圣劳伦斯河(Saint Lawrence River)是北美洲东部大河,五大湖的出水道。发源于安大略湖,向东北注入大西洋圣劳伦斯湾,全长1287千米,流域面积约30万平方千米。
河流形成于约1万年前,是连接五大湖与大西洋的水道。从湖口至蒙特利尔为上游,多急流险滩;魁北克以下为下游,河口形成三角湾。流域降水丰沛,受五大湖调节,水量稳定,有凌汛现象。冬季结冰,蒙特利尔河段结冰期约4个月。
圣劳伦斯河在历史上是法国在北美洲殖民的开端,1608年沿河建立了魁北克城。河流被称为加拿大的“母亲河”,两岸集中了魁北克省大部分人口和工业。1959年圣劳伦斯航道开通后,成为国际航运通道。
圣劳伦斯河沿线分布有多个旅游目的地。位于圣劳伦斯河上游千岛地区的千岛群岛国家公园建于1904年,原名圣劳伦斯群岛国家公园,以其独特的岛屿景观成为加拿大东部的一处旅游目的地。比克国家公园坐落在圣劳伦斯河岸。萨格奈峡湾公园连着圣劳伦斯河,峡湾口的圣劳伦斯海洋公园从事保护白鲸等工作,并可乘大型游船沿河观光。
在圣劳伦斯河出海口附近,海水上升带来了巨量的营养物质,吸引了包括蓝鲸、白鲸、座头鲸在内的多种鲸鱼前来捕食并在此繁殖,使这里成为世界上为数不多的观鲸海域。沿岸的加拿大公共滨水长廊景观项目将圣劳伦斯河沿岸原本荒凉的地带转变为一个可用于开展休闲和文化活动的场所。
圣罗伦斯河国际急流段是从京斯敦到蒙特娄以北一个界线分明的地区,这里由于河床斜度有许多突然变化,蒙特娄和南面的安大略湖之间有必要建立一条航路及本地区需求电力,于是建立了水电站、运河和圣罗伦斯航道的主要部分。
河口区潮汐作用通常比径流对水位的影响大。主航道在逐渐变宽的岸线沿弯曲河道摆动,经过许多岛屿和浅滩,最后在失望角和亚当斯角之间进入太平洋。
哥伦比亚河口潮汐属太平洋海岸的日不等型,带有从高高潮到低低潮的长振幅,平均潮差1.98米,台风暴潮最高潮位比平均低低潮位高3.54米,经测定河口潮棱柱体为5.78亿立方米。
1885年拦门沙最小水深普遍只有6.1米。为了获得9.1米深的稳定航道,1885年10月建造了一条南导堤,从亚当斯角向北延伸7.2千米,沿北岸设置了4道防波堤。1895年航道水深增至9.4米,但这种效果是短暂的,后来沿导堤北边形成了克拉索沙嘴,并逐渐发育成与亚当斯角相连的实体,至1902年,航道分汊成3股,水深复又减小为6.7米左右,航运条件不断恶化。
1905年实施了12.2米航道水深的口门治导规划,延长南导堤,结合疏浚建造北导堤和防波堤,以保证2.4千米长,12.2米深的进口航道。南堤延伸后,1911年河口恢复了单一航道,通过拦门沙的航道水深增至7.3米,北导堤工程始于1913年8月,至1917年8月竣工,全长3.9千米。当时拦门沙上的航道水深已增至12.2米,以后又不断刷深,到1927年底,水深达到14.3米。
为了适应现代远洋航运的需要,1954年对原有口门工程进行了改造。首先,通过疏浚使整条810米宽的航道水深达到14.6米,然后,计划在取得足够经验后再沿北岸建造B导流堤。1956年和1957年的疏浚表明,尽管疏浚后航道水深可达14.6米,但一到冬季就出现严重淤积。这两年大约有75%的疏浚泥沙倾倒在南导流堤尾端以南1.6千米的外海区,其余的泥沙倾倒在口门附近的深水区。
1958年进行原型测量表明,疏浚倾倒的泥沙重又回到航道上来。因此,后来改变了疏浚抛泥方法,集中把泥沙倾倒到较远的外海区,情况有所好转。
在哥伦比亚河流域,随着水电工程的建设,防洪、航运、灌溉、旅游等方面均获得了全面发展,成绩显著,哥伦比亚河已成为世界上利用比较充分的一条大河。美国对该河的开发,在规划与综合利用上有如下几个特点:
1.规划先行。把规划作为一项经常性的重要工作。以陆军工程师团为主,编制过1931、1938、1948、1961、1972年的规划报告,1983年又提出了新的规划报告。作为兴建具体工程的依据,使执行时有章可循。
