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金沙万里行——长江科学院2013年金沙江科学考察纪实

  
  金沙穿横断,科考万里行。
  金沙江——中国长江的上游,自青海玉树巴塘河口直门达开始,至四川宜宾接纳岷江为止,全长2316km。金沙江在战国时期曾将其称为黑水、绳水,三国时期称为泸水,诸葛武侯“五月渡泸,深入不毛”,除此以外,亦有有丽水、马湖江、神川等名称,至宋代“黄金生于丽水,白银出自朱提”,因河中出现大量淘金人而改称金沙江。经明代徐霞客考察后提出“推江源者,必当以金沙为首”,方确认金沙江作为长江上源。
  金沙江是我国最大的水电基地和“西电东送”主力。根据金沙江水电规划报告,其上中下游将分别进行12级、8级和4级开发。目前,金沙江下游向家坝水电站已经蓄水发电、溪洛渡水电站即将于今年5月下闸蓄水,白鹤滩、乌东德即将开工建设,中上游的梯级开发也即将陆续展开。各梯级电站的建设在带来巨大经济效益的同时,也将深刻影响着河流生态环境。梯级水库的建成必将带来金沙江以及川江的水文情势、水生态、水环境的变化,其对金沙江流域和长江上游珍稀特有鱼类自然保护区的生态环境影响,引起社会各界广泛关注。为深入了解金沙江生态环境状况以及水电开发对长江上游珍稀特有鱼类自然保护区的影响,长江科学院经过多次研究讨论,决定对长江上游的金沙江和川江河段地质地貌、河流泥沙、水资源开发利用情况、水环境、水生态、水土流失现状及成因等开展科学考察,以期能够获得长江上游水资源、水生态、水环境、地质灾害相关信息和资料,为长江上游水电开发和生态环境保护提供基础数据和对策建议。
  本次金沙江科学考察由长江委陈晓军副主任任领队、陈进副院长和徐平副总工程师任正副团长。院内参与单位包括河流研究所、水资源综合利用研究所、流域水环境研究所、水土保持研究所、水力学研究所、岩土重点实验室、空间信息技术研究所等,农业部长江水产研究所应邀参加了本次科考。考察队成员20人,其中科考队员14人,博士12人。
  为确保科考活动顺利开展和高效实施,成立了综合保障组和技术组,组长分别由水资源综合利用研究所主持工作副所长许继军、徐平副总担任,后勤保障委托参与2010年长江委江源综合考察、2012年院江源科学考察的西宁极地户外拓展有限公司负责。

穿行川滇青,行程近万里

  本次科学考察从2013年4月5日开始至23日结束,历时19天,穿行四川、云南、青海三省,沿横断山脉北上,十跨金沙江,四翻雪山,行程近万里,在11个河段观测断面停车采样、现场测量,在数十个河流特征点考察地形、地貌及水势。具体来说,可以分为以下3个阶段:
  第一阶段:4月5~13日先遣部队,川江考察。4月5日,长江科学院水资源综合利用研究所、流域水环境研究所、长江水产研究所的科考队员作为先遣队先后从武汉出发奔赴长江上游,对川江宜宾-江津河段开展水生态水环境科学考察,标志着长江科学院金沙江科学考察正式拉开序幕。
  第二阶段:4月13~17日宜宾会合,金沙江下游考察。4月13日下午,科考大部队与先遣队在宜宾顺利会师后,接连考察了金沙江下游的向家坝、溪洛渡、白鹤滩和乌东德4个梯级水电站,向家坝-溪洛渡珍稀鱼类增殖放流站以及金沙江小江中国科学院东川泥石流观测研究站。
  第三阶段:4月17~23日从石鼓逆江而上,金沙江上游考察。这一阶段从石鼓开始,沿着金沙江江边崎岖山路逆江而上,翻越包括海拔6168m的雀儿山在内的多座雪山,一直到青海省玉树州巴塘河口,金沙江的起点直门达。沿途对石鼓(虎跳峡)、奔子栏、定曲河口、巴塘(竹巴龙)、岗拖、赠曲河口、洛须、巴塘河口以及直门达等江段进行了综合考察,收集了河流泥沙、水环境、水生态、水土流失和地质环境状况的第一手资料,为金沙江上游的水电开发和生态环境保护积累了原始数据。

