閩江水利工程的環(huán)境水質(zhì)效應(yīng)問(wèn)題論文
閩江是我國(guó)東南沿海最大江河之一，整個(gè)流域基本受北東(NE)向與北西(NW)向兩組交叉的斷裂構(gòu)造所控制，是典型的山區(qū)性河流，流程短(全長(zhǎng)約600km)徑流量大。閩江由6大支流構(gòu)成其上游地區(qū)有富屯溪、建溪、沙溪3大支流，中下游及河口地區(qū)有尤溪、古田溪、大樟溪3大支流。整個(gè)閩江水系形態(tài)好象一扇體呈自西北向東南傾泄之勢(shì)。全流域流經(jīng)32個(gè)縣市，面積約6.092萬(wàn)km2,約占福建省國(guó)土總面積(12.27萬(wàn)km2)的一半，其年均徑流量約620億m3[11,水量居全國(guó)各河流第7位。閩江水豐流急，蘊(yùn)藏有豐富的水利電力資源。
據(jù)估算，全流域河流水能理論蘊(yùn)藏量達(dá)632萬(wàn)kW,可裝機(jī)容量463萬(wàn)kW。全流域內(nèi)己建成大中型水電工程29座，水庫(kù)總?cè)萘拷?0億m3;其中建在閩江干流下游的閩清縣境內(nèi)的水口電站，庫(kù)容量26億m3,裝機(jī)容量140萬(wàn)kW,年均發(fā)電量49.5億kW°h,是華東地區(qū)最大水電站，己于1993年投入生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。
1.水利工程建設(shè)誘發(fā)或產(chǎn)生的環(huán)境負(fù)面影響
隨著閩江流域水利工程建設(shè)與開發(fā)的快速發(fā)展，眾多水利工程不斷建成和運(yùn)營(yíng)。它有力地促進(jìn)了沿江的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，發(fā)揮了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。但是，另一方面，水利工程建設(shè)誘發(fā)或產(chǎn)生的環(huán)境負(fù)面影響，即擾亂生態(tài)平衡、破壞自然、惡化環(huán)境的負(fù)面效應(yīng)也相伴出現(xiàn)。前者是我們?cè)O(shè)計(jì)和期望的結(jié)果，后者是我們不愿意看到卻又必須正視的問(wèn)題。眾多水利工程的建成運(yùn)營(yíng)對(duì)閩江干一支流的水動(dòng)力場(chǎng)因素、水化學(xué)場(chǎng)因素及相關(guān)點(diǎn)線地帶(段)荷載條件和應(yīng)力場(chǎng)等環(huán)境因素產(chǎn)生顯著的影響，伴隨出現(xiàn)日益突出的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題。如：河(庫(kù))岸的穩(wěn)定性變化問(wèn)題，庫(kù)區(qū)或壩區(qū)的區(qū)域穩(wěn)定問(wèn)題，河流納污擴(kuò)散凈化能力降低及水質(zhì)惡化問(wèn)題，乃至使沿江城市鄉(xiāng)鎮(zhèn)的總體環(huán)境質(zhì)量受到損害性影響等問(wèn)題。為了化害為利，把與水利工程建設(shè)相伴出現(xiàn)的弊端降到最低點(diǎn)，研究和分析與閩江水利工程建設(shè)有關(guān)的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題具有重要的理論和實(shí)踐意義。閩江水利工程的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題包含環(huán)境工程地質(zhì)問(wèn)題與環(huán)境水文地質(zhì)問(wèn)題兩大方面。前者己在文獻(xiàn)中作了初步的討論和評(píng)價(jià);本文僅就閩江水利工程的環(huán)境水文地質(zhì)問(wèn)題中的環(huán)境水質(zhì)效應(yīng)專題進(jìn)行初步的討論和評(píng)價(jià)。