2.注重综合利用。将综合利用作为流域规划的一个基本原则,强调对水资源进行有效和充分利用。在重视发电、防洪、灌溉、航运等开发对象的同时,对于渔业、旅游、生态环境等问题也作了认真的研究和相应的安排。哥伦比亚河的综合利用问题解决得比较好,其原因主要是:①各部门有国会通过的法律作为根据,要求合理,讲究实效,采取分期分步骤实施的方针;②广泛进行科学研究,认真解决疑难问题;③其径流主要来自融雪,在水库库容运用上,防洪与兴利兼并;④灌溉、过鱼和旅游方面的要求具有季节性,主要在夏季,这时水库正是蓄水阶段,电网负荷也比较低,故容易满足这些部门的要求。
3.逐步在上游干支流上修建水库调节径流。为了使发电同航运、过鱼等部门取得协调并减少淹没损失,对哥伦比亚河和斯内克河中下游,主要采取中低水头径流式梯级开发,逐步将调节径流的水库建在上游干支流上。已建水库(包括加拿大境内3座大水库在内)共17座,总的有效库容为535亿立方米,可进行多年调节。
4.强调经济分析。对各项规划,经济论证工作都作得比较细,国家审查规划报告,首先注重的是经济上合理,对联邦所属工程,经济比较规定采用效益与费用比率法,被选用方案的比率一定要大于1。实际上,陆军工程师团常按净效益最大这一原则挑选方案。
由于哥伦比亚河流域涉及加拿大西南部和美国西北部,因此,只有通过合作与协调才能充分合理地开发利用这一水资源。
一、哥伦比亚统一委员会成立之前的协调规划。1920年美国通过了联邦水力发电法,多目标开发第一次受到重视。该法要求非联邦实体在建设水电工程之前必须获得许可证。其方案应保证不因发电而影响航运、防洪、旅游和河流的其它用途。在20世纪20年代,一家公用电力公司根据联邦水力发电法兴建了石岛水电站。
1927年,美国国会授权陆军工程师团进行河流普查,以编制有效地利用河流满足航运、发电、防洪和灌溉等目标的总体规划。1931年完成了哥伦比亚河于流规划报告。建议在大古力建高坝蓄水灌溉,解决灌溉中部华盛顿高原肥沃而干旱的土地问题。当时认为防洪是一个次要的问题,可以通过在局部河段修建防洪堤求得解决,但1948年的大洪水证明当时不重视防洪问题是一个重大的失误。30年代初,政府决定作为联邦工程,由陆军工程师团负责修建以航运和发电为主的邦纳维尔水电站,由垦务局负责修建大古力水电站,主要的目标是灌溉和发电。
1936年,美国国会通过了防洪法,该法规定“干流通航河段及其支流的防洪由联邦政府专门管理”。虽然该法没有立即对哥伦比亚河干流的开发方案产生影响。然而,在1938年它导致核准在人口众多的威拉米特河流域建一系列多目标的水库。
1937年美国国会通过了邦纳维尔工程法案,从而解决了邦纳维尔水电站和大古力水电站电力销售问题。同年,美国内政部成立了邦纳维尔电管局,专门负责输送和销售邦纳维尔水电站的电力。
1938年陆军工程师团根据地区经济发展的需要对1931年的流域水资源开发规划报告进行了重新审查,提出了修订报告。报告建议在斯内克河下游增加一系列通航梯级。报告为1945年国会授权兴建麦克纳里水电站和斯内克河下游工程提供了依倨。
1934年成立了西北太平洋区域规划委员会,这是联邦、州和地方政府协调规划的首次尝试。第二次世界大战期间,该委员会停止了活动。1946年成立了哥伦比亚统一委员会。
二、哥伦比亚统一委员会与四北太平洋流域委员会的协调规划。成立哥伦比亚统一委员会,目的在于协调联邦、州和其它公共事业单位对该区水资源开发工程的规划、建设和管理。哥伦比亚统一委员会是由美国农业部、陆军、内政部、联邦电力局和邦纳维尔电力管理局5个机构的代表组成的特别委员会,其中有7个州的代表参加哥伦比亚统一委员会的会议,报告本州的活动,但他们没有表决权。哥伦比亚统一委员会是一个咨询与协调机构,而不是规划组织。
