馬 琳,張洪美
(濱州市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院,山東 濱州 256600)
興修水庫(kù),能夠減輕嚴(yán)重洪水和持續(xù)干旱給人類帶來(lái)的災(zāi)難,同時(shí)還可以提供生產(chǎn)生活供水、水力發(fā)電、灌溉漁業(yè)、交通航運(yùn)等多方位的服務(wù)功能,然而對(duì)生態(tài)環(huán)境也會(huì)造成多方面的負(fù)面影響。隨著國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施,人們的環(huán)境意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)烈,也越來(lái)越重視工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。
多年以來(lái),洪水給沿岸地區(qū)帶來(lái)的損失無(wú)法估量,基礎(chǔ)設(shè)施毀損、農(nóng)作物減產(chǎn)及牲畜傷亡,交通運(yùn)輸堵塞,電力及通訊中斷等涉及國(guó)計(jì)民生的方方面面都會(huì)受到不同程度的損失。洪水災(zāi)害造成的損失程度,主要受暴雨歷時(shí)及強(qiáng)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(zhǔn)確預(yù)報(bào)有關(guān)。水庫(kù)除具備興利的功能外,還有重要的防洪作用,在防洪區(qū)上游河道適當(dāng)位置興建調(diào)蓄洪水的綜合利用水庫(kù),利用水庫(kù)庫(kù)容攔蓄洪水,通過(guò)削減進(jìn)入下游河道的洪峰流量,從而減少甚至避免了洪澇災(zāi)害的發(fā)生。
根據(jù)文獻(xiàn),分布在我國(guó)七大江河上的245座大型水庫(kù),其控制流域面積約150萬(wàn)km2,占七大江河總流域面積的34%。這些水庫(kù)都己發(fā)揮或?qū)⒁l(fā)揮很大的防洪效益。
通過(guò)修建水庫(kù)調(diào)節(jié)蓄水及徑流,從而可以滿足灌溉面積大大增加而帶來(lái)的用水需求,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了灌溉的自主性,可以選擇最優(yōu)灌溉時(shí)間,亦可增加自流灌溉面積,降低機(jī)灌費(fèi)用。
水庫(kù)的修建改變了原有流域的生化條件,從而改變了魚(yú)類所賴以生存的正常生命活動(dòng)的條件。一個(gè)顯著的影響是水庫(kù)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(dǎo)致魚(yú)類產(chǎn)卵區(qū)面積減小,失去了產(chǎn)卵的有利條件,導(dǎo)致魚(yú)類數(shù)量及種類驟減。相比其不利的影響,興修水庫(kù)對(duì)漁業(yè)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(kù)區(qū)的捕魚(yú)量。同時(shí),水庫(kù)區(qū)為人工養(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)魚(yú)種提供了十分便利的條件,為當(dāng)?shù)貪O業(yè)的繁榮做出積極的貢獻(xiàn)。
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,工業(yè)及農(nóng)業(yè)用水量劇增,與此同時(shí),天然河道如黃河斷流現(xiàn)象頻頻發(fā)生,水資源供需矛盾越發(fā)尖銳。因而通過(guò)修建水庫(kù)積蓄過(guò)境水資源,成為緩解用水緊張的一個(gè)有效途徑。水庫(kù)通過(guò)調(diào)節(jié)過(guò)境水流,變被動(dòng)引水為主動(dòng)調(diào)水。在豐水年將多余水量積蓄在庫(kù)內(nèi),有效地解決枯水年份當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人們生活用水的需求。
水庫(kù)在發(fā)展現(xiàn)代動(dòng)力工業(yè)過(guò)程中發(fā)揮著舉足輕重的作用。水電站如果離開(kāi)了水庫(kù)的調(diào)節(jié)作用,豐水期的徑流得不到有效利用,其徑流利用率會(huì)很低 (多低于0.1~0.2),經(jīng)濟(jì)效益得不到保證。提高徑流利用率,保障其經(jīng)濟(jì)效益的最有效途徑便是修建水庫(kù),其徑流調(diào)節(jié)能夠保證水電站穩(wěn)定運(yùn)行所需要的水源動(dòng)力供應(yīng),從而提高了水電站的經(jīng)濟(jì)效益。
1)有利影響。水庫(kù)蓄水由于從流動(dòng)水變成了滯留水,水體中的懸浮顆粒會(huì)逐漸沉積庫(kù)底,一定程度上可以簡(jiǎn)化工業(yè)用水,居民生活用水的處理流程;此外,庫(kù)區(qū)內(nèi)由于滯留水的環(huán)境利于藻類的生存,其呼吸作用產(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(lái),降低了水體硬度。
2)不利影響。庫(kù)內(nèi)積蓄水水流流速小,將不利于水體內(nèi)污染物的擴(kuò)散消融,降低了原有徑流水體的自我凈化能力;同時(shí)由于透明度增大,藻類光合作用強(qiáng)度增加,如果庫(kù)區(qū)水體儲(chǔ)存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而得不到循環(huán),則會(huì)因藻類大量生長(zhǎng)而導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化。
