何廣森
水庫的建設(shè)給防洪、發(fā)電、灌溉、供水與旅游開發(fā)等方面都帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)、社會效益,為經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和社會的穩(wěn)定做出了重大貢獻(xiàn)。然而,以水資源利用效益最大化和經(jīng)濟(jì)效益最大化為目標(biāo)的河流開發(fā)忽視了河流的其他功能,從根本上改變了流域的自然地理環(huán)境,也改變了河流生態(tài)平衡,對庫區(qū)、庫周乃至整個(gè)流域的生態(tài)系統(tǒng)都帶來了較大的影響。
本文通過對教材知識進(jìn)行梳理,總結(jié)水庫建設(shè)對自然地理環(huán)境帶來的影響,樹立正確的資源觀、環(huán)境觀,也有利于社會實(shí)踐中減少和降低水庫建設(shè)開發(fā)對生態(tài)的影響程度,實(shí)現(xiàn)社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益的可持續(xù)發(fā)展。
1.對河流水文特征的影響
水庫建成后攔斷江河,對天然河流的水文特征產(chǎn)生了一定的影響。主要表現(xiàn)在河流流量、水位的季節(jié)變化、地下水位變化、含沙量等。
(1)對河流流量及水位的季節(jié)變化
以防洪為主要目的的水庫,其水位的變化在季節(jié)上與天然河流是相反的,水位變幅較大,汛期水庫處于低水位;在汛末蓄水,水庫處于高水位。與天然情況相比,增加了江河下游枯水期流量,減少了豐水期流量,尤其是對洪峰流量有明顯的削減作用,提高了下游防洪標(biāo)準(zhǔn)。
(2)對地下水位的影響
河流水文條件的改變也會影響到地下水的水位、水質(zhì)等。壩址上游水庫蓄水使其周圍地下水水位抬高,從而擴(kuò)大了水庫淹沒范圍,導(dǎo)致土地的鹽堿化和沼澤化。此外,攔河筑壩也減少了壩庫下游地區(qū)地下水、河流水的補(bǔ)給來源,致使地下水水位下降,大片原有地下水自流灌區(qū)失去自流條件,降低了下游地區(qū)的水資源利用率,甚至造成大范圍干旱。
(3)對河流含沙量的影響
攔河大壩的建設(shè)抬高水位后降低流速,加速上游淤積,泥沙在庫區(qū)沉積。水庫下泄的流水含沙量明顯減少,減緩下游河道的淤積,甚至侵蝕加劇。同時(shí)還可以利用其長期有效庫容調(diào)節(jié)非汛期徑流,增加水量用于城市及工業(yè)供水、灌溉和發(fā)電。例如小浪底水利工程由于處在承上啟下控制下游水沙的關(guān)鍵部位,控制黃河輸沙量的100%,可滯攔泥沙78億噸,相當(dāng)于20年下游河床不淤積抬高。因此,小浪底水利樞紐工程的建成對于控制和保護(hù)黃河下游地區(qū)生態(tài)環(huán)境具有重要的影響作用。
例1 讀南亞某地區(qū)等高線分布示意圖,回答下列問題。
(1)寫出N水庫建成后與建成前相比,R河水文特征的變化。
(2)據(jù)上圖信息,描述水庫中泥沙沉積厚度的變化規(guī)律,說明其原因。
解析 (1)水庫建成后起到調(diào)節(jié)徑流的作用,影響河流的水文特征,對徑流量的季節(jié)調(diào)節(jié),豐水期蓄水,枯水期開閘放水,會使河流的流量的季節(jié)變化減小,多雨年份蓄水,干旱年份就可以適當(dāng)補(bǔ)給河道流量,使得年際變化也減小。蓄水后庫區(qū)水流速度減緩,泥沙沉積,水庫下泄河水含沙量大為減少。
(2)根據(jù)圖示信息沉積層厚度與降水量正相關(guān),夏季形成的沉積層厚、冬季形成的沉積層薄;降水多的年份形成的沉積層厚,降水少的年份形成的沉積層薄。原因是南亞屬于熱帶季風(fēng)氣候區(qū),降水集中于夏季,水土流失夏季強(qiáng)于冬季,導(dǎo)致河水含沙量夏季大于冬季,夏季比冬季被搬運(yùn)并沉積在水庫中的泥沙量大,形成較厚的沉積層。該地降水的年際變化大,同理,降水多的年份比降水少的年份被搬運(yùn)并沉積在水庫中的泥沙量大,形成較厚的沉積層。
答案 (1)河水流量的季節(jié)變化、年際變化減小,含沙量減小。
(2)夏季形成的沉積層厚、冬季形成的沉積層?。唤邓嗟哪攴菪纬傻某练e層厚,降水少的年份形成的沉積層薄。南亞屬于熱帶季風(fēng)氣候區(qū),降水集中于夏季,水土流失夏季強(qiáng)于冬季,導(dǎo)致河水含沙量夏季大于冬季,夏季比冬季被搬運(yùn)并沉積在水庫中的泥沙量大,形成較厚的沉積層。該地降水的年際變化大,同理,降水多的年份比降水少的年份被搬運(yùn)并沉積在水庫中的泥沙量大,形成較厚的沉積層。