1948年陆军工程师团受命重新审查哥伦比亚河水资源开发规划报告,并于1948年完成了研究工作。规划报告包括厂所有的支流,其成果被称为控制性规划总报告。报告将发电放在首位,其次是灌溉,再次是防洪。1948年5月,即该报告编制工作安排后不久,哥伦比亚河遭受了一次洪水袭击,波特兰及其相邻地区洪灾尤为严重。这次洪灾使防洪问题得到重视,于是,将发电与防洪的一致性列为规划原则。
在陆军工程师团完成规划报告的同时,美国垦务局也完成厂对哥伦比亚河流域的第一次综合规划报告。在规划一系列大型蓄水水库的问题上,两报告有不同的见解。鉴于这点,两个机构针对各自的规划进行了协调,最后,向国会递交一份统一的规划报告。
从20世纪30年代起,该地区大部分的电力是由联邦水电工程提供的。邦纳维尔水电站、大古力水电站、亨格里霍斯水电站、麦克纳里水电站、阿尔本尼瀑布水电站、契夫约瑟夫水电站和达尔斯水电站及几个小型水电站均由联邦政府授权并投资兴建。
在50年代末60年代初,联邦政府采取鼓励私人公司参与兴建水电工程的政策,致使发电量大大增长。虽然他们无力兴建较大的水电工程,但是,他们联合起来可以兴建普里斯特滩水电站、瓦纳普姆水电站、石河段水电站和韦尔斯水电站等工程。
1958年陆军工程师团完成了对哥伦比亚河流域资源开发规划报告的修改工作,这次研究通过对蓄水库方案的比较使一系列上游蓄水库的规划工作前进了一步,报告中建议将位于清水河下游已建的德沃夏克水电站作为上游蓄水库群的一个组成部分。
1961年哥伦比亚河的第三个规划经美国第87届国会通过。该规划的主要内容是兴建有调节特大洪水能力的水力发电工程以适应日益增长的电力需求,改善哥伦比亚一斯内克河航运系统,提高灌溉供水量,并与加拿大政府谈判兴建加拿大境内的哥伦比亚河诸水库。
在哥伦比亚河流域加拿大境内兴建上游蓄水库的愿望已有多年。1961年1月17日,美加两国政府签订了共同开发哥伦比亚河水资源条约。该条约规定通过共同开发哥伦比亚河水资源,确保水力发电、防洪和其它各种效益,使美加两国共同受益。条约的内容包括在加拿大境内和美国境内建一些蓄水工程,发电和防洪效益由两国均分。
根据这一条约,加拿大政府决定在其境内的哥伦比亚河段修建库容为180亿立方米的水库群,以控制和调节哥伦比亚河的流量。为达到这一目的,加方将修建以下几座大坝:①在不列颠哥伦比亚省麦克里附近,拦截哥伦比亚河,修建一个库容为86亿立方米的水库;②在不列颠哥伦比亚省阿罗湖河口,修建一个库容为95亿立方米的水库;③在邓肯湖附近,利用不列颠哥伦比亚省的库特奈河下游的一个或一个以上坝址,修建库容为17亿立方米的水库。
哥伦比亚河条约于1964年9月生效,在此之前,曾就下述事项达成了协议:①两国政府就条约的附件达成协议,详细阐明条约各条款的内容;②加拿大政府与不列颠哥伦比亚省签订工程承包合同,并规定加拿大的兴建工程及履行条约的职责;③在不列颠哥伦比亚省水利电力管理局和美国电力公司共同体之间签订一项电力买卖合同,加拿大方面将各水库所发的电力卖给美国,供电限期为30年。
西北太平洋区域的水电工程发展得相当快。仅哥伦比亚河水系,就有已建和在建大型工程47个。另外,本区域还有约100个附属水利工程。
三、1965年以后的规划。1965年美国国会通过了水资源规划法,自此,河流规划与管理进入了一个新时期。1967年成立了西北太平洋流域规划委员会,作为哥伦比亚统一委员会的替代机构。该委员会肩负着对该区水资源及相关土地资源的开发、管理和保护的规划协调工作。西北太平洋流域委员会不同于哥伦比亚统一委员会,因为该委员会在为联邦、州、州际、地方和私人企业对哥伦比亚河水资源及其相关的土地资源开发、管理和制定综合协调计划时具有法律效果。
70年代末国会又一次指示陆军工程师团重新审查哥伦比亚河流域的水资源的开发规划报告。这次研究的主要对象是已建的一系列工程。研究这些工程运行方式的改进和搞清这此些工程应增建的附属工程。1983年完成了修改后的系统规划报告。
