遠(yuǎn)距離引水工程施工對(duì)沿途地區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響

摘要：以連云港疏港航道結(jié)合送水工程為研究對(duì)象，分析了該工程在施工期、運(yùn)營(yíng)期對(duì)陸域生態(tài)環(huán)境、水域生態(tài)環(huán)境的影響。結(jié)果表明，工程施工占地共302.13 hm2，地表裸露，自然系統(tǒng)生產(chǎn)能力遭受一定的損失;工程實(shí)施使區(qū)域自然體系的生物量減少了10 855.8t，占整個(gè)研究區(qū)生物量總量的0.51 %;工程建設(shè)完成后，河道流量增大、流速增大，水體自?xún)裟芰訌?qiáng)，水質(zhì)有所改善，整個(gè)工程區(qū)的植被可恢復(fù)率達(dá)97%，林草覆蓋率達(dá)220-/0。通過(guò)增加地表植被、改良土壤性質(zhì)，可增加土壤滲透率，減輕土壤侵蝕。

關(guān)鍵詞：引水工程;生態(tài)環(huán)境;陸生生態(tài);水域生態(tài)

中圖分類(lèi)號(hào)：X522;X820.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（ 2020）12-0075-04

DOl：10.1408 8/j .cnki.issn043 9- 8114.2020.12.016

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

中國(guó)水資源豐富，但人均占有量少…，為更充分且有效地利用水資源，最有效的方法是將水資源豐富地區(qū)的水引至缺乏地區(qū)，目前已經(jīng)新建了很多“調(diào)水工程”或“引水工程”，此類(lèi)工程可有效地解決該地區(qū)勞動(dòng)力、水資源以及土地等資源空間配置不協(xié)調(diào)的問(wèn)題。據(jù)報(bào)道，截至2018年年底全球范圍內(nèi)有35個(gè)國(guó)家共新建了230余項(xiàng)引水工程[2]。

引水工程雖然能帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益，但也會(huì)引起一定環(huán)境效益的產(chǎn)生，尤其是對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，長(zhǎng)距離引水工程主要面臨著水質(zhì)污染風(fēng)險(xiǎn)以及水量保證兩大難題[3]。黃國(guó)兵等[4]分析了某長(zhǎng)距離渠道在冬季冰情發(fā)展情況以及有關(guān)冰凌的問(wèn)題，并對(duì)不同渠道及建筑物提出了具體的防護(hù)措施;徐燕[5]分析了減壓閥在長(zhǎng)距離重力流輸水工程中減壓消能的作用，分析了減壓閥口徑及設(shè)施，優(yōu)選了減壓方案;王希義等[6]通過(guò)生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值量化法探討了塔里木河下游植被在生態(tài)輸水后的恢復(fù)情況，計(jì)算了輸水后所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益;董孟婷等[7]以南水北調(diào)工程中的河北省易縣為研究對(duì)象，分析了該工程建設(shè)前、中、后的植被遙感影像圖，通過(guò)象元二分法探討了土地利用及植被覆蓋變化情況，并得出了較好的研究結(jié)論。本研究以連云港疏港航道結(jié)合送水工程為研究對(duì)象，分析了該工程在施工期、運(yùn)營(yíng)期對(duì)陸域生態(tài)環(huán)境、水域生態(tài)環(huán)境的影響。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

連云港疏港航道結(jié)合送水工程位于江蘇省東北部，東經(jīng)118°24'-119°48 '和北緯33°59'-35°07'，涉及鹽城市的濱海縣、響水縣和連云港市的灌南縣、灌云縣、海州區(qū)、贛榆縣，工程全長(zhǎng)190 km，共有主要建筑物22座，包括地涵2座、涵洞3座、泵站4座、閘（響水引水閘、紅衛(wèi)河閘，東門(mén)河、界圩河、車(chē)軸河控制閘，善北套閘、八一河閘，善南套閘、云善套閘、太平莊閘、青口河引水閘、青口河控制閘）12座以及滾水閘壩1座，工程地理位置見(jiàn)圖1。送水線(xiàn)路沿岸區(qū)域地屬暖溫帶與亞熱帶過(guò)渡地帶，四季分明，溫度適宜，光照充足，雨量適中，沿線(xiàn)主要為耕地，送水河道現(xiàn)狀為河流水質(zhì)較差，無(wú)重點(diǎn)保護(hù)洄游魚(yú)類(lèi)及珍稀瀕危物種。

