從生物學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，從生物學角度對其進行評價。泥沙災害可以分為直接災害和間接災害，滑坡和泥石流為前者，由泥沙引發的洪水災害為后者，研究內容論述了泥沙的形成與防治，植樹造林、植草等生物學上的一些措施。

關鍵詞：泥沙；植樹造林；植草；合理利用資源；保護生態環境

淮河，發源于河南省桐柏山，流經河南、安徽至江蘇省揚州的三江營匯入長江，干流長一千千米，其中淮濱境內七十千米。近年來，隨著經濟的發展，長年淤積于河底的泥沙成為沿岸人民關注的焦點。一方面，河沙作為一種重要的工業原料和建筑材料，因此身價倍增。這給當地人民帶來了可觀的收入，但另一方面，由于利益驅動加之缺乏科學知識和環境意識，普遍存在濫采亂挖現象。長此以往，不僅打破了淮河及其沿岸固有的生態平衡，也給淮濱人民的經濟與發展帶來了不利影響。

泥沙是哪里來的呢？是河水搬運來的，在河流上游地區，雨水把地面上的泥沙送進河里，河水帶著這些泥沙以及從河岸、河底沖蝕下來沙石，一起向下游流去，進入河道，它有什么樣的運動規律？

泥沙運動的模型：當水流進泥沙堆時，由于受水的黏滯性產生的摩擦力作用，沙料受到一個與水流平行的阻力，由于沙粒部分暴露在水中，因此一般不通過沙粒的重心。當水流速度較大時，水的黏滯性作用會使緊貼沙粒頂部的流體減速，并與表面脫離，在沙料背面產生壓差阻力，這個力通過沙粒重心。

當水流動時，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，壓強小；底部流速低，壓強大，從面產生一個向上的推力，這個力經過沙粒重心。因而沙粒受到推力黏滯力和壓差阻力，這幾個使它產生運動的力；同時受到重力，沙粒間的摩擦力和物理、化學作用引起的黏結力等阻止它運動的力。但當前者大于后者時，泥沙便由靜止狀態轉為運動狀態。

泥沙一旦運動起來，它又會有什么規律呢？由于流體會黏滯性，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之間為一個速度變，假如在這個梯度層中為一個沙粒，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，這樣沙粒將發生旋轉，旋轉時它表面附近的一層流體隨它一同旋轉，在沙粒的上側，這層流體的速度方向與流體方向相同，因此流速增大，在下側這兩個速度方向相反，流速減小，這樣沙粒上側的壓強小于下側的壓強，沙粒于是就產生一個從下向上的推力。如果上推力大于重量，沙粒就會隨流而下，不會沉積在河底。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，泥沙的淤積或運動與水流密不可分，淮河是季節性河流。4～9月份是多雨季節，為汛期，其雨量占全年降雨量的60%以上，易出現暴雨。常發生大洪水和特大洪水。淮河上游從發源地至洪河口，落差達178米，占全河總落差的89%，比降是萬分之五，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，比降僅為萬分之零點三，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合部，長此下去，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富，由于泥沙淤積過厚，泄洪不暢，形成了大雨大災，小雨小災，十年九災的局面。因此，如何根據泥沙運動規律和淮濱特殊的地形特點，揚長避短，化弊為利是當前需要研究解決的緊迫課題。

根據以上分析，建議有關部門把合理利用資源與保護生態環境緊密結合起來

1.在淮河源頭上及上游地區防壩植樹造林、植草，防止土壤沙化，減少水土流失。

2.制定黃沙開采管理條例，首先做到科學合理地開采，應在河床較高，河心段開采，以保證河道暢通，增強泄洪能力，嚴禁在城市近郊，廠礦、港口附近，涵（單）口周及險工護岸，堤壩區域、橋梁附近開采；其次，應限量開采，做到有計劃、有目的，盡可能使開采量與再生產量達到平衡，這樣對保護河床，防止河道改道也有好處。

3.淮河是沿岸主要的工農業及生活用水源，每年的秋季枯水期時，水位低，流速小，由流體力學知識可知，沉積于泥沙中的有害物質不易排下，因此在此期間應嚴防工業及生活廢水排進河道，同時沿岸各級政府及淮濱部門應協調起來，利用上游水庫把水量流速保持在一個科學合理的水平，及時排出有害物質，保障人民的生命安全。

參考文獻：

[1]盧榮景.代省長談淮河中游治理問題[J].治淮，1988（1）.

[2]徐時進.淮河水系水文水力學模型的構建與應用[D].河海大學，2005.endprint