1945年成立的哥伦比亚河水源管理局作为原来哥伦比亚统一委员会(后为西北太平洋流域委员会)的一部分,负责监督哥伦比亚河日常管理活动。哥伦比亚水源管理局由哥伦比亚河流域的7个州代表和主要的联邦机构的代表,如邦纳维尔电力管理局、美国陆军工程师团、垦务局、以及国家气象局、水土保持局和渔业及野生动物机构的代表组成。该管理局每月召开一次会议,审查诸如1977年旱季如何为鱼类的迁徙提供足够的河水流量,如何保持城区在7月份有足够高的水位这样的水系管理问题。哥伦比亚河水源管理局没有管理权,它的任务是进行协调工作,在过去的34年里,该管理局起到了协调作用。
干支流梯级开发方案:1932年,美国陆军工程兵团向国会提出美国境内哥伦比亚河干流的开发规划。据此,1933年开工兴建大古力和邦纳维尔两座大水电站。1948年哥伦比亚河发生了一次洪水,受灾严重,防洪问题开始受到重视。当年重新提出了包括防洪在内的综合利用流域规划,以后又经多次修改补充。规划建议美国境内的哥伦比亚河干流分12级开发(见哥伦比亚干、支流大水电站位置示意图)。主要在大古力建高坝,回水至加拿大边境。其余各梯级坝都不高,水库不大,基本上为中、低水头径流电站。另外,在支流上布置了一系列水库,共计有效库容301亿立方米,以便共同调节径流,这样,干支流大小水库合计总库容633亿立方米,相当于年径流总量2340亿立方米的27%,对防洪和发电所需的调节库容还是不够的。
经过多年的研究协商,加拿大在干流上游修建了3座水库,共提供有效库容191亿立方米,对其下游美国一系列水电站可增加平均出力280万千瓦,还有防洪作用。这些效益由两国平分。
哥伦比亚河的洪水历时较长,而且比较有规律,一般都在5-7月,而以6月最大。综合利用水库在汛前留出防洪库容,汛末蓄满,可将防洪和兴利较好地结合。哥伦比亚河的防洪标准,按历史最大洪水,即1894年发生的3.5万立方米/秒考虑。上游干支流水库拦洪调节后,下游约翰迪水库再专留防洪库容24.7亿立方米,可使最大流量降至2.2万立方米/秒,配合下游地区的堤防,足以满足防洪要求。
1972年哥伦比亚河曾发生了一次大洪水,天然洪水流量达29500立方米/秒,由于干支流水库拦洪,使下泄流量降到17600立方米/秒,下游范库佛市的洪水位比天然情况降低了3米,避免了2.5亿美元洪灾损失。这次洪水中各水库起到的拦洪作用:加拿大在上游建的两水库占28%,大古力水库29%,约翰迪水库3%,几座支流水库22%。
哥伦比亚河口至波特兰市和范库佛市河道长185千米,开辟水深12.2米、宽183米的航道,可通过2.6万吨海轮。在范库佛市以上,沿哥伦比亚河干流上溯到支流斯内克河的刘伊斯顿市计长500千米,落差210米,现已在干流和斯内克河上建成8级共9座船闸。
哥伦比亚河流域可灌农田60万公顷,1984年该流域所在3个州的灌溉面积已发展到325.4万公顷,占全国灌溉面积的13%,其中喷灌面积186.7万公顷,为该区灌溉面积的57%。
哥伦比亚河在整个流域内已建成39座装机容量超过25万千瓦的大型水电工程,其中,干流14座,支流25座。美国联邦机构从20世纪30年代开始,在哥伦比亚河流上修建了29座主要的水坝。联邦修建的这些水坝,不但提供了洪水控制、灌溉、鱼类洄游、鱼类和野生物种的栖息,而且具有发电、航运和娱乐等综合效益。由于这些大型水电站的修建,客观上促进了纵横交错的超高压和特高压输电线路的建设,推动了美国西部电网的发展和与其它电网的联网。同时也促进了非联邦机构修建其余的中下型水坝。
哥伦比亚河的水能资源极为丰富,全流域可开发水电站装机容量6380万千瓦,年发电量达2485亿千瓦·小时,其中加拿大境内可开发装机容量871万千瓦,年发电量347亿千瓦·小时;美国境内可开发装机容量5509万千瓦,年发电量2138亿千瓦·小时。至1991年底,全流域已装机3600万千瓦,年发电量1606亿千瓦·小时,分别占可开发水能资源的65%和75%,其中加拿大境内已装机540万千瓦,年发电量232亿千瓦·小时,美国境内3060万千瓦,年发电量1374亿千瓦·小时。
