 平

(长江科学院院长办公室，武汉 430010)

金沙江干流全长2 316 km(直门达—宜宾)，不仅是我国正在建设中最大的水电基地，而且保留着我国最长的自然河段，大部分河段穿越少数民族居住区。目前，金沙江下游的向家坝水电站已经蓄水发电，溪洛渡水电站也将于今年蓄水发电，白鹤滩、乌东德及金沙江中游一批大型水电站正在建设中。而金沙江上游地处青藏高原边缘、人口稀少，干流河段尚未开发，仍然保持着自然河流状态，但已经规划梯级水电站。目前上游部分支流开始建设水电站，滇中调水等工程也在进行勘探和设计。为了观测金沙江上、中和下游河段特征，比较水电站建成前后金沙江及川江水环境、水生态变化情况，长江科学院联合中国水产研究院长江水产研究所于2013年4月6—23日组织来自地质、水环境、水资源、河流泥沙、水生生物和水土保持等领域的15位学者对金沙江及部分川江河段进行了综合科学考察，分别在17个点采集样品、观测河道特征、测量水质，考察的主要目的是通过观测和收集水质、泥沙、水资源、水生态、河流地貌、水土流失及地质灾害等方面的资料，为金沙江水资源综合利用、生态环境保护和流域综合管理积累基本数据，凝练科学问题，提出开发和保护对策及建议。

1 金沙江考察的目的和路线

金沙江考察分为4个阶段，起点从四川的江津，然后沿金沙江下游到上游，分别对川江部分江段、金沙江下游4个大型水电站及附近江段、金沙江中游典型江段和金沙江上游全程考察。考察线路及采样点见图1。

图1 考察线路及采样点分布Fig.1 The route of investigation and the sampling points

第1阶段:考察川江及赤水河长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区典型江段，收集向家坝、溪洛渡蓄水前后保护区关键河段河道地形、底质类型、底栖动物、浮游植物和水质等的变化情况;研究向家坝、溪洛渡水库运行对保护区水文形势、栖息地、底栖动物、浮游生物变化的数据，同时为金沙江梯级水库的生态调度提供科学依据;主要观测断面分别在江津、合江、赤水河、宜宾等河段。第2阶段:考察金沙江下游向家坝、溪洛渡、白鹤滩和乌东德4个水电站建设及坝址附近江段，了解水电站建设对于河流地貌及水环境影响。第3阶段:考察金沙江支流小江及蒋家沟，观察泥石流、滑坡等地质现象和虎跳峡江段地貌及人类活动影响。第4阶段:从金沙江石鼓出发，沿金沙江岸边一路向上，先后路过奔子拦、巴塘、岗拖、洛须，最后达到金沙江起点直门达，主要考察金沙江上游干流及典型支流河流地貌、森林植被、土壤侵蚀和水环境，通过观察自然河段及附近的原始森林，探讨金沙江上游开发与保护策略。

2 巨型水电站的建设对金沙江的环境影响

尽管金沙江下游河道狭窄，山高谷深，植被稀疏，但当我们看到巨大的坝体及水电站建在如此狭窄的河道上时，仍然感到震惊和惊叹:震惊的是大坝、地下厂房和发电机组如此的巨大，为人类提供巨大、可再生的能源;惊叹的是面对如此巨型的水电站工程和从导流洞流出的水流，人类控制河流的能力如此强大，而需要保护的珍稀和特有鱼类是如此的弱小，保护的效果难以把握。图2和图3为已经蓄水的向家坝和溪洛渡水电站，大坝及水库的建成对于坝址、库区和下游河道的生态环境将产生显著的影响，主要表现在以下几方面:

(1)坝址附近的边坡大范围地开挖和加固，使原本缺乏植被的岸坡更加硬化，今后金沙江95%以上的水流都将通过发电机组下泄。地下厂房、引水及导流、交通洞等地下工程的建设，在山体内部形成巨大而复杂的地下隧洞群，例如，溪洛渡坝区边坡和地下就有近100 km长的隧洞群，显著改变了坝区地表和地下水循环路径。

