馬 琳,張洪美
(濱州市水利勘測設計研究院,山東 濱州 256600)
興修水庫,能夠減輕嚴重洪水和持續干旱給人類帶來的災難,同時還可以提供生產生活供水、水力發電、灌溉漁業、交通航運等多方位的服務功能,然而對生態環境也會造成多方面的負面影響。隨著國家可持續發展戰略的實施,人們的環境意識越來越強烈,也越來越重視工程建設對生態環境的影響。
多年以來,洪水給沿岸地區帶來的損失無法估量,基礎設施毀損、農作物減產及牲畜傷亡,交通運輸堵塞,電力及通訊中斷等涉及國計民生的方方面面都會受到不同程度的損失。洪水災害造成的損失程度,主要受暴雨歷時及強度的影響,這將直接影響洪水水位的上升速度;除此以外,與洪水的準確預報有關。水庫除具備興利的功能外,還有重要的防洪作用,在防洪區上游河道適當位置興建調蓄洪水的綜合利用水庫,利用水庫庫容攔蓄洪水,通過削減進入下游河道的洪峰流量,從而減少甚至避免了洪澇災害的發生。
根據文獻,分布在我國七大江河上的245座大型水庫,其控制流域面積約150萬km2,占七大江河總流域面積的34%。這些水庫都己發揮或將要發揮很大的防洪效益。
通過修建水庫調節蓄水及徑流,從而可以滿足灌溉面積大大增加而帶來的用水需求,同時實現了灌溉的自主性,可以選擇最優灌溉時間,亦可增加自流灌溉面積,降低機灌費用。
水庫的修建改變了原有流域的生化條件,從而改變了魚類所賴以生存的正常生命活動的條件。一個顯著的影響是水庫大量水體的蓄積影響了原有流域的徑流速度,降低了洪峰流量,從而導致魚類產卵區面積減小,失去了產卵的有利條件,導致魚類數量及種類驟減。相比其不利的影響,興修水庫對漁業的積極作用則更加的顯著。蓄水面積的顯著增大,將大大提高水庫區的捕魚量。同時,水庫區為人工養殖經濟魚種提供了十分便利的條件,為當地漁業的繁榮做出積極的貢獻。
隨著社會經濟的發展,工業及農業用水量劇增,與此同時,天然河道如黃河斷流現象頻頻發生,水資源供需矛盾越發尖銳。因而通過修建水庫積蓄過境水資源,成為緩解用水緊張的一個有效途徑。水庫通過調節過境水流,變被動引水為主動調水。在豐水年將多余水量積蓄在庫內,有效地解決枯水年份當地工農業生產及人們生活用水的需求。
水庫在發展現代動力工業過程中發揮著舉足輕重的作用。水電站如果離開了水庫的調節作用,豐水期的徑流得不到有效利用,其徑流利用率會很低 (多低于0.1~0.2),經濟效益得不到保證。提高徑流利用率,保障其經濟效益的最有效途徑便是修建水庫,其徑流調節能夠保證水電站穩定運行所需要的水源動力供應,從而提高了水電站的經濟效益。
1)有利影響。水庫蓄水由于從流動水變成了滯留水,水體中的懸浮顆粒會逐漸沉積庫底,一定程度上可以簡化工業用水,居民生活用水的處理流程;此外,庫區內由于滯留水的環境利于藻類的生存,其呼吸作用產生的CO2與水中鈣、鎂離子結合產生CaCO3和MgCO3并沉淀下來,降低了水體硬度。
2)不利影響。庫內積蓄水水流流速小,將不利于水體內污染物的擴散消融,降低了原有徑流水體的自我凈化能力;同時由于透明度增大,藻類光合作用強度增加,如果庫區水體儲存時間過長而得不到循環,則會因藻類大量生長而導致富營養化。
通常,大氣環流是影響當地氣候狀況的決定性因素。修建大中型水庫及灌溉工程后,會改變流域內陸水的分布格局,增加水面面積在整個流域面積中的比重,由于蒸發量的增大從而增加了地表空氣的濕潤程度,對局部小氣候會產生一定的影響,主要表現在對降雨、氣溫等氣象因子的影響。
1)對降雨時空分布的影響。不同的季節庫區水體對降雨有著不同的影響,一般夏季水面溫度低于陸地溫度,水庫水面上部大氣層結構比較穩定,降水量減少;冬季水面溫度高于陸地溫度,大氣結構不穩定性增加,降水略有增加。據統計,上游建庫后雨量有所減少,而一定距離的外圍區域降雨則有所增加,整個水庫流域范圍內平均降水量變化不大。因此,水庫修建引起了降雨地理位置和季節的重新分布。
2)對氣溫的影響。由春入夏氣溫開始回升,水體的比熱較大,在吸收同樣能量的情況下溫度升高緩慢,導致水面溫度比陸面溫度偏低,延緩了陸面溫度過激過快的升高;而由秋入冬氣溫下降,情況則相反。由于人工水體的調節,使得一年四季溫度變化變得較為平緩,氣溫日差有所降低,提高了生存環境的舒適程度。
水庫的修建,對周圍的環境會產生非常大的影響,水庫淹沒區的生態環境由原來的陸生變成了水生。在陸地生態環境中的天然植物被淹沒,原來的河流型的水域生態系統急劇變成了湖泊型生態系統。這種變化會使庫區原有水生和陸生動植物種類、數量和分布發生一系列變化。
隨著庫區水位的升高,其淹沒范圍內的原有陸生植物和動物將會遭到直接破壞,庫區的環境由干變濕,生態環境的變化也會導致植物生長種類的演替。而水庫建設帶來的土壤沼澤化、鹽漬化也會直接影響動植物的生長環境,從而導致其種類分布的變化。
在水庫建成后的一段時期內,由于水質的不穩定,大量的原地有機物得以積累,庫區周圍的工農業生產產生的污染物及富營養物質匯入庫區水體內,為水體的富營養化提供了條件。同時,水系生態由河流型演變為湖泊型,將導致水體內水生生物物種的演變,水體渾濁度及營養化等因素的改變,導致土著水生生物種類數量的減少甚至滅絕,食物網結構產生變化,適應庫區深水區生長的生物得以繁衍。此外,由于水庫的建立阻斷了原有水系的連續性,從而阻斷了珍稀洄游魚類的通道;有高壩泄水的水庫還會因為高壩泄水從而導致下游水體氣體飽和,影響下游水生生物的繁衍。
水庫建成后,一般會對周圍潛水埋深、礦化度的影響較大,使得地下水位抬升,礦化度升高。同時由于地下水位的抬高,加大了地下水在地表的蒸發速度,加速了地下水中攜帶的鹽分在地表的聚積速度,造成土壤鹽漬化速度加快。
水庫及大型水利樞紐工程建設過程中,借土棄土的方量都比較可觀,從周圍環境大量的借土,將導致原有植被的破壞,造成土壤外露,使得表層土壤貧瘠化程度增大。同時新外露土壤由于缺乏植物根系的固結作用,抵抗徑流沖刷的能力下降,同樣降雨的情況下,更容易形成徑流,從而導致水土流失。
水庫等水利樞紐的興建,并不僅僅是一項孤立的工程,而是囊括了水文、氣象、生態等各個領域的一個復雜的過程。如何處理好工程建設與生態環境的可持續健康的發展,是一個具有長遠意義的研究課題,在興建規劃水庫工程設施時,必須統籌兼顧,不僅要考慮當前的經濟利益,更要保護世代得以生存的生態環境,做到人與自然的和諧相處。
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