加、美两国在哥伦比亚河干流上共分16级开发,加拿大已建3级,美国已建11级,共14级,利用水头735米,水库总库容583亿立方米,有效库容332亿立方米,现有总装机2199万千瓦,最终装机可达2998万千瓦,年发电量881亿千瓦·小时,后期发电量可达1155亿千瓦·小时。其中100万千瓦以上的水电站有8座,最大为大古力水电站,现有装机649万千瓦。
加美两国在全流域大小支流上规划兴建的大、中、小型水电站1053座,共计有效库容426.4亿立方米,装机容量2934万千瓦,年发电量1088亿千瓦·小时。现已有装机容量1289万千瓦,年发电量558亿千瓦·小时,开发利用率分别为44%和51%。其中加拿大规划可开发装机容量270万千瓦,年发电量127亿千瓦·小时,已建电站装机182万千瓦,年发电量96亿千瓦·小时,分别为可开发数的67%和76%。美国境内可开发装机容量2664万千瓦,年发电量961亿千瓦·小时,已建电站总装机1107万千瓦,年发电量462亿千瓦·小时,分别为可开发数的42%和48%。两国在各支流上已建258座大、中、小型水电站,其中单站装机25万千瓦以上的大水电站16座。2.5万-25万千瓦的中型水电站40座,2.5万千瓦以下的小水电站202座。
美国西北地区的水电系统是世界上最大的水电系统之一,其水电开发、水电布局和水电调度都极为引人瞩目。
各部门年效益的计算,均有具体的规定。例如,水电的年效益等于其可能作为替代电量和容量的经济价值;防洪的年效益等于减去洪灾的年平均损失;航运的年效益等于同替代方案相比的年费用节约。各部门的年费用则包括每年偿还建设投资的本息和运行维修费等。
联邦所属工程,均由国会批准拨款兴建,并规定防洪、航运、渔业、野生动物保护、游乐设施等部门的投资,均不偿还,灌溉工程要偿还投资,但不计利息,发电和供水工程的投资要计息偿还,投资偿还的期限,大体上按各工程的使用年限确定,如水力发电工程为50-100年,灌溉工程为50年。
对于综合利用工程的总投资,规定覆行投资分摊。因为通过分摊可以将总投资划分为上述要偿还和不要偿还两部分,各部门必须按各自的分摊投资进行各自的经济分析,分摊方法规定采用“可分费用—剩余效益法”。
根据在安大略省康瓦耳的测量,此段河的流量约6100立方米/秒。
魁北克低地是一小段水流平缓而不可逆的河段。
这段水道的特点是有该水系的主要支流渥太华河流入,有众多岛屿,有蒙特娄及其卫星城的发展,并有一定数量的河水污染。
蒙特娄港的发展,除其他因素外,还有赖于利用18世纪开始的工程加深河道——下游通过疏浚,上游通过修运河。
冬季月份一层厚冰把两岸连接起来,由破冰船保持一条能畅通轮船的河道。
河口湾上游从圣皮埃尔湖(LakeSaint-Pierre)延伸到魁北克的奥尔良岛以下。此地淡水潮开始双向流动。
冬季月分的冰封情况类似蒙特娄,但也可能发生河口湾中游的情况,那里的情况是必须分清坚固的有裂缝的排冰(或礁冰)与顺岸移动的砾冰之间的不同。
沿岸地区有战略价值高的高悬岩,因此1608年在此建立了魁北克市。其紧邻地区成了有特色的讲法语的加拿大人历史发源地。
河口湾中游从奥尔良岛东端至另一主要支流萨格奈(Saguenay)河汇合处上游一侧,在此圣罗伦斯河展宽,但仍然相当浅。
淡水逐渐变咸。吹东风时,这里可能较早嗅到海草的气味。潮水涌入变窄的河道后,在此段达到最大高度。
这里破碎的礁冰是河口湾下游冰的主要来源之一。
河口湾下游是整个圣罗伦斯河水道大型的地形交替地区之一,在萨格奈河汇合处附近,与水底沟恰成直角。此处河底有显著的坡度变化:汇合处16公里以内,水深由约25米增加到349米。正是通过此处下沉的河谷,冰冷的海水从下游进入此地区。