通常,大氣環(huán)流是影響當(dāng)?shù)貧夂驙顩r的決定性因素。修建大中型水庫(kù)及灌溉工程后,會(huì)改變流域內(nèi)陸水的分布格局,增加水面面積在整個(gè)流域面積中的比重,由于蒸發(fā)量的增大從而增加了地表空氣的濕潤(rùn)程度,對(duì)局部小氣候會(huì)產(chǎn)生一定的影響,主要表現(xiàn)在對(duì)降雨、氣溫等氣象因子的影響。
1)對(duì)降雨時(shí)空分布的影響。不同的季節(jié)庫(kù)區(qū)水體對(duì)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(kù)水面上部大氣層結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定,降水量減少;冬季水面溫度高于陸地溫度,大氣結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性增加,降水略有增加。據(jù)統(tǒng)計(jì),上游建庫(kù)后雨量有所減少,而一定距離的外圍區(qū)域降雨則有所增加,整個(gè)水庫(kù)流域范圍內(nèi)平均降水量變化不大。因此,水庫(kù)修建引起了降雨地理位置和季節(jié)的重新分布。
2)對(duì)氣溫的影響。由春入夏氣溫開(kāi)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(dǎo)致水面溫度比陸面溫度偏低,延緩了陸面溫度過(guò)激過(guò)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(diào)節(jié),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(huán)境的舒適程度。
水庫(kù)的修建,對(duì)周圍的環(huán)境會(huì)產(chǎn)生非常大的影響,水庫(kù)淹沒(méi)區(qū)的生態(tài)環(huán)境由原來(lái)的陸生變成了水生。在陸地生態(tài)環(huán)境中的天然植物被淹沒(méi),原來(lái)的河流型的水域生態(tài)系統(tǒng)急劇變成了湖泊型生態(tài)系統(tǒng)。這種變化會(huì)使庫(kù)區(qū)原有水生和陸生動(dòng)植物種類、數(shù)量和分布發(fā)生一系列變化。
隨著庫(kù)區(qū)水位的升高,其淹沒(méi)范圍內(nèi)的原有陸生植物和動(dòng)物將會(huì)遭到直接破壞,庫(kù)區(qū)的環(huán)境由干變濕,生態(tài)環(huán)境的變化也會(huì)導(dǎo)致植物生長(zhǎng)種類的演替。而水庫(kù)建設(shè)帶來(lái)的土壤沼澤化、鹽漬化也會(huì)直接影響動(dòng)植物的生長(zhǎng)環(huán)境,從而導(dǎo)致其種類分布的變化。
在水庫(kù)建成后的一段時(shí)期內(nèi),由于水質(zhì)的不穩(wěn)定,大量的原地有機(jī)物得以積累,庫(kù)區(qū)周圍的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的污染物及富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)匯入庫(kù)區(qū)水體內(nèi),為水體的富營(yíng)養(yǎng)化提供了條件。同時(shí),水系生態(tài)由河流型演變?yōu)楹葱?,將?dǎo)致水體內(nèi)水生生物物種的演變,水體渾濁度及營(yíng)養(yǎng)化等因素的改變,導(dǎo)致土著水生生物種類數(shù)量的減少甚至滅絕,食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化,適應(yīng)庫(kù)區(qū)深水區(qū)生長(zhǎng)的生物得以繁衍。此外,由于水庫(kù)的建立阻斷了原有水系的連續(xù)性,從而阻斷了珍稀洄游魚(yú)類的通道;有高壩泄水的水庫(kù)還會(huì)因?yàn)楦邏涡顾畯亩鴮?dǎo)致下游水體氣體飽和,影響下游水生生物的繁衍。
水庫(kù)建成后,一般會(huì)對(duì)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(shí)由于地下水位的抬高,加大了地下水在地表的蒸發(fā)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(kù)及大型水利樞紐工程建設(shè)過(guò)程中,借土棄土的方量都比較可觀,從周圍環(huán)境大量的借土,將導(dǎo)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(shí)新外露土壤由于缺乏植物根系的固結(jié)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(dǎo)致水土流失。
水庫(kù)等水利樞紐的興建,并不僅僅是一項(xiàng)孤立的工程,而是囊括了水文、氣象、生態(tài)等各個(gè)領(lǐng)域的一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。如何處理好工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)健康的發(fā)展,是一個(gè)具有長(zhǎng)遠(yuǎn)意義的研究課題,在興建規(guī)劃水庫(kù)工程設(shè)施時(shí),必須統(tǒng)籌兼顧,不僅要考慮當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)利益,更要保護(hù)世代得以生存的生態(tài)環(huán)境,做到人與自然的和諧相處。
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