跨流域調水對區域自然生態環境影響評價

馬玉泊,丁二峰

(河北省衡水水文水資源勘測局,河北衡水 053000)

跨流域調水對區域自然生態環境影響評價

馬玉泊,丁二峰

(河北省衡水水文水資源勘測局,河北衡水 053000)

介紹了跨流域調水對區域自然生態環境的影響,并以引黃濟津、引黃濟衡、引黃補淀為例,從氣候氣象、土壤底質、水文水質三方面對跨流域調水的自然生態環境影響進行了定性、定量討論,提出在充分論證水資源的流域性時空分布不均的前提下,要綜合考慮對自然環境、生物多樣性和人類社會的影響,采取最科學、有效的調水方案,使生態環境的負面影響最小化,生態效益最大化。

跨流域調水;自然生態環境;區域環境;生態效益

0 引言

跨流域調水是從水量豐富的地區向水量缺少地區進行的水資源轉移,是解決地區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間和空間上重新分配,從而促進人類生存和發展[2]。但跨流域調水改變了區域水情,不可避免地帶來自然面貌和生態環境的改變[3-5]。本文在分析國內外學者對跨流域調水的生態環境影響的基礎上,以引黃濟津、引黃濟衡、引黃補淀為例,對跨流域調水的自然生態環境影響進行了定性、定量討論,為準確地論證跨流域對區域自然生態環境的影響提供借鑒。

1 研究背景

由于水資源的過度開發,20世紀 60年代初到 70年代末,海河流域的濕地逐步進入萎縮時期,包括白洋淀、衡水湖、七里海等 12個主要濕地面積由 20世紀 50年代的 3801 km2下降至目前的 538 km2[6]。20世紀 80年代以來,河北省遭遇連續干旱,中南部滄州、衡水、邢臺地區水資源嚴重不足,由此造成了一系列社會和環境問題。1992年 3月,引黃入冀工程正式被國家批準立項[7]。

2 評價指標分析

調水對區域生態環境的影響按影響區域分為對調水區的影響、對輸水區的影響、對受水區的影響。通過引黃濟津、引黃濟衡、引黃補淀等工程的實地調研和資料分析,考慮已有的生態環境影響評價成果,分析了跨流域調水對區域自然生態環境的影響。

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十分明顯的氣候效應。當水溫低于氣溫時,水體經水面吸收空氣中的熱量,使水溫不斷接近氣溫;當水溫高于氣溫時,水體熱量經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,水體具有對區域溫度變化的緩沖作用。

2.1.2 降水變化

一個區域氣候變化的改變,很大程度上體現在降水量上。區域調水能在一定程度上增大水域面積,蒸發量增加,進而空氣中的含水率升高,使發生區域降水的可能性增大。

2.1.3 蒸發量變化

通過引黃輸水工程實驗河段的實際測算,蒸發量占總輸水量的 0.027%[7],輸水時間愈長,輸水河道愈寬,輸水河段愈長,蒸發量愈大。

2.2 土壤地質

2.2.1 水土流失

黃河上游流域坡度較大,植被差,水流急,對流域下墊面沖刷嚴重,水流帶有大量泥沙沿途運動。隨著輸水河床的河底坡度逐漸降低,水流速度減慢,水流對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生淤積,造成輸水能力下降,而且會直接對受水體,如衡水湖、白洋淀等都有不同程度的影響,降低其調蓄能力。據統計,在 2000年以后三次引黃濟津輸水中,位山閘輸沙量達 1947.8萬噸,約49.6%淤積在沉沙池內 14.6%淤積在山東干渠內,32.9%淤積在河北境內,2.9%進入天津境內。

2.2.2 輸水區地下水位變化

通過對距輸水主河槽 10m、50m、100 m、300 m、500 m、800m、1200m、1500 m、1 800m、2 150 m、2 500m、3 000 m位置的專用觀測井地下水位觀測,輸水河段高于兩岸地下水位時,形成對兩岸地下水的側滲補給,其影響距離可達 2 800 m。距河中 50m處最大地下水位上升高度達 1.17 m。地下水位達到或超過土壤蒸發層下限時,會發生次生鹽堿化。地下水位消落過大時,會加劇地面沉降的地質災害。但只要地下水位在適宜深度范圍內,對提高土壤蓄納水能力,改良土壤機構是有利的[8]。

