跨流域調(diào)水工程對生態(tài)環(huán)境的影響

廖崇政　王傳貴

摘 要：由于水在地球上分布是及其不均衡的，這就為人類在利用水資源時增加了難度。有效地控制和利用水資源，人類采取了各種有效措施（工程措施或非工程措施），興建水利工程就是其中主要手段之一。大規(guī)模水利工程的建設(shè)，在為國民經(jīng)濟建設(shè)發(fā)揮了巨大的促進作用同時，也給生態(tài)環(huán)境和社會環(huán)境帶來了一系列問題。

關(guān)鍵詞： 跨流域調(diào)水; 生態(tài)環(huán)境; 影響

引言：跨流域調(diào)水是通過大規(guī)模的人工方法從余水的流域向缺水流域大量調(diào)水，以便促進缺水區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展和緩解流域人畜用水的矛盾。因為這里所指的流域一般都是空間尺度較大的流域，所以跨流域調(diào)水經(jīng)常又被稱為“遠距離調(diào)水”?？缌饔蛘{(diào)水中的人工方法一般有兩種類型：改變河流的流向和修建能輸送大量水的大運河?？缌饔蛘{(diào)水在中國有著悠久的歷史，溝通珠江和長江流域的靈渠工程、京杭大運河都是歷史上跨流域調(diào)水的典型事例。

正文：隨著人口的增長和經(jīng)濟的發(fā)展，水資源問題已經(jīng)成為制約人類21世紀生存與可持續(xù)發(fā)展的瓶頸因素，水資源分布不均勻性與人類社會需水不均衡性的客觀存在使得調(diào)水成為必然，采用跨流域調(diào)水的方法，重新分配水資源，緩和以至解決缺水地區(qū)的迫切需要，由來已久，許多國家如美國、前蘇聯(lián)、加拿大、法國、澳大利亞、巴基斯但、印度等，都曾進行過嘗試，有些還取得了巨大的效益。據(jù)統(tǒng)計，目前世界調(diào)水工程不下160項。在世界的大江大河上幾乎都能找到調(diào)水工程的影子。 跨流域調(diào)水的鼻祖當(dāng)選我國的 京杭大運河。世界著名的調(diào)水工程有：美國的中央河谷、加州調(diào)水、科羅拉多水道和洛杉礬水道等遠距離調(diào)水工程及澳大利亞的雪山工程、巴基斯坦的西水東調(diào)工程等， 俄羅斯的調(diào)水工程更是世界著名?？缌饔蛘{(diào)水是指修建跨越兩個或兩個以上流域的引水（調(diào)水）工程，將水資源較豐富流域的水調(diào)到水資源緊缺的流域，以達到地區(qū)間調(diào)劑水量盈虧，解決缺水地區(qū)水資源需求的一種重要措施?？缌饔蛘{(diào)水，關(guān)系到相鄰地區(qū)工農(nóng)業(yè)的發(fā)展。同時，還會涉及相關(guān)流域水資源重新分配和可能引起的社會生活條件及生態(tài)環(huán)境變化。因此，必須全面分析跨流域的水量平衡關(guān)系，綜合協(xié)調(diào)地區(qū)間可能產(chǎn)生的矛盾和環(huán)境質(zhì)量問題?？缌饔蚬こ贪垂δ軇澐炙饕幸韵?大類：

①以航運為主體的跨流域調(diào)水工程，如中國古代的京杭大運河等;

②以灌溉為主的跨流域灌溉工程，如中國甘肅省的引大入秦工程等;

③以供水為主的跨流域供水工程，如中國山東省的引黃濟青工程、廣東省的東深供水工程等;

④以水電開發(fā)為主的跨流域水電開發(fā)工程，如澳大利亞的雪山工程、中國云南省的以禮河梯級水電站開發(fā)工程等;

⑤跨流域綜合開發(fā)利用工程，如中國的南水北調(diào)工程和美國的中央河谷工程等;

⑥以除害為主要目的（如防洪）的跨流域分洪工程，如江蘇、山東兩省的沂沭泗水系供水東調(diào)南下工程等。大型跨流域調(diào)水工程通常是發(fā)電、供水、航運、灌溉、防洪、旅游、養(yǎng)殖及改善生態(tài)環(huán)境等目標(biāo)和用途的集合體。

修建跨流域調(diào)水對自然環(huán)境的影響分析。水利工程建設(shè)對于氣候，降雨量、氣溫、水文等氣候環(huán)境的影響是十分顯著的。主要原因是水庫大壩等水利工程擴展建設(shè)，使得原本的水資源系統(tǒng)發(fā)生改變，河流水、地表水、地下水等水系統(tǒng)因為人為作用聚集或分散，造成局部水因子聚集量超標(biāo)或驟減，產(chǎn)生水量失衡，破壞了原有的氣候環(huán)境。 首先，例如在水庫大壩灌溉工程分布密集的地區(qū)，因為水分子集中在水庫上空，造成水庫區(qū)域內(nèi)濕度高，蒸發(fā)量也會有所增加，減少了庫區(qū)降雨量，城市地區(qū)則會相對增加降雨量，并且由于降雨量的增加，再加上城市廢氣污染嚴重極易導(dǎo)致城市地區(qū)出現(xiàn)霧霾天氣，影響人們生活的同時更加有害人類的身體健康。 其次，由于水庫等水利工程的建設(shè)是將大量水資源引入到人工開鑿的地面區(qū)域內(nèi)，這樣的工程模式改變了水量平衡，讓原本的陸地聚集了大量水源影響空氣內(nèi)部結(jié)構(gòu)，造成氣溫年平均值呈上升趨勢，加快溫室效應(yīng)程度，導(dǎo)致氣溫持續(xù)升高。

