跨流域调水对区域自然生态环境影响评价

马玉泊,丁二峰

(河北省衡水水文水资源勘测局,河北衡水 053000)

跨流域调水对区域自然生态环境影响评价

马玉泊,丁二峰

(河北省衡水水文水资源勘测局,河北衡水 053000)

介绍了跨流域调水对区域自然生态环境的影响,并以引黄济津、引黄济衡、引黄补淀为例,从气候气象、土壤底质、水文水质三方面对跨流域调水的自然生态环境影响进行了定性、定量讨论,提出在充分论证水资源的流域性时空分布不均的前提下,要综合考虑对自然环境、生物多样性和人类社会的影响,采取最科学、有效的调水方案,使生态环境的负面影响最小化,生态效益最大化。

跨流域调水;自然生态环境;区域环境;生态效益

0 引言

跨流域调水是从水量丰富的地区向水量缺少地区进行的水资源转移,是解决地区间水资源分配不均的主要方法之一[1]。它使水资源在一定程度上按照人类的意志在时间和空间上重新分配,从而促进人类生存和发展[2]。但跨流域调水改变了区域水情,不可避免地带来自然面貌和生态环境的改变[3-5]。本文在分析国内外学者对跨流域调水的生态环境影响的基础上,以引黄济津、引黄济衡、引黄补淀为例,对跨流域调水的自然生态环境影响进行了定性、定量讨论,为准确地论证跨流域对区域自然生态环境的影响提供借鉴。

1 研究背景

由于水资源的过度开发,20世纪 60年代初到 70年代末,海河流域的湿地逐步进入萎缩时期,包括白洋淀、衡水湖、七里海等 12个主要湿地面积由 20世纪 50年代的 3801 km2下降至目前的 538 km2[6]。20世纪 80年代以来,河北省遭遇连续干旱,中南部沧州、衡水、邢台地区水资源严重不足,由此造成了一系列社会和环境问题。1992年 3月,引黄入冀工程正式被国家批准立项[7]。

2 评价指标分析

调水对区域生态环境的影响按影响区域分为对调水区的影响、对输水区的影响、对受水区的影响。通过引黄济津、引黄济衡、引黄补淀等工程的实地调研和资料分析,考虑已有的生态环境影响评价成果,分析了跨流域调水对区域自然生态环境的影响。

2.1 气候气象

2.1.1 气温变化

水具有较高的比热容,较小的水温变化能带来十分明显的气候效应。当水温低于气温时,水体经水面吸收空气中的热量,使水温不断接近气温;当水温高于气温时,水体热量经水面不断向空中散失,使空气的温度升高。由于水的传热性弱,因此,水体具有对区域温度变化的缓冲作用。

2.1.2 降水变化

一个区域气候变化的改变,很大程度上体现在降水量上。区域调水能在一定程度上增大水域面积,蒸发量增加,进而空气中的含水率升高,使发生区域降水的可能性增大。

2.1.3 蒸发量变化

通过引黄输水工程实验河段的实际测算,蒸发量占总输水量的 0.027%[7],输水时间愈长,输水河道愈宽,输水河段愈长,蒸发量愈大。

2.2 土壤地质

2.2.1 水土流失

黄河上游流域坡度较大,植被差,水流急,对流域下垫面冲刷严重,水流带有大量泥沙沿途运动。随着输水河床的河底坡度逐渐降低,水流速度减慢,水流对河床冲刷也逐渐降低。但高含沙量的黄河水不仅使输水河床发生淤积,造成输水能力下降,而且会直接对受水体,如衡水湖、白洋淀等都有不同程度的影响,降低其调蓄能力。据统计,在 2000年以后三次引黄济津输水中,位山闸输沙量达 1947.8万吨,约49.6%淤积在沉沙池内 14.6%淤积在山东干渠内,32.9%淤积在河北境内,2.9%进入天津境内。

2.2.2 输水区地下水位变化

通过对距输水主河槽 10m、50m、100 m、300 m、500 m、800m、1200m、1500 m、1 800m、2 150 m、2 500m、3 000 m位置的专用观测井地下水位观测,输水河段高于两岸地下水位时,形成对两岸地下水的侧渗补给,其影响距离可达 2 800 m。距河中 50m处最大地下水位上升高度达 1.17 m。地下水位达到或超过土壤蒸发层下限时,会发生次生盐碱化。地下水位消落过大时,会加剧地面沉降的地质灾害。但只要地下水位在适宜深度范围内,对提高土壤蓄纳水能力,改良土壤机构是有利的[8]。

