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上海志丹苑元代水闸遗址于2001年5月在房地产开发建设时发现,据考证为元代水利专家任仁发于泰定二年（公元1325年）治理吴淞江时所建,距今约有700年的历史,是已发现的同类遗址中规模最大、做工最精、保存最好的一处,被评为2006年全国十大考古发现之一。志丹苑元代水闸遗址的发现,为本区近1500年来的人地关系研究提供了新的素材,为研究上海地区的江河变迁、水利建设和航运发展提供了重要的实物依据。因此对该遗址进行环境考古研究具有极其重要科学价值。本文采用环境考古学的理论和方法,借用地理学、沉积学、水文学、环境磁学及其它相关学科的研究手段和成果,对志丹苑水闸遗址地区全新世以来沉积环境演变做了高分辨率的研究,恢复了近1500年来古吴淞江的古水文条件,并结合该地区全新世以来气候.海平面.地貌演变过程,探讨志丹苑水闸遗址建设与废弃的原因。本文在遗址地区获取了一个钻孔以及5个沉积剖面的沉积物样品,其中钻孔E（埋深6.7～25m）为全新世以来的沉积,剖面A（埋深4.3～5.1m）、B（埋深5.1～6.7m）为水闸建设前的沉积,剖面C（埋深4.5～7.05m）、F（埋深4.7～6.5m）、G（埋深5.02～6.27m）为水闸建设以后的河道沉积,此后分别对钻孔和各剖面的沉积物样品做了室内实验分析工作,包括AMS-14C年代测试（8个,送往北京大学进行测试）、粒度分析（195个）、磁组构分析（64个,送往南京地质矿产研究所进行测试）以及有孔虫分析（166个）。全新世钻孔E的岩性、AMS-14C年代测试以及有孔虫测试等结果表明:埋深17m以下沉积物以泥质粉砂为主,见大量锈斑、炭化植物,年代测定结果表明为7.5kaBP以前全新世早期的沉积,推测当时沉积环境为滨海平原-潮滩相:17～13m,为全新世中期约7～4kaBP的沉积堆积。随着全新世海平面的上升,到这一时期沉积环境逐渐演变为河口-浅海相。而近4ka来,在海平面相对稳定的背景下,长江携带泥沙不断在该区附近沉积,三角洲平原不断发育,岸线不断向海推移,沉积环境逐渐向潮滩-三角洲平原演变,近2ka以来遗址区才以河流作用为主:可见志丹苑水闸是近2ka以来古吴淞水系演变的产物。磁组构参数特征表明B剖面中的P、F值较大,基本都大于1.06,L值均明显小于1.02,q值全都小于0.3,说明沉积环境以河流作用为主,水动力强而稳定。A剖面的参数值都显示为河漫滩相沉积,同时还受到潮流入侵的影响。对比剖面B、A发现沉积环境的水动力在逐渐减弱,而且稳定性降低。在F剖面中F与L呈完全相反的变化规律,而且起伏变化明显,均在1.02上下波动,q值在0.5左右波动,有的层位大于0.7,说明沉积环境受到潮流和河流的交替作用,沉积环境不稳定。G剖面中,P、F值基本都大于1.06,而L值较低,而且q值全部低于0.4,与剖面B相近,说明水动力强而且稳定,为河流相沉积。水闸建设前剖面B的沉积物以粉砂为主,占60～80%,沉积物平均粒径较粗,最粗可达50μm,剖面A的沉积物以泥质粉砂为主,粉砂含量在65～80%左右,泥含量在15～30%左右,沉积物粒径最细,为10～25μm左右,反映水闸建设前古吴淞江水动力已经十分微弱,河道淤塞严重。剖面C、F、G的沉积物以粉砂为主,粉砂大约占80%左右,沉积物平均粒径变化不大,在30μm左右,自下而上呈变细趋势,说明水闸建设后仍然没有恢复古吴淞江原来的深广特征,淤塞继续。对遗址区地层10kaBP以来的沉积速率进行估算的结果表明,在水闸遗址区成陆之前10～2kaBP的沉积速率约为1.6m/ka,沉积速率相对较低,而成陆以后沉积速率显著增高,2000～1450kaBP的沉积速率为3.6m/ka,公元约500～1250年间（约南朝宋～元初）的沉积速率增至4.6m/ka,而公元1250年后即差不多元朝以后的沉积速率高达7m/ka。由于长江口不断南移,近1500年以来丰富的长江泥沙到达上海地区,为遗址区陆地扩张提供了大量的泥沙来源。在潮流作用下,大量的长江泥沙向古吴淞江倒灌。受本区沿海高、内地低的碟形洼地地貌的影响,古吴淞江水沙下泄困难,使原本宽广的古吴淞江下游及河口日益淤塞。排水困难、潮沙倒灌给本地区人民生活带来极大的不方便,因此历史时期的水利者企图开淘吴淞江,建设水闸蓄水挡潮冲沙,以降低自然灾害的影响。这种情况到元朝时尤其严重,“江湖泛涨,海潮带沙入港,易于淹塞”,因此泰定二年（公元1325年）任仁发等在古吴淞江和其支流赵浦附近建造了赵浦闸,即志丹苑水闸,企图“潮来则闭闸而拒之,潮退则开闸而放之”。磁组构分析结果和有孔虫分析结果均显示闸上游河道以河川径流为主,而下游受潮流和河川径流的共同作用,说明水闸建设初期确实起到了一定的挡潮作用,实现了水利者们的部分意愿;然而,磁组构和粒度分析结果均表明水闸建设以后的新河道水动力始终没有恢复老河道最初较强的水动力状态,河道淤塞的趋势也并没有得到扭转,反而元末以来沉积速率变得异常高,高达7m/ka,吴淞江淤塞越发加剧。水闸的废弃与吴淞江水系的淤塞息息相关,古吴淞江水系淤塞的趋势不可扭转,水闸的废弃也是必然的。吴淞江淡水径流弱、潮沙倒灌的原因并非上游来水不够,而是因为太湖流域特殊的地貌条件—即内低外高的碟形洼地地貌导致吴淞江河流坡降很小排水困难,潮水倒灌严重;气候海平面控制下的地貌演变,导致了吴淞江的演化淤塞,也是志丹苑水闸最终废弃的根本原因。水闸的废弃是对全新世气候、海平面演变的一个区域响应个例。未来50年上海海平面预计将上升0.5米左右,太湖流域将面临更强烈的潮水倒灌和内涝。针对这样的演变趋势,未来太湖流域的水环境整治、水利工程等人类活动必须遵循海平面作用下的地貌演变规律,才能实现它们的价值。