馬玉泊,丁二峰

(河北省衡水水文水資源勘測(cè)局,河北衡水 053000)

跨流域調(diào)水對(duì)區(qū)域自然生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)

馬玉泊,丁二峰

(河北省衡水水文水資源勘測(cè)局,河北衡水 053000)

介紹了跨流域調(diào)水對(duì)區(qū)域自然生態(tài)環(huán)境的影響,并以引黃濟(jì)津、引黃濟(jì)衡、引黃補(bǔ)淀為例,從氣候氣象、土壤底質(zhì)、水文水質(zhì)三方面對(duì)跨流域調(diào)水的自然生態(tài)環(huán)境影響進(jìn)行了定性、定量討論,提出在充分論證水資源的流域性時(shí)空分布不均的前提下,要綜合考慮對(duì)自然環(huán)境、生物多樣性和人類社會(huì)的影響,采取最科學(xué)、有效的調(diào)水方案,使生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響最小化,生態(tài)效益最大化。

跨流域調(diào)水;自然生態(tài)環(huán)境;區(qū)域環(huán)境;生態(tài)效益

0 引言

跨流域調(diào)水是從水量豐富的地區(qū)向水量缺少地區(qū)進(jìn)行的水資源轉(zhuǎn)移,是解決地區(qū)間水資源分配不均的主要方法之一[1]。它使水資源在一定程度上按照人類的意志在時(shí)間和空間上重新分配,從而促進(jìn)人類生存和發(fā)展[2]。但跨流域調(diào)水改變了區(qū)域水情,不可避免地帶來(lái)自然面貌和生態(tài)環(huán)境的改變[3-5]。本文在分析國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)跨流域調(diào)水的生態(tài)環(huán)境影響的基礎(chǔ)上,以引黃濟(jì)津、引黃濟(jì)衡、引黃補(bǔ)淀為例,對(duì)跨流域調(diào)水的自然生態(tài)環(huán)境影響進(jìn)行了定性、定量討論,為準(zhǔn)確地論證跨流域?qū)^(qū)域自然生態(tài)環(huán)境的影響提供借鑒。

1 研究背景

由于水資源的過(guò)度開(kāi)發(fā),20世紀(jì) 60年代初到 70年代末,海河流域的濕地逐步進(jìn)入萎縮時(shí)期,包括白洋淀、衡水湖、七里海等 12個(gè)主要濕地面積由 20世紀(jì) 50年代的 3801 km2下降至目前的 538 km2[6]。20世紀(jì) 80年代以來(lái),河北省遭遇連續(xù)干旱,中南部滄州、衡水、邢臺(tái)地區(qū)水資源嚴(yán)重不足,由此造成了一系列社會(huì)和環(huán)境問(wèn)題。1992年 3月,引黃入冀工程正式被國(guó)家批準(zhǔn)立項(xiàng)[7]。

2 評(píng)價(jià)指標(biāo)分析

調(diào)水對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響按影響區(qū)域分為對(duì)調(diào)水區(qū)的影響、對(duì)輸水區(qū)的影響、對(duì)受水區(qū)的影響。通過(guò)引黃濟(jì)津、引黃濟(jì)衡、引黃補(bǔ)淀等工程的實(shí)地調(diào)研和資料分析,考慮已有的生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)成果,分析了跨流域調(diào)水對(duì)區(qū)域自然生態(tài)環(huán)境的影響。

2.1 氣候氣象

2.1.1 氣溫變化

水具有較高的比熱容,較小的水溫變化能帶來(lái)十分明顯的氣候效應(yīng)。當(dāng)水溫低于氣溫時(shí),水體經(jīng)水面吸收空氣中的熱量,使水溫不斷接近氣溫;當(dāng)水溫高于氣溫時(shí),水體熱量經(jīng)水面不斷向空中散失,使空氣的溫度升高。由于水的傳熱性弱,因此,水體具有對(duì)區(qū)域溫度變化的緩沖作用。

2.1.2 降水變化

一個(gè)區(qū)域氣候變化的改變,很大程度上體現(xiàn)在降水量上。區(qū)域調(diào)水能在一定程度上增大水域面積,蒸發(fā)量增加,進(jìn)而空氣中的含水率升高,使發(fā)生區(qū)域降水的可能性增大。

