主题：黄万里先生与三峡 -- meokey

这篇批评的文章发表于《水力发电学报》1994年第2期 总第45期，是针对黄老在《水力发电学报》1993 年第3 期，总第42 期，107~115《关于长江三峡砾卵石输移量的讨论》一文的。随后黄老又在《水力发电学报》1995 年第1 期，总第48 期，86~97发文《关于长江三峡砾卵石输移量的讨论（续）》反驳。不知道之后是否还有论战，从我得到的黄老的文集中没有再续了，呵呵

——补充：我在网上找到《水力发电学报》的目录了，在1995年第1期黄老的《续》文后，直到1996年第4期，似乎双方都没有继续论战。

《续》文摘录如下，我尽量就我的理解将黄老的回复有针对性的摘录出来。文章很长而且很学术化，要有耐心看 :-)

就我的理解而言，黄老并非仅仅选取都江堰站的卵石推移量作为长江上游长江支流中卵石推移量的平均值（都江堰与续文中的葛洲坝只是作为实测数据用作参考与对比印证，黄老原文是“其实就是根据都江堰实测的200 万t/年还算，并未利用推悬比关系”），而是用“整体运营法（或称宏观调控法）中的统计法”得到的结论。至于怎么个整体运营法，我没看懂

一、缘由

作者在本学报1993 年第3 期（总第42 期）上发表一文《关于长江三峡砾卵石输移量的讨论》。其后在1994 年第2 期（总第45 期）长江水利委员会水文局发表了《对黄万里估算长江三峡卵石输移量一文的讨论》；又长江科学院陈济生先生同期发表了《对长江上游水利水电工程推移量的几点认识》。

在长委水文局中有下列四项批评：（1）原文中“长江三峡无卵石推移质资料不符实际”。查原文中并无此语，只是说（107 页）：“都江堰岷江多年平均卵石输移量为200 万t/年，（当然包括粗沙或称沙推）而重庆的则据长委说只有27.7 万t/年，宜昌只有75.8 万t/年 。（按宜昌长江流域面积约1,000,000km2，而都江堰岷江集水面积只有23,000km2，只占前者的1/43.5）前者汛期水流只有3 至4m 深，尚可在目睹下测到卵石输移量；而长江汛期水深40m 以上，无法测到，后者所举之数皆不可靠；”（ 2）“按流域面积比例关系推算卵石推移量的方法是错误的”；（ 3）“应用悬移质输沙量与卵石推移量比例推出宜昌推移量的方法根本不能成立”；（4）“卵石估算量1 亿t 完全脱离实际”。也就是坚持重庆实测的27.7 万t/年，宜昌75.8 万t/年是准确的，是合理的。

陈济生先生的文中也不同意卵石推移量按流域面积比例及和悬移输沙量比例推算的方法，并列举了和河段比降的相关关系来推算葛洲坝的卵石输移量。

二、关于长江上游砾卵石输移问题中共同认识的诸方面

在作者原文推理中前两点似乎读者都同意，即：（1）长江宜昌以上各支流及重庆以上干流是属于减坡的河段。。。在较短的段落中则可能时冲时淤；（2）长江上游干支流的造床质全是砾卵石夹粗沙。。。它们都是火成岩石或变质岩的石块。

另外有从两岸页岩、沙岩，很少也有从灰岩风化成的泥沙，经大雨溅击，地面流冲刷泻入河流为悬沙，它们不沉河底，直汇长江，雨过则河清。除非筑坝后沉积在水库内，它们并不参与造床过程。从坡面滑下来的泥沙或沟里冲下的泥石流中大部成为悬沙，少数夹有卵石则沉落河底参与造床。这些卵石先沉在冲沟之口，堆成支流口的浅滩急流（rapid），跌落0.2 至0.5m 不等，待下次支流涨水时部分被冲去，洪水下可大部冲去。遗留的卵石和下次冲沟发水则又再沉积为急流。长江各一级支流中游以上沿程每隔约10km 有一个这种浅滩急流，木船拉牵过滩最为费力，只有岷江中下游河窄谷深，没有这种浅滩。

三、对于沙石运移现象不同认识的诸方面

在前面列举长委文中四点批评及陈济生先生文中的议论和作者原文对于长江沙石流存在着截然不同的见解，可以归纳为下列诸方面：

1. 。。。。。两文这方面的基本不同认识在于长委水文局及长科院认为三峡多年平均卵石输移量实测结果重庆27.7 万t/年，宜昌75.8 万t/年完全可靠。而原文作者黄万里则认为不可靠。