虽然河道很宽,但有许多渡船往返於两岸。河的北岸人口稀少,因为其后是荒凉崎岖的加拿大地盾区。
与此相反,河口湾下游南岸主要是面向内地,主要公路,包括加拿大横贯公路,从河边通往新伯伦瑞克及加拿大其他沿海各省。
海口湾的范围是上游的蒙角(Pointe-des-Monts)岬和通往圣罗伦斯湾的安蒂科斯蒂岛。
圣罗伦斯湾面积大,本身有环流,是一个独立的整体,不能算海口湾的一部分。
蒙角以下,上面提到的海底峡谷宽了1倍,到达80公里以上。
这里含盐量使水不能结冰,因而北岸的七岛市(Sept-Iles)港虽然比蒙特娄位置靠北得多,事实上冬季更易於保持航行畅通。
北岸因其内地有丰富的铁矿和水力发电潜能并与海口的这段成直角,提供了良好的经济发展条件。
在气候与水文方面,圣罗伦斯水系整体包括几个带。
在水系的上游部分向下游流动中,有些相关的北方特点消失;从注入苏必略湖的北方溪流降至伊利湖的路线上,由亚极地气候演变为比较温和的南方型气候。
与此相反,水系的东半部,即从伊利湖西端到圣罗伦斯河口湾北岸,又逐渐回复到亚极地气候带。这个基本画分突出了河流中段水文的地区对比。
例如,伊利湖夏季水大量蒸发掉,而流入圣罗伦斯河水湾的水又受到降雪的严重影响。
圣劳伦斯河属雨雪补给型,有五大湖水调节,加以流域内降水季节分配均匀,水量丰沛而稳定。河口年平均流量为10540立方米/秒,流量年变幅仅70%左右,含沙量较小。每年12月至翌年4月河流封冻。
在蒙特娄一大部分河水来自五大湖,因而就有了明显的规律性。而在河口湾的入口处,高潮进入的海水量比以低潮往下流的河水量大得多;在这里圣罗伦斯水系在性质上是十足海洋性的,而不是湖泊性的。水温的季节差异大也反映了这些地区的基本水文特点。
相较而言,罗伦斯河地区虽然受到人类影响也已有数百年之久,它的生物世界却没有发生什么变化。但在河道系统的上游和下游,在河水的深处与表层,在河岸边沿与河道中心,动植物的分布则有一些明显的差异。
动物有鱼类(包括鱘、银白鱼和鲱鱼)、哺乳动物(包括海湾的白鲸)和软体动物(包括海螂)。全河上下的一个突出现象是成群迁徙的鸭、鸨和鹅,沙滨与河岸是它们随季节迁徙的觅食之处。从伊利湖向圣罗伦斯湾东北延伸的大片杂木丛生的区域由落叶林、混合林、针叶林和开阔的泰加群落组成,无疑具有与河相关的植被的特徵。除此之外,它也展示出与河有关的其他特徵,如淡水区域的沙岸草坡和从河口湾中部开始出现的耐盐植物。
圣劳伦斯河为北美洲东部大河,五大湖的出水道。它是一条国际河流,源于美国,流经加拿大,向东北注入大西洋圣劳伦斯湾。全长1287千米,流域面积约30万平方千米。
圣劳伦斯河从安大略湖口的京士顿开始,直到安大略省的康沃尔,是美国和加拿大的界河;康沃尔以下河段则完全在加拿大境内。
从安大略湖口至蒙特利尔为圣劳伦斯河上游,长约300公里。该段河床基岩突露,地形复杂,在湖口以下约64公里内形成了由1800多个岛屿组成的“千岛”景观。河流处于尼亚加拉瀑布下游,承接来自安大略湖的水系。
圣劳伦斯河是连接美、加两国的国际航道,对两国地理和经济均有重要意义。
圣劳伦斯河是北美洲东部大河,五大湖的出水道。圣劳伦斯河自安大略湖东北端流出,向东北注入大西洋圣劳伦斯湾。全长约1287千米(指湖口至河口段),整个水系长达3260千米;流域面积约30万平方千米。整个水道系统可分为三大段:从安大略湖口至蒙特利尔为上游,长约300千米,河床比降大,多急流险滩,水能资源丰富;蒙特利尔至魁北克为中游,长256千米,比降减小,流速变缓;魁北克以下为下游,长700多千米,河面展宽,水深增加,河口形成三角湾。主要支流有渥太华河、黎塞留河、萨格奈河等。河口处流量约1万立方米/秒,水量季节变化很小。
圣劳伦斯河为北美洲东部大河,是五大湖的出水道。圣劳伦斯河自安大略湖东北端流出,向东北注入大西洋圣劳伦斯湾。圣劳伦斯河全长约1287千米(或3260公里),流域面积约30万平方千米。从安大略湖口至安大略省的康沃尔是美国和加拿大的界河,康沃尔以下全在加拿大境内。
