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尼罗河的水文水系特征和阿斯旺大坝的利与弊  

2013-05-27 08:55:26|  分类: 谭天说地 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 尼罗河发源于非洲东北部布隆迪高原(探险者们相信尼罗河的发源地应该是位于卢旺达境内的纽恩威热带雨林,有关尼罗河发源地的争论自19世纪50年代以来就一直存在)。
  水文: 
尼罗河有定期泛滥的特点,在苏丹北部通常5月即开始涨水,8月达到最高水位,以后水位逐渐下降,1至5月为低水位。虽然洪水是有规律发生的,但是水量及涨潮的时间变化很大。产生这种现象的原因是青尼罗河和阿特巴拉河,这两条河的水源来自埃塞俄比亚高原上的季节性暴雨。尼罗河的河水80%以上是由埃塞俄比亚高原提供的,其余的水来自东非高原湖。洪水到来时,会淹没两岸农田,洪水退后,又会留下一层厚厚的河泥,形成肥沃的土壤。四五千年前,埃及人就知道了如何掌握洪水的规律和利用两岸肥沃的土地。很久以来,尼罗河河谷一直是棉田连绵、稻花飘香。在撒哈拉沙漠和阿拉伯沙漠的左右夹持中,蜿蜒的尼罗河犹如一条绿色的走廓,充满着无限的生机。 
白尼罗河发源于赤道多雨区,水量丰富而又稳定。但在流出高原,进入盆地后,由于地势极其平坦,水流异常缓慢,水中繁生的植物也延滞了水流前进,在低纬干燥地区的阳光照射下蒸发强烈,从而损耗了巨额水量,能流到下游的水很少。白尼罗河在与青尼罗河会合处的年平均流量为每秒890立方米,大约是青尼罗河的一半。尼罗河下游 水量主要来自源于埃塞俄比亚高原的索巴特河、青尼罗河和阿特巴拉河,其中以青尼罗河为最重要。索巴特河是白尼罗河支流,它于5月开始涨水,最高水位出现在11月,此时索巴特河水位高于白尼罗河,顶托后者而使其倒灌,从而加强了白尼罗河上游水量的蒸发。青尼罗河发源于埃塞俄比亚高原上的塔纳湖,上游处于热带山地多雨区,水源丰富。由于降水有强烈鲜明的季节性,河水流量的年内变化很大。春季水量有限,6月开始涨水,接着即迅猛持续上涨,至9月初达到高峰。在此期间,它也会使白尼罗河形成倒灌。11月至12月水位下落,以后即是枯水期。枯水期的最小流量不及每秒100立方米,约为洪水期最大流量的六十分之一。阿特巴拉河也发源于埃塞俄比亚高原,由于位置偏北,雨量更为集中,加上其流域面积小,所以流量变化更大。冬季断流,河床成为一连串小湖泊。  
  尼罗河有很长的河段流经沙漠,河水水量在那里只有损失而无补给。由于河流的上源为热带多雨区域,那里有巨大的流量,虽然在沙漠沿途因蒸发、渗漏而失去大量径流,尼罗河仍然能维持一条长年流水的河道。像尼罗河这种不是由当地的径流汇聚而成,只是单纯流过的河,称为客河。当地的气候条件对这些“客河”的形成没有积极的作用,只有消极的影响。 尼罗河干流的洪水于6月到喀士穆,9月达到最高水位。开罗于10月出现最大洪峰。尼罗河的全部水量中,60%来自青尼罗河,32%由白尼罗河供给,剩下8%来自阿特巴拉河。但洪水期和枯水期有很大变化。在洪水期,尼罗河水量中青尼罗河占68%,白尼罗河占l0%,阿特巴拉河占22%;在枯水期,尼罗河水量中青尼罗柯下降为17%,白尼罗河上升到83%,而阿特巴拉河此时断流,无径流汇入。上述几条河流在尼罗河水量中所占比例的大小和变化,与各河流域的降水多寡、季节分配特点有密切关系。 
 水系: 
尼罗河是一条非常古老的河流,约在6500万年前的始新世就已存在,河道曾发生多次变迁,但它总是向北流。在更新世,朱巴和喀土穆之间曾是一个大湖,湖水由当时已经存在的青、白尼罗河补给。后来,湖水高出盆地边缘,通过喀土穆以北的峡谷,向北沿着古尼罗河流入地中海,于是便出现了现在的尼罗河水系。 上游段 
苏丹的尼穆莱(Nimule)以上为上游河段,长1730km,自上而下分别称为卡盖拉河、维多利亚尼罗(Victoria Nile)河和艾伯特尼罗(Albert Nile)河。   尼罗河有两个源头,一个发源于2621米的热带中非山区,叫白尼罗河。白尼罗河流经维多利亚湖、基奥加湖等庞大的湖区,穿过乌干达的丛林,经苏丹北上。尼罗河的另一个源头在海拔2000米的埃塞俄比亚高地。叫青尼罗河。青尼罗河全长680公里,它穿过塔纳湖,然后急转直下,形成一泻千里的水流,这就是非洲著名的第二大瀑布--梯斯塞特瀑布。呼啸的青尼罗河冲入苏丹平原后与平静的白尼罗河相会,才称为尼罗河。 
尼罗河源自布隆迪的鲁武武(Ruvuvu)河,与尼亚瓦龙古(Nyawarungu)河汇流后称卡盖拉河,流经卢旺达和坦桑尼亚与乌干达的边界地区,注入维多利亚湖。自维多利亚湖北端流出后称维多利亚尼罗河,入尼罗河流域水系和已建闸、坝示意图乌干达境内,不久流入基奥加湖。又向西经一段流程注入艾伯特湖(蒙博托湖),落差400m。出艾伯特湖后向北流称艾伯特尼罗河,接纳由右岸汇入的阿帕盖尔河,过尼穆莱峡谷后即进入苏丹平原。自尼穆莱起河流名为白尼罗河, 中游段 
从尼穆莱至喀土穆(Khartoum)为尼罗河中游,长1930km,称为白尼罗(White Nile)河,其中马拉卡勒(Malakal)以上又称杰贝勒(Bahr El Jebel)河,最大的支流青尼罗(Blue Nile)河在喀土穆下游汇入。尼穆莱至马拉卡勒河段又称杰贝勒河。朱巴以下900km河段所流经的地区是苏德沼泽区。出沼泽区后自右岸接纳索巴特河,河流径流量倍增。此后直至喀土穆河流两岸多为半荒漠地区。从尼穆莱至喀十穆全程930km,落差80m。 下游段 
白尼罗河和青尼罗河汇合后称为尼罗河,属下游河段,长约3000km。尼罗河穿过撒哈拉沙漠,在开罗以北进入河口三角洲,在三角洲上分成东、西两支注入地中海。 
在喀土穆有青尼罗河汇入,此后的河段称尼罗河。喀土穆至阿斯旺流程约1850km,落差约290m,两岸为沙漠地区,其间主要支擅是阿特巴拉河。由阿斯旺至开罗流程约900km,落差很小。从开罗下游20km处开始,尼罗河进入三角洲地带,面积约2.2~2.4万k㎡,河汊及湖泊密布,最大的汊河是杜姆亚特河及赖希德河,每条河长均在200km左右。


