评开凿“胶莱海洋运河”的实际功能与可行性

霍有光

（西安交通大学生态环境与现代农业工程中心，教授，710049）

2002年，有位民间研究者在《人民日报》BBS论坛“国策专论区”发表了一篇题为《东中国海及其水系的景观生态价值评估和新的可再生能源水利资源评价（修改稿）》的文章，要旨是：“运用现代土木水利工程技术高标准重开胶莱海洋运河”，“恢复胶莱海峡在海史时期的东中国海暖流气象功能”。如果有了“胶莱海洋运河”，“胶莱海峡南流的流量就相等于东中国海暖流的流量。一旦暖流快速直达燕山脚下，暖流上空的太平洋赤道蒸汽流就会在东中国海西北山系登陆爬升，形成丰富的地理降水，恢复海史时期的北方大草原5至8月发‘龙水’的气候景观。从而无需人工植树种草，就可以再造秀美山川的北国风光”。这条“胶莱海洋运河”不仅可以创造“陆水——远洋联运网络”，还可以“更进一步创造水上乐园、水上旅游线、水上公寓和宾馆、水上居民区，甚至是海上城市带”，将出现“200万艘标准超级汽轮和500万艘水效飞船在这穿梭不息”的壮观景象。

笔者认为，这种设想能不能实现，关键是开凿胶莱海洋运河，到底能不能起到研究者所预期的那种作用？因此，有必要给予客观的、实事求是的科学评价与科学分析。

1历史上开凿“胶莱运河”究竟是怎么一回事？

历史上开凿胶莱运河，就是利用胶莱河河床，垂直凿空山东半岛，南起于胶州湾，北出于莱州湾而入渤海。目的是避开山东半岛东端海浪之险并缩短航运，便利漕运，使江南之粮运抵京师。

首次开凿胶莱运河，始于元代。据《元史·河渠二》记载，至元十七年（1280），“姚演言开河事”，而后，由阿八赤开凿胶莱运河。至元三十一年（1294），漕臣囊加等上书说：“漕海舟，疾且便”，即胶莱运河其实没有海运方便而快捷。右丞麦术丁亦上书说：利用胶莱运河进行漕运，名存实亡，“益少损多，不便转漕。水手军人二万，舟千艘，见闲不用，如得之，可岁（海）漕百万石”，因为“自海道运粮”十分便利，请求罢胶莱运河漕运。元世祖准奏。阿八赤所开胶莱运河自此废置不用。说明胶莱运河养了一批闲员，效益不佳。

明代复开胶莱运河，由于工程浩大、维持费用高昂、河道淤塞与战乱等因素，最终也是废置不用。若认真阅读与分析《明史·河渠五》，致使胶莱运河不得不废置，有如下几点自然因素：

（1）胶莱运河的河床高于海平面，全程中间高、两头低，因而不得不“设九闸，置浮梁，建官署以守。而中间分水岭难通者三十馀里”。通过建立船闸的办法来提高水位，使漕船爬阶梯，当运河水少时，漕船自然无法由南向北翻越分水岭。

（2）胶莱运河虽然高出海平面，但由于海湾呈喇叭型，自口外向口内渐狭，外海潮流受渐狭地形约束，潮流指向运河河口内，强度逐渐增强，造成“南北三百馀里，潮水深入”，“渠口一开，沙随潮入”。耗工费资，好不容易疏浚了河道，但“大潮一来，沙壅如故，故复有筑堤约水障沙之议。……障两岸之沙则可耳，若潮自中流冲激，安能障也？”河口设闸门，可以阻挡泥沙侵入运河，但落下闸门，漕船则无法乘潮而入运河，两者彼此矛盾。故运河河口渠道一直无法解决淤沙难题，“南北（河口）海沙易塞，舟行滞而不通”。

（3）由于胶莱运河自身水少，难以行船，故不得不引其他河流为胶莱运河补水，以增加运河的水量，先后“导张鲁（河）、白（河）、现（河）诸河水益之”。但“春夏泉涸无所引注，秋冬暴涨无可蓄泄”。尤其是春夏季节，“水泉枯涸，无可仰给”，“所引白河细流不足灌注。他若现河、小胶河、张鲁河、九穴、都泊皆潢污不深广。胶河虽有微源，地势东下，不能北引。诸水皆不足资”。运河“河道纡曲二百里，张鲁（河）、白（河）、胶（河）三水微细，都泊行潦，业已干涸。设遇亢旱，何泉可引？引泉亦难恃也”。

