南水北调对河北省未来生态环境影响研究，本文主要内容关键词为：河北省论文,南水北调论文,生态环境论文,未来论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
0 前言
随着工农业生产的发展，河北省近年来对地下水的开采量逐渐加大，使地下水位呈明显下降趋势。由于上游的降雨量减少，地表水量逐步减少，全省水资源日趋短缺。修建南水北调中线工程是缓解河北省水资源危机的有效途径，这一工程将对全省生态环境产生重要的影响，本文针对南水北调对河北省未来生态平衡的影响进行了探讨。
1 河北省的水资源现状
1.1 水资源条件日趋恶化
河北省地处北温带半干旱大陆季风气候区，多年来平均年降水量为541毫米，降水期主要集中于汛期。按1956-1984年数据的系列分析，全省地表水资源量151.5亿立方米，地下水资源量149.6亿立方米，水资源总量为238.6亿立方米。人均地表水资源量为231立方米，耕地亩均水资源量155立方米。分别为全国平均值的10%和8.5%，居国内第25位和第27位。人均水资源总量为363立方米，是全国水资源占有量较少的省份。河北省主要水源的海河南系水资源总量133.1亿立方米，人均和耕地亩均水资源量分别仅为282立方米和200立方米。缺水类型属资源短缺型。
河北省有11个市属于较干旱地区，其中以中线供水区缺水最为严重，缺水量占全省的90%。一般年份缺水量达67亿立方米。随着经济的发展和城市化水平的提高，缺水的矛盾将变得更为激化。
河北省水资源条件日趋恶化，其自产地表水、自产地下水、入境水、出境水与入海水量均有较大变化。自产地表水资源量由50年代的235亿立方米减少到80年代的81.3亿立方米，90年代略有回升。大量开采地下水导致下垫面条件发生重大变化，平均每年减少14亿立方米。地表水资源减少16.8%。
河北省的入境水来自山西、河南等上游邻省，由于近年山西省、河南省工农业发展，用水量增多，使我省入境水急剧衰减（表1）。随着河北省水资源利用工程的不断增多，地表水资源的利用更加充分，使河北省的出境水同步减少。
表1 河北省入境水量表（亿立方米／年）
年代 50 60
70
80 90
海河南系83.35
58.25 43.1421.34 22.73
张、承两市 16.47
12.52 9.03 5.55
7.22
全省99.62
70.80 52.1726.89 29.95
多年来，河北省平均入海水量为46.3亿立方米，主要集中在唐山、秦皇岛两市所在的滦河流域。沧州所在的海河南系平均仅占21%。1980-1997年，除1988年和1996年入海水量较多外，其余年平均入海水量仅有0.89亿立方米，入海水量日渐枯竭（表2）。
表2 河北省入海水量表（亿立方米／年）
年代5060 70
80
90
海河南系（沧州市） 10.1 16.3
16.2 1.08 4.07
唐、秦两市 76.3 42.6
44.6 12.12
29.63
全省
86.4 58.9
60.8 13.2 33.7
河北省无论是地表水还是地下水，都处于超常规的开采状态。1986-1997年，全省用水总量基本稳定在200-230亿立方米之间，平均为213.5亿立方米。用水量已超出多年平均现状水资源总量203.1%。其中海河南系12年平均用水量约138亿立方米，超出该区域现状水资源量37.3%。1997年全省总用水量达到227.7亿立方米，超出当年资源量117.3亿立方米近一倍。其中海河南系用水量达152亿立方米，为该区域当年资源量的2.9倍。
由于地表水不足，加上大量开采地下水，造成平原区水位持续下降。部分地区还形成水位下降漏斗区，地下水的补给途径加长，补给时间滞后，包气带范围扩大，使得地下水补给量减少，自产地下水资源量衰减。
