跨流域調(diào)水工程對(duì)生態(tài)環(huán)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(shí)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(guī)模水利工程的建設(shè)，在為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮了巨大的促進(jìn)作用同時(shí)，也給生態(tài)環(huán)境和社會(huì)環(huán)境帶來(lái)了一系列問(wèn)題。

關(guān)鍵詞： 跨流域調(diào)水; 生態(tài)環(huán)境; 影響

引言：跨流域調(diào)水是通過(guò)大規(guī)模的人工方法從余水的流域向缺水流域大量調(diào)水，以便促進(jìn)缺水區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和緩解流域人畜用水的矛盾。因?yàn)檫@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(diào)水經(jīng)常又被稱為“遠(yuǎn)距離調(diào)水”?？缌饔蛘{(diào)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(yùn)河?？缌饔蛘{(diào)水在中國(guó)有著悠久的歷史，溝通珠江和長(zhǎng)江流域的靈渠工程、京杭大運(yùn)河都是歷史上跨流域調(diào)水的典型事例。

正文：隨著人口的增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水資源問(wèn)題已經(jīng)成為制約人類21世紀(jì)生存與可持續(xù)發(fā)展的瓶頸因素，水資源分布不均勻性與人類社會(huì)需水不均衡性的客觀存在使得調(diào)水成為必然，采用跨流域調(diào)水的方法，重新分配水資源，緩和以至解決缺水地區(qū)的迫切需要，由來(lái)已久，許多國(guó)家如美國(guó)、前蘇聯(lián)、加拿大、法國(guó)、澳大利亞、巴基斯但、印度等，都曾進(jìn)行過(guò)嘗試，有些還取得了巨大的效益。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世界調(diào)水工程不下160項(xiàng)。在世界的大江大河上幾乎都能找到調(diào)水工程的影子。 跨流域調(diào)水的鼻祖當(dāng)選我國(guó)的 京杭大運(yùn)河。世界著名的調(diào)水工程有：美國(guó)的中央河谷、加州調(diào)水、科羅拉多水道和洛杉礬水道等遠(yuǎn)距離調(diào)水工程及澳大利亞的雪山工程、巴基斯坦的西水東調(diào)工程等， 俄羅斯的調(diào)水工程更是世界著名。跨流域調(diào)水是指修建跨越兩個(gè)或兩個(gè)以上流域的引水（調(diào)水）工程，將水資源較豐富流域的水調(diào)到水資源緊缺的流域，以達(dá)到地區(qū)間調(diào)劑水量盈虧，解決缺水地區(qū)水資源需求的一種重要措施?？缌饔蛘{(diào)水，關(guān)系到相鄰地區(qū)工農(nóng)業(yè)的發(fā)展。同時(shí)，還會(huì)涉及相關(guān)流域水資源重新分配和可能引起的社會(huì)生活條件及生態(tài)環(huán)境變化。因此，必須全面分析跨流域的水量平衡關(guān)系，綜合協(xié)調(diào)地區(qū)間可能產(chǎn)生的矛盾和環(huán)境質(zhì)量問(wèn)題。跨流域工程按功能劃分它主要有以下6大類：

①以航運(yùn)為主體的跨流域調(diào)水工程，如中國(guó)古代的京杭大運(yùn)河等;

②以灌溉為主的跨流域灌溉工程，如中國(guó)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(guó)山東省的引黃濟(jì)青工程、廣東省的東深供水工程等;

④以水電開(kāi)發(fā)為主的跨流域水電開(kāi)發(fā)工程，如澳大利亞的雪山工程、中國(guó)云南省的以禮河梯級(jí)水電站開(kāi)發(fā)工程等;

⑤跨流域綜合開(kāi)發(fā)利用工程，如中國(guó)的南水北調(diào)工程和美國(guó)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(diào)南下工程等。大型跨流域調(diào)水工程通常是發(fā)電、供水、航運(yùn)、灌溉、防洪、旅游、養(yǎng)殖及改善生態(tài)環(huán)境等目標(biāo)和用途的集合體。

修建跨流域調(diào)水對(duì)自然環(huán)境的影響分析。水利工程建設(shè)對(duì)于氣候，降雨量、氣溫、水文等氣候環(huán)境的影響是十分顯著的。主要原因是水庫(kù)大壩等水利工程擴(kuò)展建設(shè)，使得原本的水資源系統(tǒng)發(fā)生改變，河流水、地表水、地下水等水系統(tǒng)因?yàn)槿藶樽饔镁奂蚍稚?，造成局部水因子聚集量超?biāo)或驟減，產(chǎn)生水量失衡，破壞了原有的氣候環(huán)境。 首先，例如在水庫(kù)大壩灌溉工程分布密集的地區(qū)，因?yàn)樗肿蛹性谒畮?kù)上空，造成水庫(kù)區(qū)域內(nèi)濕度高，蒸發(fā)量也會(huì)有所增加，減少了庫(kù)區(qū)降雨量，城市地區(qū)則會(huì)相對(duì)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(yán)重極易導(dǎo)致城市地區(qū)出現(xiàn)霧霾天氣，影響人們生活的同時(shí)更加有害人類的身體健康。 其次，由于水庫(kù)等水利工程的建設(shè)是將大量水資源引入到人工開(kāi)鑿的地面區(qū)域內(nèi)，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(nèi)部結(jié)構(gòu)，造成氣溫年平均值呈上升趨勢(shì)，加快溫室效應(yīng)程度，導(dǎo)致氣溫持續(xù)升高。