尼罗河上所筑的阿斯旺高坝,为世界七大水坝之一。它横截尼罗河水,高峡出平湖。高坝长3830米,高111米。1960年在原苏联援助下动工兴建,1971年建成,历时10年多,耗资约10亿美元,使用建筑材料4300万立方米,相当于大金字塔的17倍,是一项集灌溉、航运、发电的综合利用工程。高坝建成后,其南面形成一个群山环抱的人工湖。阿斯旺水库。湖长500多公里,平均宽10公里,面积5000平方公里,是世界第二大人工湖,深度和蓄水量则居世界第一。

  阿斯旺大坝1960年破土动工,五年后大坝合龙,1967年阿斯旺(Aswan)大坝工程正式完工。这个大坝是当时世界上最大的高坝工程,它高一百一十二米、长五公里,将尼罗河拦腰切断,在高坝内形成了一个长六百五十公里、宽二十五公里的巨大水库--纳赛尔湖。到1970年,大坝内安装的十二部水电发电机组全部投入运转。 

  门票:8埃镑

  开放时间:7:00-17:00

  其他旅游注意事项:大坝东端的观景台全面观赏大坝及水面景观。 


阿斯旺大坝的经验教训

  埃及的阿斯旺大坝曾经是埃及民众和政府的骄傲,可是这个大坝建成之后不久,它对环境的不良影响日益严重,就逐渐改变了人们对它的评价。10年前,埃及总统穆巴拉丸在—次科学大会上,对参加会议的各国科学家们说:“兄弟们,姐妹们,从现在到2000年,埃及将不得不面临一些重大的挑战,你们一定要帮助我们取得胜利。这些挑战,也就是现在和将来我们所必须要面对的严重问题,需要从各个角度进行严肃的科学研究,其中最突出的就是阿斯旺大坝所造成的影响。”