1.2研究方法

1.2.1 基礎(chǔ)資料收集查清研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀是生態(tài)影響評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。利用2016年6月LAND-SAT-7TM衛(wèi)星圖像資料，以遙感（RS）與地理信息系統(tǒng)（ GIS）技術(shù)為基礎(chǔ)，在GPS支持下，根據(jù)實(shí)地考察和收集的有關(guān)文字與圖形資料，建立地物原型與衛(wèi)星影像之間的直接解譯標(biāo)志，運(yùn)用地學(xué)分析法建立解譯標(biāo)志，通過(guò)監(jiān)督分類(lèi)和人工解譯相結(jié)合，解譯研究區(qū)的土地利用情況。將研究區(qū)分為林地、農(nóng)田、灘地、居住及建設(shè)用地、鹽田及蝦池、水體及河流共6類(lèi)用地類(lèi)型，統(tǒng)計(jì)各類(lèi)用地類(lèi)型所占百分比及斑塊數(shù)，制作研究區(qū)土地利用類(lèi)型圖及植被覆蓋圖。

1.2.2生態(tài)完整性調(diào)查 因區(qū)域自然系統(tǒng)的核心是生物，故從自然系統(tǒng)的生產(chǎn)能力和穩(wěn)定性?xún)煞矫娣治?，把自然系統(tǒng)中生物組分的生產(chǎn)能力和穩(wěn)定狀況作為識(shí)別非污染生態(tài)影響程度的首選判定因子。將測(cè)試的各典型植被類(lèi)型的生物量與植被圖相結(jié)合，統(tǒng)計(jì)出研究區(qū)各植被類(lèi)型的生物量和凈第一性生產(chǎn)力。此外，由于研究區(qū)人口密集、居住建設(shè)用地面積較大、植被類(lèi)型單一、生物多樣性較低，故該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)穩(wěn)定性和阻抗穩(wěn)定性均比較弱。

1.2.3景觀(guān)生態(tài)質(zhì)量評(píng)價(jià)景觀(guān)生態(tài)系統(tǒng)是由拼塊、廊道和模地組成。模地是景觀(guān)的背景地域，在很大程度上決定了景觀(guān)的功能優(yōu)劣，采用優(yōu)勢(shì)度（Do）表明某一拼塊在景觀(guān)中的優(yōu)勢(shì)。優(yōu)勢(shì)度值由3種參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，即密度（Rd）、頻率（Rf）和景觀(guān)比例（LP）。對(duì)應(yīng)的計(jì)算公式[8]分別如下：

2 結(jié)果與分析

2.1 施工期的生態(tài)影響

2.1.1 影響類(lèi)型及范圍劃定施工期的生態(tài)影響可分為直接影響和間接影響兩個(gè)方面。間接生態(tài)影響是由于施工廢水的排放，導(dǎo)致局部水域透明度降低，可以影響到浮游植物和水生植物的光合作用;由于油污和重金屬溶出，也將影響到水生生物的生長(zhǎng);再加之食物鏈的關(guān)系，浮游植物和水生植物的受損將影響到浮游動(dòng)物、魚(yú)類(lèi)和鳥(niǎo)類(lèi)的生存;由于施工活動(dòng)、設(shè)備噪聲的增加，還可能影響到鳥(niǎo)類(lèi)的正?；顒?dòng)，其受影響的范圍有不確定性。本評(píng)價(jià)對(duì)施工期間接的生態(tài)影響不予定量判定，只予以定性分析。

直接生態(tài)影響是明渠開(kāi)挖占地和棄土棄渣的堆放對(duì)陸域生態(tài)環(huán)境的影響，部分跨河建筑物施工對(duì)水域生態(tài)環(huán)境的影響。根據(jù)工程施工特點(diǎn)，直接影響的類(lèi)型和范圍主要見(jiàn)表1。2.1.2生態(tài)完整性影響預(yù)測(cè)工程施工時(shí)會(huì)擾動(dòng)地表、擾動(dòng)地表面積約573.54 hm2。工程永久占地共302.13 hm2，其中，耕地面積231.95 hm2，園地面積12.36 hm2，魚(yú)塘面積5.27 hm2，柴圃地面積7.87 hm2，林地面積18.85 hm2，溝塘面積8. 14 hm2，其他17.69hm2。工程臨時(shí)占地共271.41 hm2，其中，耕地228.76 hm2，園地12.29 hm2，魚(yú)塘7.53 hm2，柴圃地6.56 hm2，林地4.29 hm2，其他11.98 hm2。由于工程占地會(huì)破壞地表植被，導(dǎo)致自然組分生物量損失，自然系統(tǒng)生產(chǎn)能力受影響。河道及建筑物工程的施工過(guò)程中，工程占地、棄土堆放、土地開(kāi)挖使得輸水河道周?chē)母餐林脖辉獾狡茐模乇砺懵?，自然系統(tǒng)生產(chǎn)能力遭受一定的損失。因此，該工程施工時(shí)對(duì)區(qū)域生態(tài)完整性維護(hù)的影響是存在的。

