黄万里文集-第47节

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有山，仍属峡谷，称为“湖峡”。经岷江山区的湔水冲破玉垒，挟带卵石淤积为成
都平原。作者《都江堰颂》诗曰：“君不见西蜀岷山发湔水，飞沙走石摧玉垒，（在
灌口上游）一訇灌口圹原开，湖峡成都斯积起，”即记其事。今成都平原土壤只有
一米厚，下面全是卵石。作者在原文（109　　页附图）中描述的冲积平原形成的过
程中“I。开端”图中支流横断面图就是指在史前成都平原早已形成后河貌演变的
开端。以后卵石在河床内运移，把　U　形河谷冲成　V　形，这些却不是水文局文中所
称当今的“由于大量沉积，形成了广阔的成都平原”。
凡此作者　愿　在后面和　同　志们共同　学　习一番长　江　河貌的地　质　演变史以　及　个体　分析与整体运营的内在含义。







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四、长江的地质史概述　
拦河坝的修建，改变了水和沙经常自然流的情况，沙在这里是指水流中泥、
沙和砾卵石等各种固体的统称。自然界经常的风化和降水所引起的地貌和河床的
演变，在工程修建后会额外地影响到人类生活的环境以及各种生物的动态，总称
为工程修建对“生态和环境的影响”（Ecological　and　environmental　impact）。如果
这些影响对于人类生活无害，则这工程的修建是可行的，这是凡拦河坝修建前必　须考查的五类可行性之首。
暴雨、径流（即地面流，run…off）、潜流和川流在自然条件下招致水土流失及
上游沙石河床质的被冲刷下移，及到下游便泛滥为洪积平原。在人类占领平原后，
筑堤约束了水沙流，使淤积限于两堤间的河道内。拦河筑坝建立水库，使库内河
道落差集中到坝址，改变了自然的水沙流速，引起新的河床演变，这就是拦河筑
坝所引起的改变环境的影响。理解这些影响首先要了解所在流域和河床原来的地
质、地貌状况，以及它们在历史中演变的过程。下面摘录长江流域规划办公室编
写的《长江水利史略》（2　页）中有关长江地质演变的简要过程。
（1　）距今二亿年前的三迭纪 那时我国南方和华北的地形是东高西低，长
江流域西部被古地中海所占据，海水淹没着西藏、青海南部、川西、滇西、滇中、
黔西和桂西大片地区，并向四川盆地和鄂西延伸，形成了一个广阔的海湾，直到　巫峡和西陵峡之间。
（2　）距今一亿年以前的侏罗纪 一次强烈的造山运动形成了横断山脉，秦
岭升高，古地中海大规模后退，云贵高原开始形成，并在横断山脉、秦岭、云贵
高原之间的低地遗留下云梦泽、巴蜀湖、西昌湖、滇池等几个大水域，它们由一
条水系从东向西串连起来，由南涧海峡流入古地中海，这就是古老的长江雏形。
（3　）随后的白垩纪燕山运动 四川盆地上升，洞庭盆地下降，湖北西部的
古长江发育，向四川盆地溯源伸长，和盆地各水系联系起来。
（4　）距今三、四千万年前的喜马拉雅造山运动 全流域地面普遍上升，上
游上升最烈，形成高山、高原和峡谷；中下游上升较少，出现丘陵和山地；低凹
地带下沉为西湖平原、南襄平原、鄱阳平原，苏皖平原等。地形于是西高东低，　汇成今日的长江。
我国地形这些总的演变情形，先则东高西低，继而改为西高东低，又全面各
地不均匀地抬升或沉落，不排除其中出现一些不规则的局部升降；水成岩中断层
裂缝喷出岩浆凝成火成岩，在时空上不均匀地形成，时行时停。这些现象可以解
释为什么全流域高地和河谷都铺满着大小卵石，了无规则。东端南京雨花台、西

