錢新月 單桂芳
(東莞市廣水水利工程咨詢有限公司 廣東 東莞 523000)
新中國成立至今,我國的水利建設取得了很大的發展,全國共建成各類水庫8.6萬余座,累積堤防長度28.69萬公里,初步形成了防洪、排澇、灌溉、供水、發電等水利工程體系。一方面,這些工程在抗御洪旱災害、保障社會經濟安全、促進工農業生產持續穩定發展、保護水土資源等方面發揮了重要作用;另一方面,水利工程的建設也引發了流域或區域內資源、生態、環境結構的變化,進而對生態環境產生不利影響,有的甚至是持續而深遠的。關于水利工程的環保問題,主要指的是水利工程建設對流域氣候的影響。正確認識和處理水利工程建設對生態環境的影響,是確保水利工程與生態環境協調發展,保證水利工程在經濟建設中的持續發展,實現人與自然的和諧相處的前提。
對于三峽大壩是最大的水利工程建設,世界上許多研究機構都在探討它對地域降水的影響,利用測試儀器進行了分析研究,有人利用美國太空總署(NASA)的熱帶降雨量測降雨率,以及賓西亞州立大學國家大氣研究中心第五代模型模擬地表溫度高分辨率進行了測試。獨立的衛星數據及數字模擬清楚地表明,由于三峽大壩造成的用地的變化,增加了大壩和秦嶺之間區域的降水,從而降低了三峽大壩附近的降水,這是在三峽大壩蓄水在2003年急速地從66米提高到135米后發生的事。如今,我國的水利樞紐工程建設已經很多,這些水利工程建設會使工程區域的氣候環境條件有所改變。例如水庫總庫容在10億m3以上,水域面積在100km以上的大型水庫對周邊氣候的影響尤為明顯。其影響主要包括氣溫和降雨兩個方面。
水利工程如水庫建成后庫區與空間的接觸由陸面變為水面,與空氣間的能量交換方式和強度均發生變化,從而導致氣溫發生變化。大水庫(水深>7m)在冬季平均氣溫可比陸地高1.8℃~2.9℃,而在夏季一般是發揮降溫作用,特別在干旱地區降溫效果比較明顯,平均可降低1.0℃~4.0℃。在高原地區則會表現出增溫效應,其增溫數值較小,大約是0.2℃~0.8℃。在春秋兩季,大水庫可提高年平均氣溫0.8℃~1.9℃,對極端的低氣溫可提高3.0℃~5.0℃,氣溫日較差平均減小2℃左右,年較差減小1.5℃~2.0℃,在干旱地區可能減小5℃左右。由此可見,在水利工程中的大水庫對局部氣溫影響是比較明顯的。
水利工程影響降水的因素主要有:一般水面蒸發較強,空氣濕度較大,具有使降水增加的正效應;二是氣流進入水域后,由于風速增大,流線輻散,產生下沉運動,具有使降水減少的負效應;三是在暖季,水上溫度比陸上低,大氣層結構相比陸上穩定,不利于對流發展,也具有減少降水的負效應。在濕潤和比較濕潤地區,因為水汽比較充足,決定降水的主要條件是對流的發展或空氣上升運動的強弱,所以在暖季是第二和第三兩個負效應起主要作用,水域及其周圍鄰近地區的降水會有明顯減少;而在冷季,由于水域使降水增加的正效應超過使降水減少的負效應,濕潤和比較濕潤地區的水域及其周圍鄰近地區的降水將會有所增加。在我國季風區,因為降水多集中在暖季,所以水域一般都具有使其附近地區年降水量減少的作用[3]。在干旱地區,由于決定降水的主要因素是水汽來源或空氣濕度,而水域及周圍的空氣濕度全年各月都比干燥的陸地大,特別是相對濕度大得多,水域比陸地具有絕對有利的降水條件,所以不論在冷季或暖季,水域都有使降水增加的正效應。介玉娥統計分析了小浪底水庫蓄水后,分析了庫區降水量的變化,結果表明庫區周圍55km左右的范圍內,其平均降雨量增加了16.9%;庫區和周邊的溫度均呈增高趨勢,其中春季平均氣溫增高1.5℃,夏季變幅不大,秋季平均增高0.5℃,冬季平均增高0.6℃。
在河流上筑壩建庫,將使壩上形成寬闊的水域環境,庫區水動力條件也將發生改變,急流變緩流甚至靜水,水深、水面寬成倍增加,造成庫內水體水質、水溫發生變化,進而造成壩下游河流的水環境也隨之發生改變。庫區水質變化主要體現在庫區水體富營養化、重金屬的沉降和泥沙含量的增加,使得部分水質指標發生變化等,壩下游河道水體水質則受制于庫區水體水質以及壩下游河道水量變化引起的水體自凈能力變化。通常狀況下,在河道水體水質本底狀況較好的前提下,水庫工程的建設不會對庫區及下游河道水體水質產生明顯不利影響,但是,若有污染源排入河道,水庫工程的調蓄作用造成河道水量的減少將有可能加劇水質污染的程度。
我國水資源蘊含量豐富,理論蘊藏量為6.76億kW,可能開發利用的達3.78億kW,居世界首位,但是我國水資源開發程度只達到19.7%,與發達國家60%的開發程度相比還有很大的差距。改革開放后我國加強了對水資源的開發,水利工程建筑技術得到快速發展,同時也認真總結了在生態環境影響方面的經驗,制定相關的規劃和法規,為水利建設的可持續發展提供了保障。水利工程在防洪、發電、灌溉、航運等發面發揮著最要的社會和經濟效益,而通過水利工程對生態環境影響原因的分析,發現水利工程對水利建設對流域環境的影響是不可避免的,因此在水利建設中必須考慮到流域的生態效益,在工程建設前期,通過對水利工程可能對社會生態環境造成的近期和遠期的影響作出科學的評價,使有利的影響得到充分的發揮,不利的影響得到減免或改善,為工程建設提供重要根據。在水利工程的運行階段,建立環境影響監測,根據反饋信息進行跟蹤評價,及時調整和改進運行方案,對以造成破壞的方面進行有效的修補,把破壞的程度降到最低。
水利工程對生態環境的影響是多方面,簡要地對局部氣候,水質和水溫,土壤環境和地質,生物及其多樣性四個方面進行了分析,說明其影響是必然存在的。強調了水利工程在發揮經濟效益的同時,必須考慮社會和環境效益,保證水利經濟建設和生態環境的協調發展。把科學評價水利建設對環境影響作為水利工程的一項基本指標,發揮有利影響,減免或降低不利影響,從而保證水利工程建設在國民經濟建設中實現可持續發展,實現人與自然的和諧相處。
[1]楊玲玲.淺析水利工程建設對生態環境的影響[J].黑龍江科技信息,2012(12).
[2]http://www.jmxfw.com/bbs/showtopic-45304.aspx.2011-7-27.
[3]介玉娥,胡玉梅,等.小浪底水庫蓄水后氣候變化對生態、農業的影響[J].氣象與環境學,2009(9).