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铁路建设对水利影响的辨析

时间:2022-10-06 百科知识 版权反馈
【摘要】:[209]所以,笔者认为近代铁路建设对水利的影响并不是很严重,更不是造成太湖流域水患的主要原因。2.铁路部门的观点及处理方法也需要进行分析并做出相应判断。笔者并不否认方维因关于“潮汐作用实为妨害宣泄主因之一”的观点,更无意否定建造水闸以抵御潮汐影响的解决方案,只是对其壅水分析的方法提出质疑。

从上可见,铁路部门一旦以定量的专业调查报告回应“妨碍宣泄”、“致伤农田”等定性式的地方表达,就往往能在义理上占据较大的优势——浙江省长公署和浙江水利委员会尚对两份报告没有太大异议,何况那些缺乏科学、系统的水利知识的地方绅民,所以地方“再表达”常常因此中止。但站在今天的角度,我们有可能也有必要对双方的认知和观点做出更为全面的评判。

1.针对前述地方表达认为铁路对水利造成极大影响的问题,我们应该注意到此类地方表达向来都不免有特意突出铁路妨碍水利的一面,目的在于强调宣泄无碍、保护水利对于当地民生的重要性。[198]基于这种认识,并在综合相关文献和研究[199]的基础上,笔者认为堵塞、缩减河道固然对水利带来害处,但太湖流域的水患主要还是由当地的自然与人文环境所造成的:第一,每年汛期降雨量多、强度大,且常受台风影响;第二,地势周边高中间低,加上陆地下沉和海平面升高,中部(如淀泖地区、昆山南北地区及苏嘉铁路沿线[200])积水难以外泄;第三,区域海拔低,河道比降小,又受到江海潮汐的顶托倒灌,难以在短时间内排除大量水流;第四,人为因素,即清代以降人口增长的环境压力和江南水利事业的长期荒怠,许多河道日渐狭窄或被人为填塞,最终导致宣泄不畅,加剧了灾害的严重性。

到民国初年,浙西河道已“年久不治,巨流支港,菱封泥淤,水潦偏灾,屡见不鲜”[201]。原本烟波浩渺的泖湖“大部分已成圩田,仅存通行水道”。[202]枫泾附近河道则遭“人为淤堵”,“农田隔绝水路,无从宣泄”,航道也“闭塞不通矣”。[203]因此河道疏浚成为民国时期太湖流域水利工作的当务之急,诚如前述胡雨人所指出的那样,解决水患的关键不在于铁路桥涵的改建,而在于全流域的整治。所以他将“要求交通部放宽”铁路桥列于“全湖流域各干流之鱼簖必须一律除去”之后,而且这两项都是审查报告的“补遗”。[204]不仅个人如此,在民国时期太湖水利部门的建设规划中,大到全流域的整治,小到疏浚泖湖等计划中都鲜有改造铁路桥涵的项目。[205]

中华人民共和国成立初期,在历次整治太湖流域的会议上,华东军政委员会水利部、上海市政府、江苏省水利厅以及相关学者所提交的报告也均未提及改建铁路桥梁之事,甚至没有与铁路相关的内容。[206]后来各地认为铁路桥涵妨碍水利并要求改建的呼声——比如沪宁铁路昆山正仪的娄江桥、沪杭铁路松江的通波塘、洞泾港桥以及嘉兴段13座大小桥梁、海宁境内7处桥涵等[207]——大都是20世纪50年代中期起江南地区大规模水网改造,部分河道流量大增以及地方政府不断对农业灌溉、排涝及航道标准提出高要求的结果,而并不完全是铁路本身的问题。如1956年上海铁路管理局称“目前各地农业合作化运动蓬勃发展,我局沿线区、乡政府常因规划农田水利,要求扩建铁路桥涵者甚多”[208]。有鉴于此,1958年该局向浙江省人民委员会表示,“如果能降低排涝及航运要求,减少新开河道”,则可节约大量改建资金;又如松江县人民委员会所言:“通波塘是我县五七年冬、五八年春疏浚的一条南北主要入浦干河……沈锦塘、洞泾、龙兴港、口章泾和本身五大河流水源均汇集,由此入浦,排水量甚大……桥孔狭隘水急,航运不便,年年发生翻船和人身死亡事故。”[209]所以,笔者认为近代铁路建设对水利的影响并不是很严重,更不是造成太湖流域水患的主要原因。