  1 阿斯旺大坝的设想和兴建

  早在20世纪初就有一些专家建议,埃及可以在尼罗河上游修建高坝,从而调节河水流量,并扩大灌溉面积。20世纪 50年代,当时的埃及(阿联)政府制定了雄心勃勃的经济发展计划。由于埃及人口增长很快,年增长率达到3%,可利用的自然资源却非常有限,于是,埃及政府就希望通过修建尼罗河高坝,开发新的资源以推动经济发展。

  当时的埃及政府和水利专家们认为。修建尼罗河高坝是—箭数雕的高明之举。首先,高坝既可以控制河水泛滥,又能够存储河水,以便在枯水季节用于灌溉及其它用途。埃及的可耕地主要位于尼罗河两岸以及尼罗河三角洲的洪泛区,建成高坝后可以大幅度扩大可灌溉的耕地面积,以适应迅速增长的人口。其次,大坝建成后可以产生巨大的发电能力,为工业化提供充裕而廉价的能源。再次,修造大坝所形成的巨人水库及对下游水位的调节,可以发展淡水养殖及内河航运。

  埃及政府在苏联的资金和技术援助下,于1959年完成了阿斯旺大坝工程设计,1 960年破土动工,5年后大坝合龙,1967年阿斯旺大坝工程正式完工。这个大坝是当时世界上最大的高坝工程,它高112m、长5km,将尼罗河拦腰切断,在高坝上游形成了一个长650km、宽25km的巨大水库——纳赛尔湖。到1970年,坝内安装的12台水电发电机组全部投入运转。

  大坝水库的巨大容量不仅调节了下游流量,防止了洪水泛滥,还利用蓄积的水量扩大了灌溉面积,因此,近100万公顷的沙漠得以被开垦成可耕地。同时,大坝电站每年发电80亿kW·h,解决了埃及的能源短缺问题。可以说,当时埃及政府修建阿斯旺大坝的预期目标,都一一实现了。

  然而,由于当时人们认识上的局限,低估了水库库区淤积的严重性,因而对大坝工程可能的效益过于乐观。兴建大坝时形成的巨大的纳赛尔湖,由于泥沙的自然淤积,水库的有效库容逐渐缩小,因而导致水库的储水量下降。

  大坝工程的设计者未能准确地估计库区泥沙淤积的速度和过程。根据阿斯旺大坝水利工程设计,这个水库26%的库容是死库容,而每年尼罗河水从上游夹带大约6 000~18 000t,泥沙入库,设计者按照尼罗河水含沙量计算,结沦是500年后泥沙才会淤满死库容,以为淤积问题对水库的效益影响不大。可是大坝建成后的实际情况是,泥沙并非在水库的死库容区均匀地淤积,而是在水库上游的水流缓慢处迅速淤积;结果,水库上游淤积的大量泥沙在水库入口处形成了三角洲;这样,水库兴建后不久,其有效库容就明显下降,水利工程效益大大降低。此外,浩大的水库水面蒸发量很大,每年的蒸发损失就相当于11%的库容水量,这也降低了预计的水利工程效益。

  更为严重的是,埃及政府和工程设计者在建造如此宏伟的大坝时,还忽视了大坝对生态和环境的影响,既没有对此作出认真评估,也未曾慎重考虑生态和环境受破坏后的应对措施。

  2 阿斯旺大坝对生态和环境的破坏

  阿斯旺大坝对生态和环境确有一些正面作用。比如。大坝建成前,随着每年千湿季节的交替,沿河两岸的植被呈周期性的枯荣;水库建成后,水库周围5300~7800km的沙漠沿湖带出现了常年繁盛的植被区,这不仅吸引了许多野生动物,而且有利于稳固湖岸、保持水土,对这个沙漠环绕的水库起了一定的保护作用。

  但是,大坝建成后仪20多年,工程的负面作用就逐渐显现出来,并且随着时间的推移,大坝对生态和环境的破坏也日益严重。这些当初未预见到的后果不仅使沿岸流域的生态和环境持续恶化,而且给全国的经济社会发展带来了负面影响。

  1)大坝工程造成了沿河流域可耕地的土质肥力持续下降。大坝建成前,尼罗河下游地区的农业得益十河水的季节性变化,每年雨季来临时泛滥的河水在耕地上覆盖了大量肥沃的泥沙,周期性地为土壤补充肥力和水分。可是,在大坝建成后,虽然通过引水灌溉可以保证农作物不受干早威胁。但由于泥沙被阻于库区上游,下游灌区的土地得不到营养补允。所以土地肥力不断下降。

