圣弗朗西斯科河

基本介绍

圣弗朗西斯科河（葡萄牙语：Rio Sao Francisco）是南美洲第四大水系，全长2914千米，流域面积639219平方公里，占巴西国土7.5%。作为整条河都在巴西境内的最大河流，发源于米纳斯吉拉斯州卡纳斯特拉山脉，自南向北流经7个联邦州后注入大西洋。该河以耶稣会领袖圣博尔吉亚的姓氏命名，因历史上连接巴西沿海与西部、东北部与南部地区的交通干线功能，被誉为"全国团结之河"。

流域内年降水量差异显著，中游分布有保罗阿方索瀑布等急流段。上游形成峡谷湍流，中游河面展宽但存在通航限制，下游因沙洲阻碍大型船舶通行。作为巴西东部和东北部重要水源，流域建有特雷斯玛丽亚斯、索布拉迪纽等梯级水电站，总装机容量达10708兆瓦（截至2013年）。大坝调节导致中游16公里河段盐碱化，河口因沉积物缺失加速海岸侵蚀，2021年受气候变化影响陆地水储量呈下降趋势。

流域矿产资源涵盖金、铁、锰矿种，水资源77%用于灌溉开发。巴西政府通过东北部地区开发署优先投资该流域战略项目。

地理环境

水文特征

圣弗朗西斯科河全长2897千米，流域面积67.6万平方千米，多年平均流量2810立方米/秒，年径流量886亿立方米，年输沙量0.55亿吨。

主要支流

圣弗朗西斯科河位于巴西东部，流经米纳斯吉拉斯、巴伊亚、伯南布哥、拉戈斯和塞尔希培等5个州。长期以来，由于它是联接巴西沿海与内陆地区以及南北之间的通道，因此，被称为"民族团结之河"。右岸主要支流有：帕拉（Para）河、帕劳佩巴（Paraopeba）河、韦利亚斯（Velhas）河（该河还有：比库杜（Bicudo）河和锡波（Cipo）河等支流）、帕库伊（Pacui）河、帕拉卡图（Paracatu）河、大韦尔迪（Verde Grande）河（该河还有加鲁图巴（Garutuba）河和佩克纳（Pequena）河等支流汇入）、圣里塔（Santa Rita）河、圣奥诺夫里（Santo Onofre）河、帕拉米林（Paramirim）河、韦尔迪（Verde）河、雅卡雷（Jacare）河、萨利特里（Salitre）河、库鲁卡（Curuca）河、瓦尔任（Vargem）河以及马库鲁雷（Macurure）河等。左岸主要支流有：大因达亚（Indaia Grande）河、博拉楚杜（Borrachudo）河、阿巴埃特（Abaete）河、福莫苏（Formoso）河、巴拉卡图（Paracatu）河（该河还有普拉塔（Prata）河、普雷图（Preto）河、韦尔迪（Verde）河、索努（Sono）河和圣安东尼奥（Santa Antonio）河等支流）、乌鲁库亚(Vrucuia)河（该河有皮拉廷加（Piratinga）河和阿雷亚（Areia）河等支流）、阿卡里（Acari）河、帕尔杜（Pardo）河、佩鲁亚苏（Peruacu）河、卡林杜（Calindo）河、伊塔瓜里（Itaguari）河（该河有卡里尼亚尼亚（Carinhanha）河和科沙（Coxa）河等支流）、科伦蒂（Corrente）河（该河还有瓜拉（Guara）河、伊库亚斯（Equas）河、阿里雅杜（Arrojado）河、普拉图当（Pratudao）河和福莫苏（Formoso）河等支流汇入）、格兰德河（Grande）（该河还有波尔库斯（Porcos）河、费梅阿斯（Femeas）河、佩德拉斯（Pedras）河、翁达斯（Ondas）河、雅内鲁（Janeiro）河、布朗库（Branco）河和普雷图（Preto）河等支流）、皮门泰拉斯（Pimenteiras）河、蓬塔尔（Pontal）河、帕热乌（Pajeu）河、纳维乌（Navio）河、莫绍托（Moxoto）河以及伊帕内马（Ipanema）河等。

