巢湖是我国五大淡水湖泊之一, 也是长江沿岸四大湖之一, 面积约800 km², 在防洪调蓄、航运、农业灌溉、水产养殖、城市供水和旅游观光等方面发挥着重要作用。巢湖闸的建设获得了取水、航运、工农业及生活用水、防洪等多种效益, 但也破坏了生态环境, 产生了破坏巢湖水生植物、引起鱼类资源下降、加速湖盆淤积和湖岸崩塌等严重的环境地质问题。本文利用1955~1998年获取的航空照片和1973~2001年获取的MSS、TM、ETM卫星遥感资料对巢湖泥沙淤积调查与监测, 旨在进行对比分析, 研究现代巢湖泥沙淤积现状及其对环境的影响。

巢湖位于安徽省中部, 是省内最大的湖泊, 正常蓄水位8.0 m时, 湖泊容积为17.11× 10⁸ m³。安徽省人大常委会1998年通过并公布的《巢湖流域水污染防治条例》将巢湖水体划为一级和二级保护区。同时, 巢湖也被国家列入重要湿地保护名录。经国家批准巢湖为国家重点治理和保护湖泊, 水污染防治“ 九五” 计划、“ 十五” 计划中都明确了巢湖是污染防治和保护的重点湖泊。

巢湖周围主要有南淝河、派河、杭埠河、丰乐河和拓皋河等主要河流汇入巢湖, 经由裕溪河注入长江(图1)。

图1

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	图1 巢湖水域及入巢湖河流分布

2000年10月获取的TM卫星遥感图像(4、5、7波段合成图像)显示, 现代巢湖的泥沙淤积情况已十分严重(图2); 图3显示的1978年4月获取的泥砂混水舌卫星影像更加说明了这一点。

图2

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	图2 巢湖杭埠河入湖口卫星遥感图像(经计算机增强处理, 反映泥砂淤积情况)

图3

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	图3 杭埠河入巢湖泄出的泥砂混水舌卫星影像(1978年4月8日)

浅滩面积在不断扩大, 根据遥感图像解译计算, 沿岸浅滩为190.72 km², 占巢湖面积的25.22%; 湖盆浅滩为119.04 km² , 占湖面积的15.74%。根据20世纪80~90年代末成像的MSS、TM卫片显示, 当湖面水位在7.5~7.8 m时, 露滩面积为28.56 km²(图4)。

巢湖淤积现象在遥感图像上有明显的反映, 如沿巢湖各条入湖河口部位多数被围垦, 据统计, 解放以来湖区淤积、被围垦面积约12 km²; 又如杭埠河入湖河口部位由于不断淤积围垦, 形成了鸟足状三角洲(图5)。

图4

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	图4 现代巢湖湖盆水深分布遥感解译图

图5

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	图5 杭埠河入湖口(鸟足状三角洲)围垦岸线变迁遥感解译图

巢湖淤积的物质来源主要是各入湖河流携带的泥沙, 其次是岸坡崩塌物沿湖堆积形成淤积。在遥感图像上浅水区域呈现出混浊的水域范围, 并以不同色调显示。现今巢湖西湖岸线与20世纪50年代同期相比, 湖岸线普遍向湖内延伸数米至数十米。从20世纪70年代末~80年代初获取的航片中可清楚地看到西湖岸线萎缩现象, 并可分辨出现代、近代和20世纪早期3个时期的湖岸线。航、卫片上显示巢湖东岸及北岸崩塌严重, 岸线多呈锯齿状分布; 由于大量泥沙在河口部位堆积, 形成各种形态的河口三角洲, 如派河口形成扇形三角洲, 杭埠河口形成鸟足状三角洲(图5), 其他各河流河口也有类似情况(图6)。

