跨流域調水工程對生態環境的影響

廖崇政 王傳貴

摘 要：由于水在地球上分布是及其不均衡的，這就為人類在利用水資源時增加了難度。有效地控制和利用水資源，人類采取了各種有效措施（工程措施或非工程措施），興建水利工程就是其中主要手段之一。大規模水利工程的建設，在為國民經濟建設發揮了巨大的促進作用同時，也給生態環境和社會環境帶來了一系列問題。

關鍵詞： 跨流域調水; 生態環境; 影響

引言：跨流域調水是通過大規模的人工方法從余水的流域向缺水流域大量調水，以便促進缺水區域的經濟發展和緩解流域人畜用水的矛盾。因為這里所指的流域一般都是空間尺度較大的流域，所以跨流域調水經常又被稱為“遠距離調水”。跨流域調水中的人工方法一般有兩種類型：改變河流的流向和修建能輸送大量水的大運河。跨流域調水在中國有著悠久的歷史，溝通珠江和長江流域的靈渠工程、京杭大運河都是歷史上跨流域調水的典型事例。

正文：隨著人口的增長和經濟的發展，水資源問題已經成為制約人類21世紀生存與可持續發展的瓶頸因素，水資源分布不均勻性與人類社會需水不均衡性的客觀存在使得調水成為必然，采用跨流域調水的方法，重新分配水資源，緩和以至解決缺水地區的迫切需要，由來已久，許多國家如美國、前蘇聯、加拿大、法國、澳大利亞、巴基斯但、印度等，都曾進行過嘗試，有些還取得了巨大的效益。據統計，目前世界調水工程不下160項。在世界的大江大河上幾乎都能找到調水工程的影子。 跨流域調水的鼻祖當選我國的 京杭大運河。世界著名的調水工程有：美國的中央河谷、加州調水、科羅拉多水道和洛杉礬水道等遠距離調水工程及澳大利亞的雪山工程、巴基斯坦的西水東調工程等， 俄羅斯的調水工程更是世界著名。跨流域調水是指修建跨越兩個或兩個以上流域的引水（調水）工程，將水資源較豐富流域的水調到水資源緊缺的流域，以達到地區間調劑水量盈虧，解決缺水地區水資源需求的一種重要措施。跨流域調水，關系到相鄰地區工農業的發展。同時，還會涉及相關流域水資源重新分配和可能引起的社會生活條件及生態環境變化。因此，必須全面分析跨流域的水量平衡關系，綜合協調地區間可能產生的矛盾和環境質量問題。跨流域工程按功能劃分它主要有以下6大類：

①以航運為主體的跨流域調水工程，如中國古代的京杭大運河等;

②以灌溉為主的跨流域灌溉工程，如中國甘肅省的引大入秦工程等;

③以供水為主的跨流域供水工程，如中國山東省的引黃濟青工程、廣東省的東深供水工程等;

④以水電開發為主的跨流域水電開發工程，如澳大利亞的雪山工程、中國云南省的以禮河梯級水電站開發工程等;

⑤跨流域綜合開發利用工程，如中國的南水北調工程和美國的中央河谷工程等;

⑥以除害為主要目的（如防洪）的跨流域分洪工程，如江蘇、山東兩省的沂沭泗水系供水東調南下工程等。大型跨流域調水工程通常是發電、供水、航運、灌溉、防洪、旅游、養殖及改善生態環境等目標和用途的集合體。

修建跨流域調水對自然環境的影響分析。水利工程建設對于氣候，降雨量、氣溫、水文等氣候環境的影響是十分顯著的。主要原因是水庫大壩等水利工程擴展建設，使得原本的水資源系統發生改變，河流水、地表水、地下水等水系統因為人為作用聚集或分散，造成局部水因子聚集量超標或驟減，產生水量失衡，破壞了原有的氣候環境。 首先，例如在水庫大壩灌溉工程分布密集的地區，因為水分子集中在水庫上空，造成水庫區域內濕度高，蒸發量也會有所增加，減少了庫區降雨量，城市地區則會相對增加降雨量，并且由于降雨量的增加，再加上城市廢氣污染嚴重極易導致城市地區出現霧霾天氣，影響人們生活的同時更加有害人類的身體健康。 其次，由于水庫等水利工程的建設是將大量水資源引入到人工開鑿的地面區域內，這樣的工程模式改變了水量平衡，讓原本的陸地聚集了大量水源影響空氣內部結構，造成氣溫年平均值呈上升趨勢，加快溫室效應程度，導致氣溫持續升高。

