张永勇 李宗礼 刘晓洁

摘要：分析了近千年淮河流域河湖水系的自然演变以及人类活动的扰动，深入探讨了其成因。研究表明：目前淮河流域河湖水系连通格局是人类在抵御黄河洪水和泥沙入侵的抗争中，遵循自然规律的同时兼顾漕运、灌溉等社会发展所需而构建的防洪、排涝、冲沙、灌溉、供水等的工程体系。流域主要干支流和湖泊连通基本受人工所控，自然-人工河网交织，河流-湖泊水量交换频繁，入江入海水道基本畅通，并与黄河、长江、海河等各大水系连通，基本解决了河水出海无路，洪涝灾害频发的问题。河湖水系连通在一定时期内对稳定淮河流域社会安定团结、推动经济发展起着积极作用，但也不可避免地对流域生态环境产生了一定的负面影响。水系连通下流域水资源演变规律、环境生态效应以及对社会经济布局的影响等研究是亟待解决的关键科学问题。

关键词：河湖水系连通；自然演变；人类活动；淮河流域

中图分类号：TV213.4 文献标识码：A 文章编号：1672-1683（2016）04-0077-07

Abstract：In this study，the natural evolution and human disturbance of interconnected river system networks in the nearly one the thousand years in Huai River Basin were analyzed，and the causes were discussed.Furthermore，some urgent resolved scientific questions were proposed.The results showed that：the current interconnected river system was the integrated flooding control，drainage，irrigation，and water supply system which was formed during the long-term struggling against the flooding and sediment of Yellow River.It obeyed the natural rules and considered the development of soc-economy.The main rivers and tributaries were regulated by human activites，the natural-artificial river networks were anastomatic，the water exchange between rivers and lakes was frequent，and the sea-entryway and Yangtze-entryway was straightway，the river systems were interconnected with Yellow River，Yangtze River and Hai River.The interconnected river system networks pattern resolved the problems that the flooding had no way to sea and the floods happened frequently.The river system networks promoted the economy development and the society unity in Huai River Basin，but also brought a certain negative impact on ecosystem and environment.The studies on the water resource variation，the eco-environmental and soc-economic pattern influences under the impact of interconnected river system were some urgent resolved scientific questions in current interconnected river system networks.

Key words：interconnected river system networks；natural evolution；human activities；Huai River Basin

河湖水系连通是指流域内或跨流域江河、湖泊、湿地、塘堰、蓄滞洪区、水库水闸等不同水体之间的联系，以实现水量、物质、能量交换[1-2]。天然河湖依靠自然界地壳运动、河水侵蚀和冲刷、洪水泛滥、泥沙淤积等运动，在不同地区形成相对稳定的河、湖水系及其联系。如长江水系与鄱阳湖、洞庭湖、太湖等湖泊；滇池水系等。随着人类文明的不断发展，为了充分利用水资源以及提高抵御水旱灾害的能力，修堰、开挖运河、围湖造田等大规模的人类活动对天然河湖水系干扰日益增强，出现了不少著名的案例，如远古时期的大禹治水、秦蜀时期的都江堰水利工程、隋朝时期的京杭大运河、以及当代的长江三峡工程、南水北调工程等。迄今为止，绝大多数河流水系连通均受到了人类活动的影响。

淮河流域是我国七大流域之一，位于长江流域、黄河流域之间，以废黄河为界，分为淮河水系和沂沭泗水系。流域上中游支流众多，下游人工河网交错，河湖稠密。淮河流域水旱灾害频发、污染严重。据统计近2000年来，淮河共发生大洪灾350多次，平均每2～3年发生一次水灾；自16世纪以来，共发生旱灾260多次，平均1.7年发生一次；据2005年中国环境状况公报，淮河流域已受到污染的Ⅳ类及以上的河流占83%。出于防汛抗旱的需要，目前全流域已兴建了水库、行蓄洪区、水闸、调水工程等大量的水利工程，其中水库水闸共11 000多座，形成了比较完整的防洪、除涝、灌溉、供水等工程体系，已成为我国河网最复杂、水利工程密度最大、受人类活动干扰最剧烈的地区[3]。