2.閩江水利工程建設(shè)與水污染及水質(zhì)環(huán)境的關(guān)系問(wèn)題
閩江水資源的天然水質(zhì)良好，屬于低礦化度的江河水，其水化學(xué)成份以重碳酸鹽類為主，總硬度低，為極軟水，而且含沙量較少，枯水期河流大多呈清澈狀。據(jù)資料顯示f3，多年的年均含砂量大多小于0.25kg/m3，比黃河含砂量的六千分之一還小。它水量充沛，流速較大，具有很強(qiáng)的納污稀釋擴(kuò)散凈化能力。閩江干一支流上眾多水利工程建成后，雖然其年均徑流總量絕對(duì)值沒有大的變化。但是，在水利工程運(yùn)營(yíng)調(diào)度過(guò)程，徑流量在不同河段(空間)和月份或年份(時(shí)間)分配上出現(xiàn)(比水利工程修建之前)明顯的變化，即徑流量的相對(duì)值隨時(shí)空的不同產(chǎn)生顯著的差異;以及水庫(kù)蓄清排渾的調(diào)度方式及壩下江段的河流沖刷作用強(qiáng)化的趨勢(shì)。使閩江干一支流水動(dòng)力因素產(chǎn)生較大變化的同時(shí)也出現(xiàn)其水化學(xué)場(chǎng)因素大的變化。如庫(kù)區(qū)江面大幅度増大，接納污染的面積擴(kuò)大，庫(kù)區(qū)形成許多庫(kù)灣和靜水區(qū)，江水的流速顯著減小甚至處于靜止?fàn)顟B(tài)，其納污稀釋擴(kuò)散凈化的能力明顯降低;隨著污染物排入量的有増無(wú)減，江水中的污染物濃度必將提高，污染帶也將明顯擴(kuò)大生長(zhǎng)，使局部水質(zhì)惡化，并逐漸擴(kuò)展，乃至影響整個(gè)庫(kù)區(qū)或河段的水環(huán)境。閩江水利工程建設(shè)相伴出現(xiàn)的水污染及環(huán)境水文地質(zhì)問(wèn)題涉及面很廣，本文僅就其中的環(huán)境水質(zhì)效應(yīng)問(wèn)題進(jìn)行概括性的討論和評(píng)價(jià)。
2.1閩江水環(huán)境點(diǎn)源污染與水利工程建設(shè)的關(guān)系
點(diǎn)源污染主要包含工業(yè)污染源和城鎮(zhèn)生活污染源兩方面。閩江水利電力工程建設(shè)，為閩江流域的工業(yè)發(fā)展，城鄉(xiāng)建設(shè)提供了重要的能源，充足的水利電力能源極大地刺激了閩江干一支流沿江的工業(yè)發(fā)展和城鄉(xiāng)建設(shè)�？墒前殡S著城鎮(zhèn)人口的迅速増長(zhǎng)和城市發(fā)展進(jìn)程的明顯加快，庫(kù)區(qū)及沿江工業(yè)全面高速發(fā)展，閩江水環(huán)境污染源點(diǎn)數(shù)量也隨之劇増，致使工業(yè)和生活污染物的排放量猛増。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)[1]，閩江流域己發(fā)展有污染源的工廠和企業(yè)2000多家，其工業(yè)廢水年排放量達(dá)5億多噸。同時(shí)，生活和醫(yī)療污水排放量總和近3億噸，廢污水中的主要污染物為COD、硫化物、釀，還有磷它們的累計(jì)負(fù)荷占總負(fù)荷的83%對(duì)閩江水環(huán)境造成較為嚴(yán)重的污染。污染最嚴(yán)重的是閩江支流沙溪，其部分河段的水質(zhì)為四級(jí)或五級(jí)。研究表明，沙溪某些河段的水質(zhì)變化與水利電力工程開發(fā)有密切關(guān)系[3]。由于水庫(kù)蓄水，使相關(guān)的許多河段的徑流速度、徑流量減小，在庫(kù)區(qū)及相鄰河段出現(xiàn)河水的相對(duì)滯留或處于靜止?fàn)顟B(tài)，大大地降低了污廢水的稀釋擴(kuò)散凈化能力，加上庫(kù)區(qū)淹沒的樹、草、耕地土壤中的有機(jī)物溶解排放累積迭加，使沙溪中下游河段蓄水體在枯水期的氨氮含量高于臨界控制濃度(1mg/L)，總磷的含量己接近或超過(guò)臨界控制通量，使許多蓄水體在多年平均流量下處于中等營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)而在枯水期處于富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)[3]。