2.2.3 受水區深層地下水的變化

引黃調水的實施有利于緩解受水區深層地下水的超采現象。尤其是對黑龍港運東,已形成的滄州、冀棗衡漏斗區有很好的作用。以冀棗衡漏斗區為例,從 1994年開始的引黃濟衡,至 2004年平均每年引蓄黃河水 3 177萬 m3,以漏斗面積(0m等水位線)8 442 km2計算,引黃對減緩深層地下水位下降的貢獻為 3.76mm/a。

2.2.4 河道、水庫滲漏

由于不同河段的水文地質、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。通過對 1997～2004年八次引黃輸水河道滲漏進行調查,單位河長損失率在0.721‰～4.292‰之間。同時,調水工程可造成受水區湖庫的滲漏增加。水庫水位的升高,滲漏面積增大,水對湖底及周邊堤岸的壓力增大,水庫滲漏量必然增加。以衡水湖為例,當水位在 19.38～20.61m時,滲漏量從每升高一米滲漏85萬 m3逐漸增加到 256萬 m3,而且滲漏量增加的速度逐漸加快。

2.3 水文水質

2.3.1 水資源變化

水資源變化可以通過水資源調出(入)率來表征。對調水區來說,水資源調出率可以理解為年調出水量與多年平均徑流量的比值,反映該地區的供水能力;對于受水湖庫來說,調入率可以理解為年調入水量與多年平均需水量的比值,反映該水庫的缺水程度。一般情況下,為了保護生態環境,調出水量不應超過調出河流總水量的 20%[9]。而對于受水湖庫來說,雖然可以緩解地區的生態缺水危機,有利于水循環,但水庫的防洪能力必然下降。

2.3.2 水環境變化

調水能夠改變水質環境。調水使營養鹽帶入受水區水體,有利于餌料生物和魚類的生產繁殖,促進漁業發展,使污徑比降低,增大水域面積,美化生態環境等。但調水對水環境的作用還有不利的一面。據調查,河流水體中的污染物主要來源于河底腐殖質、沿途渠道中積存的污水等。污染的類型有寄生蟲、水生生物、易傳播疾病、重金屬等。跨流域調水一般輸水線路較長,一方面有利于改善輸水區的水質環境,另一方面,輸水沿線存在被污染的可能性增大,使受水區的水環境受到污染。通過對 1994年至 2003年十年來每年引黃前、中、后衡水湖水質情況進行分析,1994、1995年引黃后水質較引黃前差,1997年之后,引黃后水質普遍較引黃前好,但期間多有一個污染加重的過程[10]。

3 結語

跨流域調水能夠改善區域生態狀況,改善缺水地區自然環境,有利于水資源的合理利用和再分配,但其產生的負面影響在調水時也應充分考慮。調水對區域生態環境的影響還包括對生物多樣性和人類社會的影響。因此,在充分論證水資源的流域性時空分布不均的前提下,要綜合考慮對自然環境、生物多樣性和人類社會的影響,采取科學的、有效的跨流域調水方案,使生態環境的負面影響最小化,生態效益最大化。

[1]陳進,黃薇.跨流域長距離調水工程的風險及對策[J].中國水利,2006,(14):11-14.

[2]趙敏,常玉苗 .跨流域調水對生態環境的影響及其評價研究綜述[J].水利經濟,2009,27(1):1-4.

[3]陳玉恒.大規模、長距離、跨流域調水的利弊分析[J].水資源保護,2004,20(2):48-51.

[4]黃學超,段艷 .跨流域調水對區域生態環境影響分析[J].水利水電技術,2009,40(1):22-24.

[5]汪明娜.跨流域調水對生態環境的影響及對策[J].環境保護,2002,(3):32-35.

[6]林祚頂.水生態監測探析[J].水利水文自動化,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局,2005.

[8]水利部海河水利委員會.海河流域水資源保護規劃綜合報告[R].1990.

[9]郭瀟,方國華,章哲愷 .跨流域調水生態環境影響評價指標體系研究[J].水利學報,2008,39(9):1125-1130.

[10]河北省衡水水文水資源勘測局 .衡水湖濕地生態保護與環境功能研究[R].衡水:河北省衡水水文水資源勘測局,2006.

TV 213.4

B

1004-1184(2010)03-0125-02

2009-11-10

馬玉泊(1956-),男,河北安平人,總工、高級工程師,主要從事水文計算、水資源及水環境評價工作。