河湖水系连通是我国水利部针对洪涝灾害频发、水资源短缺等问题而提出的重大战略，也是“十二五”时期水利改革和规划工作的核心内容之一。河湖水系连通无论是概念内涵还是技术方法，均处于探索阶段，尚未形成完整的理论体系[1-2]。过去对淮河河湖水系的研究也大多集中在黄河侵淮[4-6]、洪泽湖形成和演变[7-12]、淮河下游水系演变[13]等方面，并没有全面系统分析流域水系连通历史演变及其影响。本文分析了近千年淮河流域主要河湖水系自然演变过程以及人类活动的扰动，初步探讨演变的成因和对全流域社会经济、生态环境的影响，并提出目前淮河流域河湖水系连通亟待解决的关键科学问题。研究将为淮河流域水系整治和水资源可持续利用、南水北调东线工程的运行管理提供参考。

1 淮河水系连通的自然演变

1.1 淮河水系连通的自然格局

北宋（960-1127年）以前，淮河是一条独立入海河流（图1）。淮河干流发源于河南省南部桐柏山，经桐柏县东北部和南部，流过信阳地区，到达安徽省境内，并至五河出安徽，进入江苏，其间汇入汴河和泗水等，流过泗阳县城南，经淮阴北，折向东南，过钵池山，到淮安城北末口形成一大河曲（俗称山阳湾），再折向东北，经古安东县城（今涟水县城）南门外向东，由云梯关（今响水县境内）入海[5，6，14]。

淮河干流两岸分布许多支流和湖泊。主要的支流是洪汝河、颍河、涡河、济水、汴泗河、沂沭河等，其中水系变化最大的是泗水。泗水是当时淮河最大的支流，起源于山东蒙山，留经曲阜、兖州至江苏省徐州汇入汴水，又在江苏邳县汇入沂水和沭水，在宿迁汇入濉水，最后在淮阴与淮河汇合。主要湖泊有破釜塘、白水塘、富陵湖、泥墩湖、万家湖、射阳湖、高邮西北的三十六湖泊等。淮河在这一时期水系分明、河床深阔、湖泊星罗棋布，河水清澈、灌溉便利，漕运发达。当时淮河中下游地区经济繁荣，人丁兴旺，有“走千走万，不如淮河两岸”之美称，是当时中国经济文化最发达的地区。

1.2 黄河决口对淮河水系的影响

黄河决堤侵淮最早可以追溯到公元前168 年（汉文帝十二年）“河决酸枣，东溃金隄”。溃堤河水通过泗水流入淮河，由于及时堵塞决口，并未使淮河水系连通发生变化。黄河长期侵淮，对淮河水系格局产生深远影响始于南宋建炎二年（1128年），直至清咸丰五年（1855年）结束。宋、元时期黄河下游决口点在从阳武、浚县、原武、开封、中牟、荣阳等地摆动，洪水长期分为多股经濉河、涡河、颍河、泗河、汴河等侵淮，范围为颍河以东、大运河以西，南下洪水几乎进占了淮河全线的主要支流。泗、颍、涡迭为主流，但多数情况下是以泗水为正流。直至明嘉靖二十五年（1546年）黄河下游基本结束了多股分流的局面，黄河下游主流稳定在徐州由泗水在清口汇淮[8]。

由于黄河水势强且携带大量泥沙，淮河上中游来水受黄河水顶托，泄流不畅，逐渐储积于盱眙和古淮阴城之间，使得破釜塘、白水塘、富陵湖、泥墩湖、万家湖等陂塘和小湖连成一片，形成浩荡的洪泽湖。“黄强淮弱”导致清口以下河床淤高，河水经常倒灌入洪泽湖，导致淮河水流出湖和入黄均不畅，洪泽湖逐渐成为著名的“悬湖”。据统计，自1575年至1855年期间，洪泽湖大堤决口140余次，平均两年一次。清咸丰元年（1851年），黄河和淮河同时发生洪水导致洪泽湖蒋坝大堤决口，洪水经三河、高宝洼地和芒稻河，最终在三江营流入长江，初步形成淮河入江水道。清咸丰五年（1855年），黄河在河南兰阳铜瓦厢（现为兰考县东坝头）决口，向北流至山东利津入渤海，结束了长达661年的黄河侵淮的局面。淮河入海河道被黄河河水携带的泥沙堵塞而逐渐消失，导致淮河不能直接入海，入江水道成为淮河正流，淮河也成为长江流域的一大特殊支流。

