大运河苏北段水环境问题及整治对策

大运河苏北段水环境问题及整治对策

1运河景观研究区的认识现状在历史上，运河作为中国重要的南北水上运输通道，发挥了重要作用。但自19世纪后,由于海运发展,津浦铁路通车,加之黄河改道淤塞运河中段,部分河段断航;而在通航河段,随着城市化进程的加快,各类破坏性工程的建设以及水质的污染使大运河环境遭到破坏。2005年12月15日,郑孝燮、罗哲文、朱炳仁致信大运河沿线18位市长,建议将京杭大运河申报世界遗产项目。2006年3月,58位政协委员联合启动对大运河的抢救性保护工作。2006年5月,国务院核准公布“京杭大运河”为全国重点文物保护单位。随着大运河申报世界遗产工作的提速,京杭大运河的保护和发展重新受到关注。江苏省经济发达,但区域内部发展不平衡,加快发展苏北地区、缩小与苏南的差距是江苏省经济发展的战略重点。滨水地段是城市的珍贵资源,苏北海岸线长,江湖水系河网发达,大运河主干水运体系成型。完善大运河功能,发展建设大运河经济带,与江苏沿海、沿江、沿路(京沪线、陇海线)构架组成“井”字型地域发展轴,有利于江苏省内经济平衡的发展。前人对于京杭大运河苏北段的研究,着重于修建历史,航运状况及沿运河城市的发展,如谭其骧(1955年)、绍华(1961年)、鞠继武(1985年)、史念海(1988年)、姚汉源(1998年)、陈璧显(2001年)等。随着2002年南水北调工程总体规划方案确定,对运河的研究则集中在水质评价和污染现状调查、水环境容量计算等方面。对于大运河苏北段历史功能、地理环境和发展利用的系统研究比较缺乏。本文在整理研究历史文献和实地考察大运河苏北段地理环境的基础上,对大运河的建设和发展过程进行归纳总结,并对比历史时期和当代运河功能,提出今后还应充分发挥的功能,进一步针对大运河苏北段目前存在的问题提出具体建议,以期为大运河的保护和“申遗”工作以及大运河苏北段的发展规划提供科学依据。2运河的基本情况及其建设的历史发展和历史时期的主要功能2.1水系现状分析京杭大运河(简称大运河、南北大运河)始于北京,经过天津、河北、山东、江苏至浙江杭州,全长1747km,沟通了海河、黄河、淮河、长江、钱塘江五大水系(图1和图2)。大运河的纵剖面南北低,而中部因穿过鲁西丘陵区而地势较高。加之,黄河于1128年至1855年夺淮河水道入黄海,700多年间黄河泥沙淤积,也造成该段地面的增高(见图1)。以至于现代,当平水或干旱年时,中段仍为大运河的水浅阻隔地段。2.2有效时期大6年—建造历史京杭大运河的开凿历史,可上溯至公元前486年。吴王夫差为进攻齐国,挖掘邗沟,引长江水经射阳湖通淮河。邗沟长约150km,通常被认为是大运河最早的河道,也是苏北运河的前身。公元587年,隋兴兵伐陈,开山阳渎,不再绕道射阳湖。隋时经济重心转移到长江中下游和淮河流域一带,而政治中心仍在北方。为南粮北运,隋炀帝于公元605和608年开凿通济渠(汴渠)和永济渠。公元610年,隋炀帝再开江南运河,由今镇江引长江水至杭州通钱塘江。至此,建成了北通北京,南达杭州,由永济渠、通济渠、山阳渎和江南运河连接而成,全长2700余公里的水路大动脉。北宋时期正式使用大运河的名称。至宋金对峙时,黄河改道,使汴渠淤塞而失去重要性。元代初期,运输路线需绕道及水陆转运,极为不便,于公元1281年开挖济州河。1289年开会通河。1291～1293年,从通县到大都开通惠河。漕船可入通惠河,直达北京积水潭。至此,大运河全线形成,航程比隋代大运河又缩短900km(见图2)。明清两代除对元时的大运河进行整治,又在徐州、济宁间相继开凿南阳新河、泇河等运河。清末,李鸿章奏请“罢漕折色”(废除漕运改征银两),海运和铁路运输兴起及民国时期战乱频繁,大运河日趋衰落。新中国建立后,大规模的水利建设使大运河逐步恢复。据1979年《全国内河航道普查资料汇编》所载,京杭大运河全长1747km,其中水深1m以上航道970km,通航里程为883km。黄河以南的梁济运河、南四湖区航道及韩庄运河按三级航道标准建设;苏北段基本达二级航道标准;苏南段按四级航道标准建设1)。