河道生態環境管理論文
時間:2022-06-29 11:07:00
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在《浙江省人民政府關于加強生態環境保護工作的通知》(浙政發[2001]84號)中有關水資源開發利用的問題中提出“水資源的開發利用應當符合流域規劃的要求,上中下游統籌兼顧,生產、生活和生態用水綜合平衡”、“新建水庫、灌溉和引水工程,應保證原有河道內有合理的最小流量”。所謂“合理的最小流量”從環境保護角度可以理解為“最小環境用水流量”,包括河流水污染防治用水、河流生態用水、河流輸沙用水、河口區生態環境用水、河流景觀與娛樂環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環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、不同經濟發展水平均可導致環境保護目標的差異,因此,它是空間和時間的變量。在浙江省建設生態省的背景下,“河道最小環境用水流量”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,但在流域規劃、水利水電工程環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、河道最小環境用水流量的內容
一般而言,河道最小環境用水流量包括以下幾方面的用水:水污染防治用水、河流生態用水、河流輸沙用水、河口生態環境用水、河流景觀與娛樂環境用水等,但在浙江省水利水電資源開發利用過程大量引水工程、發電工程導致其下游脫水段內居民生活、工農業生產所必須的用水量受到影響,因此浙政發[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、生產用水最小流量,其中包括水量的要求和水質的要求。
2、最小環境用水流量的估算方法
2.1下游生活與生產用水
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,如電站引水發電導致大壩至電站廠房區間缺水,而供水水庫為保證供水水質,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。根據水法有關規定,在河流水量減少引起的環境問題中,首先要解決的是影響區域內的居民生活、生產用水問題。因此,首先應詳細調查受影響區域的人口、耕地、工農業生產現狀、取水口及用水量、區域經濟發展規劃等情況,估算其現狀生活、工農業、畜牧業等各項用水,并預測規劃水平年其用水量。在以生產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和不均勻利用系數,河道因缺乏調蓄容積,為保證用水高峰時取水要求,生活生產用水有效利用系數一般小于0.6,不均勻利用系數一般大于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一般小于0.7。
2.2水污染防治用水
經過近年的環境整治,我省河道除平原河網地區外大部分河段能滿足水功能區劃的要求,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滿足原有功能區劃的要求。根據受影響區間人口、工農業、畜牧污水排放量的現狀和預測水平年的預測情況,計算維持目標水質所要求的水量。
2.3河流生態用水
生態用水較難確定,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,如法國規定最小河流量生態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。對我省大多數山區河道而言,水生生物量貧乏,按此要求對水電工程的效益產生較大影響,而對保護生態的作用卻不明顯,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流量,對豐枯懸殊較大的山區河流,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河口生態環境用水
我省河流多為獨流入海,當流域規劃中涉及蓄水、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,必須考慮河口生態環境用水。根據本省實際,河口生態環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,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性引水引起的季節性淤積。根據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、潮差、潮位等相關,一般應通過數學模型進行模擬計算后確定。
2.5河流景觀與娛樂用水
隨著生態旅游的興起,河流景觀與娛樂用水也成為水資源開發利用中必須重視的一項重要內容。尤其在山區河流,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,天然狀況下為季節性漂流的,通過控制水庫發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,還應有均勻發電的要求,避免因發電流量的不均勻對旅游活動造成不安全影響。
最終要求的最小下泄流量綜合上述幾種環境用水流量后確定,一般取上述各項環境用水中的最大值,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境用水的需求。
3、對生態省建設指標中主要河流耗水量不超過40%的理解
在《生態省建設指標》(試行)中,對環境保護的要求中有一項是對水環境的保護指標,明確省內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利用的總量,對今后水資源開發規劃將產生重要的影響。對該項指標的理解有幾個方面需要制定統一的標準。
首先,要確定我省的哪些河流必須進行耗水總量控制,根據《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劃,對跨行政區域的流域面積100km2以上的河流的綜合規劃也在進行之中,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、農業、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域各項用水的回歸水量,即已經扣除了上游區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總徑流量的50%以上,對其下游區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河口水資源量考慮。
河道最小環境流量問題與耗水量控制指標之間是相互關聯的。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、改善河道生態環境的幾點建議
為改善我省的河道水生態環境,有關部門作了大量的工作,如萬里清水河道規劃、錢塘江引水入城專項規劃、浙東引水專項規劃等規劃已在制定或即將付諸實施,對改善區域水環境將起到積極作用。但另一方面,以配水、調水為主的治理方式受到水源總量的限制,在改善受水區水環境質量的同時,不可避免地對取水區的生態、水環境質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,改善生態河道環境,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環境惡化的主要原因之一,據統計,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。全省河流據八大水系、運河和湖庫的170個省控河段斷面水質監測結果統計,有33.6%的斷面水質劣于地表水環境質量Ⅲ類標準,其中10.6%的斷面水質為Ⅳ類,23.0%的斷面水質為Ⅴ類和劣Ⅴ類(其中Ⅴ類為11.8%,劣Ⅴ類為11.2%),鰲江水質主要為劣Ⅴ類,占總評價斷面的75%;大部分干流水質已受到嚴重污染,無法滿足功能要求;平原河網水質主要為Ⅲ~劣Ⅴ類,87.5%的斷面不能滿足功能要求,總體水質很差。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。治理應是改善水環境的主要手段,尤其在平原河網區,水體自凈能力小,而人口稠密、工業發達,污染負荷大,造成的污染也更為嚴重。工業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,村鎮生活污水排放及農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。通過農村人口向城鎮集中,為集中興建污水處理廠創造條件。
(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,另一方面,土壤中的營養物質隨土壤進入水體,成為河網、湖庫的富營養化的成因之一。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、減少泥沙淤積、增加湖庫水量體調蓄能力。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境質量的重要舉措之一。
(3)推廣農業節水技術,提高工業用水循環率和中水回用率
減少工農業的用水量是提高水資源利用率、保護生態環境的有效途徑之一。隨著我省工農業的高速發展,人民生活水平的穩步提高,用水量急劇增長,據有關部門統計,枯水年份我省農田灌溉定額高達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),工業用水的重復利用率為56%,而國外先進工業企業的水重復利用率高達90%以上。
針對上述問題,積極推廣節水灌溉、提高工業用水重復利用率、積極開發和引進吸收國外先進的治污技術,提高中水回用率將減少水資源耗用量和污水排放量,對改善河道水環境質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、工業冷卻水、環境用水、地面沖洗水和農田灌溉水,這是保護供水水質和改善水環境的必然要求,也是實現城市水資源與水環境協調發展的根本出路。我省作為全國經濟發達省份,有條件在此領域作出更大的努力。
(4)推廣河道生態護坡技術
細菌和微生物在水質凈化過程中扮演著重要角色,當河道被硬化后,切斷了水體內各生態要素與底質、岸邊間的物質、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。生態護坡技術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。根據國內外的經驗,生態護坡技術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外物質、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,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、護坡的形式應是結合實際,避免陡化、硬化,為水生物的憩息提供友好環境。
參考文獻:
(1)沈國舫等,《中國生態環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)浙江省環境保護局《2002年浙江省環境質量公報》
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10河道采砂整治方案