劉 濤 武艷麗 董來啟

水是人類賴以生存的重要資源,是生態(tài)環(huán)境中最活躍的基本要素[1,2],而我國水土資源分布比例很失衡。水資源緊缺已成為制約區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的主要因素之一,并開始造成生態(tài)環(huán)境惡化,亟待解決。為改變水資源時空分布不均的狀況,實現(xiàn)水資源的再分配,滿足人類生產(chǎn)與生活的需要,國內(nèi)外實踐證明,大規(guī)?？缌饔蛘{(diào)水(IBWT)是解決水資源時空分布不均的有效手段[1,2]。

1 跨流域調(diào)水對生態(tài)影響的研究現(xiàn)狀

各國實施跨流域調(diào)水的目的不同,主要有為工業(yè)提供用水、城市用水、改進水質(zhì)、農(nóng)業(yè)用水、水力發(fā)電和補給地下水等。南水北調(diào)工程是我國優(yōu)化配置水資源的重大舉措,規(guī)劃年調(diào)水量4.4×1010m3～4.5×1010m3,調(diào)水干線總長為4046km,主要分布在干旱和半干旱地區(qū)。

跨流域調(diào)水工程建設(shè),對河流生態(tài)系統(tǒng)有很大的影響[4,5]。水力發(fā)電對河流的影響是瞬間的沖擊,而跨流域調(diào)水工程對河流的影響不同,其影響的時間相對較長。在南非已經(jīng)證明,實施的季節(jié)性跨流域調(diào)水工程對受水渠或輸水渠均有較大的影響[6]?？缌饔蛘{(diào)水工程實施,不僅對地貌產(chǎn)生影響而且可能產(chǎn)生整個河流流域自然生物系統(tǒng)的破壞,這在國內(nèi)外已引起足夠的重視,其中對生物起源地的保護毫無疑問被各國關(guān)注。人類在進行大時空調(diào)水的同時,如果沒有更好的對策來應對跨流域調(diào)水對物種轉(zhuǎn)移的影響,那么通過制定法律也能起到一定的協(xié)調(diào)作用。加拿大和美國已通過法律調(diào)節(jié)由于跨流域調(diào)水引起的自然物種的遷移,目的是保護生態(tài)系統(tǒng)的完整及調(diào)水區(qū)、受水區(qū)經(jīng)濟不受入侵物種的影響。

總之,跨流域調(diào)水工程項目的實施將涉及到許多因素的影響,例如:生態(tài)、地貌、化學、社會和水權(quán)等。雖然國內(nèi)外專家學者一直呼吁加強跨流域調(diào)水對生態(tài)影響的調(diào)研,但是,由于工程、管理和政策等各方面的因素影響,目前所做的調(diào)研工作還遠遠不夠。

2 跨流域調(diào)水生態(tài)綜合效應分析

2.1 跨流域調(diào)水是一項重大的地貌工程

國內(nèi)外跨流域調(diào)水工程中很多利用現(xiàn)有河道作為跨流域調(diào)水的輸水渠,從而減少工程量和占地,但同時我們應注意到把大量的水轉(zhuǎn)移到河流上游,其上游流量和流速均增加,引起原河床不穩(wěn)定;特別是河流上游空間相對較小時,其對地貌和生態(tài)產(chǎn)生的影響將是相當嚴重的。

隨著對跨流域調(diào)水工程認識的不斷深化,我們會逐漸意識到“跨流域調(diào)水不僅是重大的水利、生態(tài)工程還是一項重大的地貌工程”。只有對受水渠的影響作出了正確的評估才能真正確定工程的實施是否可行。

2.2 跨流域調(diào)水對地下水潛在的生態(tài)影響

水資源有其自身的運動規(guī)律,如果人為地劃分為地表水、地下水分開管理,將造成各行其是的混亂局面,加劇水資源開發(fā)利用的矛盾。地下水和地表水是一個不可分割的整體,兩者有規(guī)律地相互轉(zhuǎn)化,因而無論是超開采地下水還是過度利用地表水都會引起區(qū)域水文地質(zhì)條件變化,地下水徑流、補給、排泄關(guān)系也要發(fā)生變化,最終會使水陸生態(tài)失去平衡。

2.3 跨流域調(diào)水工程實施的同時應合理選擇生態(tài)評價模型

生態(tài)系統(tǒng)模型的一個任務(wù)是對控制參數(shù)的鑒定,通過對控制參數(shù)的鑒定,有助于理解生態(tài)系統(tǒng)的性能狀態(tài),在費用和付出最小的情況下優(yōu)化測量設(shè)計。生物系統(tǒng)模型不存在標準模型,當一個系統(tǒng)模型被證明不合理時,會被另一個系統(tǒng)模型取代,從這種意義上講,模型的校準與評價是最重要的,目前國內(nèi)外一些學者主張用量化來校準生態(tài)模型。

3 跨流域調(diào)水工程的主要環(huán)境生態(tài)影響

3.1 跨流域調(diào)水對生態(tài)環(huán)境的正面影響

1)防止因超開采地下水帶來地區(qū)性生態(tài)危機。

據(jù)相關(guān)資料記載,美國加州一地區(qū)從1940年起每年超采水量1.8×106m3,地面下沉影響 9000km2的農(nóng)田耕作,而調(diào)水灌溉后能有效防止地面下沉,并起到保水固土作用。南水北調(diào)中線工程建成后,受水區(qū)不再大量超開采地下水,有利于地表、地下水合理調(diào)度,增加地下水入滲和回灌,可有效控制地下水超采并逐步恢復適宜的地下水水位,防止地下水位下降引起地面下降、建筑物和堤防發(fā)生裂縫,可使地下水朝良性方向發(fā)展。