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部高地平武都有细小卵石，中部合川反而有较大卵石，长江上游地区溪沟都有久
经运动的大小卵石，其粒径与分布漫无规则。
1938　年夏一位刚从美国回来的李凤澜硕士先生被派在川江工作，汛期正立在
寸滩上督工修堤时，忽然堤塌陷，不及逃避而淹死。作者事后前去当地吊唁查察，
了解到堤是河中挖起的卵石夹粗沙堆成的，没有用土壤掺入夯紧，江水涨高时，
可能是堤底河床移动使堤塌陷，并非因江水冲刷堤面而堤塌，因为那样还能及时　奔避免灾。
1938　　年　11　　月作者率队测量涪江时，一组横断面队员在平武城下游　25km　　处
船破将沉，全体人员下船涉水扶船靠岸，惟测量员卢伯辉等两人自恃水性高强，
离船而行，竟倾倒在河中被水流冲起一两公里，撞破头骨而淹毙。作者赶到勘查，
发现水深不及没膝，水清见底，河床质卵石仅　30mm　左右，竟能在这枯水下随急
流运移。试伸一足入河底，乃知是多层卵石在同时输移着，整个河床坡陡达　1/100，
是移动着的。两人既无法立足，又因水浅流急，无法泅划乃头被冲石上而毙。同
时期，看到在涪江下游卵石片大到　100×200×300mm　铺在滩面上。若来阵雨，雨
水贱击岸上表土，径流冲土入河，河水上涨，立刻变浑，则卵石流随着加快。继
而雨停，则河水回落，一清到底，不留丝毫悬泥底沙痕迹，这是山区水沙流情况，　涪江彰明以上所见皆如此。
降至绵阳以下，沿程几公里就有一浅滩跌流。凡急滩上皆有潭，储沙储石，
枯水时无床沙流，山区终日输移下来的卵石到此沉积，但一遇涨水，卵石堆沙受
击起飞，直摧两岸。大者暂堆成岸边滩地或江心洲，小者随流直下。待下次更大
？　？Q ？
洪水，则再起飞下移；中小卵石在退水时　？　　　　　　《　0　？　又重新沉积为浅滩急流。沿途
？　　？t ？
经左右岸来汇的许多溪沟，也象上述山区支流一样，坡陡且甚于　1/100，凡经大
雨，沙石事先就聚于溪口成为小三角洲，此时被支流较大的水流一起带走。如此
大　小卵石走　走停停：　停则因坡　减流缓，　走则因聚　流增多且　加速增力　，　
？　？Q ？
？　　　　内含加速度与加流率？　。若一一推算，就较复杂困难，论理亦非不可能，但
？　　？t ？
从长期统计其多年平均值，则明知长江各支流是受侵蚀的、是冲刷性的，本来毋　须逐点逐步推算，固知其必然长期间受侵蚀。
从上述长江地质历史和河床演变过程，便可明确下列事实：
（1　）卵石是漫铺在长江上游广阔的流域内的，当然在干支流和溪沟里较为　集中，岸坡及丘陵上容易落到溪沟里，故较少。

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（2）卵石是从水成岩断层裂缝中喷出的溶浆凝结成后经长期滚动而成形的。
它们可从流域各处喷出，经地质历史上地形的升降与来回滚动，趋向于较均匀地　分布在流域里。
（3　）这些卵石在河槽岩基上组成覆盖层。下层的粗大些，上层的细小些。
两边滩地上洪水过后留有较大的卵石，河中深水处可流动着较小的卵石。这些卵
石便是组成河床的河床质。卵石间夹有些从沟两岸塌下的粗沙。
（4　）由于地质史上地层的升降和地形的演变，卵石曾多次东西来往运移。
运移过程虽使卵石磨损减小，但因其起源地点和运移方向多经变化，不一定是上　游山区的较大，下游平坦地区的较小。
（5　）岩基水成岩经风化后，再被径流冲入河里，成为悬沙，其量很大。大
多为细粒，可以一泻千里，不沉河底。这就是水土流失，是下游洪积平原的原料。
它们不参与造床，在筑坝后库内流缓处沉积。部分随流出库。


五、长江支流中卵石输移的个体分析和整体运营　
前面说过，凡卵石输移的个体分析所运用的是固液两体流的力学分析。其复
杂性在于：首先，所分析的对象不是仅一粒卵石或一股水，卵石群体是间隔的连
续介体，它们随着流水和降雨沿程（x）和随时（t）按边界条件不断改变着，而
这些边界条件，如横断面（A）、坡降（s）和糙率（n）等，还受着下游各断面的
这类条件以及最后的控制条件（Q~H　关系）的控制而变化，分析是极其复杂的。
其次，在水石流运移过程中，逐个断面的进水、进石随着　x　　和　t　　或增或减，变化
无穷，只能大概地定性，如水文局文中所描述的那样：（98　页）“山区河流上游坡
度大，水流搬运能力强，粗颗粒卵石能被夹运前进。当河流进入到山前缓坡宽谷
河段后，水流减弱，粗大颗粒便会沉积下来，……”这些仅是现象的定性描述，
人们既不可能通过量测取得各运动有关因素定量定率的确定资料，更无完善的力
学理论对此作出时空变化的具体分析。所以说，水沙流或卵石的输移要比暴雨集
流更为复杂，不可能用力学分析得出具体的结果。另外，在长江重庆和宜昌断面
也没法直接量出卵石多层同时的输运率，虽然我们只要求概略地掌握其年输沙量　就够了。
所以，我们只能舍弃个体分析法，而改用整体运营法（或称宏观调控法）中
的统计法。它是利用许多可能取得的直观实测资料加以统计或求其相关关系，得
出一些概略的经验总结。它不像个体分析法那样沿着现象的过程按运动理论逐步
推论，以得出确定性的结果。这样虽也不免存在各种误差，但其数值的性质是确