金沙江科学考察路线图

先遣队与大部队宜宾会合

川江段,摸清水文情势与鱼类产卵场

  长江上游江津至合江段是长江上游珍稀特有鱼类的重要的鱼卵孵育和仔鱼生长发育的场地,是以圆口铜鱼为代表的产漂流性鱼卵的孵化发育的重要江段,这些江段多为弯道、洲滩,地势复杂,滩潭相间,流态复杂多变,水生生物栖息地多样性丰富,适合于急流鱼类产卵和卵的孵化发育。
  本次科考先遣队员对川江段的考察是继2011年向家坝蓄水之前考察后的第二次。采用先进的地形和流场测流技术——多普勒测流仪(ADCP)(水面以下)与高精度RTK GPS(水面以上)相结合的方法,对长江上游江津、合江、宜宾江段的河道地形、流场等进行了详细调查和测量。此外,科考队员还采集了大量水样、底栖动物和浮游植物样品等。通过蓄水前后连续的调查,以分析向家坝蓄水对长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区关键河段的河道地形、流场等生境要素以及水生生物的影响。

川江段科学考察雨中取样

金沙江下游,探寻水电开发与环境保护关系

  金沙江下游是指从四川攀枝花到宜宾河段,按照水电开发规划,正在进行乌东德、白鹤滩、溪洛渡和向家坝4个梯级电站的施工准备或者建设。
  向家坝水电站是金沙江下游4个梯级的最末一级,拦河坝为混凝土重力坝,坝高162m,单机容量为80万kW,左右各4台机组,其中右岸3台机组已投产发电。向家坝上游溪洛渡水电站为混凝土双曲拱坝,坝高285m,单机容量78万kW,左右各9台机组,第一台机组拟于今年投产发电。白鹤滩水电站拦河坝为双曲拱坝,坝高289m,拟采用单机容量为100万kW的世界上最大的发电机组,左右岸各8台机组,拟定2019年第一台机组发电。最上游乌东德水电站的双曲拱坝坝高270m,左右两岸各布置6台85万kW发电机组,拟于2020年第一台机组发电。

向家坝水电站

溪洛渡水电站

  4月14日,科考队一行来到第二阶段的第一站,位于水富县城的向家坝水电站,在三峡集团公司向家坝项目部车主任的带领下,我们饶有兴致地参观了向家坝展览馆并观看了介绍工程建设的影视片,然后参观了正在运行的水电站厂房,之后上到大坝上游电站进水口平台,大坝整体形象展现在我们的面前,最后参观了向家坝、溪洛渡鱼类保护增殖放流站。队员们品尝了向家坝工地的午餐后,在坝址下游采集完水样、底栖动物和浮游生物、泥沙样品,马不停蹄驱车前往下一站溪洛渡。
  途中,山坡落下的飞来石砸中了6号车挡风玻璃,幸好无大碍,用透明胶粘好受损处后车队继续前行。来到溪洛渡工地,三峡集团公司项目部质量总监董振英带领我们参观了正在施工中的地下厂房,在坝顶平台领略了即将完工的大坝全貌。队员们在坝下1km处,顺着陡峭的岸坡小心翼翼下到江边,采集完样品,天色已近黄昏。
  4月15日,早上8:00不到自永善出发,直到下午4:30抵达白鹤滩工地。久久等候我们的白鹤滩工程试验中心主、院材料与结构研究所总工王述银和三峡集团公司综合安全监测中心负责人任大春,激动地握住陈院长的手,期盼的心情难以言表。两位负责人带领我们参观了热火朝天的建设工地,在坝轴线的高地向科考队员们介绍了工程总体情况,并陪同我们在坝址上游的水文站考察取样。

溪洛渡坝下艰难取样

白鹤滩坝址上游取样

白鹤滩坝址与现场职工合影

  本次科学考察我们有幸近距离接触了拦河大坝的雄伟和地下发电厂房的壮观,感叹着人类创造力的同时也切身地体会到了水电开发对河流的自然形态的强烈改造。在了解水电开发的同时,对保护金沙江稀有鱼类所做的努力,考察队特地走访了金沙江向家坝溪洛渡水电站珍稀特有鱼类增殖放流站,参观了放流站人工繁育的各种稀有鱼类,该放流站于2008年建成,并开始进行珍稀鱼类的放流工作,截止2012年,放流达氏鲟、胭脂鱼等鱼类共计45万余尾。

