河道生態(tài)環(huán)境管理論文

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河道生態(tài)環(huán)境管理論文

在《浙江省人民政府關于加強生態(tài)環(huán)境保護工作的通知》(浙政發(fā)[2001]84號)中有關水資源開發(fā)利用的問題中提出“水資源的開發(fā)利用應當符合流域規(guī)劃的要求,上中下游統(tǒng)籌兼顧,生產(chǎn)、生活和生態(tài)用水綜合平衡”、“新建水庫、灌溉和引水工程,應保證原有河道內(nèi)有合理的最小流量”。所謂“合理的最小流量”從環(huán)境保護角度可以理解為“最小環(huán)境用水流量”,包括河流水污染防治用水、河流生態(tài)用水、河流輸沙用水、河口區(qū)生態(tài)環(huán)境用水、河流景觀與娛樂環(huán)境用水等所需要的最小流量,是在特定時間和空間為維護河道生態(tài)環(huán)境達到某一特定目標而需要的最小臨界水量,不同時間、不同地區(qū)、不同經(jīng)濟發(fā)展水平均可導致環(huán)境保護目標的差異,因此,它是空間和時間的變量。在浙江省建設生態(tài)省的背景下,“河道最小環(huán)境用水流量”的問題成為能否建成全省“萬里清水河道”的重要影響因素。

目前,關于河道最小環(huán)境用水流量的研究成果很少,浙江省未見有相關的研究成果,但在流域規(guī)劃、水利水電工程環(huán)境影響評價中又不能回避這一問題,本文將對此提出一些估算方法,以供同行探討。

1、河道最小環(huán)境用水流量的內(nèi)容

一般而言,河道最小環(huán)境用水流量包括以下幾方面的用水:水污染防治用水、河流生態(tài)用水、河流輸沙用水、河口生態(tài)環(huán)境用水、河流景觀與娛樂環(huán)境用水等,但在浙江省水利水電資源開發(fā)利用過程大量引水工程、發(fā)電工程導致其下游脫水段內(nèi)居民生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所必須的用水量受到影響,因此浙政發(fā)[2001]84號文中的“合理的最小流量”還包括滿足下游原來以該段河道為水源的居民生活、生產(chǎn)用水最小流量,其中包括水量的要求和水質(zhì)的要求。

2、最小環(huán)境用水流量的估算方法

2.1下游生活與生產(chǎn)用水

在浙江省水利水電工程建設中,往往會造成壩址下游河道水量的大幅減少,如電站引水發(fā)電導致大壩至電站廠房區(qū)間缺水,而供水水庫為保證供水水質(zhì),多從水庫中直接引水或從電站尾水中取水,導致取水口下游河段水量減少。根據(jù)水法有關規(guī)定,在河流水量減少引起的環(huán)境問題中,首先要解決的是影響區(qū)域內(nèi)的居民生活、生產(chǎn)用水問題。因此,首先應詳細調(diào)查受影響區(qū)域的人口、耕地、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀、取水口及用水量、區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃等情況,估算其現(xiàn)狀生活、工農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)等各項用水,并預測規(guī)劃水平年其用水量。在以生產(chǎn)生活用水為最小下泄流量控制的情況下應考慮有效利用系數(shù)和不均勻利用系數(shù),河道因缺乏調(diào)蓄容積,為保證用水高峰時取水要求,生活生產(chǎn)用水有效利用系數(shù)一般小于0.6,不均勻利用系數(shù)一般大于1.5,灌溉水量可用每1萬畝需水流量1m3/s估算,灌溉用水有效利用系數(shù)一般小于0.7。

2.2水污染防治用水

經(jīng)過近年的環(huán)境整治,我省河道除平原河網(wǎng)地區(qū)外大部分河段能滿足水功能區(qū)劃的要求,建設水利水電工程后由于蓄水、引水后必須有足夠的下泄流量以維持河道水質(zhì)滿足原有功能區(qū)劃的要求。根據(jù)受影響區(qū)間人口、工農(nóng)業(yè)、畜牧污水排放量的現(xiàn)狀和預測水平年的預測情況,計算維持目標水質(zhì)所要求的水量。

