跨流域调水工程对生态环境的影响

廖崇政 王传贵

摘 要：由于水在地球上分布是及其不均衡的，这就为人类在利用水资源时增加了难度。有效地控制和利用水资源，人类采取了各种有效措施（工程措施或非工程措施），兴建水利工程就是其中主要手段之一。大规模水利工程的建设，在为国民经济建设发挥了巨大的促进作用同时，也给生态环境和社会环境带来了一系列问题。

关键词： 跨流域调水; 生态环境; 影响

引言：跨流域调水是通过大规模的人工方法从余水的流域向缺水流域大量调水，以便促进缺水区域的经济发展和缓解流域人畜用水的矛盾。因为这里所指的流域一般都是空间尺度较大的流域，所以跨流域调水经常又被称为“远距离调水”。跨流域调水中的人工方法一般有两种类型：改变河流的流向和修建能输送大量水的大运河。跨流域调水在中国有着悠久的历史，沟通珠江和长江流域的灵渠工程、京杭大运河都是历史上跨流域调水的典型事例。

正文：随着人口的增长和经济的发展，水资源问题已经成为制约人类21世纪生存与可持续发展的瓶颈因素，水资源分布不均匀性与人类社会需水不均衡性的客观存在使得调水成为必然，采用跨流域调水的方法，重新分配水资源，缓和以至解决缺水地区的迫切需要，由来已久，许多国家如美国、前苏联、加拿大、法国、澳大利亚、巴基斯但、印度等，都曾进行过尝试，有些还取得了巨大的效益。据统计，目前世界调水工程不下160项。在世界的大江大河上几乎都能找到调水工程的影子。 跨流域调水的鼻祖当选我国的 京杭大运河。世界著名的调水工程有：美国的中央河谷、加州调水、科罗拉多水道和洛杉矾水道等远距离调水工程及澳大利亚的雪山工程、巴基斯坦的西水东调工程等， 俄罗斯的调水工程更是世界著名。跨流域调水是指修建跨越两个或两个以上流域的引水（调水）工程，将水资源较丰富流域的水调到水资源紧缺的流域，以达到地区间调剂水量盈亏，解决缺水地区水资源需求的一种重要措施。跨流域调水，关系到相邻地区工农业的发展。同时，还会涉及相关流域水资源重新分配和可能引起的社会生活条件及生态环境变化。因此，必须全面分析跨流域的水量平衡关系，综合协调地区间可能产生的矛盾和环境质量问题。跨流域工程按功能划分它主要有以下6大类：

①以航运为主体的跨流域调水工程，如中国古代的京杭大运河等;

②以灌溉为主的跨流域灌溉工程，如中国甘肃省的引大入秦工程等;

③以供水为主的跨流域供水工程，如中国山东省的引黄济青工程、广东省的东深供水工程等;

④以水电开发为主的跨流域水电开发工程，如澳大利亚的雪山工程、中国云南省的以礼河梯级水电站开发工程等;

⑤跨流域综合开发利用工程，如中国的南水北调工程和美国的中央河谷工程等;

⑥以除害為主要目的（如防洪）的跨流域分洪工程，如江苏、山东两省的沂沭泗水系供水东调南下工程等。大型跨流域调水工程通常是发电、供水、航运、灌溉、防洪、旅游、养殖及改善生态环境等目标和用途的集合体。

修建跨流域调水对自然环境的影响分析。水利工程建设对于气候，降雨量、气温、水文等气候环境的影响是十分显著的。主要原因是水库大坝等水利工程扩展建设，使得原本的水资源系统发生改变，河流水、地表水、地下水等水系统因为人为作用聚集或分散，造成局部水因子聚集量超标或骤减，产生水量失衡，破坏了原有的气候环境。 首先，例如在水库大坝灌溉工程分布密集的地区，因为水分子集中在水库上空，造成水库区域内湿度高，蒸发量也会有所增加，减少了库区降雨量，城市地区则会相对增加降雨量，并且由于降雨量的增加，再加上城市废气污染严重极易导致城市地区出现雾霾天气，影响人们生活的同时更加有害人类的身体健康。 其次，由于水库等水利工程的建设是将大量水资源引入到人工开凿的地面区域内，这样的工程模式改变了水量平衡，让原本的陆地聚集了大量水源影响空气内部结构，造成气温年平均值呈上升趋势，加快温室效应程度，导致气温持续升高。