圣劳伦斯河道所处地层的地质年代可以追溯至10.8亿年前。现代圣劳伦斯河则形成于约1万年前,是末次冰期后冰川消融、海平面变化以及陆地均衡抬升的共同结果,由连接五大湖与大西洋的古海沟演变而来。
圣劳伦斯河通常分为三段。从安大略湖口至蒙特利尔为上游,长约300公里,河床比降大,多急流险滩,河床基岩突露,形成著名的千岛群岛景观。蒙特利尔至魁北克为中游,长256公里,比降减小,流速变缓,河宽约2公里,水深增加。魁北克以下为下游,长700多公里,河面显著展宽,水深增至10-30米,流速更缓。
在下游,圣劳伦斯河与萨格奈河交汇处,河底地形发生剧变,在约16公里内水深由约25米急剧增加至349米,形成一个巨大的水下断层(或海沟)。
魁北克城位于圣劳伦斯河中游与下游的交界处,河流在此开始收窄,扼守着通往加拿大腹地的水路咽喉。
雅克·卡蒂埃将圣劳伦斯河称为“加拿大河(rivière de Canada)”,此名一直沿用到17世纪初期。到1616年,虽然整个地区已被命名为新法兰西,但加拿大大河及圣劳伦斯湾沿岸的土地仍被称为加拿大。
圣劳伦斯河的形成始于约1万年前。在两万年前的第四纪冰川鼎盛期,加拿大被厚冰层覆盖;其后气候转暖,冰川融化,海平面升高,淹没北美东北部形成古尚普兰海;随后陆地抬升,将这片水域与大洋隔离,冰川融水逐渐替代海水,形成了五大湖;不断抬升的陆地最终露出一条连接五大湖与大西洋的海沟,即今日的圣劳伦斯河。圣劳伦斯河为五大湖的出水道,五大湖的全部水流最终汇聚在圣劳伦斯河中,流入大西洋。
1602年,亨利四世派出一队商人,在圣劳伦斯河的下游沿岸建立了商贸中心,这是法国在北美洲殖民的开端。1608年,尚普兰率众在圣劳伦斯河的岸边建立了魁北克城,成为法国在北美的第一个永久据点,法国人在北美洲的早期活动都是沿着圣劳伦斯河进行。
1954年,美国和加拿大合作开发圣劳伦斯航道,1959年该航道正式开通,两国相信这条航道的建设会改善五大湖与圣劳伦斯河流域的航运条件,加强五大湖区与海外的经贸往来,并创造大量就业岗位。该航道工程是当时一项重要的民用工程创举,在建造过程中雇用了约22000名工人,修建了船闸、运河和堤坝,形成了一条8米深的水道。然而圣劳伦斯航道的开通给五大湖区生态环境带来了严重后果,众多外来生物随着经过航道的船只进入五大湖,在与当地本土物种的竞争中占据优势,深刻改变了五大湖区生态系统。
圣劳伦斯河两岸集中了魁北克80%的人口和几乎所有的工业,哺育了两岸居民,同时也促进了经济的发展。圣劳伦斯河不仅是连接美、加两国的国际航道,而且通过远洋航线可与西欧和世界各地连接,具有重要的经济意义。主要港口包括金斯顿、蒙特利尔、魁北克市等。航道对美国和加拿大经济有重大作用,运输量最大的商品是谷物,其次是从魁北克和拉布拉多向美国出口的铁矿石。
美加两国都采取了一些措施减轻生物入侵带来的影响。欧洲的莱茵河、美国的密西西比河、加拿大的圣劳伦斯河等河流,都经历了水体污染、水生态退化的阶段,当前这些河流的水环境和水生态系统都得到了恢复。加拿大魁北克发起了一项国际竞赛项目,主题是“重建我们的河流”,面向全球征集有独特的、富有创造性的区域治理方案以强化城市中圣劳伦斯河四条支流。加拿大公共滨水长廊景观3期项目将圣劳伦斯河沿岸2.5 km原本荒凉的高速公路和铁路走廊,转变为一个开展休闲和文化活动的理想场所,项目的主要目标是将河流还给人民。
圣劳伦斯河不仅是连接美、加两国的国际航道,而且通过远洋航线可与西欧和世界各地连接,具有重要的经济意义。
早在1939年大战伊始,德国人就知道加拿大皇家海军的实力已今不如昔,而且为盟军运送物资的行动必将严重削弱其领海的防御。同时德国人也注意到哈立法克斯港的重要性,德军潜艇开始了纽芬兰岛和诺瓦斯科蒂亚附近海域的巡航,这是任何一支前往英国的护航队的出发地。由于已非常接近加拿大海岸,德军潜艇距离通往这个国家内陆心脏的圣劳伦斯河其实仅有一步之遥,而事实上德国海军先前并未制定关于圣劳伦斯河的作战计划。