1 對(duì)氣候的影響 一般情況下，地區(qū)性氣候狀況受大氣環(huán)流所控制，但修建大、中型水庫(kù)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(rùn)，對(duì)局部小氣候會(huì)產(chǎn)生一定的影響，主要表現(xiàn)在對(duì)降雨、氣溫、風(fēng)和霧等氣象因子的影響[ 1 ]。

對(duì)降雨量的影響 （1） 降雨量有所增加：這是由于修建水庫(kù)形成了大面積蓄水，在陽(yáng)光輻射下，蒸發(fā)量增加引起的。 （2） 降雨地區(qū)分布發(fā)生改變：水庫(kù)低溫效應(yīng)的影響可使降雨分布發(fā)生改變，一般庫(kù)區(qū)蒸發(fā)量加大，空氣變得濕潤(rùn)。實(shí)測(cè)資料表明，庫(kù)區(qū)和鄰近地區(qū)的降雨量有所減少，而一定距離的外圍區(qū)降雨則有所增加，一般來(lái)說(shuō)，地勢(shì)高的迎風(fēng)面降雨增加，而背風(fēng)面降雨則減少。 （3） 降雨時(shí)間的分布發(fā)生改變：對(duì)于南方大型水庫(kù)，夏季水面溫度低于氣溫，氣層穩(wěn)定，大氣對(duì)流減弱，降雨量減少;但冬季水面較暖，大氣對(duì)流作用增強(qiáng)，降雨量增加。

2 對(duì)氣溫的影響 水庫(kù)建成后，庫(kù)區(qū)的下墊面由陸面變?yōu)樗?，與空氣間的能量交換方式和強(qiáng)度均發(fā)生變化，從而導(dǎo)致氣溫發(fā)生變化，年平均氣溫略有升高。

對(duì)水文的影響 水庫(kù)修建后改變了下游河道的流量過(guò)程，從而對(duì)周圍環(huán)境造成影響。水庫(kù)不僅存蓄了汛期洪水，而且還截流了非汛期的基流，往往會(huì)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(lái)一系列的環(huán)境生態(tài)問(wèn)題：下游天然湖泊或池塘斷絕水的來(lái)源而干涸;下游地區(qū)的地下水位下降;入?？谝蚝铀髁繙p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(fā)電為主的水庫(kù)，多在電力系統(tǒng)中擔(dān)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(duì)航運(yùn)、灌溉引水位和養(yǎng)魚(yú)等均有較大影響;當(dāng)水庫(kù)下游河道水位大幅度下降以至斷流時(shí)，勢(shì)必造成水質(zhì)的惡化。

3 泥沙淤積問(wèn)題 以三門(mén)峽水庫(kù)為例說(shuō)明水庫(kù)淤積問(wèn)題。水庫(kù)于1960 年蓄水，一年半后，15 億t 泥沙全部淤在潼關(guān)—三門(mén)峽河段，潼關(guān)河床抬高4. 5 m。淤積帶延伸到上游的渭河口，形成攔門(mén)沙，兩岸地下水位也隨之抬高，從而造成兩岸農(nóng)田次生鹽堿化 。

4 對(duì)水體的影響 （1） 有利影響：庫(kù)內(nèi)大體積水體流速慢，滯留時(shí)間長(zhǎng)，有利于懸浮物的沉降，可使水體的濁度、色度降低;庫(kù)內(nèi)流速慢，藻類活動(dòng)頻繁，呼吸作用產(chǎn)生的co2 與水中鈣、鎂離子結(jié)合產(chǎn)生caco3和mgco3 并沉淀下來(lái)，降低了水體硬度。

（2） 不利影響：庫(kù)內(nèi)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(kuò)散能力，因此復(fù)氧能力減弱，使得水庫(kù)水體自凈能力比河流弱;庫(kù)內(nèi)水流流速小，透明度增大，利于藻類光合作用，壩前儲(chǔ)存數(shù)月甚至幾年的水，因藻類大量生長(zhǎng)而導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化;被淹沒(méi)的植被和腐爛的有機(jī)物會(huì)大量消耗水中的氧氣，并釋放沼氣和大量二氧化碳，同樣導(dǎo)致溫室效應(yīng);懸移質(zhì)沉積于庫(kù)底，長(zhǎng)期累積不易遷移，若含有有毒物質(zhì)或難降解的重金屬，可形成次生污染源。

參考文獻(xiàn)：

[1]跨流域調(diào)水工程對(duì)環(huán)境影響問(wèn)題探討[J]. 沈文興 能源與環(huán)境 2007（06）

[2]國(guó)外跨流域調(diào)水工程及其生態(tài)環(huán)境影響[J]? 方妍 2005（10）

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

[4]跨流域調(diào)水工程水資源配置的協(xié)商機(jī)制研究[J]? 張郁，呂東輝 水利科技與經(jīng)濟(jì) 2013（10）

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

[6]跨流域調(diào)水工程項(xiàng)目的運(yùn)行管理[J] 劉勇 設(shè)備管理與維修2020（06）

作者簡(jiǎn)介：

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

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

（鄭州大學(xué)? 河南 鄭州? 450001）