自然特征

气候

流域内大部分为草原沙漠，气候一般炎热干燥。平均最高温为33℃，平均最低温为19℃，最高温度记录为42℃。盛行东南风、东风和东北风。大部分地区少雨，经常发生旱灾。流域中部多数地区年平均降水量为510-1020毫米，发源地和保罗阿丰索瀑布（Paulo Afonso Falls）以下为1016-2032毫米，瀑布区大部地区的年降水量低于508毫米，少数低于254毫米。降水集中在夏季（12至翌年3月），冬季（4-11月）干旱。

水文

由于该河流经巴西最干旱的地区，季节性水位变化高达9米，旱季所有支流干涸。在茹阿泽鲁（Juazeiro）修筑拦河坝前，其上游的河道旱季狭窄，雨季甚宽；索布拉迪纽（Sobradinho）水库现终年蓄水，不过水位变化较大。

流域特征

圣弗朗西斯科河流经炎热而干燥的巴西东北部，处于热带地区，气候变化规则，每年5-10月为旱季，11月至次年4月为雨季。上游年降雨量1400毫米，中游仅为400毫米。河流平均流量在索布拉廷诺坝址处（距河口840千米）为2776立方米（上标）/秒，最大流量为18000立方米（上标）/秒，最小流量为595立方米（上标）/秒。该地区平均最高气温36℃，最低气温19℃，实测最高气温42℃。河道水深在6-40米之间，河水水位季节性变化达10米。冬季各支流干枯无水。干流河道枯水期狭小，洪水期河谷宽达6-20千米。河口多年平均流量2810立方米（上标）/秒，年径流量940亿立方米（上标），径流深度157毫米，悬移质泥沙浓度为0.06千克/立方米（上标），每年流入大海的泥沙达0.55亿吨。河口宽约1.609千米，口门有沙洲，吃水深的海轮不能进入内河。

流域总降雨量为6300亿立方米（上标），其中6000亿立方米（上标）（占95%）来源于大西洋，只有300亿立方米（上标）来自流域内。流域内蒸发量达4450亿立方米（上标），约占总降雨量的70%，回流入海的只占15%。

荣誉及其他

居民和经济

简介

圣弗朗西斯科河流域的居民大都为葡萄牙人、印第安人和非洲人混血的后裔，但由于沿岸地区是向巴西进行奴隶交易的主要目的地，因此在这个地区绝大多数人的祖先是非洲人。

农业

上-中游流域为农业区，种植棉花、大豆、水稻和玉蜀黍，也生产凤梨、马铃薯、巴拉圭茶、西瓜、甘蔗、咖啡、蓖麻油、棉籽油和兰姆酒。主要城市为米纳斯吉拉斯的皮拉波拉（Pirapora）。

干旱的内地荒漠多用于放牧家畜，主要有牛、驴、山羊和绵羊。沿河两岸发展农业，雨季时浅水滩被河水淤积而成的沙滩所环绕，可用来种植木薯、玉蜀黍、大豆和西瓜；河岸上生长蔬菜作物；并可采集巴西棕榈蜡、野生纤维和橡胶。主要城市为巴伊亚州首府萨尔瓦多商业中心。下游流域大部分乾旱，只适于放牧。沿海低地生长水稻和甘蔗。

自然资源

圣弗朗西斯科河流域有金、铁、锑、汞、铜、砷、锰、钴、方铅矿和黄铁矿，以及玛瑙、钻石、蛋白石，此外还有盐、硫、明矾、大理石、石灰岩和黏土。但水电潜力是最重要的资源，供应巴西东北部电力的主要电站分别位于保罗阿丰索瀑布和特雷斯玛丽亚斯（Tres Marias）水库的拦水坝。此外，上游和下游的水电站向沿海城市萨尔瓦多、阿拉卡茹（Aracaju）和累西腓供电。

灌溉

流域还具有灌溉的重要作用。佩特罗利纳（Petrolina）和茹阿泽鲁附近最大的拦水坝，拦蓄索布拉迪纽水库大量的水。除特雷斯玛丽亚斯水库外，在佩德拉-迪阿瓜（Pedra d'Agua）也有一座大水库，并计画在雅瓜里比（Jaguaribe）修建一座水库，同时开凿一条长483千米的灌溉渠，并在佩特罗利纳将圣弗朗西斯科河与帕拉伊巴（Paraiba）州、伯南布哥（Pernambuco）州东部和塞阿拉（Ceara）州东部的支流连接起来。