圣劳伦斯河之战最初由德国海军“U-553”号潜艇引发,这艘潜艇当时正在由美国东海岸的波士顿前往哈立法克斯的航线上全速航行。由于引擎故障,“U-553”号潜艇不得不改航向为被认为是相对而言比较安全的圣劳伦斯,希望在那里可以着手对潜艇进行修理并有望发现一些容易攻击的目标。1942年6月10日夜,“U-553”号发射的鱼雷命中了刚刚离开安翟科斯第岛数公里的英国货船“尼科亚”号;不到两小时后,“U-553”号再次发现并攻击了荷兰货船“勒托”号,猛烈的爆炸致使该船立即沉没。在将战火燃至距离魁北克市不到600公里处后,“U-553”容离开圣劳伦斯河返回大西洋。
1942年夏,圣劳伦斯河上的防御力量仅有一艘“邦加”级扫雷艇、两艘“法尔迈尔”级巡逻艇和一艘武装快艇,而这一海上力量显然无法承担由萨普特雷至加司佩海岸长575千米、宽110千米圣劳伦斯水域的巡逻任务。
加拿大政府于1942年9月9日命令圣劳伦斯河流域全面禁航,这个引起广泛争议的决定看来更多的是出于政治考虑。一个普遍的观点认为:当时的加拿大政府已经无力保护其领海水域。因为禁航的缘故,原先驶往蒙特利尔和魁北克的货船上的货物只得转而由铁路运往哈立法克斯,这样一来便给铁路运输带来了更大的压力。但是,所有的护航船只自此得以统一由哈立法克斯港出发,而纽约方面起程前往英国的护航船队则无须等待来自魁北克和蒙特利尔的船只。禁航命令对盟军的海上运输没有带来任何影响,对德军也毫无益处而言。
1944年10月14日,装有水下通气管的德国海军“U-1223”号潜艇成功的进入圣劳伦斯河并重创加拿大货船“马格”号;11月2日再次击沉货船“桑普森”号。三星期后,“U-1228”号潜艇在卡波特海峡用鱼雷击沉加拿大皇家海军“肖文尼根”号轻巡洋舰,该舰成为圣劳伦斯之战中的最后一个牺牲品。
法国人在北美洲的早期活动都是沿着圣劳伦斯河进行,这条大河不仅给法国人提供了水源和海狸,也是保障他们能进退自如的交通要道。
圣劳伦斯河沿岸分布着多座重要城市,自上游至下游主要包括金斯顿、蒙特利尔、三河市和魁北克市。金斯顿是圣劳伦斯航道上的重要港口之一;魁北克市则扼守着通向加拿大腹地的河流咽喉。圣劳伦斯河两岸集中了魁北克省80%的人口和几乎所有的工业,哺育了两岸居民,堪称加拿大的“母亲河”。在河口的加斯佩地区,圣劳伦斯河与萨圭纳河交汇,海水上涌带来的营养物质吸引了蓝鲸、白鲸、座头鲸等鲸群聚集繁殖,使该地区成为世界著名的观鲸胜地。
圣劳伦斯河作为重要的航运通道,面临着一系列环境挑战,美加两国也实施了相应的保护和修复措施。
1959年圣劳伦斯航道开通后,众多外来生物随船只进入五大湖及圣劳伦斯河流域,在与本土物种的竞争中占据优势,建立了稳定种群,深刻改变了当地生态系统。河流曾经历水体污染、水生态退化的阶段,当前面临的具体问题包括上游安大略湖可能产生的恶臭物质(如GM和MIB)污染,以及历史上存在的汞污染问题。
为应对外来物种入侵等问题,美加两国采取了措施,例如2008年美国联邦第九巡回上诉法院判决要求美国国家环境保护局取消《清洁水法》中对船只排放废水的豁免权。利用环境DNA(eDNA)进行水生环境生物监测,已成为圣劳伦斯河等水域生态监测的新方法。加拿大魁北克市曾发起“重建我们的河流”(Rêvons nos rivières)国际创意竞赛,旨在征集对圣劳伦斯河四条支流的振兴与重建方案。蒙特利尔的“公共滨水长廊景观3期”项目,将圣劳伦斯河沿岸一段荒凉的高速公路和铁路走廊,改造为向公众开放的休闲文化空间,该项目种植了大量本土植物,恢复了圣米歇尔沼泽,旨在保护生物多样性、还河于民。非政府组织(NGO)在圣劳伦斯河的环境研究、社区教育和公众科普方面发挥着重要作用。