從生物學(xué)看淮河泥沙的形成及防治

黃霞

摘 要：為了了解淮河泥沙的形成特征，如何防治它，從生物學(xué)角度對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。泥沙災(zāi)害可以分為直接災(zāi)害和間接災(zāi)害，滑坡和泥石流為前者，由泥沙引發(fā)的洪水災(zāi)害為后者，研究?jī)?nèi)容論述了泥沙的形成與防治，植樹(shù)造林、植草等生物學(xué)上的一些措施。

關(guān)鍵詞：泥沙；植樹(shù)造林；植草；合理利用資源；保護(hù)生態(tài)環(huán)境

淮河，發(fā)源于河南省桐柏山，流經(jīng)河南、安徽至江蘇省揚(yáng)州的三江營(yíng)匯入長(zhǎng)江，干流長(zhǎng)一千千米，其中淮濱境內(nèi)七十千米。近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，長(zhǎng)年淤積于河底的泥沙成為沿岸人民關(guān)注的焦點(diǎn)。一方面，河沙作為一種重要的工業(yè)原料和建筑材料，因此身價(jià)倍增。這給當(dāng)?shù)厝嗣駧?lái)了可觀的收入，但另一方面，由于利益驅(qū)動(dòng)加之缺乏科學(xué)知識(shí)和環(huán)境意識(shí)，普遍存在濫采亂挖現(xiàn)象。長(zhǎng)此以往，不僅打破了淮河及其沿岸固有的生態(tài)平衡，也給淮濱人民的經(jīng)濟(jì)與發(fā)展帶來(lái)了不利影響。

泥沙是哪里來(lái)的呢？是河水搬運(yùn)來(lái)的，在河流上游地區(qū)，雨水把地面上的泥沙送進(jìn)河里，河水帶著這些泥沙以及從河岸、河底沖蝕下來(lái)沙石，一起向下游流去，進(jìn)入河道，它有什么樣的運(yùn)動(dòng)規(guī)律？

泥沙運(yùn)動(dòng)的模型：當(dāng)水流進(jìn)泥沙堆時(shí)，由于受水的黏滯性產(chǎn)生的摩擦力作用，沙料受到一個(gè)與水流平行的阻力，由于沙粒部分暴露在水中，因此一般不通過(guò)沙粒的重心。當(dāng)水流速度較大時(shí)，水的黏滯性作用會(huì)使緊貼沙粒頂部的流體減速，并與表面脫離，在沙料背面產(chǎn)生壓差阻力，這個(gè)力通過(guò)沙粒重心。

當(dāng)水流動(dòng)時(shí)，沙粒頂部和底部的流速不同，前者為水流的速度，后者為沙粒間滲速水的流速度，它比水流速度要小得多。沙粒頂部流速高，壓強(qiáng)?。坏撞苛魉俚?，壓強(qiáng)大，從面產(chǎn)生一個(gè)向上的推力，這個(gè)力經(jīng)過(guò)沙粒重心。因而沙粒受到推力黏滯力和壓差阻力，這幾個(gè)使它產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的力；同時(shí)受到重力，沙粒間的摩擦力和物理、化學(xué)作用引起的黏結(jié)力等阻止它運(yùn)動(dòng)的力。但當(dāng)前者大于后者時(shí)，泥沙便由靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

泥沙一旦運(yùn)動(dòng)起來(lái)，它又會(huì)有什么規(guī)律呢？由于流體會(huì)黏滯性，在河床底面。流體流速為零，而在外流物，流速等于水平流速v。從v到0之間為一個(gè)速度變，假如在這個(gè)梯度層中為一個(gè)沙粒，其上表面的流速比下面大，則沙粒上表面受到的阻力比下表面受到的阻力要大，這樣沙粒將發(fā)生旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)時(shí)它表面附近的一層流體隨它一同旋轉(zhuǎn)，在沙粒的上側(cè)，這層流體的速度方向與流體方向相同，因此流速增大，在下側(cè)這兩個(gè)速度方向相反，流速減小，這樣沙粒上側(cè)的壓強(qiáng)小于下側(cè)的壓強(qiáng)，沙粒于是就產(chǎn)生一個(gè)從下向上的推力。如果上推力大于重量，沙粒就會(huì)隨流而下，不會(huì)沉積在河底。水流速越大，同樣大水的沙粒受到向上的推力就越大，就越不家易沉積。相反，如果流速小，沙粒就容易沉積。

從上面分析看出，泥沙的淤積或運(yùn)動(dòng)與水流密不可分，淮河是季節(jié)性河流。4～9月份是多雨季節(jié)，為汛期，其雨量占全年降雨量的60%以上，易出現(xiàn)暴雨。常發(fā)生大洪水和特大洪水。淮河上游從發(fā)源地至洪河口，落差達(dá)178米，占全河總落差的89%，比降是萬(wàn)分之五，比降大，水流急。因此，上游的泥沙很容易隨著洪水輸送到這里，而在洪河口至洪澤湖的中下游，落差僅16米，比降僅為萬(wàn)分之零點(diǎn)三，而下游則為倒比降。隨著比降的降低，水流速度大大減小，因面泥沙特別是體積較大的河沙就滯留在比降小的結(jié)合部，長(zhǎng)此下去，堆積成座的沙灘。這就是淮河淮濱段黃沙資源豐富的主要原因。豐富的資源帶給淮濱人民的不僅是巨大的財(cái)富，由于泥沙淤積過(guò)厚，泄洪不暢，形成了大雨大災(zāi)，小雨小災(zāi)，十年九災(zāi)的局面。因此，如何根據(jù)泥沙運(yùn)動(dòng)規(guī)律和淮濱特殊的地形特點(diǎn)，揚(yáng)長(zhǎng)避短，化弊為利是當(dāng)前需要研究解決的緊迫課題。

根據(jù)以上分析，建議有關(guān)部門(mén)把合理利用資源與保護(hù)生態(tài)環(huán)境緊密結(jié)合起來(lái)

1.在淮河源頭上及上游地區(qū)防壩植樹(shù)造林、植草，防止土壤沙化，減少水土流失。

2.制定黃沙開(kāi)采管理?xiàng)l例，首先做到科學(xué)合理地開(kāi)采，應(yīng)在河床較高，河心段開(kāi)采，以保證河道暢通，增強(qiáng)泄洪能力，嚴(yán)禁在城市近郊，廠(chǎng)礦、港口附近，涵（單）口周及險(xiǎn)工護(hù)岸，堤壩區(qū)域、橋梁附近開(kāi)采；其次，應(yīng)限量開(kāi)采，做到有計(jì)劃、有目的，盡可能使開(kāi)采量與再生產(chǎn)量達(dá)到平衡，這樣對(duì)保護(hù)河床，防止河道改道也有好處。

3.淮河是沿岸主要的工農(nóng)業(yè)及生活用水源，每年的秋季枯水期時(shí)，水位低，流速小，由流體力學(xué)知識(shí)可知，沉積于泥沙中的有害物質(zhì)不易排下，因此在此期間應(yīng)嚴(yán)防工業(yè)及生活廢水排進(jìn)河道，同時(shí)沿岸各級(jí)政府及淮濱部門(mén)應(yīng)協(xié)調(diào)起來(lái)，利用上游水庫(kù)把水量流速保持在一個(gè)科學(xué)合理的水平，及時(shí)排出有害物質(zhì)，保障人民的生命安全。

參考文獻(xiàn)：

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