1 对气候的影响 一般情况下，地区性气候状况受大气环流所控制，但修建大、中型水库及灌溉工程后，原先的陆地变成了水体或湿地，使局部地表空气变得较湿润，对局部小气候会产生一定的影响，主要表现在对降雨、气温、风和雾等气象因子的影响[ 1 ]。

对降雨量的影响 （1） 降雨量有所增加：这是由于修建水库形成了大面积蓄水，在阳光辐射下，蒸发量增加引起的。 （2） 降雨地区分布发生改变：水库低温效应的影响可使降雨分布发生改变，一般库区蒸发量加大，空气变得湿润。实测资料表明，库区和邻近地区的降雨量有所减少，而一定距离的外围区降雨则有所增加，一般来说，地势高的迎风面降雨增加，而背风面降雨则减少。 （3） 降雨时间的分布发生改变：对于南方大型水库，夏季水面温度低于气温，气层稳定，大气对流减弱，降雨量减少;但冬季水面较暖，大气对流作用增强，降雨量增加。

2 对气温的影响 水库建成后，库区的下垫面由陆面变为水面，与空气间的能量交换方式和强度均发生变化，从而导致气温发生变化，年平均气温略有升高。

对水文的影响 水库修建后改变了下游河道的流量过程，从而对周围环境造成影响。水库不仅存蓄了汛期洪水，而且还截流了非汛期的基流，往往会使下游河道水位大幅度下降甚至断流，并引起周围地下水位下降，从而带来一系列的环境生态问题：下游天然湖泊或池塘断绝水的来源而干涸;下游地区的地下水位下降;入海口因河水流量减少引起河口淤积，造成海水倒灌;因河流流量减少，使得河流自净能力降低;以发电为主的水库，多在电力系统中担任峰荷，下泄流量的日变化幅度较大，致使下游河道水位变化较大，对航运、灌溉引水位和养鱼等均有较大影响;当水库下游河道水位大幅度下降以至断流时，势必造成水质的恶化。

3 泥沙淤积问题 以三门峡水库为例说明水库淤积问题。水库于1960 年蓄水，一年半后，15 亿t 泥沙全部淤在潼关—三门峡河段，潼关河床抬高4. 5 m。淤积带延伸到上游的渭河口，形成拦门沙，两岸地下水位也随之抬高，从而造成两岸农田次生盐碱化 。

4 对水体的影响 （1） 有利影响：库内大体积水体流速慢，滞留时间长，有利于悬浮物的沉降，可使水体的浊度、色度降低;库内流速慢，藻类活动频繁，呼吸作用产生的co2 与水中钙、镁离子结合产生caco3和mgco3 并沉淀下来，降低了水体硬度。

（2） 不利影响：库内水流流速小，降低了水、气界面交换的速率和污染物的迁移扩散能力，因此复氧能力减弱，使得水库水体自净能力比河流弱;库内水流流速小，透明度增大，利于藻类光合作用，坝前储存数月甚至几年的水，因藻类大量生长而导致富营养化;被淹没的植被和腐烂的有机物会大量消耗水中的氧气，并释放沼气和大量二氧化碳，同样导致温室效应;悬移质沉积于库底，长期累积不易迁移，若含有有毒物质或难降解的重金属，可形成次生污染源。

参考文献：

[1]跨流域调水工程对环境影响问题探讨[J]. 沈文兴 能源与环境 2007（06）

[2]国外跨流域调水工程及其生态环境影响[J]  方妍 2005（10）

[3]新时期跨流域调水工程的和谐建设与管理[J]. 毕重薪，李卿 黑龙江水利. 2016（09）

[4]跨流域调水工程水资源配置的协商机制研究[J]  张郁，吕东辉 水利科技与经济 2013（10）

[5]浅谈跨流域调水工程及应注意的问题[J]  陆雪明，冯明祥，白霜 东北水利水电 2004（09）

[6]跨流域调水工程项目的运行管理[J] 刘勇 设备管理与维修2020（06）

作者简介：

廖崇政（1999.06—），男，江西省宜春人，郑州市高新区郑州大学，水文与水资源工程专业，本科生

王传贵（1999.10—），男，河南省驻马店人，郑州市高新区郑州大学，水文与水资源工程专业，本科生

（郑州大学  河南 郑州  450001）