1）對(duì)自然系統(tǒng)生產(chǎn)力的影響。由表2可知，本工程導(dǎo)致生物量減少的主要因素為占用耕地及林地。工程運(yùn)行后，就農(nóng)田和林地而言，生物量減少10 855.59 t，占整個(gè)研究區(qū)生物量總量的0.51%，其中工程永久占地導(dǎo)致農(nóng)田和林地生物量減少7 266.21 t，占整個(gè)研究區(qū)生物量總量的0.34%，工程建設(shè)導(dǎo)致的生物量損失相對(duì)較小。因此，工程建設(shè)對(duì)研究區(qū)自然體系生產(chǎn)能力的影響是研究區(qū)內(nèi)自然體系可以承受的。

2）對(duì)自然體系的穩(wěn)定性影響。從恢復(fù)穩(wěn)定性和阻抗穩(wěn)定性?xún)蓚€(gè)角度來(lái)度量工程項(xiàng)目對(duì)自然體系的穩(wěn)定狀況。

對(duì)自然體系恢復(fù)穩(wěn)定性的度量采取對(duì)植被生物量進(jìn)行度量的方法，工程項(xiàng)目的實(shí)施使區(qū)域自然體系的生物量減少了10 855.8 t.占整個(gè)評(píng)價(jià)區(qū)生物量總量的0.51%，對(duì)自然體系恢復(fù)穩(wěn)定性的影響不大，是研究區(qū)域內(nèi)自然體系可以承受的。

通過(guò)對(duì)植被異質(zhì)性程度的改變程度來(lái)度量對(duì)自然體系阻抗穩(wěn)定性狀況。從遙感解譯圖中分析可知，工程沿線(xiàn)周邊地區(qū)的土地利用類(lèi)型主要為耕地。工程占用耕地面積占永久占地總面積的76.77%。從景觀(guān)生態(tài)學(xué)角度來(lái)看，農(nóng)田耕地屬于人工引進(jìn)拼塊，對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性調(diào)控能力不是很強(qiáng)。天然植被對(duì)自然系統(tǒng)有著較強(qiáng)的調(diào)控能力（如林地和灌叢），而且沿線(xiàn)周邊地區(qū)由于受人類(lèi)活動(dòng)長(zhǎng)期干擾，天然植被大部分已被人工植被所代替，再加上工程施工造成的自然植被受損面積很小，施工后，采取適當(dāng)維護(hù)措施，系統(tǒng)阻抗穩(wěn)定性可以維護(hù)在目前狀況。工程占地涉及鹽城市濱?？h、響水縣和連云港市灌南縣、灌云縣、海州區(qū)、贛榆6縣（區(qū)）18個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）43個(gè)村，現(xiàn)有耕地7 154.80 hm2，工程占用耕地僅為3.2%，且分散在工程沿線(xiàn)各區(qū)，各工程擾動(dòng)陸域面積相對(duì)較小，占區(qū)域96.8%面積的農(nóng)作物沒(méi)有發(fā)生變化，仍維持現(xiàn)狀。因此，項(xiàng)目實(shí)施對(duì)區(qū)域自然體系中模地組分自身的異質(zhì)化程度影響不大。

2.1.3 對(duì)陸生動(dòng)物、土壤和水域的影響

1）對(duì)陸生動(dòng)物的影響。由于工程建設(shè)影響到大量的土地，也必將對(duì)植被和以植物群落為棲息和取食場(chǎng)所的動(dòng)物產(chǎn)生影響。工程施工后對(duì)區(qū)域內(nèi)動(dòng)物均可產(chǎn)生影響：①獸類(lèi)，開(kāi)挖河道破壞了一些動(dòng)物，如倉(cāng)鼠、刺猬、野兔等的棲息地，使它們被迫遷移;②兩棲動(dòng)物，施工期間，對(duì)于工程區(qū)域附近活動(dòng)的兩棲動(dòng)物，特別是處于冬眠期的兩棲動(dòng)物，在挖土?xí)r極易受到傷害，從而引起兩棲動(dòng)物量的相對(duì)減少;③鳥(niǎo)類(lèi)，機(jī)械噪聲對(duì)部分鳥(niǎo)禽的影響。

2）對(duì)土壤的影響?？稍斐梢韵掠绊懀孩倨茐耐寥澜Y(jié)構(gòu)、擾亂土壤耕作層;②影響土壤緊實(shí)度;③造成土壤養(yǎng)分流失;④施工廢棄物、殘留排放到土壤造成的影響。

3）對(duì)水域的影響。施工活動(dòng)和施工廢水排放會(huì)使施工河道水質(zhì)受到一定的影響。施工機(jī)械對(duì)河道的擾動(dòng)將導(dǎo)致水體懸浮物濃度增加，透明度降低。施工截流、導(dǎo)流等將造成水流的非連續(xù)性，將動(dòng)水環(huán)境變?yōu)殪o水環(huán)境，使水體溶解氧濃度降低，河流的自?xún)裟芰σ搽S之降低。這些影響都是暫時(shí)的，工程運(yùn)行后，由于河道蓄水量加大，流速增加，河流的自?xún)裟芰⒂兴岣撸|(zhì)也能得到一定程度的改善。