作者认为不可靠的理由是：卵石的大量输移主要发生在汛期，卵石在三峡岩基上堆积成厚35m 左右的覆盖层。。。输移时未必总是一层一层分别掀起来推动的，而是多层同时以各层不同速度运移的，甚至不排除发生过连底层全体运移。。。。在卵石单层输移时，可能做到用精致的网蓝式采样器施测，“放置于床面，使仪器口门较好地伏贴河床，……，可靠地采集到卵石推移质样品”。但在汛期几米厚的卵石多层同时输移时，尽管先在河床上挖出一坑，也难使采样器伏贴河床，采集到各层卵石同时以不同速度运移的样品，盖其时采样器底下还有移动着的卵石。

川江各大支流卵石河床质确是多层同时运移的，作者1938 年曾亲历并复查过，不仅在寸滩汛期，而且在平武涪江枯水期。关于河沙底层运移的理论分析详见本文后面的讨论。

作者认为，河床质卵石的输移量测，只可能在岩基过江（船工称“石龙过江”）的横断面上施测。。。。在大江里深层取样，则很难令人信服可能得出有意义的结果。

就是因为大江卵石输移率难以测好，所以不得不改用从小块流域测得的年输移量间接推算。

2. 关于卵石在长江上游的分布问题

长委水文局认为：“长江三峡卵石来源区大都分布在宜昌以上1000km 之外，……，输移后对于直径为100mm 的最难磨损的石英岩，其直径将减小为9mm，重量仅为原重的1‰，……，成为可以浮游前进的悬沙，不再属于卵石推移质”。（97 页）这点很容易实地辩明是非：在合川嘉陵江、涪江和渠江交汇处低水时的河滩上可以看到铺着几十厘米的大卵石，1981 年洪水时有人描述这些大卵石怎样飞起来打到岸上，并冲向下游，这里距重庆只有100km，似难经此就会变成悬沙。而且实地观察，便知卵石上游的反而较小。

水文局文（97 页）又说：“卵石推移质主要来源于溪、河沿岸的局部重力侵蚀（如崩塌、滑坡、滑溜等）。后者所产生的巨大颗粒必须受到强度相当大的水流搬运，才能成为推移质。由于卵石不是来自广阔的流域地表，因此，采用计算悬移质产沙量的方法来计算其推移量是错误的”。这些说明水文局负责人员完全误解了长江上游流域上的砾卵石的来源和形成，以为它们是滑坡、泥石流等的产物。而且这样说又自己否定了来源区在宜昌以上一千公里。实际上这是人类史前的流域内地质断裂、岩层破碎处喷出的溶浆冷却后所凝成的火成岩经长期滚成的。其间还经过地层隆起和沉陷，亿万年间地形多次改变，岩石多次产生并来回滚动，因此流域上峰峦和丘陵高地都铺有卵石，例如长江下游南京雨花台铺满着各式各样著名的美丽卵石。它们被雨水径流冲到小溪沟，再转入大溪沟，而滚到各级支流内，在河口堆成三角洲，正如水文局文99 页图8 金沙江平面图那样。这些卵石在支流里小水冲不走，留下成为浅滩急流。在支流纵断面上形成三类水力控制断面的一类，这些跌流的表现便是江河上游受着冲刷侵蚀的象征。当洪水经过时，这些三角洲卵石大都被冲入大江，洪水退落时又将带不动的卵石沉落下来，仍恢复为浅滩急流，人们可以从水面观察到其形成、冲动下移，和沉积的过程。在浅滩水面上可以观察到卵石的大小组成和夹杂的粗沙。所有这些是由本断面以上集水面积上的卵石集合起来的，并不限于“宜昌以上1000km 以外”起源的，也不限于干支流本身的河床里才有卵石。这些很容易从流域丘陵和溪沟里观察到。

3．关于长江上游流域内卵石粒径大小的分布问题

为了解释卵石运移在重庆只有28.2 万t/年，宜昌只有75.8 万t/年（集水面积1,000,000km2）的量测是通过“从严从难的精细”工作得出的可靠结果，当作者列举岷江上游都江堰所提供的实测资料，卵石运移竟达200 万t/年（那里集水面积只有23,037km2，占宜昌集水面积只有1/43.5，而陈济生先生的文里109 页表1映秀湾，卵石运移也达116 万t/年，数量也不小），为了解释这个对比的矛盾数据，长委水文局就拟出上节所述理由，认为卵石来源于宜昌1000km 以外，都江堰恰合此距离，所以才可能产生200 万t/年之多，而距宜昌1000km 以内人们目睹的所有卵石则设定为全是不动的。但是水文局自己测验的、建有两个水库的宜昌黄柏河只有1,911km2 集水面积，却输出卵石也达每年10.5 万t 之多，竟达重庆以上集水面积近百万方公里的一半之钜。这难免令人怀疑实测28.2 万t/年究竟是否可靠。