金沙江珍稀特有鱼类

人工繁育的达氏鲟和胭脂鱼

  离开溪洛渡向西行驶在金沙江畔,明显的感觉气温高了很多,原来这是本次科学考察的又一个收获——金沙江干热河谷。干热河谷是一种十分独特的自然地理景观,以河道深切、地形封闭、气候干热及植被旱化为显著特点。一方面由于良好的水、热条件,这一区域是金沙江流域内人类活动最为密集的区域;另一方面受干热河谷区特殊气候特征的影响,区内植被类型相对单一,属金沙江流域内植被生态系统最为脆弱的区域之一。通过本次科学考察发现金沙江干热河谷植被具有明显的旱化特征,多数调查点以旱生灌丛与稀树灌草丛为主,在人类干扰下,很容易发生生态系统的退化。

金沙江干热河谷植被景观(白鹤滩水电站坝址上游)

  正是由于金沙江干热河谷气候,促成这一带的泥石流灾害严重发育。为此,科考队于4月16日特地奔赴中国科学院东川泥石流观测研究站,考察小江流域的泥石流灾害。小江——金沙江的一级支流,全长140km,流域面积3043 km2,却发育有泥石流沟172条,被称为泥石流沟的天然博物馆。其中蒋家沟是小江流域最具代表性的一条泥石流沟,沟内斜坡地质条件差,地形陡峻,滑坡崩塌发育,植被稀少,可移动固体物质储量丰富,降雨充沛并集中于雨季,导致泥石流频发。一方面,蒋家沟泥石流多样,过程完整,类型齐全,是观测研究天然泥石流的理想基地,但另一方面,究其原因,蒋家沟由几百年前的原始森林由于人类采矿和耕地的过度砍伐而演变现今的泥石流频发地,却值得我们深思。虽然从20世纪70年代末开始,先后投入大量的资金和人力、物力对小江流域内的27条泥石流沟进行治理,取得了一定成效,但遏制泥石流的爆发和改善小江流域的生态环境仍然任重而道远。
  4月17日,由许继军副所长带领一队前往乌东德考察,长江设计院设计代表处的漆博士向科考队员们介绍了乌东德水电站的基本情况,并带领大家前往坝址了解工程前期建设进展。队员们在坝址区下游左岸处采集了水样,并对金沙江水温、流速、溶解氧、浊度、盐度、叶绿素等参数进行了现场观测。另外一队8人由陈院长带队,继续向金沙江上游挺进。

蒋家沟之门前沟泥石流沟

金沙江上游,考察河流地貌与生态环境

  长期以来,对金沙江干流全程的综合科学考察工作开展甚少,尤其对金沙江上游的科学考察研究还留下许多空白,在地震断裂带、河谷地质灾害、河流地貌、水文生态等很多方面没有突破性进展。在这样的研究状况下,展开的大规模水电建设,在其经济效益背后,对区域地质、生态将产生怎样的影响,令人关注。
  为了最大可能的增加对上游河段的感性认识,获取上游河段的河流地貌、水文情势、水生生物以及两岸生态环境的第一手信息,第三阶段科学考察中,考察队基本上是沿着江边险峻的山路艰难前行。4月17日,下午4点考察队员们风尘仆仆赶到虎跳峡,顾不上欣赏雄奇的风景,稍着停留后,急奔被称为“万里长江第一弯”之称的石鼓河段考察取样。4月18~22日,在自石鼓至直门达逆江而上的行程中,经其宗、尼西、奔子栏、定曲河口、得荣、王大龙、苏哇龙、巴塘(竹巴龙)、白玉、岗拖、德格、赠曲河口、洛须、奔达、真达、巴塘河口,海拔高程由石鼓的1800m,逐步上升到直门达的海拔3700m。一路上不时由河谷爬上山峰,再从山峰盘山下到河谷,相对高差达1000~2000m,气温相差15℃~20℃,汽车的平均时速仅30~40km。途中翻越6处4000多m的山口,其中雀儿山峰海拔6168m,公路穿越的山口海拔5050m。尽管在崎岖颠簸的道路长途奔波,还有高原反应和高程以及气温忽高忽低引起的身体不适,队员们仍咬紧牙关,在奔子栏、定曲河口、巴塘、岗拖、赠曲河口、洛须等江段进行了综合考察并采集样品。
  4月22日下午1时,考察队终于抵达巴塘河口—金沙江的起点直门达,来到了2012年8月1日曾在此考察取样的河段,只见当时郁郁葱葱的树木还未发芽,草地也未返青,水位也相差约2m,水温仅5.5℃。就在考察即将圆满结束赶往西宁的途中,一位队员高烧至39.3℃,幸好此时高程一点一点下降,晚上11时在兴海县医院注射退烧针后身体无恙。
  6天艰辛的行程,考察队员们不但切身体验了金沙江上游复杂多变的深切峡谷地貌、窄谷地貌和宽谷地貌,真实的感受到了金沙江上游两岸岩体的破碎情况,而且还体会到了崩塌、滑坡等地质灾害的严重性,水土保持的严峻性和生态环境的脆弱性。

