洞庭湖区干旱灾害发生的原因分析*
2013-06-28王文松张晓梅
王文松,冯 畅,张晓梅,贺 川
(湖南师范大学资源与环境科学学院,湖南长沙410081)
1 洞庭湖区干旱情况介绍
洞庭湖是我国面积仅次于鄱阳湖的第二大淡水湖,湖泊主要位于湖南省境内,湖区处于长江干流下荆江的南岸,大体位于28°30'N至30°20'N,110°40'E 至113°10'E 之间,是长江中游地区非常重要的吞吐型湖泊.洞庭湖主要由东、西、南洞庭湖和大通湖四个较大的湖泊组成.北面有松滋、太平、藕池三口引江水来汇,南面和西面有湘江、资水、沅江、澧水四水注入.因为洞庭湖四水和长江三口的注入会带来大量的泥沙,使得每年有大约1.28亿吨泥沙淤积在湖泊底部.据资料统计,1825年洞庭湖湖水面积约为6000平方公里,1890年约为5400平方公里,1932年为4700平方公里,1960年已减为3141平方公里.如今,以洞庭湖湖面高程34.5米计算,湖水面积约为2820平方公里.现在洞庭湖已经被分割成为许多大大小小的湖泊,曾经的八百里洞庭早已不复存在.
近些年来,洞庭湖区降水在减少,湘、资、沅、澧四水的来水量也在降低,特别是2003年长江三峡工程建成蓄水以后,长江三口的来水来沙变化发生了巨大变化,来水来沙量明显下降,再加上经济社会的发展,人们生产生活用水大量增加等因素的影响,洞庭湖的水位较往年一直处于较低水位.例如2009年10月17日14点,洞庭湖城陵矶的水位降至21.72米,比近几年同期水位要低很多.洞庭湖较低的水位不仅对湖区渔民的生产生活造成了严重影响,同时也严重影响了洞庭湖的航运.根据资料显示,目前,洞庭湖和湘江之间的航道只有500吨以下的船舶才能通过.
2011年1月到5月,洞庭湖地区的降水量累计比历年同期减少了50%至60%,相应洞庭湖的水位创了历年同期的最低值.据相关监测数据显示,5月17日洞庭湖的水体面积约为382平方公里,湖水面积严重萎缩,随后由于5月21日到24日之间出现了一些降水,再加上三峡水库增大泄量,到5月27日洞庭湖的水体面积才逐渐增大到577平方公里,而历年同期,洞庭湖5月的水面面积平均值约为900平方公里,枯水期水面面积平均值约为500多平方公里.2011年春季和夏季的连续干旱,使得洞庭湖水面面积锐减,与往年同期相比减少了大约60%,干旱缺水使洞庭湖区的生态环境遭受严重的影响.洞庭湖长期的低水位,使得昔日拥有一望无际水面的洞庭湖腹地变成了一片片绿色的草地.据统计,全省204.24万处以灌溉为主的蓄水工程共蓄水83.03亿立方米,仅占可蓄水量的41%,比历年同期偏少18%,比去年同期偏少33%.全省五强溪等9座主要大型水库总蓄水量92亿立方米,比去年同期偏少23%.据5月9日数据统计,全省共有63个县(市、区)受旱,农田受旱面积453万亩,有32万人、26万头大牲畜饮水困难.旱情还对农业生产和水力发电也有较大影响,带来了严重的经济损失.
2 洞庭湖区干旱原因分析
2.1 气候变化引起的降水减少及降水的时间分配不均
洞庭湖流域內降水量年际变率大,年内分配不均,雨季4-9月的降水量约占全年的65%左右;而10月至第二年3月的降水量仅仅占到全年的35%左右,常常形成区域性或流域性的干旱灾害.特别是近些年以来,由于全球变暖等的影响,气候变化较大,洞庭湖流域的降水在雨季4-9月份较往年有很大变化,比同期降水量普遍偏少,例如常德市和岳阳市偏少约30.9% ~39.7%(2006-2007年),全年的降水量也比历年的平均值降低15%~30%,降水量的下降使得绝大部分中小型水库在枯水期处于干涸状态,许多中小河流甚至出现断流[1],给湖区的用水带来了严重的影响.2011年1月到5月,洞庭湖地区的降水量累计比历年同期减少了50%至60%,相应洞庭湖的水位创了历年同期的最低值.湖泊水面大面积减少,形成了数十年来罕见的干旱情况,给人们的生产生活及社会经济的持续发展带来了严重的影响,造成了重大经济损失.