  2)修建大坝后沿尼罗河两岸出现了土壤盐碱化。由于河水不再泛滥,也就不再有雨季的大量河水带走土壤中的盐分,而不断的灌溉又使地下水位上升,把深层土壤内的盐分带到地表,再加上灌溉水中的盐分和各种化学残留物的高含量,导致了土壤盐硷化。

  3)库区及水库下游的尼罗河水水质恶化,以河水为生活水源的居民的健康受到危害。大坝完工后水库的水质及物理性质与原来的尼罗河水相比明显变差了。库区水的大量蒸发是水质变化的一个重要原因。另一个原因是,土地肥力下降迫使农民不得不大量使用化肥,化肥的残留部分随灌溉水又回流尼罗河,使河水的氮、磷含量增加,导致河水富营养化,下游河水中植物性浮游生物的平均密度增加了,由160mg/上升到250mg/l。此外,土壤盐硷化导致土壤中的盐分及化学残留物大大增加,即使地下水受到污染,也提高了尼罗河水的含盐量。这些变化不仅对河水中生物的生存和流域的耕地灌溉有明显的影响,而且毒化尼罗河下游居民的饮用水。

  4)河水性质的改变使水生植物及藻类到处蔓延,不仅蒸发掉大量河水,还堵塞河道灌渠等等。由于河水流量受到调节,河水混浊度降低,水质发生变化,导致水生植物大量繁衍。这些水生植物不仪遍布灌溉渠道,还侵入了主河道。它们阻碍着灌渠的有效运行,需要经常性地采用机械或化学方法清理。这样。又增加了灌溉系统的维护开支。同时,水生植物还大量蒸腾水分,据埃及灌溉部估计,每年由于水生杂草的蒸腾所损失的水量就达到可灌溉用水的40%。

  5)尼罗河下游的河床遭受严重侵蚀,尼罗河出海口处海岸线内退。大坝建成后,尼罗河下游河水的含沙量骤减,水中固态悬浮物由1 600ppm降至50ppm,混浊度由30~300mg八降为15~40mg/1。河水中泥沙量减少,导致了尼罗河下游河床受到侵蚀。大坝建成后的12年中,从阿斯旺到开罗,河床每年平均被侵蚀掉2cm。预计尼罗河道还会继续变化。大概要再经过一个多世纪才能形成一个新的稳定的河道。河水下游泥沙含量减少,再加上地中海环流把河口沉积的泥沙冲走,导致尼罗河三角洲的海岸线不断后退。一位原埃及士兵说,他曾站过岗的灯塔现在已陷入海中,距离目前的海岸

  竟然有l~2km之遥。

  3 综合评估大坝的利弊

  在20世纪60年代阿斯旺大坝兴建时,人们对大坝的认识还是片面的。阿斯旺大坝建成后陆续出现的生态和环境问题当中,有些是设计时预料到、但无法避免或无力解决的;有些则是有所预料、但对其后果的严重性估计不足的;还有些问题则是完全没有预料到的。直到今天,人们仍然认为,要精确地预测大坝对生态和环境的影响还是相当困难的。由于在兴建大坝前,要判断大坝工程的后果有很大的不可预测性,所以,目前很多国家的公众舆论和学者专家们往往对超大型水利设施的建设持反对或谨慎的态度。

  综合评估大坝的利弊并非易事。首先,大坝对生态和环境的影响,很难用资金这个单一标准来综合衡量和测算;其次,目前人类还只是在观测大坝的近期后果,而对大坝的远期影响还很难预测判断,因为有些影响在大坝建成后的几十年内可能还不明显或尚未显露;另外,如何准确可靠地观测生态和环境的变化还是一个难题,例如,河水含沙量、水库鱼产量、水量蒸发率等数据可以比较准确地采集,但是还有很多数据的观测分析还有待探讨研究;还有,究竟以哪些数据信息来对超大型水利设施的效果进行科学公正的评估,如何权衡判断利与弊,到底利多大、弊多深,利能否抵消弊,这些问题尚需深入探讨。到目前为止,世界上所有的超大型水利工程建成后。还没有一处建立起一个完整综合的生态和环境监测系统,上述的困难或许也是原因之一。