1 對氣候的影響 一般情況下，地區性氣候狀況受大氣環流所控制，但修建大、中型水庫及灌溉工程后，原先的陸地變成了水體或濕地，使局部地表空氣變得較濕潤，對局部小氣候會產生一定的影響，主要表現在對降雨、氣溫、風和霧等氣象因子的影響[ 1 ]。

對降雨量的影響 （1） 降雨量有所增加：這是由于修建水庫形成了大面積蓄水，在陽光輻射下，蒸發量增加引起的。 （2） 降雨地區分布發生改變：水庫低溫效應的影響可使降雨分布發生改變，一般庫區蒸發量加大，空氣變得濕潤。實測資料表明，庫區和鄰近地區的降雨量有所減少，而一定距離的外圍區降雨則有所增加，一般來說，地勢高的迎風面降雨增加，而背風面降雨則減少。 （3） 降雨時間的分布發生改變：對于南方大型水庫，夏季水面溫度低于氣溫，氣層穩定，大氣對流減弱，降雨量減少;但冬季水面較暖，大氣對流作用增強，降雨量增加。

2 對氣溫的影響 水庫建成后，庫區的下墊面由陸面變為水面，與空氣間的能量交換方式和強度均發生變化，從而導致氣溫發生變化，年平均氣溫略有升高。

對水文的影響 水庫修建后改變了下游河道的流量過程，從而對周圍環境造成影響。水庫不僅存蓄了汛期洪水，而且還截流了非汛期的基流，往往會使下游河道水位大幅度下降甚至斷流，并引起周圍地下水位下降，從而帶來一系列的環境生態問題：下游天然湖泊或池塘斷絕水的來源而干涸;下游地區的地下水位下降;入海口因河水流量減少引起河口淤積，造成海水倒灌;因河流流量減少，使得河流自凈能力降低;以發電為主的水庫，多在電力系統中擔任峰荷，下泄流量的日變化幅度較大，致使下游河道水位變化較大，對航運、灌溉引水位和養魚等均有較大影響;當水庫下游河道水位大幅度下降以至斷流時，勢必造成水質的惡化。

3 泥沙淤積問題 以三門峽水庫為例說明水庫淤積問題。水庫于1960 年蓄水，一年半后，15 億t 泥沙全部淤在潼關—三門峽河段，潼關河床抬高4. 5 m。淤積帶延伸到上游的渭河口，形成攔門沙，兩岸地下水位也隨之抬高，從而造成兩岸農田次生鹽堿化 。

4 對水體的影響 （1） 有利影響：庫內大體積水體流速慢，滯留時間長，有利于懸浮物的沉降，可使水體的濁度、色度降低;庫內流速慢，藻類活動頻繁，呼吸作用產生的co2 與水中鈣、鎂離子結合產生caco3和mgco3 并沉淀下來，降低了水體硬度。

（2） 不利影響：庫內水流流速小，降低了水、氣界面交換的速率和污染物的遷移擴散能力，因此復氧能力減弱，使得水庫水體自凈能力比河流弱;庫內水流流速小，透明度增大，利于藻類光合作用，壩前儲存數月甚至幾年的水，因藻類大量生長而導致富營養化;被淹沒的植被和腐爛的有機物會大量消耗水中的氧氣，并釋放沼氣和大量二氧化碳，同樣導致溫室效應;懸移質沉積于庫底，長期累積不易遷移，若含有有毒物質或難降解的重金屬，可形成次生污染源。

參考文獻：

[1]跨流域調水工程對環境影響問題探討[J]. 沈文興 能源與環境 2007（06）

[2]國外跨流域調水工程及其生態環境影響[J]? 方妍 2005（10）

[3]新時期跨流域調水工程的和諧建設與管理[J]. 畢重薪，李卿 黑龍江水利. 2016（09）

[4]跨流域調水工程水資源配置的協商機制研究[J]? 張郁，呂東輝 水利科技與經濟 2013（10）

[5]淺談跨流域調水工程及應注意的問題[J]? 陸雪明，馮明祥，白霜 東北水利水電 2004（09）

[6]跨流域調水工程項目的運行管理[J] 劉勇 設備管理與維修2020（06）

作者簡介：

廖崇政（1999.06—），男，江西省宜春人，鄭州市高新區鄭州大學，水文與水資源工程專業，本科生

王傳貴（1999.10—），男，河南省駐馬店人，鄭州市高新區鄭州大學，水文與水資源工程專業，本科生

（鄭州大學? 河南 鄭州? 450001）