2.1.3 蒸發(fā)量變化

通過(guò)引黃輸水工程實(shí)驗(yàn)河段的實(shí)際測(cè)算,蒸發(fā)量占總輸水量的 0.027%[7],輸水時(shí)間愈長(zhǎng),輸水河道愈寬,輸水河段愈長(zhǎng),蒸發(fā)量愈大。

2.2 土壤地質(zhì)

2.2.1 水土流失

黃河上游流域坡度較大,植被差,水流急,對(duì)流域下墊面沖刷嚴(yán)重,水流帶有大量泥沙沿途運(yùn)動(dòng)。隨著輸水河床的河底坡度逐漸降低,水流速度減慢,水流對(duì)河床沖刷也逐漸降低。但高含沙量的黃河水不僅使輸水河床發(fā)生淤積,造成輸水能力下降,而且會(huì)直接對(duì)受水體,如衡水湖、白洋淀等都有不同程度的影響,降低其調(diào)蓄能力。據(jù)統(tǒng)計(jì),在 2000年以后三次引黃濟(jì)津輸水中,位山閘輸沙量達(dá) 1947.8萬(wàn)噸,約49.6%淤積在沉沙池內(nèi) 14.6%淤積在山東干渠內(nèi),32.9%淤積在河北境內(nèi),2.9%進(jìn)入天津境內(nèi)。

2.2.2 輸水區(qū)地下水位變化

通過(guò)對(duì)距輸水主河槽 10m、50m、100 m、300 m、500 m、800m、1200m、1500 m、1 800m、2 150 m、2 500m、3 000 m位置的專用觀測(cè)井地下水位觀測(cè),輸水河段高于兩岸地下水位時(shí),形成對(duì)兩岸地下水的側(cè)滲補(bǔ)給,其影響距離可達(dá) 2 800 m。距河中 50m處最大地下水位上升高度達(dá) 1.17 m。地下水位達(dá)到或超過(guò)土壤蒸發(fā)層下限時(shí),會(huì)發(fā)生次生鹽堿化。地下水位消落過(guò)大時(shí),會(huì)加劇地面沉降的地質(zhì)災(zāi)害。但只要地下水位在適宜深度范圍內(nèi),對(duì)提高土壤蓄納水能力,改良土壤機(jī)構(gòu)是有利的[8]。

2.2.3 受水區(qū)深層地下水的變化

引黃調(diào)水的實(shí)施有利于緩解受水區(qū)深層地下水的超采現(xiàn)象。尤其是對(duì)黑龍港運(yùn)東,已形成的滄州、冀棗衡漏斗區(qū)有很好的作用。以冀棗衡漏斗區(qū)為例,從 1994年開(kāi)始的引黃濟(jì)衡,至 2004年平均每年引蓄黃河水 3 177萬(wàn) m3,以漏斗面積(0m等水位線)8 442 km2計(jì)算,引黃對(duì)減緩深層地下水位下降的貢獻(xiàn)為 3.76mm/a。

2.2.4 河道、水庫(kù)滲漏

由于不同河段的水文地質(zhì)、河道特性、氣候因素、地下水埋深的差異,河道滲漏損失率差別較大。通過(guò)對(duì) 1997～2004年八次引黃輸水河道滲漏進(jìn)行調(diào)查,單位河長(zhǎng)損失率在0.721‰～4.292‰之間。同時(shí),調(diào)水工程可造成受水區(qū)湖庫(kù)的滲漏增加。水庫(kù)水位的升高,滲漏面積增大,水對(duì)湖底及周邊堤岸的壓力增大,水庫(kù)滲漏量必然增加。以衡水湖為例,當(dāng)水位在 19.38～20.61m時(shí),滲漏量從每升高一米滲漏85萬(wàn) m3逐漸增加到 256萬(wàn) m3,而且滲漏量增加的速度逐漸加快。

2.3 水文水質(zhì)

2.3.1 水資源變化

水資源變化可以通過(guò)水資源調(diào)出(入)率來(lái)表征。對(duì)調(diào)水區(qū)來(lái)說(shuō),水資源調(diào)出率可以理解為年調(diào)出水量與多年平均徑流量的比值,反映該地區(qū)的供水能力;對(duì)于受水湖庫(kù)來(lái)說(shuō),調(diào)入率可以理解為年調(diào)入水量與多年平均需水量的比值,反映該水庫(kù)的缺水程度。一般情況下,為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境,調(diào)出水量不應(yīng)超過(guò)調(diào)出河流總水量的 20%[9]。而對(duì)于受水湖庫(kù)來(lái)說(shuō),雖然可以緩解地區(qū)的生態(tài)缺水危機(jī),有利于水循環(huán),但水庫(kù)的防洪能力必然下降。

