河流大坝建设对海岸的影响_河口论文

河流大坝建设对海岸的影响_河口论文

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人类对河流建坝筑库管理水资源已有数千年的历史。现代社会仍然是利用水库蓄水发电、调节河流径流量。

目前,世界1/3国家的一半以上电力供应依靠水力发电,水电提供全球20%的电力。建坝筑库拦截与调节径流主要是用于防洪和满足枯季时水的需求,因而河流建坝对防洪、发电、灌溉、航运、工农业用水等起了重大的作用,是国家经济的基础设施,有着巨大的经济和社会效益。然而,河流建坝后将改变河流的水文情势,引起生态与环境系统结构、功能的变化,涉及到多方面问题,不可避免地对自然生态环境,包括远离大坝的河口海岸地区产生影响。如中下游径流、输沙量变化,输沙级配变化,河口河势演变,河口径流与潮汐作用,海岸线演变,盐水入侵,近河口地区土壤盐渍化等。因此,河流建坝有正负两方面的社会和环境影响。河口是流域物质入海的通道,是河流连接海岸的枢纽。对海岸地区来讲,河流建坝往往是负面的影响较大。

世界河流建坝的现状

目前世界上有45000多个大坝拦截着世界一些主要的河流。其中64%是在亚洲,而世界总数的一半多在中国。

中国从1949年以来建有22000~24000座大坝,占世界大坝总数的一半。据不完全统计,全国各种类型的坝约有85000座(不包括小的农用灌溉坝和小型水电站),建坝主要是用于发电和灌溉。目前,中国是世界上建坝最活跃的国家之一,至少有90座60米以上的大坝正在建设中,其中包括长江三峡大坝(175米)和黄河小浪底工程。另外美国以其5500个大坝成为世界第二大建坝国家。

建坝对入海物质流的影响

河流建坝几乎可改变整条河流的水流型式,通常会改变坝下游及河口的径流和泥沙分配,引起入海径流、泥沙和营养物数量的减少或改变,使得河口及其邻近海岸动力作用和泥沙沉积过程的变化,从而带来一系列的问题。

首先,建坝筑库减少径流总量和改变其季节分配,其影响性质取决于大坝的设计、目的和运行等。

其次,由于建坝,大量的泥沙被拦截在坝内水库中,引起下游泥沙入海数量的减少。河流建坝除了降低河流入海泥沙数量外,也会改变入海泥沙的粒级组成,大量冲泄质截留在库内,将减少对河口细颗粒泥沙的供应。

入海水沙条件的改变也导致其挟带的营养物入海量的变化。

因此,河流建坝改变了入海水沙条件,对于海岸侵蚀、河口盐水入侵、拦门沙淤积部位、口外鱼类洄游路线,以及一系列生态环境等都会产生明显的影响。上游建坝即使径流总量不变,但入海泥沙大量减少,入海水量在时间调配上发生变化或大变化,都将对河口海岸发生系列响应或深刻的影响,这已为众多实例所证实。

海岸侵蚀

河流挟带大量陆地物质经河口注入海洋,在河口区形成三角洲海岸。随河水进入海洋的陆地物质主要是泥沙,除了泥沙外,还有溶解物质,这些溶解物质作为海洋生物的营养成分促进海洋生物生长。

海岸线由于海岸的冲淤而不断变化,其变化速率一方面是由自然过程所决定,而另一方面,流域的人类活动对水资源的开发利用也已严重影响到海岸海滩的泥沙供给。泥沙的不断补给是沉积海岸各种地貌和海岸线稳定的必要物质基础。日益加剧的人类活动,特别是河流上游建坝减少入海泥沙对海岸的补给作用。缺少陆域的泥沙来源,海岸更显其脆弱性。目前世界海岸海滨线易受不同侵蚀的影响。当前和今后主要的海岸问题是海滩侵蚀,世界沙质海岸的70%正在遭受侵蚀,在美国可能接近90%。海平面上升是世界性海岸侵蚀的一个重要潜在因素,而许多其他过程特别是河流入海泥沙的减少也是其重要原因。河流建坝拦截了大量泥沙于坝内库区又是入海泥沙减少的原因之一。河流建坝,河口及其邻近海岸泥沙供应减少,从而加剧海岸的冲刷强度。即使在有丰富泥沙供应的海岸三角洲地区,如长江三角洲,河流建坝也会减缓其淤积速度,并逐渐向侵蚀方向发展。

