作者:尤联元*
由于我在华东师范大学地理系就读研究生时,师承严钦尚教授和陈吉余教授,毕业论文为长江河流地貌和河床演变等原因,1962年毕业分配来地理所后就顺理成章地进地貌研究室河流地貌研究组,从此开始以后主要在河流地貌领域进行研究工作的历程。
地貌室主任沈玉昌先生特别擅长于河流地貌研究,所以他兼任河流地貌组组长。传统的河流地貌以研究河流地貌的历史过程为主,包括河谷的形态特征、形成过程和发育历史等,1960~1961年前后,沈玉昌首次邀请中国水利水电科学院的河流泥沙专家钱宁教授参加1961年在上海举行的中国地理学会地貌学术会议,从此开始了与水利界河流泥沙研究相结合的方向。与此同时,随着我国社会主义建设的开展,对大江大河进行开发和整治的要求也十分迫切。鉴于此,沈玉昌在《科学通报,1962,1》上提出:“应开展大河流(长江、黄河、黑龙江等)动力地貌与水系发育历史的研究,因为河流水利资源的综合利用与河谷地貌的研究,关系非常密切。而流域规划、坝址和水库库址的选择、建设水库后河流上下游河道演变的预测、水库库岸的变形和淤积等问题,都需要地貌工作者帮助解决”。长江和黄河是中国、也是世界大河,按照上述方向,自然成为河流地貌研究工作的首选。1958~1961年间,沈玉昌等已经结合长江三峡水利枢纽建设和长江流域规划的需要进行了长江河谷地貌的系统研究,取得了成果,出版了专著。我1962年来地理所后,多次承担或参与了有关长江和黄河河流地貌的研究工作,回忆所及,主要工作有:
1 “黄河下游小浪底到花园口河段的河谷地貌和河床演变”
这是我来地理所后所参加的第一项工作,沈玉昌为项目负责人,人员有阎守邕、濮静娟、洪笑天和我。沈先生要我做的第一件事是收集有关该问题和该地区的地质地貌文献,并指出了做这件事的意义。将近一个月的奔波,到各单位、各部门,收集、摘录了几百篇的有关文献,做到了出发之前的心中有数。1963年5~7月,由沈玉昌带队,我们一行6人(另有北京大学的一位老师)奔赴黄河下游现场作野外实地调查、考察。除了进行传统的野外地质地貌测量、观察地质地貌剖面、采集样品等之外,有两项内容是以前不多见的,一是到沿程各水文测站调查、访问,大量收集河道水文泥沙实测资料和河床形态变化的实测资料,;二是已有历史记载资料的基础上,利用航空照片和所收集到的河床变迁资料编制河床地貌图和河床演变图。1963年是我国遭受三年经济困难的时期,野外工作条件十分艰苦,我们自带行李,请当地老乡挑着随我们步行行进,吃和住基本上都请当地生产队安排,住在老乡家的窑洞里,在老乡家吃派饭。经常吃的是榆树叶面片汤和高梁面做成的小窝头,葱泡在醋里就算是菜了,每顿饭交给生产队1角4分钱和四两粮票,就这样当地群众还是很欢迎我们。在丰富实际材料的基础上,我们这支队伍中各人扬其所长,编写了研究报告。这是一份富有新意的研究报告,充分体现了河谷地貌与河床演变的结合以及历史过程与现代过程的结合。主要内容有:河谷地貌,现代河道形态及其成因,河道形态与边界条件的关系,河道形态与来水来沙的关系,河相关系,三门峡水库修建对下游河道的影响,游荡型河道的成因分析和河道演变趋势等。遗憾的是该项工作只进行了一年,本来还应该向花园口以下继续进行,因其它任务和后来的文化大革命而中断了。
在黄河源鄂陵湖畔
2 “长江中下游河道特性及其演变”(1972~1977)
1972年恢复地貌研究室,研究工作逐渐步入正轨,从国内外河流地貌研究进展现状了解到河型的形成、演变规律及相互转化的机制仍是当前河流地貌研究的一个重要基础理论问题,这符合此前所确定的研究方向。而此时作为长江流域事务主管部门的长江流域规划办公室(现为长江水利委员会),就河流地貌和河床演变而言,因其对长江上游以及中游的荆江河段已有较多资料,对中下游的了解则尚不足,所以很自然地要求地理所承担此项任务。该项目前期由沈玉昌领导,后期由尤联元负责,地理所参与人员前后有10余人之多,除地貌专业人员外,地质、水利、水工专业均有,长江水利科学院河流研究室和长江航道局作为协作单位,一些人员在一段时间内也一起参加,因此人员堪称齐整。1973年沈玉昌率四人赴长江下游,从庐山到南京进行野外考察,调查了沿江的地貌和第四纪状况。当时我自己的想法是,一方面要现代过程与历史过程相结合,另一方面又应发挥地貌学自身的优势,因此确定从研究长江河道的边界条件入手,这包括河道两侧的地质地貌条件、河床两岸边界的组成物质特性、现代构造运动特性等,再结合水流动力条件进行分析。基于这样的考虑,1974~1975年,我与丁怀元、李元芳、陈志清、李长甫等,两次对从湖南省城陵矶开始直到长江口的1300多公里的长江河道进行了全面的调查,野外历时4个月。依靠自己手动钻探,或取天然剖面,在沿江两岸大量采集地质样品,同时广泛收集地质钻探资料、实测的水文泥沙资料、河道历史变迁资料,据此编制了长江两岸河道边界条件图。