纽带

从米纳斯吉拉斯州的皮拉波拉到佩特罗利纳和茹阿泽鲁1609余千米的河段可航行小汽轮。河口的沙滩妨碍吃水深的海轮驶入。在皮拉波拉有一座跨河铁路桥，另一座桥连接佩特罗利纳和茹阿泽鲁两市。虽然河运缓慢不便，但圣弗朗西斯科河是米纳斯吉拉斯州矿区与自茹阿泽鲁向东、向北辐射的各公路之间的重要纽带。

河流利用

水能资源

圣弗朗西斯科河流域最重要的资源是其丰富的水能资源，全流域拟建17座梯级水电站，装机总容量可达2000万千瓦。见圣弗朗西斯科河梯级开发水电站主要技术指标表。

圣弗朗西斯科河流域开发工作经长期酝酿后，于1946年开始做了一些工作，并于1948年9月成立了"圣弗朗西斯科河流域委员会"，该流域委员会制订了包括调节河道径流、开发水能资源、改善通航条件、推广并发展大规模灌溉、防洪、促进工农业发展以及改善卫生、移民条件等的"圣弗朗西斯科流域开垦计划"。首先，在上游修建了特雷斯玛丽亚斯（Teres Marias）水库，以调节径流。另外，计划在皮拉波拉市附近兴建福莫萨（Formosa）水库（中游通航河段的最南端）。这两座水库实际上控制了雨量较大（1400毫米）的上游流域，对于改善中游通航条件、减轻坝下游周期性发生的洪水并增加下游梯级电站的保证出力、增大灌溉能力都起了相当大的作用。福莫萨水库以下计划再建（包括已建）11级径流电站。

圣弗朗西斯科河上游（皮拉波拉以上）不能通航；中游从皮拉波拉至彼得罗利纳可以通小型轮船。

圣弗朗西斯科河蕴藏着丰富的水能资源，规划兴建的13座水电站，水库总库容超过837.6亿立方米，水电站总装机容量超过1581.6万千瓦。到1994年为止，在干流上已建水电站7座，水库总库容690.6亿立方米，发电利用水头474.9米，水电站总装机1347.7万千瓦。其中已建装机在100万千瓦以上的水电站就有4座，它们是索布拉廷诺水电站（装机105万千瓦）、伊塔帕里卡水电站（装机250万千瓦）、辛戈水电站（一期工程装机6台，容量达301.2万千瓦，二期工程预计将机组增至10台，总装机达502万千瓦）。目前已建水电站中装机容量中最大的，是保罗阿方索梯级水电站，该电站第一、二、三期工程装机容量高达148.8万千瓦，第四期工程装机246.2万千瓦，电站总装机容量已达394.8万千瓦。

灌溉工程规划

圣弗朗西斯科河是解决巴西东北内地半干旱地区灌溉与防洪的关键。它发源于降雨比较规律、雨量比较充沛的东南部米纳斯吉拉斯州，是一条流量大而流经半干旱地区的大河。在已兴建的水力发电工程中，特雷斯玛丽亚斯和索布拉廷诺2座水库对该河流量具有显著的调节作用。

特雷斯玛丽亚斯水库位于圣弗朗西斯科河上游段，总库容191.8亿立方米，主要目标为径流调节和防洪。

索布拉廷诺水库总蓄水库容341亿立方米，1970年建成，目标为发电（装机105万千瓦）与防洪，位于"半干旱多边形地带"中心。

洪水期从索布拉廷诺水库取水，通过引水渠自流引水至圣弗朗西斯科河流域北界的矮山脊。开凿隧洞穿越分水岭，连通引水渠，自流或用水泵把水抽至矮山脊北侧山脚处的各个配水池，通过控制建筑物再把配水池的水分配到外围渠道。

通向分水岭的引水渠，沿途除交叉通过圣弗朗西斯科河左岸每一条季节性支流之外，均在河上建一小坝，坝上布置控制设备，旱季缺水期间可将引水渠中的水引入这些支流。

各外围渠道将通过若干支流沿各分水岭延伸，把东部（或沿海）流域与西部的几个平原分隔开，使引水渠系的各条渠道能到达大多数季节性干枯河流的上游。沿各外围渠道兴建众多中、小型水库，洪水期圣弗朗西斯科河可向各水库分水，以蓄存备用。