黄河长期侵淮和主流的稳定使淮河自然水系格局产生了巨大的变迁（图2）。主要表现在[4-7]：（1）“黄强淮弱”和泥沙淤积导致洪泽湖和苏北湖群（白马湖、宝应湖、高邮湖、邵伯湖等）的形成；（2）沂沭泗河洪水无出路，并在沂沭泗的中下游形成新的湖泊，如鲁西湖群（包括南四湖和北五湖）和骆马湖；（3）流域平原地区（如河南东部、安徽北部和山东西南等）的河流水系均遭到黄河洪水带来的泥沙淤积，导致排水不畅，没有出路，如濉河和济水等；（4）苏北地区古青伊湖、硕项湖、射阳湖等湖泊受黄河泥沙侵淤，湖面面积显著缩小，甚至灭亡；（5）受淮河中游河床和洪泽湖水位的抬高，上游支流河水倒灌入水系附近的低洼地带，从而形成许多新的湖泊，如焦岗湖、黄湖、殷家湖、沱湖、天井湖、城西湖、城东湖、瓦埠湖、高唐湖、花园湖、女山湖、涧溪湖等；（6）淮河入海故道被黄河淤废，形成从兰考经徐州、淮阴到云梯关入海口的废黄河，将原本完整的淮河水系划为现在的淮河水系和沂沭泗水系。洪泽湖以下的入江水道逐步形成，淮河成为长江的一条特殊支流。

2 人类活动干扰下淮河河湖水系演变

2.1 历史时期淮河水系的演变

历史时期淮河水系连通演变主要包含两个方面：一是京杭大运河的开凿，连通长江、淮河及其支流、黄河等，其目的主要是为了打通和长江、黄河等江河的联系，提高漕运能力、加强当时中央集权对江南等经济文化发达地区的联系；二是黄河侵淮导致水旱灾害而进行的一系列水系整治，其目的主要是控制黄河带来的洪水和大量泥沙、确保运河漕运畅通、防汛排涝、以及加强中央集权与地方之间的联系等。

人类活动对淮河河湖水系连通最早可追溯到春秋战国时期。春秋末年，公元前486年吴王夫差从今扬州市西长江边向东北开凿航道，沿途拓沟穿湖至射阳湖，至淮安旧城北五里与淮河连接，史称邗沟运河，这也是京杭大运河最早修建的一段。战国魏惠王十年（公元前360年）修建鸿沟，“以通宋、郑、陈、蔡、曹、卫，与济、汝、淮、泗会”，鸿沟是中国古代最早沟通黄河、淮河、济水、汴水、汝水、濉水的人工运河，并一直是秦、汉、魏晋南北朝代（公元前221年-公元581年）黄淮间主要水运交通线路之一。大业元年（605）隋炀帝对邗沟裁弯取直，又开通由洛阳到古泗州城的通济渠，连结洛、黄、汴、泗诸水达于淮河，重新开通了黄、淮和江、淮之的水路交通[6]。

历史时期针对黄河侵淮导致水旱灾害而进行的水系整治，其中重要事件如下[5，15]。

（1）河汴分流。西汉末年，黄河、汴渠决坏，水患持续60余年。到东汉永平十二年（公元69年），王景采用河汴分流策略，“筑堤、理渠、绝水、立门，河汴分流，复其旧迹”，既治了淮河汴渠，也治了黄河。

（2）疏塞并举。元朝统治期间，正十一年（1351年），在贾鲁主持下，遵循“疏塞并举”方针，疏浚原汴河，修筑了一条由原武至徐州小浮桥入泗水的新河，导水东行；同时修筑北堤，堵塞黄河决口。但后来由于年久失修，黄河又改为向南流入涡河和颍河为主，其次向东流入泗水，形成南、东分流局面。

（3）修筑太行堤，疏浚贾鲁河。明弘治初，刘大夏等采取“遏制黄河北流、分流到淮”的策略，为防止黄河向北决口，在黄河北岸从河南胙城到徐州区间修建太行堤，迫使黄河向南汇入淮河。在黄陵岗以下，疏通贾鲁旧河，使部分黄河水从徐州汇入泗河，而大部分黄河河水仍然从涡河和颍河汇入淮河。