2.3河流生態(tài)用水

生態(tài)用水較難確定,對有些涉及重要水生物資源的河流,其最小下泄流量應根據(jù)維持保護對象所必須的生存條件如一定的水深、流速或者淺灘等需要的水量為最小下泄流量。對一般河流,如無特定的水生物保護種類,可采取按年平均流量的百分比,如法國規(guī)定最小河流量生態(tài)用水流量不應小于多年平均流量的1/10,即使多年平均流量大于80m3/s的河流其最低流量下限也不得低于多年平均流量的1/20。對我省大多數(shù)山區(qū)河道而言,水生生物量貧乏,按此要求對水電工程的效益產(chǎn)生較大影響,而對保護生態(tài)的作用卻不明顯,本文建議采用最近十年最枯月平均流量或90%最枯月平均流量作為最小生態(tài)流量,對豐枯懸殊較大的山區(qū)河流,這一流量一般對工程效益影響較小,同時維持河道不因建設水電工程而斷流。

2.4河口生態(tài)環(huán)境用水

我省河流多為獨流入海,當流域規(guī)劃中涉及蓄水、跨流域引水等對下游水文情勢改變較大的水利水電工程時,必須考慮河口生態(tài)環(huán)境用水。根據(jù)本省實際,河口生態(tài)環(huán)境用水主要為壓咸用水、維持河口沖淤平衡用水、水用水生態(tài),一般以前二者為控制水量,即河流最小流量滿足壓咸用水和河口沖淤平衡用水時,也能滿足水生態(tài)用水的要求。

河口沖淤平衡與年水量關系更為密切,引水對河口淤積的影響分兩種情況,即長年引水引起的累積性淤積和每年的季節(jié)性引水引起的季節(jié)性淤積。根據(jù)浙江省水利河口所的研究,其允許范圍為常年性引水不超過河道總徑流量的30%,季節(jié)性引水不超過當時河道徑流量的50%。

壓咸用水的確定則更為復雜,與河床形態(tài)、潮差、潮位等相關,一般應通過數(shù)學模型進行模擬計算后確定。

2.5河流景觀與娛樂用水

隨著生態(tài)旅游的興起,河流景觀與娛樂用水也成為水資源開發(fā)利用中必須重視的一項重要內(nèi)容。尤其在山區(qū)河流,如水電工程下游有景觀、娛樂用水要求,其水量往往較大,需要有一定的水深、流速,根據(jù)控制斷面的水位流量關系可以推算在一定水位下的斷面流量。具體的水量根據(jù)不同的娛樂功能確定,如下游有漂流等項目,則需要的流量較大,天然狀況下為季節(jié)性漂流的,通過控制水庫發(fā)電流量可延長可漂流時間,對原為全年可漂流的河段,則要求電站不僅滿足最小流量要求,還應有均勻發(fā)電的要求,避免因發(fā)電流量的不均勻?qū)β糜位顒釉斐刹话踩绊憽?/p>

最終要求的最小下泄流量綜合上述幾種環(huán)境用水流量后確定,一般取上述各項環(huán)境用水中的最大值,但對其中的耗水項目,應考慮扣除耗水量后能否同時滿足其它項環(huán)境用水的需求。

3、對生態(tài)省建設指標中主要河流耗水量不超過40%的理解

在《生態(tài)省建設指標》(試行)中,對環(huán)境保護的要求中有一項是對水環(huán)境的保護指標,明確省內(nèi)主要河流的年水量消耗<40%。對此項指標的理解關系到我省水資源可開發(fā)利用的總量,對今后水資源開發(fā)規(guī)劃將產(chǎn)生重要的影響。對該項指標的理解有幾個方面需要制定統(tǒng)一的標準。

首先,要確定我省的哪些河流必須進行耗水總量控制,根據(jù)《浙江省河流簡明手冊》,我省有八大主要河流,分別為苕溪、運河、錢塘江、甬江、椒江、甌江、飛云江和鰲江水系,其中流域面積在1000km2的河流有25條(包括支流)。在進行耗水總量控制中是否對八大流域的支流進行控制、控制到哪種規(guī)模的河流是必須考慮的主要問題之一。目前,我省正在進行主要流域的水資源利用規(guī)劃,對跨行政區(qū)域的流域面積100km2以上的河流的綜合規(guī)劃也在進行之中,本文認為這些河流應納入耗水總量控制的范圍。