  例如,从如何评价阿斯旺大坝对流行病发病率的影响这一问题中,就可以看出,综合评估大坝的利弊虽然非常必要,却是十分困难的。当年有的专家曾经提出,阿斯旺大坝建成后将会导致血吸虫病患大量增加,主要的理由是寄生钉螺在缓慢的流水中会繁殖迅速。但是,大坝建成后的统计数字却表明,大坝建成前后血吸虫流行指数的差别并不明显,而肠血吸虫则在大坝建成后有增加,具体原因目前尚不明了,但似与大坝无关。

  然而,流行病发病率不仅受环境因素的影响。还受到其他因素如社会进步、经济发展、人口结构、居住迁移以及医疗卫生水平变化的影响。如果考虑到这些因素,分析大坝建成前后血吸虫流行指数的差别,就显得更复杂了。也许还需要在埃及找到一个经济、社会、医疗水平还停留在30~50年代状态的地区,这样才能观察到,在没有明显社会经济进步的情况下、建坝对血吸虫流行指数有什么影响。

  实际上,仅仅讨论大坝对生态和环境的影响还是不够的。因为大坝对生态和环境的破坏会转变成对人类社会经济的损害。例如,阿斯旺大坝建成后,尼罗河两岸土地肥力的下降迫使农民不得不大量使用化肥,这大大提高了农业成本,降低了农业收益。1982年有一位土壤学家估计,由于土壤肥力下降、大量使用化肥农药,使得农业净收入下降了l0%。结果,虽然因为水利灌溉条件的改善,使农作物由一年一季变为一年两季,单位土地面积的年产量增加了,但投入成本却增加得更快,导致农民净收入下降。

  如果—个大坝已经建成多年,人类该如何面对它带来的种种正面、负面的影响呢?目前,世界各国民众主要有两种相反的看法。一部分环境保护人士主张废掉水库大坝及发电设施,他们认为,大坝所带来的各种效益与其产生的负面作用相比,是微不足道的。但另一部分人则认为,应该对大坝加以改造,既然大坝已经建成了,只好逐步治理相关的种种问题。从保护生态环境的角度来看,人类应该注视大坝对生态和环境的破坏,积极采取措施、设法减缓这些负面影响,“亡羊补牢,犹未晚也”。但是,也要看到,大坝对生态和环境的破坏,有些是持久性的、难以治理的。所以,当我们在考虑大坝的直接经济收益时,万万不可无视大坝的负面后果。(摘自《当代中国研究1997年第3期。

  (编辑:胡少华) 


阿斯旺大坝的利与弊

  1)大坝立下汗马功劳

  阿斯旺大坝一改尼罗河泛滥性灌溉为可调节的人工灌溉,从此埃及结束了依赖尼罗河自然泛滥进行耕种的历史,同时,水位落差产生的巨大电力也成为埃及迈向现代工业文明的重要动力。

  阿斯旺大坝是埃及现代化的起点。30多年来,它为埃及的工农业建设立下了汗马功劳,经济效益极大:新增农田灌溉面积近200万公顷;另有70万公顷的单季作物土地变成了双季耕种农田,农田复种指数增加。

  2)严重影响生态环境

  但事物总是有利有弊。从建设之初至今,埃及国内对阿斯旺大坝的争论从没停止过,最大的争论点就是阿斯旺大坝对生态环境的影响。

  历史上,尼罗河水每年泛滥携带而下的泥沙无形中为沿岸土地提供了丰富的天然肥料,而阿斯旺大坝在拦截河水的同时,也截住了河水携带而来的淤泥,下游的耕地失去了这些天然肥料而变得贫瘠,加之沿尼罗河两岸的土壤因缺少河水的冲刷,盐碱化日益严重,可耕地面积逐年减少,因而抵消了因修建大坝而增加的农田。

  3)减轻大坝的压力

  近年来,埃及政府正在积极采取措施,尽可能地把阿斯旺大坝的负面影响减小到最低。为此,埃及专门设立了“阿斯旺大坝副作用研究所”。此外,埃及还成立了一个由水资源部、环境事务部以及内政部组成的部长委员会。委员会计划在今后5年内投入22亿美元,对尼罗河的水质监管系统进行升级改造,保护尼罗河的主河道环境。

  目前埃及政府已在着手修建两个大型引水和调水工程:“和平渠工程”和“新河谷工程”。和平渠工程已于1979年动工,西起尼罗河三角洲的杜米亚特河,向东穿过苏伊士运河,将尼罗河水引到西奈半岛少有人烟的沙漠地带,在那里开辟新的家园。“新河谷工程”也已动工。根据规划,政府将用20年的时间,开挖850公里的水渠,将尼罗河水引入西南部沙漠腹地。


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