（4）束水攻沙，修筑高家堰。明万历年间，潘季驯采取 “蓄清、刷黄、济运” 治河方针，主张黄河、运河、淮河连通同治。在黄河两修筑堤防直至下游淮阴，并堵塞决口，进行束水攻沙；同时修筑洪泽湖大堤和太行堤，使淮河水流入黄河冲刷带走大量泥沙。经过这次大规模的治理，虽然黄河数年比较稳定，但是由于“黄强淮弱”，淮河入海水道河床不断的淤高，黄河和淮河洪水入海不畅，导致洪泽湖的大堤和黄河两岸决口逐渐增多。

（5）疏淤筑堤，籍清敌黄。清代1670-1692年期间，靳辅继承了潘季驯治河的方案，“疏以浚淤，筑堤塞决，以水治水，籍清敌黄”，主张“治河之道，必审其全局，将河道、运道作为一体，彻首尾而合治之”。先是疏浚下游清江浦（今江苏淮阴）-云梯关-入海口的河道淤土，挖深河底，筑两岸大堤；用束水刷沙法治理下游，引导黄、淮入海。后修建减水闸坝，平日闭闸束流，遇大涨则启闸分泄，分引黄水注洪泽湖。治河 22 年期间，黄河河床受泥沙淤积不断提高，由此黄河、淮河、运河的水位也日益抬高。为淮河下游防洪安全的需要，洪泽湖大堤逐渐被加高和延长，而且还修建了归海闸、归江坝，使淮河水流分流汇入长江和黄海。因此，洪泽湖、黄河逐渐成为悬河，直接威胁着淮河下游里下河地区的生产生活安全，古泗州城由此淹没在洪泽湖中。

此外，在黄河侵淮的700多年期间，更替了宋、元、明、清和中华民国等多个朝代以及日本入侵。战乱期，出现多次人为决黄河堤，导致了黄河侵淮，对淮河流域河湖水系连通造成了严重影响，对中下游地区生态环境和社会经济造成了灾难性的破坏。如公元1128 年，宋为阻金兵而在滑县、汲县之间的李固渡决口，在濮阳、东明之间，经巨野、鱼台注入泗水；公元1194 年，黄河在阳武（今河南原阳县）南岸决口，最终黄河抢夺了淮河入海的水道；金开兴元年（1232年），蒙古军在凤池口（今商丘西北22里）人为决河，黄河南移夺濉入淮；南宋端平元年（1234年），蒙古军在汴城北寸金淀决黄河，黄河南移夺涡水入淮；民国27年（1938年），南京国民政府在郑州花园口扒决黄河，大部分黄河水沿贾鲁河经中牟、尉氏、鄢陵、扶沟以下经西华、淮阳至安徽亳县顺颜河到正阳入淮；另一部分，自中牟顺涡河经通许、太康、亳县至怀远入淮。黄河在淮河流域泛滥达9年之久，黄淮之间出现了巨大的黄泛区，许多支流河口也被淤塞。

淮河上游支流也发生了很大变化。1335年-1337年期间，汝河时常泛滥而沙颍河断流现象严重，因此当地实施引汝入颍。自此汝河被分为南汝河（舞阳以南）和北汝河（舞阳以北）。北汝河与沙河、澧河等水系汇入颍河中。在元至正 16 年（1356 年），贾鲁为连通颍、蔡、许、汝等地的漕运，从郑州引索水、双桥等水经朱仙镇汇入颍河，即为现在沙颍河上游的贾鲁河。

2.2 建国后淮河水系的演变

全流域河湖紧密联系、人工河网复杂、水库闸坝和行蓄洪区众多，流域之间通过京杭大运河、南水北调东线工程、入海水道和入江水道等人工水道与长江、黄河、海河、黄海连通，流域防洪、排涝、灌溉、供水等的河湖水系连通格局初步形成（图3）。主要工程措施如下[3，16-18]。