图2 向家坝水电站Fig.2 Xiangjiaba hydropower station

图3 溪洛渡水电站Fig.3 Xiluodu hydropower station

(2)在库区，原来河道激流的水环境变为缓流或者湖泊类型的水环境，推移质泥沙将会淤积在库底，水库水体变清，自净能力下降。

(3)由于水库调节和清水下泄，水库下游河道水流的水文、水温等性质会改变，下游河道将产生长时间的冲刷;川江珍稀鱼类保护区的水生生物栖息地和饵料将会发生变化，鱼类的“三场一道”(产卵场、育肥场、越冬场和洄游通道)将会变化;对长江上游珍稀和特有鱼类的生存状况将产生深刻影响，生物群落、结构和栖息地环境都可能发生改变，影响程度需要一定时间才能显现。

3 金沙江的地质灾害

金沙江流域地处我国第一和第二阶梯之间的过渡带，地质运动及地震活动频繁，地质构造复杂、地形起伏大、山高谷深，在人类活动干扰前的地质史上，就常常发生崩塌、滑坡和泥石流等地质灾害，甚至多次发生河流改道及夺袭。根据现在的调查［1］，仅在金沙江下游768 km的江段上，在两岸15 km范围内就有大于100万m3的滑坡400个，堆积体的体积估算多达3亿m3，即金沙江下游平均每1.97 km河段就有一个大规模的滑坡。图4为金沙江下游支流小江岸边随处可见的滑坡，图5为有世界泥石流博物馆之称的小江蒋家沟，泥石流堆积物深可达百米，场面极为壮观。

图4 小江沿岸的滑坡体Fig.4 Landslide masses along Xiaojiang river

图5 小江蒋家沟泥石流Fig.5 Debris flow in Jiangjia gully of Xiaojiang river

从金沙江全程来看，尽管人类活动对于局部江边地质灾害的发生有明显作用，但是自然作用仍然是主要的，也是客观存在的。人类活动主要是诱发性的，或者是长期人类活动累积作用引起的，如小江的滑坡、泥石流频繁发生就是人类采矿、森林砍伐长期累积形成的。但金沙江干流的其他地区的地质灾害主要是自然原因造成，该地区地质构造活动剧烈，地形起伏大，岩体构造发育，表层岩土疏松，在地形、地貌和物质等方面有发生地质灾害的客观条件，遇大雨或者地震，极易发生地质灾害。根据对金沙江上游奔子栏—达日河段现场塌滑体年龄测定［2］，该江段古泥石流大规模暴发高峰期，为距现在12 600～4 500 a期间，这一时期正是我国气候温暖时期，降雨量比现在约大1倍。目前可以看见的大多数古滑坡和山沟冲积扇大多数发生在那个时期。尽管地质灾害对于金沙江流域的产沙、输沙和河道演变影响巨大，但这些崩塌、滑坡及泥石流也是金沙江河道自然演变的重要因素，而且这些冲积扇使金沙江干流江边土地肥沃，可生长灌木、乔木，适应人口居住，目前金沙江上游干流居民点基本都在这些面积不大的古冲积扇上或者古滑坡体上。图6(a)和图6(b)是金沙江干流可居住的少数“绿洲”。当然，由于近几十年来我国经济快速发展的需要，金沙江干支流沿岸修建了大量公路、桥梁、电网和通信等基础设施，也造成了人为的水土流失，诱发过地质灾害。这些工程的建设不仅破坏了本来就少的地面植被，而且大量弃渣堆放在江岸，不仅大量侵占了河道，破坏了景观，而且容易诱发新的地质灾害，图7(a)和图7(b)就是公路边所堆积的弃渣。

图6 坐落在古冲积扇上的村落Fig.6 Villages located on old alluvial fan

图7 沿江修路产生大量堆积体Fig.7 Large masses of rockfill along the river bank caused by road construction

4 金沙江的气候及地貌特征

金沙江流域森林分布、地表植被、水循环及生态系统与当地独特的气候特点关系密切，其显著的特点有两个方面:

(1)干热河谷气候。金沙江巴塘以下干流及支流下游附近的河谷地区，由于两岸高山对峙，外部气流难以深入，温室作用强烈，气温与附近高山上或者同纬度其它地区比较，表现出明显的温度偏高，有“长夏无冬”的气候特点［3］，而且谷内降水量少，日照强，水面蒸发量大，天气炎热。图8就是金沙江上游干流最典型河道地貌特征，由于气候干热，降雨少，峡谷边植被稀少，两岸大面积的岩石“光秃秃”。图9为江边生长的耐旱植物——仙人掌，干流两岸大部分江段不适应人类居住，当地居民主要居住在金沙江支流的中上游地区，那里虽然山高，但降水量大，地面植被好，只有少数人居住在江边的冲积扇上。