俟杭甬运河改造工程完成后,京杭大运河可延至宁波甬江口入海。2.3在历史上，运河的主要功能(1)明万历的运河大运河自隋朝始,经唐、宋、元,历代漕运不断。元时南粮北运达二三百万石2)/年。欧阳玄描写元时运河的盛况:“舳舻尾相衔,密次若鳞甲”。明万历时,由运河运输苏杭织造丝织品每年数十万匹。明清两代在临清设砖厂,每年100万块由运河北运。运河之东产盐,也经运河外运。历代修运河“贡赋通漕”,兼利灌溉。大运河之水灌溉了沿河流域的土地,促进了农业经济的发展,运河流经区域盛产水稻、小麦、杂粮以及棉花等经济作物。(2)“军国大事,联运唯先”,是造成北方特殊的军事动机春秋时期吴王夫差最初开辟邗沟是为了与齐、晋争霸。隋炀帝下江南,不仅为了享乐旅游,而主要是在南部疆域充分行使统治权力,开永济渠以便向高丽用兵的军事动机更加明显。开挖运河的一个十分重要的原因是集输南方的财、物,供给北方朝廷。“军国大事,漕运唯先”。大运河是维系朝廷的生命线和巩固统治政权的基石。(3)建设南北物资交易转运中心大运河的建造构筑了一条长达1800km的运河经济带,成为汇集财富的中心,平衡了南北经济发展。《通州志》说:“半天下之财赋,悉由此路而进。”济宁、聊城、临清、德州等城市迅速扩大,成为南北物资交易转运中心。明代从运河征敛的税收占到90%。(4)运河岸旁人物大运河的另一贡献是促进了南北文化的交流和融合。各种戏曲、绘画、杂技等文艺精品沿运河应运而生,许多著名人物诞生在运河岸旁。如理学家朱熹,《桃花扇》的作者孔尚任,及扬州八怪画派等。大运河文明另一个重要部分是开发和治理运河的工程技术,建立了一系列水利和航运技术,并向外传播。3运河运输业务,铁路运输不够发达苏北地区(图3)为江苏省重点农业区,河湖港汊众多。但铁路运输不够发达。在交通欠发达地区,运河运输作用重要。苏北段运河是整个京杭大运河中水运最为繁忙的部分,也是开发苏北经济的动脉。3.13—京杭大运河苏北段的地理环境京杭大运河苏北段位于北纬32°18′31″～34°51′53″,东经116°58′11″～119°42′48″之间,自苏鲁交界的二级坝起,沿微山湖西,经徐州、邳州、宿迁、泗阳、淮安、宝应、高邮、至扬州通长江(见图3)。航道里程为461km。经1958年和1982年两次大规模整治后,大运河苏北段287km达到二级航道标准,117km达到三级标准。(1)、下元古代丘陵京杭大运河苏北段在大地构造上以淮阴-响水断裂带为界,北属华北地台苏鲁隆起,以太古代、下元古代为结晶基底,地貌为低缓丘陵与剥蚀平原;南属扬子准地台苏北坳陷,以中元古代为结晶基底,主要为平原地貌。大运河跨越黄淮平原与江淮平原,其流经区域系黄河、淮河、长江的冲积扇,由于上述河流含泥沙量不同,其冲积扇厚度亦有差异,具有北高南低的地貌特点。(2)徐淮之间的自然概况大运河苏北段一线,淮河以南的江淮地区属亚热带季风气候,以北的徐淮地区属暖温带季风气候。年平均气温,江淮之间介于14～15℃,徐淮之间介于13～14℃。1969年1月28日至2月9日之间,极端最低气温曾达零下23.3℃。江淮之间年降水量900～1100mm,徐淮之间年降水量700～900mm,其中夏季3个月,约占全年降水量40%～50%。江淮地区与徐淮地区为典型的季风气候,冬季多西北风,夏季多东南风。夏、秋之交,因有台风过境,间有八级左右暴风,暴风时行驶在宽阔航道上的船舶,易遭风浪沉没。(3)以人工为主,开发、建造、建造之大运河本身无源,不能构成独立的水系,苏北段从属于沂沭泗水系、淮河水系、长江水系。京杭大运河并不是完全依靠人工开挖,而是利用原古海湾低洼地带的一系列湖泊、湿地与河道,串连建造而成,获得运河水源和航道利用之双赢效益。大运河建设使苏北段的湖泊群——骆马湖、洪泽湖、白马湖、高邮湖、邵伯湖等发挥了调节运河水位、拦洪蓄水与综合利用的效益。3.2设计中国文化中具有极大价值的文物,如作为“历史遗迹”京杭大运河是一个流动的活遗产。其特殊性在于,它是正在使用中的、目前仍在航运中具有极大实用价值的文物,而不是只作为一种用于审美的具有历史文化价值的遗迹供人参观。