南水北調中線工程對漢江中下游水環境的影響與可持續發展研究

陳姍姍，劉俊新，王國義，李 芹

(西北大學城市與環境學院，陜西 西安710127)

南水北調中線工程是改變華北地區水資源短缺的特大型戰略性水利工程。該工程計劃從漢江丹江口水庫引水，沿太行山東麓北上，經河南、河北，自流輸水到嚴重缺水的京津華北地區，以解決干渠沿線北京、天津等20座大城市，100多個縣市的用水問題。漢江流域是南水北調中線工程水源地丹江口水庫上游重要的來水水源，同時也是湖北省的糧倉和重要的產業基地及漢江流域經濟發展中心。南水北調中線工程對漢江中下游區域發展利弊兼存，在實現了水資源優化配置供給、區域效益發展的同時也出現了一些不利影響，不僅造成丹江口水庫的下泄水量大幅度減少，尤其對該區水資源利用與供水、生態環境與產業可持續發展造成了較大影響［1］。因此研究中線工程對漢江中下游地區水環境的不利影響對于改進和保障漢江中下游可持續發展具有積極而深遠的意義。

1 漢江中下游地區現狀

漢江發源于秦嶺山地，是長江最大的支流。全長1557 km，流域面積15.9×104 km2。漢江中下游地區位于湖北的腹地，干流總長652 km，自西北向東南縱貫湖北省28個縣市區，流域面積 6.23 ×104 km2。

1.1 自然環境概況

漢江中下游流域屬東亞副熱帶季風氣候區，四季分明，氣候溫和，平均氣溫 15℃ ～16.5℃，無霜期在 230～260 d，下游平均降水量為900～1 200 mm，降水年內時空分布不均，易發生洪澇和干旱災害。多年平均水面蒸發量在900～1 000 mm之間，流域地表高差較大。流域植被分布屬于東部濕潤亞熱帶常綠闊葉林亞區域，植被覆蓋率為25.9%。

1.2 社會經濟概況

漢江中下游地區在湖北地域遼闊，人口眾多，歷史文化悠久。下游兩岸有老河口市、谷城縣、保康縣等19個縣市區，人口1 138萬，耕地面積 69.8×104 hm2。交通發達，是湖北省經濟發展的軸心地區;2007年，該流域 GDP總量達4 566.6億元，約占湖北全省的50%;漢江干流中下游沿岸縣市區，人均 GDP達18 689元，高于湖北省平均水平15.32%，是湖北省產業化與經濟發展的核心地區。

2 南水北調中線工程對漢江中下游地區的不利影響

2.1 中線工程調水對水資源的影響

主要表現在兩個方面:

2.1.1 對丹江水庫下泄水量的影響

中線工程實施后，改變了丹江口水庫的下泄過程，導致漢江中下游河段各水文要素發生變化，造成多年平均下泄水量減少。中線工程未調水時丹江口水庫下泄水量多年平均下泄水量361.53億m3，調水95億 m3后多年平均年下泄水量減少到258.34億 m3，減少28.5%，調水130億 m3后，多年平均年下泄流量減少到232.8億m3，減少35.6%。(如圖1)。據長江委對1956～1990年丹江口入庫水量進行還原、扣損，規劃水平年2020年入庫水量平均為381.4億m3，其特征值列于表1［2，3］。結果表明進入90年代以后，漢江現入連續枯水年，1956～1995年的系列相應2020年水平年入庫水量多年平均為366.7億m3，1968～1995年系列相應2020水平年入庫水量多年均值減少為357.5億m3。丹江口水庫下泄流量大幅度減少，導致漢江中游干流水位下降。

表1 丹江口水庫入庫水量系列比較表

2.1.2 對水資源開發與利用的影響

由于該區水利工程老化，現有灌溉供水工程標準低、配套不完善。水資源量集中在汛期，水源利用率不高，干旱缺水問題特別嚴重。漢江中下游干流供水區缺水量逐年增加。

圖1 丹江口水庫下瀉水量圖

2.2 中線工程調水對生態環境的影響

中線工程實施后，如果治理工程不能有效地發揮作用，漢江中下游干流水環境將有可能向不利的方向演變。據預測，當中線工程從丹江口水庫調水95×108 m3時，漢江中下游徑流量將減少約16%，水環境的容量將有所降低，水污染防治和生態保護工作的難度將加大。由于庫區水位大幅提高，在豐、平時期，下泄水的水溫將降低，對漢江中下游水生植物和魚類資源產生不利影響，如果水質得不到有效改善，水生生物種群將會大大減少。影響漢江中下游水質及其生態環境的主要因素是調水后漢江中下游水體的稀釋自凈能力的削弱，從而導致水質惡化引發“水華”征兆或“藻潮”發生。根據湖北省環境科學研究院《南水北調中線工程對漢江中下游環境影響研究報告》，僅在漢江中游襄樊段，以 COD計，對漢江襄樊段2010年COD排放量進行預測為10.51×104 t/a，超出調水后的總量控制目標，超出量分別為:5.13×104t/a(調水95億 m3)，6.27×104t/a(調水 145億 m3)。