施工對(duì)水生生物的生長(zhǎng)造成了一定程度的影響，但由于施工大部分在枯水期進(jìn)行，工期相對(duì)較短，送水主要利用現(xiàn)有河道，單個(gè)工程量較小。所以這種影響是暫時(shí)的、局部的、可逆的，不會(huì)對(duì)水生生物造成較大不利影響。工程完工后，施工干擾消失，水體流速增加，水質(zhì)改善，整個(gè)河流生態(tài)環(huán)境將會(huì)有大的改善，更有利于水生生物的生長(zhǎng)、繁殖和棲息。

2.2 運(yùn)行期的生態(tài)影響

運(yùn)行期，除了工程永久占地對(duì)農(nóng)作物及漁業(yè)養(yǎng)殖產(chǎn)生不利的影響以及導(dǎo)致生物量減少外，項(xiàng)目對(duì)生態(tài)的其他影響都較為有利。

2.2.1 對(duì)水域生態(tài)環(huán)境的影響工程運(yùn)行期，由于送水工程的開(kāi)啟，沿線(xiàn)河道流量增大，水體流速隨之增大，水體的自?xún)裟芰訌?qiáng)，水質(zhì)有改善的趨勢(shì)。

運(yùn)營(yíng)期間，水體恢復(fù)穩(wěn)定，浮游生物、底棲生物量也逐漸恢復(fù)，所以運(yùn)行期可改善原施工期對(duì)水生生物的影響，使水生生態(tài)系統(tǒng)趨于平衡。并且河道疏浚后，水面變寬，水深增加，送水水質(zhì)較好，促進(jìn)了魚(yú)類(lèi)餌料生物的生長(zhǎng)繁殖，為魚(yú)類(lèi)提供了充足的食物，對(duì)魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)有利。

2.2.2對(duì)陸域生態(tài)環(huán)境的影響 工程永久占地中耕地面積占76.77%。工程區(qū)域的農(nóng)作物以小麥、水稻為主，糧食作物占總播種面積按90%計(jì)，約為208.76 hm2。若當(dāng)?shù)丶Z食產(chǎn)量每年按1.2 kg/m2、單價(jià)1 000元/t（2009年）估計(jì)，糧食損失每年約為2 505.12 t，合計(jì)25.05萬(wàn)元。工程影響區(qū)域魚(yú)塘較少，僅占總永久占地面積的1.74%，魚(yú)的產(chǎn)量每年約為22 500kg/hm2，魚(yú)的單價(jià)按10元/kg估算，則項(xiàng)目運(yùn)行后魚(yú)的損失每年約為118 575 kg，合計(jì)118.575萬(wàn)元。

工程建設(shè)完成后，所造成的水土流失區(qū)域均能得到有效治理和改善，預(yù)計(jì)擾動(dòng)土地整治率為95%，水土流失總治理度為87%。工程施工中破壞的地表植被得以恢復(fù)，預(yù)計(jì)整個(gè)工程區(qū)的植被可恢復(fù)率達(dá)97%，林草覆蓋率達(dá)22%。通過(guò)增加地表植被、改良土壤性質(zhì)，可增加土壤滲透率，減輕土壤侵蝕，對(duì)陸域生態(tài)的恢復(fù)和發(fā)展具有良好的推動(dòng)作用。

3 小結(jié)

該工程施工對(duì)水生生物的生境造成了一定程度的影響和破壞，但工期短、工程量少，涉及的河流大多數(shù)是小河流、溝渠，工程施工對(duì)水生生態(tài)的影響是暫時(shí)的、局部的、可逆的。工程完工后，施工干擾消失，水體流速增加，水質(zhì)改善，項(xiàng)目區(qū)水生生態(tài)環(huán)境將會(huì)有所改善。施工過(guò)程中可能擾動(dòng)地表面積，但工程建設(shè)導(dǎo)致的生物量損失相對(duì)較小。因此，工程建設(shè)對(duì)研究區(qū)自然體系生產(chǎn)能力的影響是可以承受的，不會(huì)影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。破壞的植被主要是農(nóng)作物和林草地，分散于工程沿線(xiàn)190 km的區(qū)域，但在施工結(jié)束后可得到較大程度的恢復(fù)。

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作者簡(jiǎn)介：張薷予（1994-），女，陜西西安人，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)榭萍紕?chuàng)新、行政管理和環(huán)境保護(hù)，（電話(huà)）15829381130（電子信箱）Marrable7436@163.com。