图6

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	图6 杨家河入湖口冲积扇航片解译图

由于泥沙淤积严重, 现今巢湖湖盆淤积变浅, 容积相应缩小, 水位抬升明显。据调查, 巢湖丰水期最深处水深仅5 m左右(一般4 m左右), 平水期水深仅2~3 m, 大大减弱了洪水调节能力和湖水本身水质自净能力, 进而影响到内湖航运。据安徽省水利部门1963年资料, 巢湖年入湖泥沙量达81.18× 10⁴ m³, 年出沙量仅29.51× 10⁴ m³, 年淤积量为51.67× 10⁴ m³; 经1986年重测, 24 a来总淤积量达1 240× 10⁴ m³, 年平均淤积高出湖盆约15.4 mm(图7)。

图7

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	图7 巢湖湖盆地形(1986年实测)

根据卫星遥感资料分析, 现代巢湖泥沙主要来自杭埠河、丰乐河、派河、白石山河及柘皋河等河流。泥沙含量最大的是杭埠河, 从1978年4月8日成像的MSS卫星像片上可看到, 由杭埠河带入巢湖的泥沙形成的混水舌扩散范围达40~50 km²。

由于巢湖淤积速度的加快, 现今巢湖正在发生很大变化, 例如, 巢湖西湖今后演变的趋势以岸边淤浅逐步向湖内推进为主。通过航卫片解译可知, 在汛期, 当地群众不得不在入湖部位开挖“ 湖中河” , 以利洪水泄入湖内和保证河道航运。

目前流域内各条入巢湖的河流上游生态环境恶化, 带入湖内的大量泥沙以及湖岸岸坡长期崩塌, 导致巢湖湖盆淤涨和崩退。从航卫片解译的情况分析, 今后湖盆会越来越浅, 尤其是巢湖的西湖区, 河口三角洲和河口冲积扇(锥)不断出露水面, 加上巢湖节制闸控制, 泥沙难以从湖内排出, 湖水也会变得更加混浊, 阳光透射能力将逐渐减弱, 严重影响今后湖内动植物的生长。湖盆淤浅抬高, 也会给航运带来一定困难。

巢湖大闸设立之后, 来自各条河流的泥沙难以排出湖区。现今巢湖汛期普遍水位比20世纪50年代未建闸前水位要高, 这种趋势今后可能还会更加明显; 现今巢湖沿岸经常性的洪涝灾害, 与巢湖水位的抬高不无关系。另外, 建闸后湖水位抬高, 也易造成岸坡崩塌, 加速湖盆淤浅, 形成水患。

结合本次遥感调查, 我们在巢湖西湖岸选择三河镇一带进行了钻探和取样分析, 在巢湖水域利用水上人工浅钻, 了解巢湖湖盆最新沉积物厚度。根据1973~2001年成像的MSS、TM卫星遥感图像对比分析和本次钻探和取样分析结果, 可以将巢湖近代泥沙淤积分为3个区(表1和图8)。

表1

表1

表1 巢湖泥沙淤积分区特征 泥沙淤积 分区 主要分布 地段 淤积 厚度/m 分区特征 杭埠河等入巢湖口淤积区Ⅰ 丰乐镇 白山镇 > 2.0 区内物质来源主要为大别山区(水土流失)及杭埠河和周边支流携带的泥沙, 淤积速率为0.96 mm/a 巢湖湖盆淤积区Ⅱ 杭埠下游、 巢湖姥山 湖心一带 2.0~1.0 物质来源主要为杭埠河及其周边支流携带的泥沙, 用人工水上钻探实测淤积厚度平均厚为1.0~2.0 m 巢湖湖边淤积区Ⅲ 三河镇、 巢湖周边 1.0~0.0 用人工水上钻探测量泥沙淤积厚度平均厚为0~1.0 m