（4）许多地段为沙质河岸，极易崩岸而淤塞河道，屡修屡毁。两岸“流沙善崩”，“浮沙易溃，不能持久，扰费无益”。

可见，历史上的胶莱运河是一条地地道道的、靠沟通陆地水系来维持航运的运河，河床高于海平面，它并没有沟通渤海（莱州湾）与黄海（胶州湾）两大海水，就是说胶莱运河没有使黄海与渤海发生过对流关系，受当时施工能力与生产力水平、科技条件的限制，运河开挖的深度有限，无法削平分水岭，水源不足，淤塞不断，破费不止，效益一直不甚理想。通过长期航运实践，包括漕臣在内的诸多官员，指出胶莱运河不仅不如海运方便，运河航运的综合成本反而比海运要高得多。

2现有科研成果与地质沉积证据表明根本不存在所谓的“胶莱海峡”！

有人认为山东半岛曾经历过一个“海史时期”，在这个时期存在一个“胶莱海峡”，所以我国北方雨量十分充沛，气候属于亚热带。然而科学事实是，所谓的“海史时期”里根本不存在一个所谓的“胶莱海峡”。

据迄今已有研究成果，山东地质基础古老，属中朝准地台的组成部分。郯庐断裂带纵贯南北，断裂以东的半岛和沿海部分，前震旦纪变质岩系出露地表，属胶辽台隆，多形成沉积变质矿床和内生矿床；断裂以西属鲁西断隆，寒武、奥陶系灰岩发育，石炭一—二叠纪含煤构造分布较广，形成了鲁西南煤田。在燕山运动中，鲁中南隆起，形成一系列山地；鲁西北和黄河三角洲在白垩纪开始发育为陆相断陷盆地，生成了丰富的油气资源。

2.1胶莱盆地

胶莱盆地（地质上称为“胶莱拗陷”）呈北西向展布，盆地以西为“鲁中丘陵”，海拔400～1000米；盆地以东为“胶东丘陵”，大部分地区海拔在200米左右，部分山峰达800～1100米。当代地质成果研究表明，自1.37亿年以来，胶莱盆地就未曾经历过所谓“胶莱海峡”时期。地质成果所得到的实际资料是：

2.1.1胶莱拗陷由北东向压扭性断裂与伴生共轭的北西向张扭性断裂作用形成。拗陷呈北西向展布，拗陷内主要为第四系（前2百万年——至今）陆相亚沙土及亚粘土沉积，拗陷北部平度张舍一带分布有元古界粉子山群，拗陷南部胶州一带分布有白垩系王氏组。

2.1.2胶莱拗陷南段，至晚自白垩纪（前137百万年——前67百万年）以来便进入陆相沉积演化时代。拗陷南端胶州一带大片分布有“白垩系王氏组”，胶州与诸城之间则大片出露有“侏罗系蒙阴组”及“白垩系王氏组”。其中“侏罗系（前195百万年——前137百万年）蒙阴组”属河流相、湖泊相及山麓堆积；“白垩系王氏组”由河流相、湖泊相等陆相沉积物组成，并在诸城该组地层中发现大型陆相鸭嘴龙化石。

2.1.3燕山运动时期（侏罗纪——白垩纪，前208百万年——前65百万年），山东半岛开始进入广泛的造山活动时期，有晚期岩浆活动侵入了“白垩系王氏组”。

2.1.4胶莱拗陷进入第四纪（前2百万年——至今）以来，为陆相亚沙土及亚粘土沉积。

2.1.5沂沭断裂（即郯城——庐江大断裂北段）是由一系列北北东向断裂组成的复杂构造带，北宽南窄，与胶莱拗陷呈斜交关系。沂沭断裂带古生代已有活动，至中生代活动强烈，新生代以来（前67百万年——至今）仍继续活动，对山东的地质构造产生了重大影响。

2.2胶莱古文化

夏文化（约前21世纪～约前16世纪）距今约4100～3600年，翻开现代科学研究成果——《中国历史地图集·原始社会·夏·商·西周·春秋·战国时期》不难发现，山东半岛（包括胶莱平原）布满了夏文化——龙山文化遗址群。假如海史时期曾出现过“胶莱海峡”，那么“龙山文化遗址”为什么没有沉陷于海峡之中呢？事实说明，从原始社会（甚至白垩纪）至战国时期（乃至当代），山东半岛从来就是统一的整体，根本就没有出现过所谓“胶莱海峡”时期。在所谓的“海史时期（10～3千年前）”，此时的胶莱盆地正孕育着我国黄河下游地区的原始农业。