坝下游河流泥沙的降低对海岸三角洲地貌产生直接影响,导致海滩的消失,直接威胁到海堤的安全问题。河流截流泥沙减少导致海岸三角洲退化,中国的黄河口近年来断流频繁,泥沙剧减,三角洲岸线全面蚀退,这其中上游建坝和引水是主要原因。随着上游水土保持的实施和小浪底水库的兴建,进入黄河口泥沙进一步减少,黄河三角洲岸线的侵蚀已成为一个急待解决的问题。

海岸加速侵蚀已被证实是由于径流的调节和大坝降低泥沙进入海岸单元引起的。长江三峡工程引起的泥沙减少,导致大尺度的岸线侵蚀也已需要引起注意。长江泥沙来量减少,河口水流挟沙能力增加,虽对于减少河口航槽淤积是有利的,但会促使底沙活动增强,增加河槽的不稳定性,侵蚀岸线的比例将会增加,土地增长的速度会显著减缓。

盐水入侵

河口盐度受到径流、风浪、盐水楔异重流和潮流等因素的综合作用,存在着复杂的时空变化。一般来说,枯季河口盐度高,洪季盐度低,盐度与径流量之间存在显著的负相关。因此,入海径流量的变化是盐水入侵的一个重要的影响因素,入海径流的改变必然引起海水入侵型式的变化,盐水入侵的长度和强度发生改变。径流量减少,盐水沿河口上溯,污染河水和地下水,严重影响到河口淡水资源的开发利用,特别是沿河口的饮用水和农业生产。此外,径流年内分配的改变影响到盐水季节性的入侵变化,从而改变河口平衡带位置。

河流建坝减少入海径流无疑将加剧河口的盐水入侵,但有些河流建坝并不改变年入海径流总量,只调节季节分配,增加枯季流量,则将有利于缓解河口的盐水入侵问题。

当河流由于水库拦蓄流量减少时海水入侵三角洲地区是又一常见的影响。另外,三角洲泥沙的亏损不仅影响到海岸侵蚀,而且还加剧三角洲海岸的土地盐碱化。

生态环境与生物多样性的影响

河口区河流淡水与海洋盐水交汇,是丰富生产力的生态系统。约有80%的世界渔获量来自河口生境,这主要源于河流营养物和淡水的不断排放。河流营养物存在于水体和泥沙中,通过水沙的携带和运移增加河口及近海的营养水平,水沙和营养物的减少和改变对海岸和海洋生态有显著影响。建坝截流不仅影响坝下河流的生态系统和生物多样性,而且由于降低了营养物的入海数量,因而对远离坝址的河口海岸也有严重的后果。建坝影响到河口鱼类的产卵场所和海洋渔业的产量。因此,河流建坝使到达河口水流发生改变,是许多河口海湾和近岸生物资源急剧下降的一个主要原因。径流改变对河口海岸生态环境造成的影响是巨大的。

在过去几十年,进入海湾、河口和海岸湿地的淡水降低的影响已有明显的表现。

径流量的降低导致河口盐度的增加,改变河口地带的物种组成。由于泥沙被截留,三角洲趋于萎缩,咸水入侵内陆,生境降低。

河流建坝对海洋的影响也很显著。中国长江三峡大坝将减少东海(世界最大渔场之一)的生产力,估计长江径流减少10%,陆架横向水交换将降低9%,陆地营养物供给也将减少9%,东海的初级生产力和渔获量估计也将减少9%。

河流建坝是人类征服自然、改造自然的伟大举措,同时也对生态环境带来负面影响,其影响不仅涉及到整个流域,而且对河口、海岸及其邻近海域的自然演变和生态环境都有显著影响。河流建坝对海岸有正负两方面的直接或间接影响,但总的来讲,负面影响为主,而且影响极为深远。

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