（1）利用河堤外低洼地区和湖泊，修建蓄滞洪区，形成“河道-湖泊-洼地”相互连通的格局，以提高淮河流域行蓄洪水的能力。这些地区非汛期为分散在河流以外的河滩、低洼、湖泊等；在汛期为减轻干流行洪能力，与干流连通，形成调节干流洪水的蓄滞洪区。淮河干流自凤集至洪泽湖间约有4 000多km²的湖泊洼地，现已开辟为寿西湖、汤渔湖、荆山湖等多处行洪区和城西湖、城东湖、濛洼、瓦埠湖、姜唐湖、润河集等蓄洪区。在支流沙颍河、洪汝河、奎濉河和中运河等水系上有泥河洼、杨庄、老王坡、蛟停湖、老汪湖和黄墩湖等6个滞（蓄）洪区。

（2）新辟排洪排涝河道、入江入海水道，形成了“淮河-长江-黄海”相互连通的格局，以提高淮河流域抵抗洪涝灾害的能力。新开河道和分洪道主要有：茨淮新河、怀洪新河、新汴河、洙赵新河、洪河分洪道、蒙河分洪道、邳苍分洪道、东鱼河等。开辟的入江入海水道有：洪泽湖以下开挖了苏北灌溉总渠和淮沭河，并且沿灌溉总干渠北侧开工施入海水道。洪水通过洪泽湖后大部分通过入江水道汇入长江，剩余洪水分别通过苏北灌溉总干渠和废黄河汇入黄海、通过淮沭河分淮入沂、通过里运河汇[HJ2.15mm]入长江等。沂沭泗河水系下游开挖了新沭河、新沂河和分沂入沭水道，大大增加了排洪入海能力，且沂河洪水已能就近东调入海。

（3）修建水库、水闸以及大型枢纽，形成了“河流-水库-水闸”相互连通的格局。全流域共新建水库5 700多座和水闸5 000多座，每条支流建闸坝近10座，形成了临淮岗、蚌埠、韩庄、洪泽湖、南四湖二级坝等5大控制枢纽。流域内水文情势均受闸坝调控，有效提高了流域抵御洪水、抗击旱灾的能力。所有水库总库容近270亿m³，其中大型水库38座，总库容193亿m³，控制流域面积3.54万多km²。此外，洪泽湖、南四湖、骆马湖已建成具有多功能水库，包括防洪、灌溉、供水、水产养殖等。在各类水闸中大中型水闸约600座，主要分为节制闸、分洪闸、排水闸、挡潮闸和进水闸。淮河水系重要的水闸有王家坝进洪闸、王截流进洪闸、蚌埠闸、三河闸和二河闸等。沂沭泗河水系重要的水闸有二级坝、韩庄闸、嶂山闸、彭道口闸、江风口闸、新沭河泄洪闸、人民胜利堰闸等。

（4）修建多处调水工程，形成“黄河-淮河-长江-海河”四大水系连通格局，以保障流域生产生活用水所需。自20世纪60年代以来，流域内河南、山东积极兴办引黄工程，而江苏则兴建江水北调工程，如著名的江都站、泰州引江工程等；安徽省浴溪口和凤凰颈建站抽水引江工程；这些工程为南水北调东线工程打下了良好的基础。2003年南水北调东线工程开工，利用江水北调工程将扬州附近的长江干流水量调入京杭大运河以及与其平行的里运河、三阳河、苏北灌溉总渠和淮河入江水道等河道，并连通洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖，作为调蓄水库。进入东平湖后，分为两路，一路向北穿黄河后自流到天津；另一路向东经新辟的胶东地区输水干线接引黄济青渠道，向胶东地区供水[19]。

3 水系连通的关键科学问题

目前认识河湖水系连通的科学意义、评估其对流域社会经济和生态环境等方面影响是目前水利工程、环境科学领域的重要研究方向，其中主要的关键科学问题如下。

3.1 河湖水系连通下流域水循环过程及水资源演变规律

淮河水系连通改变了流域自然水循环特征和水资源演变规律。黄河侵淮、人工水道、水库闸坝、枢纽工程以及行蓄洪区等水利工程的修建改变了流域下垫面特征和自然水系；人工湖面面积增大导致蒸散发和下渗量的增大，由此严重影响自然产流过程。河堤的修筑和延长切断了坡面和河道的水力联系；水利工程调控导致水系径流时空分布特征发生显著变化，明显改变了河流的水文情势和自然状态汇流特征。自然水循环产汇流特征的改变也直接影响流域水资源的时空演变规律[2]。这一关键问题的研究对流域防洪排涝、水资源科学调配，客观认识河湖水系连通的利弊提供科学基础和支撑。