2.3.2 水環(huán)境變化

調(diào)水能夠改變水質(zhì)環(huán)境。調(diào)水使?fàn)I養(yǎng)鹽帶入受水區(qū)水體,有利于餌料生物和魚(yú)類的生產(chǎn)繁殖,促進(jìn)漁業(yè)發(fā)展,使污徑比降低,增大水域面積,美化生態(tài)環(huán)境等。但調(diào)水對(duì)水環(huán)境的作用還有不利的一面。據(jù)調(diào)查,河流水體中的污染物主要來(lái)源于河底腐殖質(zhì)、沿途渠道中積存的污水等。污染的類型有寄生蟲(chóng)、水生生物、易傳播疾病、重金屬等?？缌饔蛘{(diào)水一般輸水線路較長(zhǎng),一方面有利于改善輸水區(qū)的水質(zhì)環(huán)境,另一方面,輸水沿線存在被污染的可能性增大,使受水區(qū)的水環(huán)境受到污染。通過(guò)對(duì) 1994年至 2003年十年來(lái)每年引黃前、中、后衡水湖水質(zhì)情況進(jìn)行分析,1994、1995年引黃后水質(zhì)較引黃前差,1997年之后,引黃后水質(zhì)普遍較引黃前好,但期間多有一個(gè)污染加重的過(guò)程[10]。

3 結(jié)語(yǔ)

跨流域調(diào)水能夠改善區(qū)域生態(tài)狀況,改善缺水地區(qū)自然環(huán)境,有利于水資源的合理利用和再分配,但其產(chǎn)生的負(fù)面影響在調(diào)水時(shí)也應(yīng)充分考慮。調(diào)水對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響還包括對(duì)生物多樣性和人類社會(huì)的影響。因此,在充分論證水資源的流域性時(shí)空分布不均的前提下,要綜合考慮對(duì)自然環(huán)境、生物多樣性和人類社會(huì)的影響,采取科學(xué)的、有效的跨流域調(diào)水方案,使生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響最小化,生態(tài)效益最大化。

[1]陳進(jìn),黃薇.跨流域長(zhǎng)距離調(diào)水工程的風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)策[J].中國(guó)水利,2006,(14):11-14.

[2]趙敏,常玉苗 .跨流域調(diào)水對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響及其評(píng)價(jià)研究綜述[J].水利經(jīng)濟(jì),2009,27(1):1-4.

[3]陳玉恒.大規(guī)模、長(zhǎng)距離、跨流域調(diào)水的利弊分析[J].水資源保護(hù),2004,20(2):48-51.

[4]黃學(xué)超,段艷 .跨流域調(diào)水對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境影響分析[J].水利水電技術(shù),2009,40(1):22-24.

[5]汪明娜.跨流域調(diào)水對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響及對(duì)策[J].環(huán)境保護(hù),2002,(3):32-35.

[6]林祚頂.水生態(tài)監(jiān)測(cè)探析[J].水利水文自動(dòng)化,2008,(4):1-4.

[7]河北省水利廳建管處,河北省水文水資源勘測(cè)局 .引黃輸水河段水文特性分析及水均衡研究[R].石家莊:河北省水文水資源勘測(cè)局,2005.

[8]水利部海河水利委員會(huì).海河流域水資源保護(hù)規(guī)劃綜合報(bào)告[R].1990.

[9]郭瀟,方國(guó)華,章哲愷 .跨流域調(diào)水生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究[J].水利學(xué)報(bào),2008,39(9):1125-1130.

[10]河北省衡水水文水資源勘測(cè)局 .衡水湖濕地生態(tài)保護(hù)與環(huán)境功能研究[R].衡水:河北省衡水水文水資源勘測(cè)局,2006.

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1004-1184(2010)03-0125-02

2009-11-10

馬玉泊(1956-),男,河北安平人,總工、高級(jí)工程師,主要從事水文計(jì)算、水資源及水環(huán)境評(píng)價(jià)工作。