于是除了申言宜昌1000km 以内少有卵石运移外， 水文局还设法解释这1000km 外包括都江堰的200 万t/年在内以及金少江等从山头下来的卵石其总数应不下于2000 万t 是怎样会大多转变为悬沙的。这才可能讲得通卵石到重庆只剩下28.2 万t/年：“卵石在长距离输移中不断磨损，使其粒径剧减，推移量大幅度减少”（97 页）。但是经实际观察沿江的卵石粒径，（作者曾从平武到合川沿涪江步行有些河段来回达四次）竟是上游的小，反而下游的大，这怎样用水文局磨损原则解释呢？原来在人类史前按地质年代亿万年以前长江是倒流由东向西入地中海的，这样流向颠倒以前，干支流下游的卵石在史前早经磨损为20 至30mm 的小圆卵石。又由于亿万年来流域内地层裂缝并非均匀分布，喷出的岩浆沿程多少不同，可以有小有大，卵石粒径原非均匀分布，更非沿程递减。我们无法据以说明山头的卵石由小变大，到重庆会变成悬移的泥沙。这些参考后面概述的长江地质历史就自然明白。

4．关于卵石输移过程中沿途临时沉积的不同认识

为了解释实测卵石年输移量重庆的反而少于上游山区河流的，水文局认为：“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。但当河流进入到山前缓坡宽谷段后，水流减弱，粗大的颗粒便会沉积下来，使推移量沿程减少，粒径细化。”又说：“长江上游干流及嘉陵、岷、沱等大支流，由于流经坡度较缓的四川盆地，造成卵石推移质大量累积性沉积。……岷江的推移质流出高山峡谷进入四川盆地后，由于大量沉积，形成了广阔的成都平原。以上情况表明，长江上游干支流的卵石推移质，普遍存在的沿程分选沉积，只有一部分能连续输移，进入三峡区”。（98 页）这种说法， 混淆了个体分析（infrastracture analysis）和整体运营（ system engineering，俗误译为系统工程）、（有的译成微观分析和宏观调控）的区别。照此推论，则长江上游流域和河床应成为淤积性的，而不是前面大家所公认其为侵蚀性的和冲刷性的。按照力学分析，山区坡陡流急，石子会被冲下来；及到下游坡缓谷宽河段，石子就沉积了。这是对于一批石子、在一次降雨流水下，在一定不长的河段、一定不长的时间内按力学分析的结果。这叫做个体分析，大家认识得很清楚，运用的是力学分析方法。。。。虽然理论上应该可先援用力学按微分dx、dt 分析，再综合积分起来，但因不定流理论复杂，也没有完全的观测资料可以采用，这和汛期降雨集流一样，力学分析是做不出来的。这里只能用统计法对实测资料分析；实测资料不足或不可靠，就进一步用相关法（即二元统计法）对有关资料全面分析。这就是整体运营的方法。总之，这个问题只能用统计法和相关法为根据的整体运营原理来解释并运算，而不可能用力学分析法为根据的个体分析来计算。

至于说到岷江卵石输出峡谷进入四川盆地后大量沉积，形成了广阔的成都平原，这确是事实。但这事是发生在人类史前亿万年。。。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”。

四、长江的地质史概述

。。。

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。

（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：。。。。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。

。。。。

于是作者参考四个实测的卵石侵蚀模数87.0，90.7，54.9，114t/(km2·年)，再参考唯一的都江堰实测推悬比1：5.3 所得87.0t/（km2·年），（其实就是根据都江堰实测的200 万t/年还算，并未利用推悬比关系）而酌量取100t/km2 的这中间数，再乘以面积1,000,000km2，乃得宜昌年输移量约估为1 亿t/km2。当然此数说不上准确，但和三峡以上20 个小块流域测站得出的产沙模数（原文115 页表）的平均值690t/km2 对比，今卵石的推移量采用100t/km2，相应推悬比约为1：6.9（小于都江堰的1：5.3 似较近），这里指出卵石平均年推移量的数量级是亿t 级，不是千万t 级，也不是百万t 级，更不是水文局提供的十万t 级。我们应该承认估算误差最多可能十倍、或一个数量级，即至少是1 千万t 级，决不至于差达三级。

六、从葛洲坝水库实测冲淤量推算三峡卵石年输移量

。。。

请许可作者在手头有限的5 年资料里取出Dmin 即淤积最少的年份1983 年0.248，（我们不能取Dmin 的负值，如1984 年的-0.217，因为那样Gmin 也成为负值了）。据此，我们可估计三峡最少的年卵石输移量Gmin 为

Gmin = 0.248 + 0.217 = 0.565 亿t /年

这只是粗略的估量，也没有所对应的概率。

至于最大出现的卵石年输移量应至少为实测的1.09 加上起码的通过27 洞的0.217，其值为1.31 亿t /年，也不知其对应的概率，只是一个较大的输移率。所以从实测的葛洲坝年淤积量考虑，应该用于设计的卵石年推移量是1.31 亿t /年；至少要考虑0.565 亿t /年；因只有五年资料我们不能用它们来制定均值和差异系数Cv 等进行统计。

• 你对“蓄清排浑”的理解有误