图8 金沙江上游干流典型的干热河谷地貌Fig.8 The typical topographic feature of dry-hot valley in the upstream of Jinsha River

图9 生长在金沙江干热河谷的仙人掌Fig.9 Cactuses grown up in the dry-hot valley of Jinsha River

(2)垂直气候特征突出。从平均降水量来看，石鼓以上流域平均降水量487 mm，石鼓以下流域降雨量达到905 mm，不算少，但由于河谷两岸山高，水汽很难进入，河谷局部地区形成所谓的“雨影区”，河谷江面附近年降水量比附近高山上的相差巨大。例如，位于河谷的得荣县，其年平均降水量仅325 mm，而且位于山岭上，水平距离相差40 km的德钦县，年平均降水量达到661 mm，是得荣县的2倍以上。再如，金沙江中下游河谷地区多年平均降水量仅为600～700 mm，而海拔3 000 m以上的山区，年平均降水量可以达到1 600 mm。金沙江巴塘以下河段，海拔2 000 m以下地区属于干热河谷，植被少，而且大多数为稀疏的灌木，基本没有森林和乔木。森林一般位于2 500～3 500 m高程一带，而且由于阴坡保水效果比阳坡好，阴坡的森林明显比阳坡茂盛。海拔3 500～4 500 m以上一般为高原草甸，4 500 m以上是雪线和无植被的岩石。关于地形原因造成的垂直气候特征与局部地区水汽循环关系、不同高程地面生态系统关系等问题值得进一步的研究。

5 金沙江上游河道特点

金沙江河道特征总体上属于典型的山区河流，高山峡谷河段占有很长的比例，但也有许多与冲积平原河流相似的河道特性，同样具有弯曲型、游荡型、分汊型、顺直型等各类河道类型。只不过河道两岸基本没有堤防，山体阻碍着河流的横向联系，河道摆动幅度相对较少，宽河道和分汊河道所占比例较少。图10为金沙江上游洛须江段游荡型河型，前后也有分汊和宽河谷江段，石鼓河段也是典型的宽河谷河段。

图10 游荡型宽河谷河地貌Fig.10 River morphology with wandering and wide channels

金沙江干流一年中大多数时间水色偏黄，特别是雨季，含沙量较高，但支流大部分时间水流较清，含沙量较少。二、三级支流大多数流过森林或者灌木丛，支流上游由于地势高，降水量大，植被较好，是金沙江江水有机质的主要来源地。图11为赠曲入金沙江河口，可见河水清澈，说明赠曲流域植被情况较好，水土流失较轻。

图11 赠曲河口Fig.11 The estuary of Zengqu river

金沙江上游基本没有暴雨，径流主要靠降水和冰雪融化后下渗产生的地下水补给，图12为金沙江支流山体地下水出露点，源源不断地补给地表径流。进入巴塘以上，金沙江开始进入高原环境，4月下旬还处在冬季，两岸不仅看不到绿色植被，山坡和路边的冰雪尚未融化，生态系统开始变得更加脆弱，图13可见江边坡地上枯黄的灌木和已经出现沙化的边坡。

图12 山前地下水渗出点Fig.12 Outcropped groundwater from mountain

6 金沙江开发与保护关系建议

图13 出现沙化的山坡Fig.13 Desertification of mountain slope

本次科学考察中，一次从人类活动剧烈的川江及金沙江下游走到人烟稀少、保留完好的金沙江上游，行程近万里，高程也从江津的210 m，宜宾250 m到石鼓的1 820 m，再到金沙江起点直门达的3 600 m，途中跨越5 050 m雀儿山口、大片原始森林、不同风格的藏文化民居和寺庙，可谓感触极深。人类为了生活和生产，不仅需要可靠的水源、清洁的能源，也需要修路、建电网等基础设施发展地方经济，所以，对于河流水资源、河道、河谷和河岸的利用无可非议，关键是如何做到科学和适度，在保护中开发，在开发中注意保护，减轻对于生态环境和自然景观的影响，力争做到人与自然和谐。目前金沙江中游和下游干流、上游的一些支流都在进行水电站建设，上游干流也在修建桥梁、公路，如穿越雀儿山的隧洞工程即将完工，滇东调水工程进入勘探阶段，人类活动的脚步已经迈入人烟稀少、环境恶劣的金沙江上游地区，所以，根据我们考察的体会和思考，对未来金沙江的开发与保护提出以下几点建议:

(1)金沙江流域具有独特的气候、环境及生态系统，流域的开发和保护一定要根据科学观察和研究，在掌握自然规律的基础上，进行综合利用和保护规划，而且应该将干流与支流一同规划，做到科学、有序、整体性和综合性，尤其应该将保护放在首位。

(2)金沙江流域，特别是上中游地区有众多的国家和省级自然保护区等生态环境敏感区，应该严格按照国家主体功能区和河流功能区的要求进行保护和管理，严格执行各类保护区的管理规定，在保护区禁止或者限制开发活动，保留尽量长的自然河段，将连片的原始森林作为保护区进行保护。

(3)除了需要保护的原始森林、自然景观和野生动植物外，还要保护好少数民族居住区及其文化和历史遗迹。金沙江中上游基本处于藏区和其他少数民族地区，虽然这里的经济社会发展落后，但其民族文化具有独特性，值得保护。在工程规划时，应该尽量减少移民数量，特别是镇、县级大片藏民区。金沙江上游在干流上建中低坝环境影响不大，移民数量少，但建高坝大库必定会淹没生态系统较好的支流地区，也会带来大量少数民族移民，生态环境影响较大。

(4)为了减轻生态环境影响，减少诱发地质灾害的风险，保护江边自然景观，应该尽量修建地下工程，如隧洞、地下厂房等，电线和通信线路的设置也应该避开美丽的江边自然景观。

(5)在进行工程建设和资源开发时，不仅要注意保护藏族等少数民族文化，而且应该帮助地方进行村镇建设，带动少数民族同胞一同致富。金沙江附近的县城及村镇，市政建设十分落后，不仅没有污水处理厂和垃圾处理厂，而且街道排水管网建设落后，垃圾随意堆放，卫生和环境状况不佳。从金沙江下游几个大型水电站工地来看，工区内外环境差异巨大，工区内部林草遍地，鸟语花香，环境优美，而工区外的县镇仍然是脏乱差，建议工程业主承担起大型国企的社会责任，在开发利用当地资源时，应该带动地方经济和社会的同步发展。

7 结语

本文从金沙江考察一些典型照片及感性认识角度，对金沙江气候、河流地貌、地质灾害、水电站等基础设施建设及生态环境影响等方面进行了初步分析。从空间上比较了中下游强烈的人类活动与上游自然江段环境状态，对于未来金沙江保护和开发提出了建议。下一步，随着观测资料的累积和分析，会有一批定量成果逐步发表，反映金沙江水电站建设对于河流水质、水生态系统影响。从金沙江人类活动与生态系统和环境演变关系等大尺度方面，还有许多科学问题值得研究，如地质构造运动与地质灾害及河道演变关系、人类活动对于地质灾害影响程度、梯级水电站的建设对于金沙江及川江水生态系统影响、气候变化对金沙江生态系统和地质灾害影响、地震对于梯级水电站安全和库岸稳定影响，以及金沙江上游保护对策等，需要开展长期观察和科学研究。

［1］王治华.金沙江下游的滑坡和泥石流［J］.地理学报，1999，54(2):142 － 149.(WANG Zhi-hua.Landslides and Debris Flows in the Lower Reach of the Jinsha River［J］.Acta Geographica Sinica，1999，54(2):142 －149.(in Chinese))

［2］陈 剑，崔之久，戴福初，等.金沙江奔子栏—达日河段大型泥石流堆积扇的成因机制［J］.山地学报，2011，29(3):312 －319.(CHEN Jian，CUI Zhi-jiu，DAI Fu-chu，et al.Genetic Mechanism of the Major Debrisflow Deposits at Benzilan-Dari Segment，the Upper Jinsha River［J］.Journal of Mountain Science，2011，29(3):312 －319.(in Chinese))

［3］长江水利委员会.金沙江干流综合规划报告［R］.武汉:长江水利委员会，2003.(Changjiang Water Resources Commission.Planning Report of Mainstream of Jinsha River［R］.Wuhan:Changjiang Water Resources Commission，2003.(in Chinese))