2.2.3 受水区深层地下水的变化

引黄调水的实施有利于缓解受水区深层地下水的超采现象。尤其是对黑龙港运东,已形成的沧州、冀枣衡漏斗区有很好的作用。以冀枣衡漏斗区为例,从 1994年开始的引黄济衡,至 2004年平均每年引蓄黄河水 3 177万 m3,以漏斗面积(0m等水位线)8 442 km2计算,引黄对减缓深层地下水位下降的贡献为 3.76mm/a。

2.2.4 河道、水库渗漏

由于不同河段的水文地质、河道特性、气候因素、地下水埋深的差异,河道渗漏损失率差别较大。通过对 1997～2004年八次引黄输水河道渗漏进行调查,单位河长损失率在0.721‰～4.292‰之间。同时,调水工程可造成受水区湖库的渗漏增加。水库水位的升高,渗漏面积增大,水对湖底及周边堤岸的压力增大,水库渗漏量必然增加。以衡水湖为例,当水位在 19.38～20.61m时,渗漏量从每升高一米渗漏85万 m3逐渐增加到 256万 m3,而且渗漏量增加的速度逐渐加快。

2.3 水文水质

2.3.1 水资源变化

水资源变化可以通过水资源调出(入)率来表征。对调水区来说,水资源调出率可以理解为年调出水量与多年平均径流量的比值,反映该地区的供水能力;对于受水湖库来说,调入率可以理解为年调入水量与多年平均需水量的比值,反映该水库的缺水程度。一般情况下,为了保护生态环境,调出水量不应超过调出河流总水量的 20%[9]。而对于受水湖库来说,虽然可以缓解地区的生态缺水危机,有利于水循环,但水库的防洪能力必然下降。

2.3.2 水环境变化

调水能够改变水质环境。调水使营养盐带入受水区水体,有利于饵料生物和鱼类的生产繁殖,促进渔业发展,使污径比降低,增大水域面积,美化生态环境等。但调水对水环境的作用还有不利的一面。据调查,河流水体中的污染物主要来源于河底腐殖质、沿途渠道中积存的污水等。污染的类型有寄生虫、水生生物、易传播疾病、重金属等。跨流域调水一般输水线路较长,一方面有利于改善输水区的水质环境,另一方面,输水沿线存在被污染的可能性增大,使受水区的水环境受到污染。通过对 1994年至 2003年十年来每年引黄前、中、后衡水湖水质情况进行分析,1994、1995年引黄后水质较引黄前差,1997年之后,引黄后水质普遍较引黄前好,但期间多有一个污染加重的过程[10]。

3 结语

跨流域调水能够改善区域生态状况,改善缺水地区自然环境,有利于水资源的合理利用和再分配,但其产生的负面影响在调水时也应充分考虑。调水对区域生态环境的影响还包括对生物多样性和人类社会的影响。因此,在充分论证水资源的流域性时空分布不均的前提下,要综合考虑对自然环境、生物多样性和人类社会的影响,采取科学的、有效的跨流域调水方案,使生态环境的负面影响最小化,生态效益最大化。

[1]陈进,黄薇.跨流域长距离调水工程的风险及对策[J].中国水利,2006,(14):11-14.

[2]赵敏,常玉苗 .跨流域调水对生态环境的影响及其评价研究综述[J].水利经济,2009,27(1):1-4.

[3]陈玉恒.大规模、长距离、跨流域调水的利弊分析[J].水资源保护,2004,20(2):48-51.

[4]黄学超,段艳 .跨流域调水对区域生态环境影响分析[J].水利水电技术,2009,40(1):22-24.

[5]汪明娜.跨流域调水对生态环境的影响及对策[J].环境保护,2002,(3):32-35.

[6]林祚顶.水生态监测探析[J].水利水文自动化,2008,(4):1-4.

[7]河北省水利厅建管处,河北省水文水资源勘测局 .引黄输水河段水文特性分析及水均衡研究[R].石家庄:河北省水文水资源勘测局,2005.

[8]水利部海河水利委员会.海河流域水资源保护规划综合报告[R].1990.

[9]郭潇,方国华,章哲恺 .跨流域调水生态环境影响评价指标体系研究[J].水利学报,2008,39(9):1125-1130.

[10]河北省衡水水文水资源勘测局 .衡水湖湿地生态保护与环境功能研究[R].衡水:河北省衡水水文水资源勘测局,2006.

TV 213.4

B

1004-1184(2010)03-0125-02

2009-11-10

马玉泊(1956-),男,河北安平人,总工、高级工程师,主要从事水文计算、水资源及水环境评价工作。