其次,耗水總量的計算問題。耗水量主要為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活等各項用水的耗用量。由于各河流的徑流總量是通過控制站的徑流量確定的,在徑流量中包括了上游區(qū)域各項用水的回歸水量,即已經(jīng)扣除了上游區(qū)域各項用水的耗水量,以此為基礎計算耗水量控制指標,將導致指標值偏小,影響規(guī)劃的科學性。應以流域的水資源總量為基礎計算耗水量指標。

其三,局部與整體的關系問題。在我省,存在許多引水供水工程,引供水量往往占壩址區(qū)總徑流量的50%以上,對其下游區(qū)域的用水造成比較大的影響,而相對于整個流域而言,這些水量所占比例則較小。因此,要確定耗水量控制是從整個河流考慮還是僅根據(jù)河口水資源量考慮。

河道最小環(huán)境流量問題與耗水量控制指標之間是相互關聯(lián)的。如果耗水量指標作為一項必須遵循的硬指標,則在進行河流最小環(huán)境流量計算時,除滿足下游河道前述各項用水要求外,同時還應滿足耗水量小于40%的要求。

4、改善河道生態(tài)環(huán)境的幾點建議

為改善我省的河道水生態(tài)環(huán)境,有關部門作了大量的工作,如萬里清水河道規(guī)劃、錢塘江引水入城專項規(guī)劃、浙東引水專項規(guī)劃等規(guī)劃已在制定或即將付諸實施,對改善區(qū)域水環(huán)境將起到積極作用。但另一方面,以配水、調(diào)水為主的治理方式受到水源總量的限制,在改善受水區(qū)水環(huán)境質(zhì)量的同時,不可避免地對取水區(qū)的生態(tài)、水環(huán)境質(zhì)量造成一定程度的負面影響,有必要在此基礎上進一步采取其它的工程或非工程性措施,改善生態(tài)河道環(huán)境,以減少引水、配水量,從而減輕由此帶來的負面影響。

(1)加快污染源治理進程

污染是造成目前我省河道生態(tài)環(huán)境惡化的主要原因之一,據(jù)統(tǒng)計,2002年全省廢水排放總量為25.9億噸,比上年增加6.6%。其中工業(yè)廢水16.8億噸,占廢水總量的64.9%;生活污水9.1億噸,占廢水總量的35.1%。廢水中化學需氧量(COD)排放總量為57.9萬噸,其中工業(yè)廢水中COD排放量為28.4萬噸,生活污水中COD排放量為29.5萬噸。全省河流據(jù)八大水系、運河和湖庫的170個省控河段斷面水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計,有33.6%的斷面水質(zhì)劣于地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ類標準,其中10.6%的斷面水質(zhì)為Ⅳ類,23.0%的斷面水質(zhì)為Ⅴ類和劣Ⅴ類(其中Ⅴ類為11.8%,劣Ⅴ類為11.2%),鰲江水質(zhì)主要為劣Ⅴ類,占總評價斷面的75%;大部分干流水質(zhì)已受到嚴重污染,無法滿足功能要求;平原河網(wǎng)水質(zhì)主要為Ⅲ~劣Ⅴ類,87.5%的斷面不能滿足功能要求,總體水質(zhì)很差。這樣大面積的污染單靠配水不僅耗費大量的水資源,而且效果也難以得到保證。治理應是改善水環(huán)境的主要手段,尤其在平原河網(wǎng)區(qū),水體自凈能力小,而人口稠密、工業(yè)發(fā)達,污染負荷大,造成的污染也更為嚴重。工業(yè)污染的治理通過污染物總量控制、達標排放等措施已得到一定程度的控制,村鎮(zhèn)生活污水排放及農(nóng)田面源污染正成為水體污染的主要因素,也是下一步污染治理的重點方向。通過農(nóng)村人口向城鎮(zhèn)集中,為集中興建污水處理廠創(chuàng)造條件。