2.2 洞庭湖水沙变化
由长江三口和洞庭湖四水带来的泥沙淤积使洞庭湖容积收缩,水容量下降,同时长江三口由于泥沙淤积和三峡工程的建设,流入洞庭湖的水量减少,洞庭湖枯水季节供水不足,严重影响着人们的生产生活,形成旱灾.见表1、表2.
表1 洞庭湖区年均输沙量统计表[2](单位:104t·a-1)
从表1中可以看出,四水近些年以来输入洞庭湖的泥沙大量减少,这主要是因为四水中上游植被的恢复,自然环境的变好及四水流域大量水利工程建设使得大量泥沙被截留;长江三口入湖泥沙总体上呈持续减少的趋势,这主要是由于泥沙淤积使三口入湖河床逐年抬升,使得入湖水沙减少,特别是受到三峡大坝和葛洲坝水利工程的修建、下荆江河段截弯取直等的影响,使得大量清水下泄,荆江河段的河床遭到严重冲刷.据调查统计[3],1966年到2008年,荆江河段累计冲刷量约为8.58亿m3,其中上荆江大约冲刷5.71亿m3,平均冲刷深度约为2.3m;下荆江大约冲刷2.87亿m3,平均冲刷深度约为0.8m.降荆江河床冲刷导致干流水位下降、流量增大,而三口年分流分沙量大幅减小.长江三口的洪道作为荆江河段的分流支汊,中水期和枯水期的分流量都很小,甚至出现干涸断流,使得含沙量少的中枯水期本应该发生的冲刷,却因为流量小的缘故出现断流或滞留而转为淤积.
表2 洞庭湖区年均径流量统计表[4](单位:108m3·a-1)
从表2可以看出,这些年来四水进入洞庭湖的水量变化并不显著,但近年来,随着四水流域社会经济的发展,生产生活用水的增加及一些水利工程和水库的建设,四水进入洞庭湖的水量有变少的趋势,特别是枯水季节,减少的趋势更加明显;长江三口入湖水量常年来整体上一直在减少,特别是2003年三峡工程运用后,入湖水量下降明显,这主要是由于三口河道不断的淤积和三峡工程运用后对荆江河段的冲刷,使得荆江河床降低,经由荆江的径流量增加所致.
从以上洞庭湖水沙的变化可以看出,洞庭湖入湖泥沙量虽然在不断的减少,但整体上洞庭湖仍在不断淤积,洞庭湖的淤积使湖水容量降低,再加上近年来入湖水量也在不断减少,使得洞庭湖在枯水季节更容易发生干旱灾害.
2.3 长期以来的围湖造田
由于洞庭湖区人口的增加,人们为了生产生活的需要,进行了大面积的围湖造田.围湖造田使湖泊的沼泽化进程加快,湖泊面积不断缩小,湖容量大大降低,致使干旱频发.近十几年来,人们逐渐认识到了围湖造田的危害,开始实施“退田还湖”工程,洞庭湖的面积和湖泊容积才有所恢复.表3为不同年份的洞庭湖湖泊面积和湖泊容积.
表3 不同年份下洞庭湖的湖泊面积和湖泊容积[2-5]
虽然经过退田还湖工程,洞庭湖的湖泊面积和容积有所恢复,但由于泥沙淤积等因素的影响,洞庭湖的平均水位和水体面积有逐渐下降和变小的趋势,特别是在冬季,这种趋势更加明显.如表4所示.
表4 2001年以来11-3月洞庭湖水体面积、城陵矶水位[6]
这说明洞庭湖的水体面积并没有因为最近这些年退田还湖工程的实施而增加,而且由于水位降低等原因,洞庭湖的水体面积甚至还在继续降低,因此政府应该加大力度,继续退田还湖,争取使洞庭湖的生态环境得到最大的恢复.