2.3 中線工程調水對漢江中下游可持續發展的影響

工農業生產用水和城市用水是關系到漢江中下游地區可持續發展的大事。根據現狀，漢江正常干流量常在1 000 m3/s左右，調水后丹江口水庫年均下泄流量減少，以800 m3/s為例，調水前全年旬歷時保證率約70%，調水后保證率僅為25% ～30%;主要灌溉期(4～10月)逐旬排頻分析結果(表2)。調水前保證率約75%～85%，調水后保證率降為25%～5%。

表2 各站調水前后灌溉期(4～10月)流量變化 m3/s

流量絕對值調水前比調水后保證頻率50%時減少518～643 m3/s，80%時減少279～336 m3/s。水位變化與流量變化有相似特點，各主要站變化見表3［3］。可看出調水后由于丹江口水庫下泄流量大幅度減少。這將導致漢江中下游干流水位下降，引起沿江引、提水閘、站灌溉水量減少，不僅影響了農業生產，還使工業、生活、航運和灌溉等用水矛盾加劇。

表3 各站調水前后灌溉期(4～10月)水位變化 m3/s

3 改善漢江中下游環境可持續發展的對策與建議

3.1 持續優化水資源配置

解決水資源配置中的“往何處分配、分配給誰、如何分配水質及水量、什么時間分配、水資源用途、采取什么措施分配”等一系列問題。可采取兩種配置模式:一是“以產定水”的配置方式，即根據目前漢江中下游生產力布局現狀，調整水資源在時空上的自然分布，使之與漢江中下游己有的生產力布局和生態環境保護相適應，優先保障經濟、社會、生態效益高的產業用水。二是“以水定產”的配置模式，即合理調整生產力布局，使之與水資源和

生態環境保護相協調。根據漢江中下游地區水資源的分布格局，調整產業結構和空間布局，使之與水資源數量、質量的分布以及生態環境的保護要求相適應。建立布局合理、高效運行的水資源供給體系;建立安全有效的水資源保護體系;建立以水權制度為基礎，市場機制運作的水市場;建立水資源統一管理體系;建立漢江中下游水資源大系統多目標優化配置模型，進行水資源系統合理配置模擬等措施加以改善［5］。

3.2 治理生態環境問題，加強流域生態環境保護

重點改善漢江流域水土流失、水旱災害與環境污染三大問題。首先，水旱災害和地質災害的防治，流域水資源開發項目提供了有利條件，可結合工程項目做好各項基礎工作，提高防治標準，制定防災預案，加強科學研究和預測預報.在各項工程開發施工中注意環境保護，并盡可能地將施工后的生態建設納入施工工程中.對漢江中下游補償工程和開發項目應慎密考慮，注重區域生態環境的長治久安［4］。其次，要從根本上解決好漢江流域水土流失和環境污染問題，就必須結合南水北調中線工程項目，大力調整產業結構對漢江中下游水資源進行產業化開發，在統籌兼顧水環境經濟、社會、生態等多種因素的基礎上進行科學合理的綜合開發利用，包括現代水利示范工程建設、旅游資源的開發、沿江岸線的合理開發利用等。最后，大力調整漢江中下游流域種植結構，實施農業面源污染治理，與此同時建立漢江中下游流域水環境綜合治理機構，制定和完善相關法律制度。

3.3 提高漢江中下游水資源可持續發展動力

(1)以興隆水利樞紐工程效益滾動開發其它梯級，形成梯級渠化體系，提高漢江中下游防洪標準。一方面彌補調水對漢江中下游的損失，另一方面以發電為主，兼顧航運、灌溉、水產養殖等綜合效益，滾動開發漢江，緩解環境問題的壓力，形成良性循環。

(2)實施“引江濟漢”，緩解漢江中下游水域發生“水華”的危害。重點考慮中游“碾盤山”梯級開發和“引江濟漢”等局部補償工程的建設，以及時彌補中、下游水流量的不足，便于提高水位，減小水環境容量損失，減免因調水帶來的內河航運的危機和沿途工農業與城市生活用水的矛盾。同時，由于“引江濟漢”及時補充水源，增大水環境容量，改善水質［4］。

(3)補充漢江下游水源，發展漢江航道，促進江漢平原的經濟發展。引江濟漢工程從長江荊河段附近引水到漢江興隆以下河段，以解決荊河灌區的水源及改善興隆以下河段的灌溉，航道及河道內生態用水的條件。綜合角度上考慮，補充漢江干流水量，抬高干流水位，從根本上消除調水對下游河段灌溉和供水的影響，減少漢江下游及東荊河區域眾多閘站的擴建，給漢江下游農業灌溉和工業生活用水提供保障，緩解下游航深不足和調水后枯水期延長的問題。

［1］蔡述明，殷鴻福，杜耘，等.南水北調中線工程與漢江中下游地區可持續發展［J］.長江流域資源與環境，2005，14(4):309－412.

［2］李新民，何百根，劉 明，等.南水北調中線工程與長江中游地區水資源優化利用［J］.華中師范大學學(自然科學版)，2002，36(2):237～239.

［3］張家玉，羅莉，李春生，等.南水北調中線工程對漢江中下游生態環境影響研究［J］.環境科學與技術，2000，(1):1 －32.

［4］高永年，高俊峰.南水北調中線工程對漢江中下游流域生態環境影響的綜合評價［J］.地理科展 2010，29(1):59 －64.

［5］曾群.漢江中下游水環境與可持續發展研究［D］.華東師范大學2005.