2.铁路部门的观点及处理方法也需要进行分析并做出相应判断。笔者并不否认方维因关于“潮汐作用实为妨害宣泄主因之一”的观点,更无意否定建造水闸以抵御潮汐影响的解决方案,只是对其壅水分析的方法提出质疑。因为他的分析均为“假设”,如“假定桥下水面骤降多至六英寸”、“假定河流若不受妨碍”等语,可见其并没有掌握详细的水文资料,也没有对水位、流速、流量、水准高等必要数据进行采样,所以方氏的结论也经不起推敲。但由于沪杭甬铁路沿线河道水文资料的缺失,笔者也无法做出具有针对性的回应,所以只能另选其他铁路上既有铁路建成前后的水文记载,又是宣泄干道而具有代表性的河流,而且桥梁基本未缩减河道的个案进行分析——苏嘉铁路瓜泾港(参见图7-5)即为最佳案例。

瓜泾港位于吴江城北,是太湖连通吴淞江的直接通道,“水急而深,湖底之浮泥难积,两旁之填占以不能固也”[210]。河面宽60—70米,深约3.5米,断面良好。[211]苏嘉铁路于1936年建成,而1929年起该河就有水文记载(图7-5上半图中1929—1931年观测点的记录)。瓜泾港桥为5孔排桩木桥[212],桥桩与水流的接触面比钢筋混凝土桥墩小,因此基本不存在缩减河面的现象。1943年夏,日汪政权为推行其“农业增产运动”而准备围垦瓜泾港外的东太湖。日本兴亚院大东亚省派员对当地的水利等各项情况进行了调查,7月9日[213]在与战前相同的地点测得流速为0.13米/秒,铁路桥造成的壅水使河道水位由西向东升高(下半图中的2.9米、3.8米、3.7米、4米),其最高点就出现在铁路桥前。1944年春,铁路被日军拆毁,路线虽然废弃,但仅仅是铁轨和枕木被掠夺,桥梁、路基甚至道砟均基本完好[214],因此铁路废弃前后桥梁对水流的影响基本不变,故1947、1948两年在铁路桥下(参见图7-5中的观测点)测得的水文资料仍可使用。

图7-5 苏嘉铁路瓜泾港桥水文地图

表7-1 瓜泾港河道水流流速表   (单位:米/秒)

续 表

续 表

注:横线表示未对应之日期及流速。
资料来源:中央水利部南京水利实验处编:《长江流域水文资料(第十辑太湖区)》第2册,1951年印行。

首先我们从壅水高度ΔZ来分析,其计算公式如下:

公式中的η系数系根据河流的类型和河滩的过水能力而定。低洼地区河流,河滩很大的河流,该河滩通过总流量的50%以上的,η取0.15(瓜泾港“湖底之浮泥难积”、“断面良好”,故取之)。Vμ为桥下的平均流速,Vo为水流未被挤压时(即桥梁未建造前)的平均流速。[215]

当地可供本文使用的水文资料共有1929、1930、1931、1947、1948年五个年份。[216]1931年长江流域爆发了特大水灾,故这一年的数据不宜使用,而其余年份当地均无水患[217],但因1929年仅有4天时间的记录,故本文仅取1930年1—9月的数据作为Vo,1947、1948年两年同时段的数据作为Vμ。根据计算,1930年的日平均流速Vo为0.11米/秒,1943年单日的Vμ为0.13米/秒,1947年的数值与之相等,1948年则为0.14米/秒。通过计算,1943年的壅水高度ΔZ为0.000 72米,1947年同前,而1948年为0.001 125米。

1943年铁路桥前4米的壅水水位,比1931年洪水时期也是当年的最高水位(即8月1、2、5三日,均为3.94米)都高,而1948年ΔZ值更大,其壅水水位也应当比4米更高。[218]由此可见,壅水所形成的水位高度比水灾造成的水位高度更甚。而且一旦壅水,不仅河道本身的水位上涨,与该河连通的河道(如图7-5中的河1—5)水位也会随之涨起,就会形成桥上游流域内水位的高涨。

但还是由于水文资料的缺乏,我们无法再进一步测算壅水造成的其他影响,包括桥上游流域水位高涨的范围和程度。此外,囿于重要档案的不开放,我们也无从获取近代铁路与水利部门的调查资料并了解它们的看法。[219]但我们已可以基本认定,铁路对水利的影响并非方维因等人所认为的那样“极为微细”,无足轻重。

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