還有閩江下游及河口臟河段，其水質(zhì)情況既取決于污染源的排放量，也受控于河口地區(qū)特殊的水動(dòng)力特性。由于水口電站高壩大容量的蓄水，導(dǎo)致大壩下游徑流量及水位銳減(豐水期和枯水期)，而下游沿岸及福州市的工業(yè)和生活污染物排放量急劇増長(zhǎng)，再加上閩江口潮汐漲潮的頂托作用致使咸水上溯、污水回流，而使這一地區(qū)的廢污水排放量與河流徑流量之比即污徑比明顯變大，水環(huán)境容量和質(zhì)量顯著降低，水污染程度日益加重。
2.2閩江水環(huán)境的非點(diǎn)源污染問(wèn)題
水文環(huán)境的非點(diǎn)源污染是指區(qū)域性的面狀污染問(wèn)題，是目前全球水質(zhì)問(wèn)題的重要原因。隨著點(diǎn)源污染控制水平的提高，水環(huán)境的非點(diǎn)源污染將顯得更為突出。美國(guó)環(huán)境保護(hù)局指出：當(dāng)今美國(guó)水質(zhì)問(wèn)題，可能有50%或更多是由非點(diǎn)源污染所致。它表明非點(diǎn)源污染對(duì)水質(zhì)與水環(huán)境的危害極大。非點(diǎn)源污染一般包括城市徑流污染和農(nóng)田徑流污染(還含流動(dòng)污染源)前者指，伴隨著工業(yè)化、城市化進(jìn)程的加快，城市工業(yè)與生活污染物排放量劇増，城市徑流中的污染物濃度急劇増長(zhǎng)，使城市徑流成為接納水體的一個(gè)重要污染源。后者是指，伴隨著農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展，土地利用率明顯加大，農(nóng)藥與化肥的施放量逐年増長(zhǎng)，加大了農(nóng)田徑流污染負(fù)荷量，使農(nóng)田徑流不僅攜帶著大量泥砂，而且還挾含有各種有機(jī)物、無(wú)機(jī)物和氮磷營(yíng)養(yǎng)元素以及農(nóng)藥，成為受納水體的重要污染源。
伴隨著閩江水利工程建設(shè)的蓬勃發(fā)展，在庫(kù)區(qū)及沿江地帶快速建設(shè)和發(fā)展起來(lái)的眾多城市鄉(xiāng)鎮(zhèn)大多背山面水，依山布置，沿江延伸，形成高差數(shù)米乃至數(shù)十米、上百米的山城和長(zhǎng)條形的人口聚居的密集帶。城鎮(zhèn)環(huán)境污染物排放量極大，加上城市發(fā)展的不規(guī)范和市政基礎(chǔ)設(shè)施不配套或不完善，使降雨徑流的大部分沿地面與街道刷洗順勢(shì)直瀉注入閩江干一支流，它對(duì)閩江水環(huán)境構(gòu)成突出的污染危害。同時(shí)，由于庫(kù)區(qū)的淹沒影響(其范圍總量是相當(dāng)大的)原有耕地較大幅度減少，且移民安置點(diǎn)相對(duì)集中于沿江地帶，人口密度劇増。為了發(fā)展農(nóng)業(yè)，一是大范圍地開荒造地，同時(shí)提高土地的耕作利用率，導(dǎo)致沿江水土流失加劇，有機(jī)質(zhì)養(yǎng)分的供給量増加;二是加大化肥及農(nóng)藥的施放量。在降雨期間，農(nóng)田徑流歷經(jīng)面流、滲透、沖刷、吸附、匯流等一系列物理一化學(xué)及水文作用過(guò)程，將污染物輸送到閩江干一支流中，加劇閩江水的污染程度。有資料顯示14，閩江飲用水氨氮含量超標(biāo)達(dá)8.6倍，酚含量超標(biāo)高達(dá)14倍。它與閩江水環(huán)境的非點(diǎn)源污染有密切關(guān)系，與水利工程建設(shè)及運(yùn)營(yíng)有密切的關(guān)聯(lián)性。