2.2.1山东大汶口文化（前4300—前2500），因最初发掘于泰安县大汶口故名。分布范围：东达黄海之滨，北抵渤海南岸，西到鲁西平原东部东缘，南及江苏省淮北地区。在胶莱盆地分布的大汶口文化遗址有胶州三里河等地。陶器以夹砂红陶和泥质红陶为主。经济以原始农业为主，主要是种旱地作物粟类。农具有磨制的石质斧、刀、铲、锛、凿等。发现仿动物造型的陶制工艺美术品，有居住地与墓区之分。

2.2.2山东龙山文化（前2500～前2000），分布在胶莱盆地的主要遗址有胶州三里河、潍坊姚官庄等地。以黑色陶器群为特征。社会经济以原始农业为主，兼营家畜饲养及渔猎。种植粟类旱地作物为主，出土有许多用于翻土和收割的石质生产工具。

需要指出的是，山东龙山文化在其分布区内文化面貌相当一致，从渤海海峡的岛屿到苏北、鲁中南地区，各地的蛋壳高柄杯及磨光黑陶器造型及制法十分接近，蕴涵着活跃的社会经济现象与发达的产品交换文化，反映出山东半岛境内并不存在一条所谓的阻碍东、西民众交往的“胶莱海峡”。

2.3胶莱海峡有否存在

还有一种观点认为高等学校教学参考用书《中国自然地理图集》（西北师范学院编）有关图幅上绘有“胶莱海峡”。笔者查阅了有关图件。其中：

2.3.1华北平原地貌类型”图（1：900万），依据图例可知，胶莱盆地为“冲积平原”、“侵蚀平原”以及“冲积、海积平原”地貌类型，表明沉积作用以陆相为主，不存在所谓“胶莱海峡”。

2.3.2“山东丘陵地貌类型”图（1：600万），依据图例可知，胶莱盆地北缘与莱州湾交接部位，属“浅海滩和沙滩”类型，胶莱盆地的主体即中部地区属“沙质、壤土质、粘土质冲积平原”类型（即大陆型沉积），胶莱盆地南部与胶州湾相联的边缘地带为“掩埋古海相、古泻湖相的粘土质冲积平原”类型。若分析这些沉积物的性质，便不难看出既然没一条呈北西向展布的带状海相沉积物存在，也就不存在所谓的“胶莱海峡”。

2.3.3“山东丘陵地质剖面”图（西北——东南向），其中“胶莱盆地地段”之剖面显示出高于黄海海面，意味其地貌是陆地而不是海峡。

2.3.4“华北平原的成长”图（1：900万），意在简要说明“前5500年～公元1946年”华北平原的演化史，图中横穿胶莱盆地绘有“7400年前古海岸线”与“4200年前古海岸线”等界限两条，但依据图例可知胶莱盆地的“地貌”类型，绘图者仍明确标示为“平原”，即不是“海峡”也。笔者认为，这两条古海岸线只代表古海水侵蚀的界限，不能用来说明存在所谓“胶莱海峡”。

胶莱盆地（胶莱拗陷）呈北西向被夹持在“鲁中丘陵”与“胶东丘陵”之间。“鲁中丘陵”与“胶东丘陵”均为古老的陆地，而胶莱盆地第四系沉积物则形成较晚。如上所说，胶莱盆地是一个“拗陷带”，它两端高、中间低，自新生代以来主要是接受陆相沉积，海相沉积为次要部分（由海侵作用而形成）。据《中华人民共和国地质图集·山东省地质图》（1：200万）、《中华人民共和国地质图》（1：400万），胶莱盆地北缘通往莱州湾的出口与南缘通往胶州湾的出口，基本被古老的陆地所堵死。即：①胶莱盆地北缘通往莱州湾的出口附近，基本被大面积出露的、呈北东向展布的太古界胶东群、元古界粉子山群、元古代花岗岩群所构成的陆地堵死，它们西与“鲁中丘陵”相联，东与“胶东丘陵”相接，中间少见笔直细小的孔道；②胶莱盆地南缘通往胶州湾的出口附近，基本被大面积出露的、呈北东向展布的侏罗系蒙阴组、白垩系青山组与王氏组所构成的陆地堵死，它们西与“鲁中丘陵”相联，东与“胶东丘陵”相接，中间少见笔直细小的孔道。③第四系亚砂土及亚粘土则分布在北、南两大古老陆地之间，表明晚自白垩纪（前137百万年——前67百万年）以来，山东半岛就不存在一条称的上所谓“胶莱海峡”的地质构造。