表1 巢湖泥沙淤积分区特征

图8

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	图8 巢湖泥砂淤积厚度分区

淤积厚度大于2.0 m的地区分布于巢湖西南的丰乐镇及白山镇一带(属古巢湖的一部分), 其余淤积厚度多在1~2 m之间。据考证, 古巢湖面积约2 000 km², 巢湖崩岸的三河镇明嘉庆年间濒临湖岸, 现已离岸12 km (图9)。该区沉积物主要来自上游大别山区的水土流失。据本次巢湖西岸戴拐钻孔揭露, 现代泥沙沉积物(粉质粘土夹淤泥质粉砂)厚度为2.75 m, ¹⁴C测年为2 850 a。由此可推算出巢湖近代沉积物淤积速率为0.96 mm/a。

图9

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	图9 古今巢湖变迁

(1)由于入湖河流上游水土流失流携带的大量泥沙汇入巢湖, 正在加速巢湖的泥沙淤积。根据航、卫片解译, 巢湖西区入湖河口已普遍淤高, 造成湖滩变宽并向湖内延伸。据历史记载, 三河镇明末清初是巢湖西区的湖边重镇, 300多年后的今天, 该镇已远离湖边约12 km。这一演化趋势导致巢湖西岸的三角洲还会不断向湖内延伸、推进, 使湖西岸线逐渐东移。

(2)巢湖东区多为陡岸分布, 与水面一般有1~3 m的高差, 并普遍发生崩塌现象。岸线表现为锯齿状凹凸不平, 岸线向东、向北推移。

(3)从不同时相的航片中可以看出巢湖岸线变化的一些迹象。如1979年航片所反映的巢湖西岸从下派河口至马尾河口段与1955年航片所示的同一地区比较, 普遍向湖区延伸3~28 m, 最长可达35 m。夏棠嘴至许桥、大丁村一带的巢湖岸边三角洲, 在1955年航片上尚未完全露出; 而在1979年航片上则已完全露出水面, 淤高约0.15~0.3 m。值得一提的是, 与1979年航片相比较, 1955年航片是在丰水季节获取的, 比1979年10月获取的航片反映出更高的水位, 若考虑到水位变化情况, 则上述数据更大。

(1)由于巢湖大闸的建立及湖床泥沙淤积的抬升, 现今巢湖水位在逐年抬高。近年来, 洪水经常泛滥, 巢湖沿岸原有植被常常受洪水长时间浸泡而被淹死。为了尽快恢复巢湖生态环境, 建议科学地控制巢湖水位, 使沿岸植被有充分的露滩机会, 即在保证生活用水及农业灌溉的前提下, 适当降低巢湖水位。根据实地调查及遥感图像显示, 巢湖水位在7~7.8 m时, 约有28.56 km²的露滩面积, 这样既有利于植物的生长, 又能防止湖岸崩塌; 同时湖滩可充分吸收阳光促进物质循环, 大大有利于改善湖滩生态系统。

(2)为了延长巢湖寿命, 彻底改变巢湖面貌, 使其长期造福于人民, 必须加快对巢湖采取一系列根治措施。首先应控制泥沙淤积, 大力营造上游入巢湖河流汇水流域的森林覆被, 提高森林覆盖率, 合理利用土地资源, 控制水土流失; 对短时间内不能得到控制的杭埠河、派河、丰乐河等河流可采取中间拦截的办法, 如在上游修建水库, 一方面堵截泥沙, 一方面可灌溉利用。同时加强巢湖岸线绿化植被带生物治理工程和护岸工程治理。1991年水灾之后, 巢湖市利用水利专项资金, 从忠庙至巢湖市(巢湖北岸线)修建了53 km长的沿湖大道, 有效地控制了崩岸的发生, 此项工程已于2000年全部竣工。根据航片显示, 现今巢湖沿岸露滩的光滩多、岸线长, 可充分利用这一优势, 在高水位与低水位的湖滩之间栽植耐水性强、不怕水淹的柳树、芦苇等。合肥市所辖的巢湖大堤及庐江等沿湖地区应加大力度整治大堤, 使防洪能力进一步得到提高, 确保巢湖造福于人民。