京广铁路沿线城乡逐步演变为严重缺水地区，石家庄、保定、邯郸和邢台这四座大、中型城市分布在这一地区。四市的国内生产总值、工农业总产值、粮棉总产量约占供水区总量65%以上，但是近年来水资源逐步短缺。石家庄市以前供水以地下水为主，1995～1996年不断压缩农业用水，并修建管道从岗南、黄壁庄水库引水入市。保定市曾以地下水为主要水源，开采也处于严重超采状况，目前不得不从西大洋水库引水入市。邢台市供水的水源原为地下水，后来又不断开采深层岩溶水，由于严重超采，造成地下水枯竭。目前正实施从朱庄水库引水做为补充水源。邯郸市50-60年代开采地下水，70年代从东武仕水库调水，1983年又在峰峰矿区兴建深层水水源，近年正在将岳城水库的水引入市内。虽然不断修建引水工程，但是仍不能满足城市生活和企业用水。由于地下水的过量开采，城市下方形成较大漏斗区。由于对污水管理不善，造成不同程度的污染。
1.2 大、中型水库灌区面积减少
在河北省西部山区，60年代修建了一大批大、中型水库，总面积达795万亩。从70年代中期开始，由于地表水资源逐年减少，灌区面积开始萎缩。到90年代，灌区面积减少到424.8万亩，减少了46.6%。例如石津灌区曾是河北省最大的灌区，以岗南、黄壁庄水库为供水水源。由于滹沱河上游山区入境水量的减少，加上西柏坡电厂和石家庄市竞相从两库区引水。大量挤占了灌溉用水，使灌区面积减少60%。其他灌区如房山——涞水灌区、滏阳河灌区、百泉灌区面积均有不同程度减少。
1.3 井灌区保浇面积萎缩
河北省从60年代以来大力发展地下水灌溉，至1997年底共有机井60万眼，发展井灌面积4250多万亩。随开采量逐年增加，地下水处于超采状态。不少地区由于地下水水位下降，导致机井报废。增加了灌溉耗电量和耗油量，提高了农业灌溉成本，保浇土地面积逐步缩减。
2 南水北调中线工程河北省段基本情况
南水北调中线工程的供水区主要位于海河水系南系平原地区。南自漳河。北至京津南界。西起太行山东麓，东至渤海湾。包括7个市（77个县），总面积6.3万平方公里。耕地5776万亩，1998年人口3941万人，国内生产总值2486万元，粮食总产量2150万吨。总面积占全省的33.6%，人口、耕地和国内生产总值约占全省的60%，粮食，棉花总产量分别占全省的73.7%和89.7%。
河北省省会石家庄市是我省政治、经济、文化最发达的地区。工、农业基础好，矿产资源丰富。铁路，公路交通方便，是河北省经济发展的支柱地区，具有较好的发展前景。但是，水资源短缺制约了石家庄市经济的进一步发展，缺水已成为该地区最突出、最紧迫需要解决的问题。
3 南水北调工程输水优点
从河北省缺水状况出发，依照南、北方资源、社会经济、环境、地形、地质、气候等不同情况，综合考虑经济发展布局、工程位置、调水量、调水水质、工程投资和社会支持率等因素，缓解河北省缺水的最佳方案之一是南水北调中线工程。
3.1 水源有保证，输水可靠性高。
南水北调中线工程计划给河北省分水量为45亿立方米，约占当地供水水源的三分之一，是一种重要的补充水源。按照优先保证城市和工业用水，适当补充农业用水的原则。我省规化分配城市、工业用水31.27亿立方米占总量的67.5%，其中7个省辖市及工业区23.07亿立方米，县与县级城镇8.20亿立方米，分配农业用水13.73亿立方米，占总量的30.5%。
中线工程从长江的支流汉江取水，又由丹江口水库调节，总干渠是独立的输水专用干渠，可以保证平均年调水145亿立方米（占径流量的1/4）。河北省可获分配水量48.4亿立方米，基本上可以解决河北省地下水超采和城市用水问题，并能够部分增加农用水量。远期工程建成后就可有效缓解河北省缺水问题。供水区覆盖河北省东南部平原7个市、77个县（市）6.3万平方公里，既能保证沿线邯郸、邢台、石家庄、保定一带重要城市和工、农业基地用水，又可以向衡水、沧州、廊坊等市供水。
