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张云昌:建设环境友好型水利工程需要关注的九个水生态问题

更新时间:2022-09-18 00:12:56
作者: 张云昌 (进入专栏)  

   近年,水生态保护问题受到社会广泛关注,如何使水利工程建设与水生态保护和谐统一成为水利部门的重要课题。习近平总书记在关于水利工作的重要讲话中发出了“水生态损害严重”的警告,我们要高度重视,采取坚决有效的措施加以解决。解决问题不能只停留在概念和感性认识上,要有详实的数据和理性的分析。1996年在三峡工程开工之初,根据中央领导同志指示,建设了三峡工程生态环境监测系统,该系统至今已进行了23年连续不断的全面监测。根据监测成果,以及国内外水利工程建设成败得失,本文提出建设环境友好型水利工程需要关注九个水生态问题。

  

   一、水利工程和水生态保护可以达到和谐统一

  

   在讨论建设环境友好型水利工程需要关注的水生态问题之前,先探讨以下四个问题:

   一是水生态和水环境的区别与联系。现在人们一般把生态环境连在一起谈论,好像两者是一件事,其实,生态与环境这两个词有很大的区别。中国工程院给三峡工程做第三方独立评估时,在《三峡工程阶段性评估报告》中对生态和环境各列了一章。水生态主要是指河湖与生存于其中的水生生物构成的生态系统。水环境是一个复杂的,具有时、空、量、序变化的动态系统和开放系统,系统内外存在着物质和能量的变化和交换,表现出水体对人类活动的干扰与压力。简言之,水环境主要说的是人类活动对水的影响,水环境问题突出表现为水污染。

   二是修建水利工程的利与弊。水利工程的利弊问题是老生常谈,但是还是要反复说。水利工程有防洪、供水、航运、发电、旅游等多种效益,但也有移民、改变河流形态、影响鱼类生长、诱发地质灾害等问题。综合分析各种情况,在现有的技术经济条件下,修建水利工程是防御水旱灾害、高效利用水资源的最好方法,特别是在防洪、供水等方面无可替代。

   三是水生态损害的原因。鱼类资源是长江水生态的重要标志物,新中国成立以来,长江渔业捕捞量逐年下降,1954年长江流域天然渔业捕捞量为45万t,1956—1960年捕捞量下降到26万t,20世纪80年代捕捞量年均20万t左右,21世纪初约为10万t,近年已不足10万t。著名鱼类专家、中国工程院院士曹文宣在分析这一问题时指出,长江水域生态变化,鱼类资源衰退,是多种因素造成的,并非全是修建水利工程的原因。因此,长江水域生态修复任务,除采取修建自然保护区,实施增殖放流、开展生态调度外,还必须严格渔政执法,取缔非法渔具,严禁捕捞幼鱼,严格防治水污染,保护鱼类的栖息地和产卵场。

   四是修建各类水利工程与水生态保护能否达到统一。最近水利部水利水电规划设计总院系统梳理了都江堰、灵渠、郑国渠、泰晤士河挡潮闸、澳大利亚雪山调水等中外水利工程建设的成功案例,得出的结论是肯定的,只要本着“尊重自然、人水和谐,节约优先、开发有度,系统治理、科学管理”的原则,因势利导建设和管理水利工程,就能实现工程和生态的统一,造福当代、泽被后世。

   通过上述分析可以得出结论:在现有经济技术条件下,修建水利工程是有效开发利用水资源、防御水旱灾害的不可替代的方法。水生态损害是多种原因造成的。水利工程和水生态保护可以达到和谐统一。

  

   二、需要关注的九个水生态问题

  

   水利工程对水生态的影响除原来研究得比较深入的土地淹没及移民、诱发地质灾害等问题外,还需要关注九个问题。根据三峡工程生态环境监测系统23年的监测成果,结合国内外水利工程建设成败得失,对九个水生态问题进行分析。为说得更清楚,从工程分类和影响区域来界定这些问题,即从大坝工程、河道(航道)整治工程、涉湖工程等三类工程着手分析。

   1.大坝工程方面的五个水生态问题

   在大坝上游主要会形成两个水生态问题:

   ①河流变湖库后生境变化导致生物物种变化。三峡水利工程完建后,约600 km长江干流变成水库,水文条件明显改变,不再适合长年生活在其中的流水型鱼类,尤其是长江上游特有鱼类的栖息,曹文宣2008年在《有关长江流域鱼类资源保护的几个问题》一文中提出“鱼类组成会出现明显更替”。段辛斌等(2002年)和吴强等(2007年)分别调查了三峡工程蓄水前(1997—2000年)和蓄水后(2005—2006年)库区的鱼类资源情况,发现蓄水前后圆口铜鱼等流水型鱼类资源显著下降。2010年曹文宣等对三峡二期蓄水前后鱼类群落结构进行分析时,发现蓄水过程中鱼类群落发生明显替换。

   ②流速变缓导致富营养化。水库内水流流速变缓,水体自净能力降低,导致发生富营养化及藻类水华现象。据长江委组织的三峡库区支流富营养化及水华情况监测,2012年16条较大支流均为中营养程度,2013年5条支流进入富营养化阶段,2014年富营养化的支流增加到11条。2012年春季,16条支流水华暴发概率达到81%,明显高于2009年春季的38%、2010年和2011年的50%。2013—2015年水华暴发概率出现回落,分别为75%、63%、43.7%,但仍处于比较高的水平。

   在大坝下游主要会形成三个水生态问题:

   ①清水淘刷造成崩岸。清水下泄,冲刷下游河道导致局部河道河势变化较大。泥沙在水库淤积会影响水库使用寿命,短期内清水下泄还会导致下游河道发生崩岸,2003—2013年长江中游干流河道共发生崩岸698处,总长度521.4 km。但从长远看,清水下泄可以冲深河床,对防洪有利。据监测,2002年10月—2013年10月,宜昌到湖口段,平滩河槽总冲刷量为11.90亿m3(含河道采砂量)。

   ②温滞效应改变了下游鱼类繁殖和生存条件。水库蓄水会使坝下游水温升高,水温下降过程滞后,这一现象被称之为温滞,温滞对水生态的影响叫温滞效应。通过比较三峡水库试验性蓄水前后坝下江段的水温变化发现,同期水温偏高2~4℃,平均升高2.9℃;水温下降过程滞后,平均推迟约20~36天。中科院水生生物研究所和水利部水工程生态研究所的研究表明,中华鲟和四大家鱼繁殖对水温过程滞后有明显响应。

   ③水文过程改变。水库蓄水导致大坝下游水文过程改变,水的流量、流速、流态发生时空变化。水文过程改变最严重的情况是河流断流,由此带来不利影响,比如永定河。2016年12月,国家发改委、水利部、国家林业局联合印发了《永定河综合治理与生态修复总体方案》,计划投资370亿元着力解决永定河水资源过度开发,水环境承载力差、污染严重、河道断流、生态系统退化、部分河道防洪能力不足等突出问题,将永定河水系恢复为“流动的河、绿色的河、清洁的河、安全的河”。

   2.河道(航道)整治工程方面的两个水生态问题

   前些年,我国河道治理走了弯路,出现了两个问题:

   ①裁弯取直。这个问题在中小型水利工程和农田水利工程中比较普遍。农村土地整理,土地平整得方方正正有利于耕种和机械化。但是,河道裁弯取直不仅增加了防洪难度,同时也破坏了动植物栖息生长的环境。这一问题在大江大河治理中也屡见不鲜,不仅如此,航道治理工程为通航方便也常采取裁弯去滩的做法。

   ②河岸衬砌和硬化。1993年和1995年,欧洲莱茵河先后发生两次洪灾,造成几十亿欧元的损失。分析洪灾原因,主要是莱茵河的水泥堤岸限制了水向沿河堤岸的渗透。因此,德国进行了河道及沿线岸边回归自然的改造,将水泥堤岸改为自然属性的生态河堤,重新恢复河流两岸储水湿润带,并对水域内支流实施弯曲化改造,延长洪水在支流的停留时间,降低主河道洪峰流量。

   这样的问题在我国尚未引起足够的重视,混凝土在河道治理工程中仍在大量使用。

   3.涉湖工程方面的两个水生态问题

   ①阻隔河湖。阻隔河湖主要有两种形式:一种是修坝建闸,完全或部分时段隔绝河流与湖泊的连通;一种采用拦网、栏栅或者电网,阻隔河流生物通道。

   在长江流域,目前仅鄱阳湖、洞庭湖和石臼湖三个湖泊与长江自由相通,这些湖泊对保护长江水系生物多样性有重要作用(Pan et al,2011)。从20世纪50年代开始,大规模的围湖造田活动导致湖泊面积减小,此外,湖泊和长江之间修建了许多控制闸,造成江湖阻隔,使得江湖复合生态系统的连通性不复存在,湖泊中鱼类物种减少,江湖洄游鱼类消失,生态系统结构发生变化。加上滥捕、环境污染等人类活动的影响,长江泛滥平原湖泊鱼类资源现状已不容乐观。王利民等(2005年)对涨渡湖调查发现,江湖阻隔后,鱼类多样性下降,群落结构向单一化方向发展,洄游性和流水性鱼类比重由20世纪50年代的50%下降到现在的30%。有的渔业生产也造成河流阻隔,监测发现三峡库区通过拦网和电网阻隔支流和干流的有13处。

   ②填湖造地。近些年来,特别是

   ’98洪水后,填湖造田问题得到遏制,但由于巨大的经济利益驱使,填湖造楼、填湖建工业区的事情仍时有发生。据中国经营报报道,自20世纪80年代以来,长江流域某地湖泊面积减少了34万亩(2.27万hm2),填湖后的土地主要用于房地产项目开发。武汉大学环境法研究所主任王树义认为,刹不住填湖之风的原因首先是利益驱动,其次是违法成本太低。

  

   三、结 语

  

   上述存在于大坝工程、河道(航道)整治工程、涉湖工程建设中的九个水生态问题,其发生原因有历史的、社会的,也有知识欠缺和认识方面的,这些问题通过完善教育内容、转变观念、严格执法、实施生态修复、开展生态调度,可以彻底解决或改善。认识问题是解决问题的第一步。我们要以十九大精神为指导,树立人与自然是生命共同体的理念,尊重自然,顺应自然,保护自然,努力实现江河不老、绿水长清,努力建设美丽中国。

   参考文献:

   [1] 曹文宣.有关长江流域鱼类资源保护的几个问题[J].长江流域资源与环境,2008(17).

   [2] 段辛斌,陈大庆,刘绍平,等.长江三峡库区鱼类资源现状的研究[J].水生生物学报,2002(6).

   [3] 吴强,段辛斌,徐树英,等.长江三峡库区蓄水后鱼类资源现状[J].淡水渔业,2007(2).

   [4] Pan B, Wang Z, Xu M, et al. Relation between stream habitat conditions and macroinvertebrate assemblages in three Chinese rivers[J]. Quaternary International, 2012, 282.

   [5] 王利民,胡慧建,王丁.江湖阻隔对涨渡湖区鱼类资源的生态影响[J].长江流域资源与环境,2005(3).

  


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本文责编:陈冬冬
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