1 對氣候的影響 一般情況下，地區(qū)性氣候狀況受大氣環(huán)流所控制，但修建大、中型水庫及灌溉工程后，原先的陸地變成了水體或濕地，使局部地表空氣變得較濕潤，對局部小氣候會產(chǎn)生一定的影響，主要表現(xiàn)在對降雨、氣溫、風(fēng)和霧等氣象因子的影響[ 1 ]。

對降雨量的影響 （1） 降雨量有所增加：這是由于修建水庫形成了大面積蓄水，在陽光輻射下，蒸發(fā)量增加引起的。 （2） 降雨地區(qū)分布發(fā)生改變：水庫低溫效應(yīng)的影響可使降雨分布發(fā)生改變，一般庫區(qū)蒸發(fā)量加大，空氣變得濕潤。實測資料表明，庫區(qū)和鄰近地區(qū)的降雨量有所減少，而一定距離的外圍區(qū)降雨則有所增加，一般來說，地勢高的迎風(fēng)面降雨增加，而背風(fēng)面降雨則減少。 （3） 降雨時間的分布發(fā)生改變：對于南方大型水庫，夏季水面溫度低于氣溫，氣層穩(wěn)定，大氣對流減弱，降雨量減少;但冬季水面較暖，大氣對流作用增強，降雨量增加。

2 對氣溫的影響 水庫建成后，庫區(qū)的下墊面由陸面變?yōu)樗妫c空氣間的能量交換方式和強度均發(fā)生變化，從而導(dǎo)致氣溫發(fā)生變化，年平均氣溫略有升高。

對水文的影響 水庫修建后改變了下游河道的流量過程，從而對周圍環(huán)境造成影響。水庫不僅存蓄了汛期洪水，而且還截流了非汛期的基流，往往會使下游河道水位大幅度下降甚至斷流，并引起周圍地下水位下降，從而帶來一系列的環(huán)境生態(tài)問題：下游天然湖泊或池塘斷絕水的來源而干涸;下游地區(qū)的地下水位下降;入?？谝蚝铀髁繙p少引起河口淤積，造成海水倒灌;因河流流量減少，使得河流自凈能力降低;以發(fā)電為主的水庫，多在電力系統(tǒng)中擔(dān)任峰荷，下泄流量的日變化幅度較大，致使下游河道水位變化較大，對航運、灌溉引水位和養(yǎng)魚等均有較大影響;當(dāng)水庫下游河道水位大幅度下降以至斷流時，勢必造成水質(zhì)的惡化。

3 泥沙淤積問題 以三門峽水庫為例說明水庫淤積問題。水庫于1960 年蓄水，一年半后，15 億t 泥沙全部淤在潼關(guān)—三門峽河段，潼關(guān)河床抬高4. 5 m。淤積帶延伸到上游的渭河口，形成攔門沙，兩岸地下水位也隨之抬高，從而造成兩岸農(nóng)田次生鹽堿化 。

4 對水體的影響 （1） 有利影響：庫內(nèi)大體積水體流速慢，滯留時間長，有利于懸浮物的沉降，可使水體的濁度、色度降低;庫內(nèi)流速慢，藻類活動頻繁，呼吸作用產(chǎn)生的co2 與水中鈣、鎂離子結(jié)合產(chǎn)生caco3和mgco3 并沉淀下來，降低了水體硬度。

（2） 不利影響：庫內(nèi)水流流速小，降低了水、氣界面交換的速率和污染物的遷移擴散能力，因此復(fù)氧能力減弱，使得水庫水體自凈能力比河流弱;庫內(nèi)水流流速小，透明度增大，利于藻類光合作用，壩前儲存數(shù)月甚至幾年的水，因藻類大量生長而導(dǎo)致富營養(yǎng)化;被淹沒的植被和腐爛的有機物會大量消耗水中的氧氣，并釋放沼氣和大量二氧化碳，同樣導(dǎo)致溫室效應(yīng);懸移質(zhì)沉積于庫底，長期累積不易遷移，若含有有毒物質(zhì)或難降解的重金屬，可形成次生污染源。

參考文獻：

[1]跨流域調(diào)水工程對環(huán)境影響問題探討[J]. 沈文興 能源與環(huán)境 2007（06）

[2]國外跨流域調(diào)水工程及其生態(tài)環(huán)境影響[J]? 方妍 2005（10）

[3]新時期跨流域調(diào)水工程的和諧建設(shè)與管理[J]. 畢重薪，李卿 黑龍江水利. 2016（09）

[4]跨流域調(diào)水工程水資源配置的協(xié)商機制研究[J]? 張郁，呂東輝 水利科技與經(jīng)濟 2013（10）

[5]淺談跨流域調(diào)水工程及應(yīng)注意的問題[J]? 陸雪明，馮明祥，白霜 東北水利水電 2004（09）

[6]跨流域調(diào)水工程項目的運行管理[J] 劉勇 設(shè)備管理與維修2020（06）

作者簡介：

廖崇政（1999.06—），男，江西省宜春人，鄭州市高新區(qū)鄭州大學(xué)，水文與水資源工程專業(yè)，本科生

王傳貴（1999.10—），男，河南省駐馬店人，鄭州市高新區(qū)鄭州大學(xué)，水文與水資源工程專業(yè)，本科生