2.對河道的影響
河流自身的存在也需要用水來維護(hù),也才能保持河槽的相對穩(wěn)定。水庫的修建,攔蓄河道水,以致不能滿足河槽相對穩(wěn)定的最低要求,并且壩庫下泄的河水剝蝕下游河床與河岸,使靠近壩址下游的河道偏移、河床加深,異常的淤積物聚集等會造成下游河道萎縮,降低其行洪能力。同時(shí)大壩蓄水對河流流量的調(diào)節(jié),使河道流量的流動(dòng)模式發(fā)生變化。
[泥沙沉積流量增加→泥沙沉積減少,甚至被侵蝕搬運(yùn)減少→來沙量更少,泥沙沉積減少流速減慢→下游侵蝕能力減弱、沉積作用增強(qiáng)加快壩下附近或泄洪時(shí)侵蝕,搬運(yùn)作用增強(qiáng)]
以三峽大壩為例,大壩建成后,下游河床將發(fā)生明顯沖刷,對護(hù)岸工程有所影響。尤其是下荊江河段,工程建成后,荊江三口分流分沙量減少。因此,河床沖刷和局部河勢調(diào)整將對兩岸岸線和護(hù)岸工程的穩(wěn)定構(gòu)成威脅。
3.水庫蓄水、引水灌溉或調(diào)水改變水資源的時(shí)空分配
[水資源的時(shí)空分配時(shí)間分配→調(diào)節(jié)徑流的季節(jié)變化,起到削峰補(bǔ) 枯、防洪灌溉的作用空間分配徑流減少氣候更加干旱,荒漠面積擴(kuò)大(干旱區(qū))地下水位下降,土壤肥力下降濕地減少,生物多樣性減少海水倒灌,土壤鹽堿化水質(zhì)變差海水入侵,海岸線受到侵蝕河口附近海域漁業(yè)資源減少]
水庫蓄水,改變水資源在河道的時(shí)空分布,蓄水期下游徑流量減少。引水灌溉或調(diào)水工程,會減少河流徑流量。徑流減少會引起自然環(huán)境的其他要素發(fā)生變化。
4.水庫建設(shè)工程對周邊環(huán)境的影響
從直接影響來看主要表現(xiàn)在:開山取土取石,影響原生植被、土壤質(zhì)量,加速水土流失;改變陸面形態(tài)及過程。同時(shí),施工中產(chǎn)生的棄渣需要占用一定的場地堆放,并且工程棄渣堆積體結(jié)構(gòu)松散,表層無植被覆蓋,若管理利用不善,則易成為新的水土流失源。此外,水庫的修建需要占用大量耕地以及部分草地、林地;爆破、開挖等措施以及施工的廢氣、廢水排放將會導(dǎo)致河流內(nèi)懸浮物增加,水質(zhì)惡化,并使周圍環(huán)境質(zhì)量發(fā)生變化;影響陸生植被和水生生物的的生存。
5.對水質(zhì)的影響
攔河筑壩改變了河流的水動(dòng)力特性,河流因建壩而經(jīng)歷的化學(xué)、物理和生物變化會極大地改變原有水質(zhì)狀況,主要表現(xiàn)為水庫水體鹽度增高、水庫水溫分層、庫中藻類繁殖加劇等。
例2 三峽工程運(yùn)行后,根據(jù)現(xiàn)行方案,三峽水庫壩前水位將在145米至175米之間變化。三峽水庫周邊形成水位落差30米、面積約302平方千米的消落區(qū)(消落區(qū)是指河流、湖泊、水庫由于季節(jié)性水位漲落,使被淹沒的土地周期性出露水面的區(qū)域),消落區(qū)的環(huán)境會呈現(xiàn)于周邊地區(qū)不一樣的特點(diǎn)。據(jù)此回答(1)~(2)題。
(1)三峽水庫水位在某季節(jié)調(diào)至最低,是為了保證水庫下游地區(qū)的( )
A. 航運(yùn) B. 供水 C. 灌溉 D. 防洪
(2)對消落區(qū)的敘述不正確的是( )
A. 水生生物和陸生生物種類多,數(shù)量大
B. 可以適當(dāng)開發(fā)利用
C. 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率較高
D. 土地容易鹽堿化
解析 (1)水庫在汛期來臨前,開閘放水騰出庫容,以備汛期來臨時(shí)提高蓄水能力,為的是有效的削減洪峰,提高對下游地區(qū)的防洪能力。(2)消落區(qū)由于處在淹沒和出露水面之間變化,不利于生物的棲息,生物種類少,數(shù)量也少??梢赃m當(dāng)開發(fā)利用,以緩解庫區(qū)人多地少的矛盾。由于水庫的長期浸泡容易誘發(fā)滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。由于水庫提高了地下水位,也容易引起土地鹽堿化。
答案 (1)D (2)A