因此,既要考虑保护也要考虑发展。大运河苏北段目前主要作为“北煤南运”的干线、南水北调东线工程的通道,是沟通城乡与沿河农村集镇交通运输的主动脉。3.2.1促进了城乡物质及精神文化交流大运河苏北段与淮河、沂沭水系相通,多年来发挥着疏通水利、灌溉农田的作用,对沿河广大农村非常重要;与高速公路、国省干道和县乡道路相接,形成了沟通城乡、水路与陆路相结合的交通网络,为促进城乡物质及精神文化交流奠定了基础。大运河对便宜、量大的户对户的物资运输意义重大。一方面,大运河沿线的苏北农村地区是江苏省主要的农副产品基地,粮、棉、茧实际调拨数量分别占全省的62%,70%和50%,而苏北城镇地区以资源加工工业和劳动密集型产业为主。大运河不但成为城乡之间原料和成品交流的纽带,也为劳动力的转移搭建了一座桥梁,加快了苏北地区城市化和工业化的进程。另一方面,紧张繁华的城市文化和闲适自然的乡村文化,相互补充相互吸引,促进了城乡精神文化的交融,推进了城乡的共同繁荣。3.2.2物资运输能力大运河苏北段北连鲁西南和徐州两大煤田,南接经济发达的长江三角洲地区,加上大运河苏北段沿线无铁路,所以,多年来大运河承担着北煤南运和大宗物资运输的任务。据统计,一条京杭大运河相当于3条单轨铁路的运煤能力,而其中宿迁段运河的运量更相当于4条京沪高速、6条京沪铁路。1990至2002年,苏北运河货物通过量以约每年10%的速度递增(图4)。2004年达1.2亿吨,占全省水路货运总量的1/2以上,其中煤炭运输量6360万吨。此外,石料、黄砂、水泥等建筑材料、石油以及粮食、化肥、农药等货物也经苏北运河运往里下河地区、苏南、沪、浙等地区(表1)。3.2.3水系、水利工程南水北调东线工程从江苏江都站抽引长江水,利用京杭大运河苏北段作为输水干道,逐级提水北送,并汇经洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖,沿经临运河、卫运河、南运河至天津。东线第一期工程计划年供水量130×108～170×108m3,其中黄河以北年供水量为60×108～80×108m3,其余供苏北地区、安徽及胶东地区使用。南水北调工程的实施,除解决用水紧缺的问题外,又可为南北航运提供方便,灌溉农田,防洪排涝,对沿途生态环境起到改善作用。此外,当代的苏北大运河尚具有以下功能,应予以重视和发展。(1)江苏省保护区保护对象运河的发展过程伴随着中国社会发展的各个阶段,见证了中国社会经济和文化的兴衰、科学技术进步的历史。因此,大运河不仅是中国的宝贵文化遗产,同时也是世界的文化遗产。苏北段是大运河最早开挖的河道,积淀了丰富的历史文化遗产,较好地保存了大运河原有自然风貌,具有独特的遗产价值。江苏省文物保护部门对江苏段南水北调东线沿线的文物进行复查,沿线共发现文物点151处(扬州30处,淮安56处,宿迁28处,徐州37处),其中包括全国重点文物保护单位2处,分别是中国规模最大的古代驿站——扬州的孟城驿;“明代第一陵”——淮安的明祖陵。大运河的保护与申遗,既是传承千年文脉的历史需要,也是发挥大运河在经济社会发展中重要功能的要求。(2)以民俗民俗、传统文化遗产为主要内容的抗辩文化大运河苏北段串联了众多湖泊、河流与湿地,风情与物产并茂。运河沿岸淀积着数千年的历史遗迹,将燕赵、楚汉、鲁豫、吴越文化系环成链。苏北运河村落城镇人文荟萃,孕育了丰富的民风民俗、民间工艺与传统艺术等非物质文化遗产,如窑湾古镇“夜猫集”、清江闸划龙舟等独特的节日庆祝活动,刺绣、竹雕、木刻、泥塑、陶器等特种手工艺等。大运河苏北段既是集古渡村镇、寺庙观庵、城垣园林、田园风情于一体的风景线,又是融历史遗存、典故传说、民俗手工、农贸集市于一体的文化线。(3)运河历史遗迹作为人类改造自然的一项壮举,京杭大运河是与长城并重的古代中国人民创造的伟大工程。大运河历史遗存是研究中国古代历史、政治、经济、文化、社会等方面的珍贵实物资料。而大运河串联的河、湖、湿地等自然景观及其所孕育生物的物种多样性等,都为环境教育和公众教育提供了机会和场所。