3.2 专用渠道输水，供水水质符合标准。
南水北调以解决沿线城市用水为主，中线工程水源水质指标均符合二级水质量标准。输水总干渠是专用渠道，与沿线河渠全部立交，既不通航也不纳污。渠道位于大城市上游，可以有效防止污染，保证供水水质。
3.3 输水全部自流，供水成本较低。
中线总干渠工程自南向北全程和分干渠输水全部自流输水到北京市、天津市。河北省冀中南地区西南高，东北低，从西向东供水亦可全部自流进到各个市、县，这样有效地降低了供水成本和运行管理费。
3.4 便于河北省水资源的优化调度。
中线总干渠沿太行山东麓北上，渠线以西有12座大型水库可供补偿、调节水量。渠线以东有10余处平原水库和上百座河道蓄水闸，可供充蓄、调节使用。河北省降水时空分布南北差异较大，中线工程实施后，可以有效地将当地水和引汉水联合调度，实现时空上的丰枯互补，进一步提高水的利用率，发挥联合供水的最大效益。
4 南水北调工程对河北省生态的有利影响
4.1 缓解河北省长期干旱缺水造成的生态问题
改善沿线调蓄水体的生态环境，使环境逐渐向良性方向转化。有利于水资源综合利用，促进社会经济持续发展。改变白洋淀连续干涸的现象，增加千顷洼的蓄水量，调节生态环境，改善岗南、黄壁庄水库蓄水的水质等等。
4.2 增加城市生活、工业用水
利于提高现代化工业设施的生产水平和产品质量，促进经济发展。增加农业灌溉用水，减轻干旱灾害的影响，有效解决与农业工业争水矛盾，改善农业生产条件和农业生态环境，使农业得到稳定发展。避免有害物质在土壤和农产品中的富集，保护土壤环境和人类健康。
4.3 减轻供水区大量开采地下水状况
由于缺水，河北省不断降低饮水标准或高成本生产标准水，南水北调中线工程会提高饮水水质。使河北省的水环境恢复正常的水循环机理，改善供水区饮水水质。
5 应注意防止的环境问题
5.1 污水排放量的增加
南水北调中线工程调水量可观，可有效缓解供水区缺水状况，但是，供水问题缓解后，使用后的污水处理问题将会成为一个难题。河北省目前在不少河流中已有较严重的污染，河北七大水系及沿海56条河流中62%的河流断面水质属V类或劣V类左右，13%的河流断面水质属4类，废水总量为14.8亿吨，南水北调增大了供水水量，水被使用后增加相应了污水排放量。如果上游污水得不到有效治理，污水对下游地区的整个生态环境将产生很大的负面影响，如会使下游沼泽地区扩大、增加受污染的水域面积。因此应加强河北省与污水相关的生态风险特征研究，尽早制定相关法规。促进企业污水的集中处理并制定合理的中水排放标准。
在我省水系下游的出海口附近，由于排水量增大，大量的淡水可能会使滨海河流出海口处海水淡化，对当地局部生态环境产生影响。盐度变化将会影响海洋生物多样性，鱼类中的窄盐性种类将会由于盐度变化而消失。其他的双壳类软体动物、甲壳动物、多毛类蠕虫等窄盐性种类也会由于盐度变化改变生物数量和种类。由于这些生物是鱼类的食物，在食物链中占有重要地位，会进一步影响河流出海口处的鱼类产卵、繁殖。近海、滨海渔业和养殖业会由于海水淡化而受到损失。
5.2 加剧下游土壤的次生盐碱化
潜水埋藏深度及其矿化度高低，是直接关系到地下水盐能否转变为土壤水盐和土壤是否发生积盐的一个决定性条件。当地势低平，地表水和地下水径流不通畅时，地下水埋藏愈浅，地下水矿化度愈高，土壤越易发生盐碱化。当排水量增大后，地下水位上升，土壤次生盐碱化将加剧，供水区下游易出现局部土壤盐碱化地区。为综合治理旱涝碱，要控制地下水位在年内和年际之间围绕合理埋深（平均4米左右）上下波动。
5.3 由于渗漏增加，地下水环境受污染风险增大