在此基础上分析了其与河床演变和崩岸发生发展的关系,河床平面形态和它们的纵、横向变形,进而探讨长江中、下游分汊河道的形成和演变规律,得出在长江上存在着三种不同类型的分汊河型(顺直型、微弯型和鹅头型)。在进行全程河道调查的同时,结合安徽省长江河道修防部门整治长江河道以及马鞍山钢铁公司从长江引水的需要,由洪笑天、金德生、马绍嘉、郭庆伍和龚国元、卢金发等,于1973~1974在马鞍山河段,1975~1976在官洲河段,进行室内模型试验,模拟和验证河床演变规律,提出整治方案。这些任务的完成体现了生产实际需要与基础理论研究的完美结合,对深入认识长江河道演变规律也有极大帮助。经过1978~1979的继续补充调查和室内整理、分析,1979年完成总结,并撰写《长江中下游河道特性及其演变》专著。该项成果获中国科学院科技进步二等奖(1986)。除此之外,还在地理学报、地理研究和多种论文集上发表了多篇学术论文。我和罗海超(长江流域规划办公室)撰写的“长江中下游分汊河型成因研究”一文在第一次国际河流泥沙学术讨论会上宣读。
考察在长江格拉丹东雪山
3 “长江三峡工程修建后下游河道变化研究”(1985~1986)
环绕长江三峡工程的修建需要进行充分的论证。中国科学院承担了“长江三峡工程对生态环境影响及其对策研究”的任务。“长江三峡工程修建后下游河道变化研究”是其中的一个子课题,我作为课题负责人与金德生、陈浩、马绍嘉、郭庆伍和洪笑天等一起承担这一任务。我仍然采取70年代研究长江的做法,1985~1986年间,两次到长江从四川(今为重庆)奉节到湖南城陵矶河段进行实地考察,采集了河岸组成物质样品,到“长办”设在宜昌和沙市的河床实验站收集了实测水文泥沙数据、地质钻探数据和各种河床演变的测图,同时还依据原型资料在室内进行三峡工程修建后河道的可能变化趋势的模拟研究(由金德生同志等完成)。依据这些,并广泛收集和参考其它河流修建了大型水库后的河床演变情形,完成了这一任务。工作进行过程中有两件事须要一提,其一是请我所的陈洁修和孙建华同志对我们的野外调查进行全程录像。研究报告也以录像片的形式提交,并请央视播音员邢质斌配音解说,在汇报会上播放,这在当时颇具新意。其二是,1986年秋我不幸患病,在北大医院住了一个多月,而项目规定的完成时限是11月,要在大会上作汇报。当时十分着急,无奈之下在病房内开始了报告的撰写,此举颇令同室的病友和医生、护士感到惊奇,其实我也是不得已而为之。该课题的总结报告就是在病室内完成的,出院之后又整理材料、打印文字,编制录像片,准时提交了报告,才使心头的一块石头落了地。
4 “黄河流域灾害环境演变趋势及治理对策”(1992~1996)
上世纪90年代初,水利部、中国科学院和地质矿产部联合向国家科委申报了“黄河治理与水资源开发利用”的八五科技攻关项目(85—926—07),“黄河流域灾害环境演变趋势及治理对策”是其中一个大课题,我作为第一负责人与杨勤业、苏人琼同志共同主持。按任务要求分列三个专题:黄河中游侵蚀环境特征和变化趋势,黄河下游地上河发展趋势和环境后效,黄河流域灾害环境综合治理对策。这是一个目标和要求十分明确的任务,5个单位共49人参加,牵涉众多专业,因此相互之间的配合、协调尤其重要。除做好整个课题的管理、协调工作外,我本人还承担第二专题中“环境因素变化与下游地上河发展趋势预估”的研究任务。河流地貌、河床演变研究是基础,但又牵涉其它领域。我觉得应该抓住两方面的因素:自然环境主要是气候因素(温度、降水等)变化引起的影响河床演变因素的改变,人为活动(水土流失、水土保持、水库建设等)导致的河道变化,而这两者又是叠加在一起来施加影响的。据此思路两次赴现场调查和收集资料,据实际资料建立起可操作的模型,再参照其它河流上的实际情况对比分析,最后作出预估。1996年初,整个大课题完成了验收、鉴定,确认完成了八五科技攻关项目所提出的目标,取得了一批高水平的成果。专家组鉴定认为:三个专题总体上达到国际先进水平,部分子专题达到国内先进水平。获国家科技部颁发的“国家重大科技成果奖”(1996)和中国科学院科技进步二等奖(1996)。
在长江和黄河上从事河流地貌研究是我工作的主要方面,除上述之外还有,如关于黄河河源区地貌发育、西线南水北调引水线路选择、黄河中游山陕峡谷段的河道演变和滩险发展趋势问题、黄河下游的断流问题等。有关其它河流的研究也还有,北方的潮白河、永定河、黄河支流窟野河,南方的珠江、湘江、赣江,西南的澜沧江都先后作过考察,针对一些专门问题进行研究。在这四十余年来的科研实践中,体会很深的是:以历史过程和现代过程相结合、内外动力过程相结合、服务于国家生产建设的需要,作为河流地貌的研究方向是正确的。在研究方法上应该从野外调查取得第一手材料为基础,再结合以各种模拟实验(包括数学和物理)。时光发展到了今天,一些新问题凸现(如全球变暖,人类活动对环境的破坏、环境污染等),实现人地关系和谐、可持续发展的新要求,与更多的相邻科学实现交叉,吸取新知识、新手段也十分必要,做到与时俱进。
*尤联元(1938—),1962年至退休在所。研究员。