大运河是历史知识普及和爱国主义教育最好的教科书。4在北航道的使用中，提出了一套的问题和发展建议4.1存在的问题(1)年生态环境指标污染指数大运河上的运煤船密度大,管理混乱;城镇建设发展,砂石销路好,采砂船过量群集,造成大运河水环境污染。1999年水资源检测显示,大运河苏北段水质劣于Ⅲ类的河长有206km,占总控制河长的51.1%。搜集京杭大运河苏北段1994～2003年水环境监测数据,计算生化需氧量、氨氮、石油类等各项水环境指标的污染指数,反映10年来大运河苏北段的水质变化趋势(图5)。Pi=Ci/BiΡi=Ci/BiPi为i项污染物的污染指数;Ci为i项污染物的年均值;Bi为i项污染物的标准值。由图5可以看出苏北运河段在1994～2003年期间的水质变化可分为两个阶段:1998年以前各项污染指数呈下降趋势,水质转好;1998年后,各项污染指数开始增加,水质逐渐恶化,至2003年各项污染指数均超过达标线,其中石油类污染最为严重。(2)近500天通航堵航原因回顾2003年以来,京杭运河平均每年发生8小时以上堵航事件46次,受堵船舶每年都在10万艘次以上,2003年7月,由于淮河泄洪影响,邵伯湖湖水横流流速超过2m/s,近5000艘船舶滞留十多天。堵航的原因主要与流域水文环境有关,大运河流域水系具有汛期集中,季节变化较大的特点。枯水季节,水量不足,导致航道断航;汛期流速过大又对行船安全造成威胁。经1988年整治后剩余117km航道按三级航道标准建造,这117km的三级航道成了制约水运的瓶颈。而大运河苏北段运量快速增长,2003年完成的货运量相当于设计通过能力的1.7倍,严重超负荷运行。此外,航行于苏北运河的船舶规范化、标准化程度低,导致船舶密度过大,航道堵塞。(3)文化遗产保护难度大运河集航运、灌溉、防洪、排涝、调水等功能于一体。但多年来没有一个专门的组织来统筹规划其保护与管理问题。如防洪保安由水利部门负责,河道管理由交通部门负责,文化保护由文化部门负责,污水治理与环保部门相关。依据世界遗产委员会的要求,所有申遗项目必须提交景观整治保护的具体材料。大运河作为一个整体申报世界文化遗产,若某段不合格,将影响到整个申报的结果。然而目前,大运河各地保护状况参差不齐,管理方式不同,经济利益不同,对于大运河保护的重视程度更不同,情况差异和利益矛盾增加了规划的制定难度;其次,大运河的整治保护规划需要令行禁止,需要长效管理,但是省与省、市与市同一级行政单位之间的磋商协调机制难以满足大运河保护的现实需要。4.2提出建议(1)运河沿线湖泊群对运河水资源的污染治理沿运地区的湖泊水系是大运河水源补给的天然水库。通过对实地考察所取高邮湖和洪泽湖湖心沉积样品与大运河苏北段河道沉积物的Pb,As和Zn含量比较(表2),得出洪泽湖与高邮湖的重金属元素含量低于大运河河道沉积物相应元素含量的平均值。表明洪泽湖与高邮湖沉积物污染程度比大运河河道低。而2003年大运河水质监测沿程变化曲线也反映出在靠近湖泊的地段水质污染指数出现下降(图6)。因此,运河沿线的湖泊群对于大运河的水环境具有改善功能,应重点保护。此外,应培育沿线群众保护水资源的意识,禁止向运河倾废。规划、栽种与补齐运河两岸绿化林带可赏心悦目又有助于吸纳废气和粉尘,净化运河水环境。(2)航道水位变化大,航道通行能力好应加大管理调控的力度,结合南水北调工程,提高航道标准,适度浚深拓宽航道。大运河苏北段淮河以北地段的降雨量,年际差异大。航道水位变化很大。因此,航道及与之相关的通航建筑物,应预留一定的安全水深。注意及时清除航道内的沉船、暗礁等碍航物,疏浚淤泥,确保航道畅通。因大运河苏北段穿过历史文化遗存埋藏十分密集的扬州、淮安、宿迁和徐州等市,在航道的整治工程中应注意保护施工中可能发掘到的重要历史文物。(3)保护好水体功能参照对长江、黄河、淮河等河流管理建立的专职机构,建议设立进行一体化管理的大运河专职管理机构,对大运河的开发建设和申遗工作实行统一领导,协调遗产保护、航运、水利工程、旅游等开发利用方向的