2)有利于水循環(huán)。

調(diào)水最大的受益區(qū)就是受水區(qū),將使受水區(qū)增加廣闊的水域,促進地下水發(fā)育,導致包括氣帶與大氣圈、含水層之間的垂直水氣交換加強,有利于水循環(huán),增大地面徑流,改善缺水地區(qū)的生態(tài)與環(huán)境的不良情況。

3)將直接改善調(diào)入?yún)^(qū)的生態(tài)環(huán)境。

我國南水北調(diào)工程實施后,據(jù)黃河水資源保護局的初步估計,西線調(diào)入?yún)^(qū)可新增灌溉面積1.7747×106hm2,可有效改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境;同時西線調(diào)入?yún)^(qū)防護林帶增加至1.5×105hm2,每年可減少0.56×108t～1.06×108t的土壤流失量,有效治理了水土流失,減少入黃泥沙量,有效地遏制土地沙漠化的發(fā)展,減少自然災害發(fā)生,增加黃河的河川徑流量,可很好改善當?shù)氐乃鷳B(tài)環(huán)境。東線近期規(guī)劃工程主要生態(tài)效益是發(fā)展和改善農(nóng)田灌溉面積2.83×106hm2,提高1.78×104km2低洼地區(qū)澇水抽水能力改善供水區(qū)因長期缺水而嚴重惡化了的環(huán)境。

4)為發(fā)展生態(tài)旅游業(yè)帶來更大機遇。

為促進發(fā)展旅游業(yè),有些地區(qū)已設(shè)計跨流域調(diào)水方案來解決水資源短缺的問題,其效益不僅促進了旅游業(yè)的發(fā)展,還可以使旅游區(qū)河道生態(tài)環(huán)境得到有力改善。目前,南水北調(diào)工程新建了一系列調(diào)水設(shè)施和輔助性河渠、道路、房屋等設(shè)施,增加了水域面積,其在調(diào)水方案的前提下,可以有力輔助發(fā)展地區(qū)旅游業(yè)。

5)對局部地區(qū)氣候產(chǎn)生影響。

跨流域調(diào)水將對氣候有一定影響,近年來我國北方降水減少和溫度增加是氣候變化的總趨勢,由此引起的北方干旱化嚴重影響了我國北方的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活[8],南水北調(diào)方案中部分供水將通過渠道網(wǎng)用于農(nóng)業(yè)灌溉,使土壤水分增加,從下墊面的能量平衡可以推出,土壤濕度增加將會產(chǎn)生溫度降低,從而在一定程度上改變局部氣候。

3.2 跨流域調(diào)水對生態(tài)環(huán)境的負面影響

1)對原有河床的不利影響。

引水線路、工程實施本身沒有實質(zhì)性難題,但從區(qū)域考慮,如果措施不當,會加重當?shù)貫暮?、惡化環(huán)境。若利用原河床調(diào)水,其流量和流速均增加,將造成河床推移物的流失,泥沙沖刷,最終將引起原河床不穩(wěn)定。

2)對輸水區(qū)引起的不利生態(tài)影響。

跨流域調(diào)水的不利影響主要在水庫區(qū)和輸水渠沿線的土地占用和移民搬遷的影響,造成大面積農(nóng)田受損,野生生物生長環(huán)境遭破壞,移民遷入地區(qū)將增加土地負擔,處理不當時可能造成水土流失、惡化地區(qū)生態(tài)環(huán)境并影響經(jīng)濟發(fā)展,甚至影響到社會穩(wěn)定,我們可以通過妥善的土地調(diào)整和移民安置解決其產(chǎn)生的負面影響。輸水干渠兩側(cè)部分地段的地面高程低于輸水水位,將可能引起周邊土壤的次生鹽堿化、沼澤化,只要采取渠道防滲和灌區(qū)排水等措施,可以避免其不利影響。

3)對河口地區(qū)的不利生態(tài)影響。

跨流域調(diào)水使河口徑流量減少,可使咸潮上溯勢力增強,遇到潮時部分已經(jīng)脫鹽的土壤還會發(fā)生不同程度的次生鹽堿化。長江河口地區(qū)通過原來的水沙比估算,南水北調(diào)將引起減少長江河口原來懸移質(zhì)輸沙量的2%。南水北調(diào)對長江河口影響的有效控制措施是控制10月～12月徑流的減少幅度,從綜合資源利用角度考慮還應在江邊或江中建造避咸蓄淡水庫,減緩鹽水入侵影響。

4)對漁業(yè)資源的不利影響。

南北水調(diào)工程改變了長江口徑流總量及年內(nèi)分配,也改變了水體鹽度的時空分布,導致河口生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的調(diào)整,從而影響漁業(yè)資源的存在狀態(tài),其總體規(guī)律為:各魚種的分布發(fā)生移位。為了水生態(tài)系統(tǒng)平衡,應建立漁業(yè)環(huán)境和資源的長期監(jiān)測系統(tǒng)。

4 結(jié)語

通過了解國內(nèi)外跨流域調(diào)水對生態(tài)影響的研究現(xiàn)狀,從多個角度對跨流域調(diào)水對生態(tài)環(huán)境的影響進行了綜合探討,可以看到,跨流域調(diào)水工程的綜合生態(tài)效益是顯著的,不利影響是局部的,且通過適當防范和補償措施,不利影響可以減少到最低限度。

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