供水区接受调度水后，生活污水、工业废水量等都会大量增加。如果不能有效解决污水就地处理问题，就会使地下水受到污染。地下水的污染特点与地表水的污染明显不同。首先地下水污染具有隐蔽性，由于地下水污染物浓度低，尽管有时污染严重，从视觉上看也往往是无色无味的。不像地表水那样能从色、味感、观性状或水生生物种类的减少或灭绝方面鉴别出来。其二是污染难以逆转，地下水一旦受污染，便难于恢复及治理。主要是因为地下水交替缓慢，难以靠本身的自然净化而恢复。另外由于地下水埋藏在地下深处，很难以工程处理方式使其得到恢复。
表3 地下水污染途径
1 间歇入渗 污染物通过大气降水或灌溉水的淋滤，使固体废物及包
气带中的有害或有毒组分，周期性地进入含水层。其污
染对象主要是潜水。
2 连续入渗 污染物随水的不断渗入而进入含水质。污水渗坑、污水
管道、受污染地表水的渗漏引起地下水的污染属此类型。
3 越流入渗 污染物通过越流从一个含水层进入另一个含水层。其越
流途径或者是大面积的弱隔水层，或者是“天窗”，或
者是人为途径（结构不合理的井管、破损的老井管等）。
4 径流入渗 污染物通过各种途径以地下径流的形式进入含水层，
5 岩溶入渗 污染废水使岩溶水顶板防护层形成吸附—饱和—解吸过
程，渗漏进入岩溶水含水层，造成岩溶水水质污染。受污
染的岩溶水还可通过地下径流或分子弥散，向四周进行迁
移和扩散。
河北省邢台市的饮用地下水源位于太行山的山前冲积物中，冲积物中储存有两种相当丰富的岩溶水和孔隙水。浅层孔隙水已受到轻度污染，深层岩溶水的个别区段出现水质超标。石家庄市位于滹沱河冲积洪积扇顶的轴部，包气带基本以砂砾为主。包气带的岩性在北部以砂砾石为主。主要分布在滹沱河现代河床、河漫滩一带，石家庄市区包气带结构和岩性有利于地下水的补给，但是防止污染的性能相对较差。当污水大量增加时，石家庄市地下水水源容易受到污染。国外以色列曾有由于流经工厂或居民点而引起地下水中有害元素过量的例子。水污染事件是一个长期过程，在排水大量增加情况下，应充分作好防治污染的措施。
6. 结语
从保护生态的角度看，南水北调中线供水将为改善河北生态环境起到良好的作用，对于水资源短缺的河北省，南水北调中线供水能够适当补充城市和工业用水、农业用水。同时，一定要充分估计用水、排水过程中可能引起的排污问题。应及时预测排污对环境生态的影响。采取相应措施。就目前情况看，河北省应采用以下措施：
1.建立以流域为单元的治污管理体系，规划好排污渠道的流经地区的治污和防污措施，加强对上游地区的污水管理。加宽排污水道的宽度，并对排污水道采取排污措施，防止污水进入潜水层，污染地下水。
2.一定要充分估计用水、排水过程中可能引起的不良后果，供水的同时应作好污水治理的工作。应加强对排污企业的管理，使各企业所属的污水处理设备能正常运转。另一方面应由政府征集款项建立大型水处理厂，提高污水处理量。解决由于供水增多带来排水量增大和污水处理问题，预防其他较难处理的环境问题。制定相应的防污政策。避免走先污染后治理的老路。
3.华北地区的雨季一般集中在七、八、九三个月，其他季节雨量较少。在排水区下游的低洼地区，如有蒸发及径流不畅等条件，就会发生次生盐碱化。一般河岸冲积物堆积处、河漫滩及滨海地区容易发生次生盐碱化。盐碱化可通过疏通地下径流来治理，地下水的平衡深度应控制在监界深度之下。灌区下游地区一定要注意合理排水，健全排水系统，改善地下径流条件，要尽量减少土壤蒸发。为防止土壤次生盐碱化，营造良好的环境，防止土壤环境恶化。
4.在下游地区建立有效的废水疏导体系，加强对地下水运行规律的研究。在调水发展经济的同时，要我们加强生态环境的保护，加大对污水治理和防治的力度，避免发生污染事件。
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