3.2 河湖水系连通的环境及生态效应

人类活动干扰下形成的河湖水系连通的负面影响极为突出，如闸坝的修建和调控使原来自然河道水系形成了若干段河道型湖泊，改变了流域水文情势，河道内水流变缓甚至断流，大大降低了水体的纳污能力，不合理的闸坝调度导致突然性水污染事件频繁发生[19]；闸坝还阻隔了水生生物产卵、育肥的洄游通道，使原有水域生境也发生明显变化[20]。此外，南水北调东线工程的跨流域调水有可能导致外来物种的入侵，改变河流生态系统的格局[21]。据初步研究表明[2]：从淮河流域多年水文情势变化来看，多年径流量比天然情况下仅略微减少，闸坝调控主要改变河流水量的年内时空分布，对非汛期和枯水年份径流减少极为显著。而闸坝的修建和调控对河流水质产生一定程度的影响。从上游到下游来看，闸坝对河流水质的影响逐渐从正效应过渡到负效应。位于源头的水库和水闸对改善河流水质起着积极作用。在中下游地区闸坝的不合理调控与入河污染负荷的相互迭加，共同加剧了河流水质恶化，导致突发性水污染事件发生。闸坝的平均贡献率在10%左右，而污染源的贡献约在90%左右。此外，在调查和研究的87座闸坝中，40%的闸坝对下游河段水生态系统存在负面影响，80%以上的闸坝下游的生态需水满足程度要降低。此外，由于淮河水质污染已经相当严重，入海水道内的污水将对沿岸乃至近海生态环境产生影响；南水北调东线工程通过淮河中下游地区，渠道渗漏有可能抬高地下水位，导致局部土壤次生盐渍化。

3.3 河湖水系连通演变对流域社会经济系统的影响机制

淮河水系连通演变也对社会经济系统扰动巨大。黄河侵淮引起水系连通的变化对流域繁荣的社会经济造成了极大的破坏，给人民带来了深重的灾难。历史时期人类对水系连通的干预多以保护统治阶级的经济命脉为目的，而对全流域人民生产生活带来深远影响，如古泗州城的淹没、黄泛区的形成等。自新中国成立以来，政府从流域防汛抗旱、水资源配置的角度考虑淮河治理和河湖水系连通的布局，改善了人民群众的生活水平和生产条件，促进了城镇化、工业化加速发展。目前淮河流域已成为我国重要的商品粮棉油基地，也是我国人口密度最高的地区。评估河湖水系连通演变对社会经济系统布局的影响，优化河湖水系连通布局是复杂系统多目标决策规划问题，涉及水资源、防洪、生态、社会经济、政策法规等众多方面，研究可为淮河流域合理开发利用，社会经济可持续发展提供决策依据。

4 小结

黄河侵淮彻底改变了淮河流域自然河湖水系的形态、功能等，淮河从过去繁华、美丽的河流变成了一条灾难性河流。流域内洪水任意游荡出海无路、涝灾频发、河流和湖泊泥沙淤积，对淮河流域水系演变、生态环境和社会经济造成了灾难性的破坏。经过近千年尤其是在新中国成立后的整治和开发，淮河流域多灾多难的局面有了明显改善，主要干支流和湖泊连通基本受人工所控，形成了防洪、排涝、灌溉、供水等的连通体系。目前，流域内自然-人工河网交织，河流-湖泊水量交换频繁，入海入江水道畅通，与黄河、长江、海河等各大水系连通。但是，淮河洪涝灾害和水资源短缺问题仍未根本解决，而且流域污染问题严峻。随着2011年中央一号文件发布，水利将是国家基础设施建设的优先领域。淮河流域的整治也将进一步加强，河湖水系连通的格局逐步完善；但也不可避免地对流域河湖水系生态环境造成一些负面影响。因此，研究河湖水系连通下流域水资源演变规律、客观评价河湖水系连通产生的生态环境效应，降低其负面效应等是目前新形势下流域综合治理中亟待解决的关键科学问题，今后仍需加强该方面的研究。

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