3黑潮暖流到底能否自动流入“胶莱海洋运河”

黑潮是北太平洋西部的边界流，其源地位于台湾省东南和巴士海峡以东海域，它是北赤道流的一个分支，沿台湾东岸北上，在大陆架外和陆坡之间流动，离岸距离60～100公里。黑潮的主体指向北东，由南向北，抵日本九州前缘时，分为三支：其中最大一支，沿九州岛东侧（土噶喇海峡）继续北上，进入日本九州岛、四国岛、本州岛以东的太平洋海域，继续向前，转为近东西向，称为“黑潮续流”；另一支沿九州岛西侧（对马海峡）继续北上，称为“对马暖流”。这两个支流，构成了黑潮的主体。第三支则指向渤海，称为“黄海暖流”（从对马暖流中分出），它是黑潮的次要部分。要使九州岛附近的黑潮暖流进入胶州湾将遇到以下几个不可逾越的难题：

3.1黑潮暖流的主轴指向北东向，要令黑潮暖流进入胶莱海洋运河，首先要使到达九州岛附近的黑潮前进方向旋转90度；或者使到达济州岛附近的黑潮支流“对马暖流”（按：此处的暖流流量已远远不“等于东中国海暖流新增的流量”）前进方向旋转90度，即由“北东向”改为“北西向”。九州岛附近的黑潮主流远离胶州湾1080公里，济州岛附近的黑潮主要支流——“对马暖流”远离胶州湾630公里，它们为什么要自动发生旋转，突然改变方向，长途跋涉选择深入胶莱海洋运河之途径，海洋动力学机理是什么？

3.2到达九州岛附近的黑潮主流，前进方向旋转90度后，进入胶州湾，必须先后穿过东海、黄海及胶州湾。东海平均海深370米，黄海平均水深为44米，而胶州湾平均要水深小于黄海水深，从东海、黄海到达胶州湾，大陆架越来越高，直到海岸边（或海滩，或滩涂），海水的深度逐渐将趋于零。南中国海黑潮北上，离岸总是要保持大约60～数百公里的距离，高耸的大陆架是黑潮难以贴岸行走的根本原因。为什么远离胶莱海洋运河630～1080公里的黑潮会不畏阻力，自动爬上大陆架，进入胶州湾，理论依据是什么？

3.3对马海峡一般深度为50～150米，最大深度为131米，长222公里，最窄处41.6公里，海峡底部比较平坦。黑潮从东海经对马海峡北上进入日本海（按：日本海的体积、容积比渤海大得多，面积达100多万平方公里，南北最大长度2254公里，东西最大宽度1265公里，平均水深1350米，最大水深3742米），势力很强，使海峡气候温暖。冬春之际日本海的冰块与暖流相汇，为渔业最盛期，水产丰富，成为日本的主要渔场之一。

土噶喇海峡出口与太平洋相通，此处水深1000～4000米，宽深的海槽，为黑潮主体北上提供了一条阻力最小的通道。

渤海进一步可划分为3个海湾和1个中央盆地。其中：辽东湾水深大多小于30m；渤海湾水深一般小于20m；莱州湾水深大都在10m以内，最深18m，水下地形简单，坡度平缓；渤海中央盆地位于渤海三个海湾之间，水深20～25m，是一个浅海堆积平原。渤海最深处仅为70米（是日本海的1/53），面积7.7万平方公里（是日本海的1/13），高耸的大陆架对具有巨大厚度与宽度的黑潮暖流构成了强大的阻挡作用，而浅小的渤海海盆，也难以容纳多少外来的“暖水”。