“万里长江第一弯”考察取样

直门达河段考察取样

雀儿山峰5050m的山口

确定观测站点,奠定野外科学观测基础

  本次科学考察的另外一个目的就是为金沙江生态环境与灾害观测实验站确定观测站点和观测断面,该观测实验站设有永善中心站(主站)、石鼓主站、水富分站以及若干观测断面(点)。
  4月14日,科考队一行在溪洛渡水电站检测中心为金沙江生态环境与灾害观测实验站永善中心站挂牌,陈院长和韩继斌站长共同为金沙江观测实验站揭牌。一路上,先后在相应河段树立了水富分中心向家坝、永善中心站溪洛渡、石鼓主站石鼓和奔子栏观测断面碑,在白鹤滩、乌东德巴塘、岗拖设立了观测点。陈主任和陈院长为观测断面揭碑,科考队员们共同见证了揭碑仪式。
  金沙江生态环境与灾害观测实验站的挂牌以及观测断面(点)的确立,为今后开展金沙江生态环境与灾害观测实验奠定了良好基础。

金沙江生态环境与灾害观测实验站永善中心站揭牌

水富分站向家坝观测断面

石鼓主站观测断面

心系现场职工,沿途慰问关怀

  长江委作为长江流域管理机构,长江科学院作为国家社会公益类非营利性科研机构和水利行业重要的科研单位,长期以来都有众多的职工奋斗在水利水电工程第一线,为国家水利事业、长江治理开发保护和管理贡献者自己的力量。同样在这2300多公里长的金沙江沿线到处闪现着长江委、长科院职工的身影。
  为了表达领导的关怀和钦佩之情,在这十余天的行程中,陈晓军副主任与陈进副院长沿途对工作在现场第一线的职工进行了亲切慰问。其中在科学考察的第二阶段,陈进副院长分别于4月14日在溪洛渡工程检测中心看望了材料与结构研究所王仲华高工;15日慰问了在白鹤滩工程试验中心工作的材料与结构研究所全体职工和三峡集体公司综合安全监测中心工作的我院职工;18日在其宗滇中引水工程现场看望了岩土重点实验室工程岩体力学特性研究室主任钟作武同志。
  进入金沙江上游第三阶段的科学考察后,陈晓军副主任和陈进副院长专程探望了金沙江上游的巴塘水文站和岗拖水文站职工,对长期驻扎在西部高原一线的水文工作者给予了亲切慰问。陈主任代表长江委领导对水文站职工常年辛勤工作在第一线表示衷心感谢和亲切问候,重述了水文监测资料是水利工作的基础,获取第一手数据资料不仅对水利工作十分重要,对今后的流域生态环境治理与保护也必不可少,并勉励一线职工再接再厉,继续为长江委的治江事业做出更大的贡献。

慰问材料所白鹤滩工程试验中心职工

慰问长期工作在巴塘水文站的职工

慰问岗拖水文站张斌站长

  4月23日,科考队经西宁安全返回武汉,历时19天,行程约5000km的金沙江科学考察圆满结束。
  本次科学考察是继2010年长江委江源综合考察、2012年院江源科学考察之后,又一次大规模、综合性科学考察,开创了金沙江(除中游部分河段外)全程科学考察的先河,奠定了金沙江生态环境与灾害观测实验站野外观测的基础,积累了金沙江生态环境状况的第一手数据,比较全面地了解了金沙江干流的基本概况。
  同时,本次科学考察新老队员结合,培养了开展野外科学考察的年轻博士,分阶段分组考察模式,丰富了大型科学考察的形式,并进一步扩大了长江科学院的影响。

 
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