非點(diǎn)源污染具有突發(fā)性強(qiáng)、出現(xiàn)時(shí)間集中(多在雨季時(shí)期)、城市徑流污染強(qiáng)度較高、農(nóng)田徑流污染負(fù)荷總量大等特點(diǎn)。通常情況下，城市徑流單位面積上的污染物是農(nóng)田徑流污染物的若干倍(2—3倍或更大)。但是，沿江庫(kù)區(qū)及沿岸的農(nóng)田徑流面積相當(dāng)于城市徑流面積的數(shù)十倍或更大。因此，庫(kù)區(qū)及沿江水環(huán)境的非點(diǎn)源污染負(fù)荷主要來(lái)自農(nóng)田徑流。此外還有與水利工程建設(shè)相伴發(fā)展的旅游業(yè)。閩江水上旅游活動(dòng)高速發(fā)展，使其許多庫(kù)區(qū)及江河中接納流動(dòng)污染物量的累積増幅加大，它對(duì)閩江水資源與水環(huán)境的負(fù)面影響不容忽視，急待進(jìn)行專門的調(diào)查研究，制定防治措施。
閩江干一支流既是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)及城市活動(dòng)的重要水源，也是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市活動(dòng)排污泄水的容納區(qū)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，這種取水量和排污量均會(huì)大幅度増長(zhǎng)。閩江干一支流上眾多水利工程的建設(shè)運(yùn)營(yíng)，顯著地改變河流的流速、徑流量、輸砂量、懸移物性質(zhì)、污染物通量等水動(dòng)力場(chǎng)和水化學(xué)場(chǎng)因素，它明顯地降低河流納污稀釋擴(kuò)散凈化的能力，加重各種污染物對(duì)江水的污染程度。
3.結(jié)語(yǔ)
環(huán)境地質(zhì)學(xué)理論告訴我們：地質(zhì)環(huán)境的演化發(fā)展過(guò)程、人類的工程及經(jīng)濟(jì)活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境之間呈非線性的密切相關(guān)關(guān)系和反饋機(jī)制，其特征、成因及規(guī)律是極為復(fù)雜的。而人們對(duì)水利工程建設(shè)與地質(zhì)環(huán)境的關(guān)系的研究，經(jīng)歷了從點(diǎn)(工程)到線(河段、河流梯級(jí)開發(fā))到面(庫(kù)區(qū)及周邊環(huán)境)到體(流域的綜合環(huán)境大系統(tǒng))的發(fā)展演化過(guò)程，體現(xiàn)了對(duì)水利工程建設(shè)的環(huán)境問(wèn)題研究評(píng)價(jià)的整體化、系統(tǒng)化和綜合化的大趨勢(shì)[2]。閩江水利工程建設(shè)的環(huán)境水質(zhì)效應(yīng)問(wèn)題說(shuō)明了閩江水利工程的建設(shè)與運(yùn)營(yíng)，在發(fā)揮顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，創(chuàng)造美好環(huán)境的同時(shí)，也造成水環(huán)境的負(fù)面變化，反映了水利工程建設(shè)是孕育和誘發(fā)現(xiàn)代環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題的重要因素之一。這告訴我們，水利工程的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題的評(píng)價(jià)研究不是以水利工程的建成運(yùn)營(yíng)為結(jié)束，而應(yīng)與水利工程建設(shè)和運(yùn)營(yíng)同始終。
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