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定性的。统计法和相关法得出的结果则是概略的，乃只是可能性的或随机性的，
它是作为全部资料中得出的长期平均期望值，故又称为随机分析法。所得结果所
对应的变量简化为只有概率或相关系数一项，均值和相关值（俗称回归值）是期
望值或最可能出现之值，难得出现的如百年一遇的则须另按概率统计推算，若统　计资料不足，则取出现过的最大资料用于设计。
唯物证法认为任何现象都有其必然性和偶然性，两者是对立的统一。个体分
析是针对现象的必然性，人们都理解而熟悉。而整体运营的统计法和相关法往往
为人们所不理解，甚至拒绝采用，特别是早期美国的工程师们，因其分析过程是
笼统的，不按现象演变的时空过程，初期人们不肯接受，现在则已是公认的了。
这里作者　建　议一种整　体　运营的相　关　法来推算　我　们应该考　虑　的通过三　峡　的长　
期平均卵石年运移量。如前所述，我们只要得出其概略数据，是几百万、千万、
还是亿　t/年。我们暂且忽略掉悬浮的泥沙数量，假设它完全不参与水库内的淤积。
为了说明　大　小块不同　的　流域某年　的　确定性年　流　量或年输　移　量和许多　这　些年　
的各自平均值其概念是不同的，前已以年流量为例解释（112　页），兹改用年输沙
量　G　来解释。凡在平均值里会自动去掉那和均值差异的“年储存数ΔG”的道理：
例如把总面积　A　分为若干小面积　a，

在　1901　年内，　1　Ga1　＋1　Ga　2　＋1　Ga　3　　＋　？　？　=1　G　A　　　=　G　A　　＋　？1G　AE　；


在　1902　年内，　2　Ga1　＋　2　Ga　2　＋　2　Ga　3　　＋　？　？　=　2　G　A　　　=　G　A　　＋　？　2　G　AE　；　在　1903　年内，……，
综合起来，　？　Ga1　　＋　？　Ga　2　　＋　？　Ga　3　　＋　？　？　　=　？　G　A　　=　nG=A　　＋　？　？G　A　；
n n n n n n

1
n　年的平均：　Ga1　　＋　Ga　2　　＋　Ga　3　　＋　？　？
=　　　　？　G　A　　=G　A　。
n　　n n
这就是相应原文（112　页）中所说的：该流域的多年平均值　G　A　中就没有某一
年里或多或少的　？G　A　了。即　？　？G　A　　　=　0　。
n
在原文　113　　页的表里，作者只捡出当时手头有的四项单位面积年输移量：
Ga1　=87。0　，Ga2　=90。7　，Ga3　=54。9　，Ga4　=144t/km2　，这四数差异不及一倍；而其相应
流域面积　23037，5510，1911，及　76000km2　则相差达　15　　倍之多，这说明各大小
块面积卵石侵蚀系数还较近似，竟远比重庆大面积的为多。按这些小块面积同在

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四川盆地之内，其气候、地质、地貌原较近似，用的是可靠的卵石连底运移的实
测法。作者最后采取的　1　　亿　t/年是约略地在四数之间，并非都江堰的均值。假使
按水文局实测的宜昌为　75。8　万　t/年除以　1；000；000km2　，则此数该是　0。758t/（km2　·年）
相当于四数的　1％，相差太距。前面已解释，卵石和泥沙一样，是遍布于全域的，
暴雨川流带动输移的机会是近似的，坡降在溪沟只有比山区的更陡。愈到下游，
集流面积愈大，并经长期观察，明知没有累积淤积存在，年输移量自然应到下游
增多。所有火成岩和变质岩卵石磨损有限，在地质历史中产地既不同，历时也不
同，运动或东或西，决非到了重庆全变为泥沙了。拿都江堰流域　2　万多　km2　能产
出　200　万　t　和宜昌以上　100　万　km2　反而只产出　75。8　万　t　对比时，人们就自然会判
断哪个测法的结果比较可靠。
山区水库储存了卵石，当然将减少宜昌的年输移量