中上游工程對長江口水文的影響

李道季 高 磊

（李道季為華東師范大學河口海岸學國家重點實驗室教授；高磊為華東師范大學河口海岸學國家重點實驗室副教授)

大型水利工程使入海泥沙量急劇下降。

直接影響入海徑流量的季節性變化，導致長江口鹽水入侵加劇。

長江入河口營養鹽濃度及通量顯著下降。

河口是海岸帶最重要組成部分,是全流域水系統物質的主匯，也是近海陸源物質的主源。河口區域陸海相互作用特別強烈，生態與環境尤為脆弱。近年來由于流域環境的巨大變化和系列重大水利工程的實施和運行，使長江口物質通量及組成發生了重大變化，導致河口三角洲海岸蝕退，河口濕地萎縮，生態服務功能退化，河口及其鄰近海域水質不斷惡化，赤潮頻發，生態系統衰退，生物資源再生能力和水產品安全受到嚴重影響，對長江口近海生態系統安全構成嚴重威脅。

長江的長度、輸沙率和徑流量分別居世界第三、第四和第五位。在流域人類活動特別是建壩等大型水利工程影響下，近期入海泥沙通量出現急劇下降。

一是三峽工程對長江口水沙通量變化的影響。長江入海徑流量年際變化主要受氣候控制。長江大通水文站年徑流量呈現顯著下降趨勢，主要原因是降水量變化、人口和經濟增長導致耗水量增多以及上游水庫的修建。

在1950年代以前，長江入海輸沙率呈緩慢上升趨勢，主要原因是隨著人口增多和植被覆蓋面積降低，水土流失加重。1960年代是長江歷史上輸沙率最大的年代。此后，水庫淤積的減沙作用超過水土流失加重的增沙作用，輸沙率呈下降趨勢。2003年三峽水庫蓄水后，輸沙量降至有記錄以來最低水平。這一下降趨勢與氣候變化關系不大，也與中下游湖泊的淤積速率變化無關，根本原因是流域修建了大量水庫，也與近年退耕還林和采砂等行動有一定關系。近40年（截至2012年）長江入海泥沙通量下降總量中人類活動貢獻約占90%；其中三峽工程運行10年中導致長江入海泥沙通量平均下降1.13 億t/a，占同期泥沙通量下降實際觀測值的65%，占40年來泥沙通量下降總量的32%。（在流域極端干旱的2006 和2011年，降水減少的影響超過三峽工程的影響，成為泥沙通量下降的首要原因。）預測今后幾十年在金沙江梯級大型水庫修建和南水北調等綜合影響下，長江入海泥沙通量還將下降約20%。

二是長江上游一大批控制性水利水電工程直接影響入海徑流量的季節性變化，影響長江口鹽水入侵和長江沖淡水擴展。

三峽工程對長江河口鹽水入侵的影響，是通過其調節徑流量來體現的。三峽工程調節后的每日徑流量隨時間變化，10 到11月三峽水庫蓄水，徑流量下降；1 到4月三峽水庫放水，徑流量增加。枯水年10月和11月徑流量減小，造成鹽水入侵提前和加劇。北支鹽水倒灌和外海鹽水入侵顯著增強，鹽度大于1.0 等值線范圍大幅擴大，達到了南支南岸，南支大部分區域、陳行水庫和青草沙水庫取不到淡水。因此，秋季三峽蓄水使徑流量下降，造成長江口鹽水入侵明顯加劇。

三是在流域筑壩、長江泥沙通量急劇降低背景下，長江入河口營養鹽濃度及通量發生變化，1960年以來和濃度顯著增長。其中，三峽大壩蓄水的2003年是長江及長江口營養鹽變化的一個轉折點。

長江口海域溶解態無機氮（DIN）主要依賴長江徑流輸送。1996年以來，長江口及近海DIN 濃度表現出一升一降趨勢，與流域變化類似。1996年后的DIN 上升趨勢應該與化肥施用量增加密切相關。2000年以后，長江口附近海域DIN 含量下降，可能是由于污染源治理力度加大以及長江流域水土流失、農業面源污染控制有關。另外，2003年三峽大壩對營養鹽的攔截有可能也對DIN 含量下降起到一定的促進作用。

長江口及近海溶解態磷酸鹽（DIP）濃度變化趨勢從1996年均值為0.029 mg/L 上升到2003年三峽水庫蓄水的0.041mg/L，2004年以來明顯回落。

長江口海域的溶解態硅酸鹽（DSi）主要也是依賴長江徑流輸送。溶解態硅酸鹽（DSi）濃度從1996年到2003年大體呈現出平穩趨勢（約在2.6 mg/L）。三峽大壩開始蓄水以來，長江口DSi 通量有所下降，相比蓄水前長江口及近海DSi 含量下降趨勢更加明顯。這主要因為，長江流域越來越多的水利工程，尤其是三峽大壩的建成和蓄水，顯著降低了長江泥沙含量，再加上長江中氮、磷營養鹽含量偏高，刺激浮游植物大量生長，大量的DSi 被吸收并沉降到水庫底層。

40 多年來，長江下游營養鹽結構發生顯著變化，一方面DIN 濃度不斷增加，另一方面，DSi 濃度又在持續減少，因此硅氮的摩爾比趨于不平衡，已從上世紀60年代的10 左右下降到目前已接近1.0 的水平，并且還在加劇。低硅氮比值的變化對該區域的浮游植物生長產生影響。雖然，目前我們還不知道整個生態系統對此響應程度，但影響在可預見的將來會持續加強。