(2)加強水土保持工作,擴大森林面積

水土保持對水環(huán)境有著重要的影響,一方面,水土流失導致土地涵水能力降低、河庫淤積,洪水和干旱頻發(fā),另一方面,土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)隨土壤進入水體,成為河網(wǎng)、湖庫的富營養(yǎng)化的成因之一。水土保持可增加蓄水能力,削洪增枯的效果明顯,根據(jù)有關資料,對一個中小流域,水土保持治理工程和森林植被建設對洪水的削減能達到30%~70%,而且洪水歷時延長2~6倍。在枯水期,一個森林覆蓋率65.9%的小流域與一個森林覆蓋率僅32%的小流域相比,其枯水徑流大1.4倍;此外水土保持還可改善水質(zhì)、減少泥沙淤積、增加湖庫水量體調(diào)蓄能力。全省的水土流失面積由上個世紀八十年代中期的2.57萬平方公里下降到1997年的1.9萬平方公里,10年左右的時間下降了6700多平方公里。自1997年以來至去年底,全省的水土流失面積又下降了3000多平方公里。取得了相當大的成效,但我省目前尚有水土流失面積1.6萬平方公里,而且森林的質(zhì)量不高、林相單一的問題依然存在,進一步加快水土流失治理工程是改善水環(huán)境質(zhì)量的重要舉措之一。

(3)推廣農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù),提高工業(yè)用水循環(huán)率和中水回用率

減少工農(nóng)業(yè)的用水量是提高水資源利用率、保護生態(tài)環(huán)境的有效途徑之一。隨著我省工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展,人民生活水平的穩(wěn)步提高,用水量急劇增長,據(jù)有關部門統(tǒng)計,枯水年份我省農(nóng)田灌溉定額高達600~1000m3/畝,多年平均灌溉定額473m3/畝,灌溉過程中半數(shù)以上在中途滲漏,采用漫灌又要浪費30~35%。;污染水再生回用率僅為1.27%(2001年),工業(yè)用水的重復利用率為56%,而國外先進工業(yè)企業(yè)的水重復利用率高達90%以上。

針對上述問題,積極推廣節(jié)水灌溉、提高工業(yè)用水重復利用率、積極開發(fā)和引進吸收國外先進的治污技術(shù),提高中水回用率將減少水資源耗用量和污水排放量,對改善河道水環(huán)境質(zhì)量的作用是顯而易見的。而北京市就提出了到2008年中水回用率要達到50%的目標,這種再生水可用作城市用水、工業(yè)冷卻水、環(huán)境用水、地面沖洗水和農(nóng)田灌溉水,這是保護供水水質(zhì)和改善水環(huán)境的必然要求,也是實現(xiàn)城市水資源與水環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的根本出路。我省作為全國經(jīng)濟發(fā)達省份,有條件在此領域作出更大的努力。

(4)推廣河道生態(tài)護坡技術(shù)

細菌和微生物在水質(zhì)凈化過程中扮演著重要角色,當河道被硬化后,切斷了水體內(nèi)各生態(tài)要素與底質(zhì)、岸邊間的物質(zhì)、能量及信息的流動,生物多樣性急劇下降,使河道的自凈能力大為降低,水體失去原有的活力和靈性,一旦污染物排入造成的污染很難自然凈化。生態(tài)護坡技術(shù)在目前我省正在實施的萬里清水河道工程中應該是大有可為的。根據(jù)國內(nèi)外的經(jīng)驗,生態(tài)護坡技術(shù)應該具備以下的特點:a、護坡應保留足夠的孔隙率以保持水體內(nèi)外物質(zhì)、能量和信息的交換,利于各種微生物的生存;b、河道盡量保持自然的形態(tài),維持豐富的河灘、河曲、洼地、等景觀,以利于不同類型的水生生物的生存要求;c、植物護坡應盡可能利用自然植被,避免單一化,同時也可防止外來生物的入侵,豐富物種的多樣性;d、護坡的形式應是結(jié)合實際,避免陡化、硬化,為水生物的憩息提供友好環(huán)境。

參考文獻:

(1)沈國舫等,《中國生態(tài)環(huán)境建設與水資源保護利用》中國水利水電出版社

(2)[日]財團法人、河道整治中心《多自然型河流建設的施工方法及要點》中國水利水電出版社

(3)浙江省環(huán)境保護局《2002年浙江省環(huán)境質(zhì)量公報》