可见，黑潮北上要受海底地形的制约。黑潮主体之所以选择沿九州岛东（土噶喇海峡）、西（对马海峡）两侧北上，重要原因是这里海水（或海槽）比较深，海峡出口外的受体亦比较大，可以尽量多地容纳暖流水体。需要指出的是，胶莱海洋运河的入口是胶州湾。胶州湾呈半环抱状，入口处“团岛咀”与“脚子石咀”之间仅宽3公里，口狭内阔，东西宽27公里，南北长33公里，水域面积466平方公里。不难看出，胶州湾“盆小底浅”，装水无多；水盆高耸，有如高坝壁垒。黑潮暖流即便奇迹般抵达胶州湾附近，其主体也将被拒之门外，难以深入。所以笔者认为，仅凭一条狭窄的胶莱海洋运河，即便使“黄海暖流”（黑潮的次要部分）奇迹般地沿胶莱海洋运河进入渤海湾，只是改变了“黄海暖流”的路径，并没有改变以往黑潮向中国提供暖流的配给数量，因而开凿胶莱海洋运河也就谈不上将会为环渤海地区乃至我国西北增加所谓的云雨资源。

综上所述，根据最基本的海洋学知识，不存在黑潮自动进入胶州湾和渤海的可能性。

4按现代高标准重开“胶莱海洋运河”的大致工程量分析

作为一条小运河有没有必要开凿的规模比国际运河还要宽深?运用现代土木水利工程技术高标准重开胶莱海洋运河必须考虑它的实际工程量问题。作为一条并没有多大运输量的、区域间的小运河，有没有必要开凿的比国际运河还要宽深？这样做到底值不值？是不是非要不惜代价去这样做？

4.1一般来说，“运河”宽度只有数十米至上百米，如京杭大运河最宽处——里运河段，底宽为70米，而“海峡”的宽度一般为几十公里乃至上百公里。譬如，台湾海峡宽约172公里，长约333公里；朝鲜海峡宽约185公里，长约222公里。胶莱海洋运河长110公里，假设比照“海峡”将运河开凿的宽度定为1公里，那么表面积将达到110平方公里，挖掉了山东省陆地面积（15万平方公里）的1/136,工程量之大难以想象。

4.2如果重开现代水平的胶莱“运河”，虽然狭窄的河道无法担任北送大洋暖流的重任，仅起通航作用，但实际工程量问题仍不容低估。

胶莱河纵贯胶莱平原，东依大泽山山脉（主峰海拔737米）、艾牙山山脉（艾山海拔814米、牙山海拔805米），西傍沂山山脉（主峰沂山海拔1032米）、鲁山山脉（主峰鲁山海拔1108米），胶莱平原实为处于东、西两大山脉之间的山涧断陷盆地。开凿胶莱运河，为了减少工程量，唯一途径就是充分利用胶莱河现成的河道。胶莱河以平度南部的白沙河汇入胶莱河处附近为分水岭，海拔高程为11.7米，南北分流。南流者冠之南胶莱河，北流者冠之北胶莱河，以南、北分别流入胶州湾、莱州湾首字命名。南、北胶莱河全长149公里，河宽150～400米，河深3.5～6米。

可以看出，重开胶莱海洋运河，必须削平分水岭，并将运河河床挖掘至海平面以下。假设全线平均开挖深度以海平面以下10米（按通行万吨轮）来设计（加上陆地部分，预计开挖平均厚度为15米），开挖宽度为200米，那么土方工程量为：149 × 0.015× 0.2 ≈ 0.45立方公里，其中149 × 0.01 × 0.2≈ 0.3立方公里的土石方必须挖至海平面以下，南受黄海潮水倒灌的压力，北受渤海潮水倒灌的压力，施工难度可想知。

4.3胶莱平原地势低平，海拔在50米以下,坡降一般为0.25‰至0.1‰，部分支流源于两侧低山丘陵。境内有流域面积100平方公里以上的河流32条，分为大沽河、北胶莱河、沿海诸河三大水系，多为源短流急、暴涨暴落，年内径流变化剧烈。胶莱平原土层深厚，农耕发达，是山东省重要的农产区。胶莱运河沿途必须穿越胶州市、平度市与潍坊市、昌邑市、莱州市。譬如其中：

胶州市，地处胶州湾弧顶、胶潍河谷盆地南部边缘，属滨海平原，总面积1210平方公里，其中平原占47%，洼地占21%。耕地面积达102万余亩，有效灌溉面积达47万余亩，耕地为两年三作或一年二作，盛产小麦、玉米、大椒、花生、水果、蔬菜等。

昌邑市，北临莱州湾，总面积1579平方公里，海拔在3～33<