根据初步研究结果，圣弗朗西斯科河以北半干旱地区，如果灌溉用水不受限制，则有78万公顷土地适于耕作，其中约有14万公顷可由当地现有水源进行灌溉。圣弗朗西斯科河引水方案，按1年4个月内总引水流量1000立方米/秒估算，可提供充足的水源灌溉另外的60余万公顷（上标）农田。引进半干旱地区的水，主要将分配到现有的天然河道，然后再分配到各地的灌溉工程。

航运

圣弗朗西斯科河从河源至皮拉波拉市700千米的上游，有几处急流段。在皮拉波拉市附近有一个7米高的瀑布，瀑布以下至彼得罗利纳市为中游段，长1290千米。除一段9千米长的河段（在彼得罗利纳市上游40千米处，称之为"索布拉廷诺险滩"），其水面比降超过0.5米/千米外，其余河段水面比降一般仅有0.09米/千米，所以，长期以来一直为通航河段。中游河段弯曲度很小，大约只有10%；整治前最小水深0.7米，疏浚后，最小水深增至1.5米。洪、枯季水位变幅高达10米，枯水期河道狭小，洪水期河宽达6-20千米。它的若干条支流，下游段可以通航。彼得罗利纳市以下至伊塔帕里卡瀑布一段，长440千米，称为次中游。虽然该河段水面比降属于中等，并未禁止通航，但由于有许多险滩和小瀑布，不适于通航。

伊塔帕里卡至皮拉尼亚斯（Piranhas）河段，长85千米，有两个大瀑布：伊塔帕里卡瀑布，高15米；保罗阿方索瀑布，高80米。保罗阿方索瀑布以下是一段长约70千米的峡谷河段，总落差达130米。

从皮拉尼亚斯至大西洋为下游河段，全长210千米，可以通航。

从以上情况看，圣弗朗西斯科河干流可通航里程大致只有1500千米，而且只能通较小的内河船舶，在其下游段，由于河口泥沙淤积碍航，吃水深的海轮亦不能进入内河。

将来，拟在皮拉波拉与特雷斯玛丽亚斯坝之间140千米的河段上再兴建2-3座水坝和船闸，并在特雷斯玛丽亚斯坝上增建2座船闸，以便圣弗朗西斯科河中游航道向上游延伸，船舶通过皮拉波拉市可一直上行至特雷斯玛丽亚斯水库。从该水库继续上行即可到达圣弗朗西斯科河最上游的支流之一的帕劳佩巴河。

尽管有特雷斯玛丽亚斯水库的调节，在旱季，圣弗朗西斯科河仍有若干河段水深不能满足船舶通航要求，因此，对这些河段进行了系统疏浚，确保一条宽20米、深1.5米的常规船舶航道。在中游最靠近彼得罗利纳市通航河段以上110千米处的库拉林霍（Curralinho）和伊坦斯（Itans）之间进行了水下岩石开挖，将露出水面的一些岩石清除掉，最后将该16公里长的河段疏浚成宽60米、最小水深1.8米的航道。自索布拉廷诺电站建成后，此河段水深又增加了12米，所有碍航岩石均被淹没在水下，通航条件大为改善。

索布拉廷诺瀑布，是中游段通航的主要障碍。在该处，河道被分为两支：一支为"萨库多梅约"（Saco Do Meio），河槽宽750米，在2.5千米长的河道内水面落差为4.5米；另一支即为索布拉廷诺，在90千米长的河道内，水面落差约4.5米。索布拉廷诺坝，最大坝高41米，坝长350米，总库容341亿立方米，有效库容288亿立方米，可保证下游最小流量达到2060立方米（上标）/秒。建有通航船闸：最大水头32.5米，最小水头17.5米，闸室尺寸为145.3米×17米（长×宽）。采用动力平衡输水系统，充水时间13.75分钟，放水时间18分钟，闸室内水位上升平均速度为2.36米/分钟。上闸首采用淹没式垂直提升门，下闸首采用人字门。船闸设计有效通航能力为800万吨/年。

圣弗朗西斯科河中游在索布拉廷诺以上将来还要建几个梯级电站，这些梯级电站虽不是专为航运而建，但建成后无疑将会改善通航条件。

考察与勘探

最早欧洲人在沿海以外的地区以及圣弗朗西斯科河流域进行掠夺，其中包括在印第安人中围捕奴隶。19世纪前除了某些分散的牧场主外，人们对内地很少给予注意。1938年疟疾流行后，在巴西东北部进行了大量的科学研究，至1940年这种疾病在上述地区得到根治。