3 小结
从以上分析可以看出,洞庭湖的干旱灾害是多种因素共同作用的结果,近些年,随着全球变暖,洞庭湖区的气候也有明显的变化,降水有减少的趋势,随之而来的是洞庭湖区的干旱灾害频发.长期以来的泥沙淤积及大规模的围湖造田活动更使洞庭湖的湖泊面积和容积不断在缩小,再加上洞庭湖区及四水流域社会经济的快速发展,工业与生活用水量大量增加,洞庭湖来水量的减少和容水量的降低使湖区在枯水季节更容易受到干旱的影响,给人们的生产生活带来危害.虽然最近些年人们采取了一些措施,如“退田还湖”,修建水利设施,制定节约用水政策等,但洞庭湖整体上还是处于淤积的趋势,洞庭湖湖盆在不断升高,水体在减少,干旱灾害还是经常发生,甚至有愈演愈烈的趋势.表5为洞庭湖区近60年来所受到的干旱灾害的统计情况.
4 建议及防治措施
(1)近些年,由于气候变暖等原因,天气变化复杂程度增加,对气候的研究及预测变得更加困难.相关部门要加大对气候研究的投入,增加研究力度,提高预测能力,使人们能尽早做好防旱抗旱准备.
(2)在干旱发生的时候,在适当的条件下可以进行人工降水,增加降雨量,同时可以适度利用地下水,特别是浅层地下水,以缓解干旱情况.
(3)随着四水流域社会经济的发展,工矿企业的增加,流域内植被破坏严重,水土流失程度加重.所以要大量植树造林,保护好湖区和四水流域的生态环境,减少进入洞庭湖的泥沙量,政府要做好监管,严惩破坏生态环境的部门或企业.
(4)近些年来的退田还湖措施对于恢复洞庭湖区的生态环境有很大成效,要继续进行退田还湖工程,同时进行适当的采砂措施,增加洞庭湖的容积和蓄水量,使得在枯水季节能有更多的水资源供湖区人们使用,减轻干旱带来的危害.
(5)由于社会经济的发展,人们生产生活水平的提高,洞庭湖区的需水量不断增加,且湖区水污染和浪费现象比较严重,政府应加强环境保护宣传,提高人们节约用水和保护水资源的意识,减少水资源的污染和浪费,合理利用水资源,并投入资金和技术,对污染的水资源进行有效的治理.
(6)洞庭湖区的干旱灾害与三峡工程的建设也有一定关系,三峡工程的修建使得长江三口的来水量减少,洞庭湖在干旱季节得不到长江水的有效补充,因此可在长江三口修建抽水工程,发生干旱灾害时可适当抽取长江水以缓解旱情.
(7)近些年来,四水流域社会经济发展迅速,工业生产及生活用水不断增加,水库和水利工程大量修建,四水进入洞庭湖的水量被大量拦截,尤其在枯水季节,四水入洞庭湖水流被大量拦截在河流的中上游,在洞庭湖区出现干旱的时候不能得到四水来水的有效补充,不利于抗旱减灾,因此洞庭湖区及四水流域相关部门应加强合作,制定措施合理分配利用四水流域的水资源.
[1]李景保,代勇,尹辉,等.1950-2009年洞庭湖流域农业旱灾演变特征及趋势预测[J].冰川冻土,2011,(6):1391 -1392.
[2]尹辉,杨波,蒋忠诚,等.近60年洞庭湖泊形态与水沙过程的互动响应[J].地理研究,2012,(3):474-477.
[3]许全喜,胡功宇,袁晶.近50年来荆江三口分流分沙变化研究[J].泥沙研究,2009,(5):3 -6.
[4]张志川.三峡工程对洞庭湖水量的影响及应对措施[J].科技视界,2012,(21):55 -56.
[5]彭定志,徐高洪,胡彩虹,等.基于MODIS的洞庭湖面积变化对洪水位的影响[J].人民长江,2004,(4):14 -15.
[6]刘可群,梁益同,黄靖,等.基于卫星遥感的洞庭湖水体面积变化及影响因子分析[J].中国农业气象,2009,(S2):283-285.