理论教育 河流生态需水理论及应用

河流生态需水理论及应用

时间:2023-10-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:通过对渭河林家村站天然径流与实测径流变化趋势的对比分析,发现两者下降的趋势具有显著的一致性。意味着在利用未污染的地下水的同时,给渭河干流增加了约12.6亿m3 的废污水。此外,黑河作为渭河的支流,有3.5 亿m3 的水量被截流进入西安作为城市用水,意味着支流汇入渭河干流的清洁水量的减少和污水量的增加。同时,渭河下游曲流发育,潼关高程居高不下,渭河出口受阻,过洪能力降低,洪涝灾害频繁,成为全国洪涝灾害的高发区之一。

河流生态需水理论及应用

(1)渭河径流锐减,河道断流萎缩。20世纪60年代以来,渭河上游主要控制站——林家村站实测径流呈现逐渐减少的趋势(见图8.1),90年代平均实测年径流量仅7.72 亿m3,比多年平均实测径流量21.79 亿m3 减少了50.8%,其中1995~2000年,连续6年均不足10 亿m3。渭河上游径流量的减少造成了渭河入黄河水量的显著降低,渭河入黄水量20世纪90年代与多年平均相比减少了48.2%。通过对渭河林家村站天然径流与实测径流变化趋势的对比分析,发现两者下降的趋势具有显著的一致性。分别对1990~2000年、1980~2000年与1960~2000年径流系列作比较,实测径流分别减少48.41%、22.1%,渭河干支流自20世纪60年代以来,年径流量总体上呈下降递减趋势,特别是20世纪90年代以来,由于气候变化和人类活动的影响,渭河干支流实测年径流量均锐减至最低值。渭河干流林家村站90年代平均实测年径流量仅7.72 亿m3,比多年平均实测径流量21.79 亿m3 减少了50.8%,其中1995~2000年,连续6年不足10 亿m3,比多年平均实测径流量减少了50.8%,最低的1997年只有4 亿m3 其他各水文站点均表现为减少的趋势(见图8.2)。

图8.1 渭河林家村站实测径流变化趋势

图8.2 渭河主要水文站点实测径流变化趋势

渭河干流用水户主要有宝鸡峡引水与交口抽渭两个灌区,并有沿渭河十几个傍河地下水源地,渭河陕西段地表水用水量约21 亿m3,其中从渭河干流取用水约12亿~13 亿m3

下面仅以林家村引渭工程为例,说明渭河河道水量在逐渐减少,而引水量在增加(见图8.3)。

图8.3 渭河林家村引渭工程引水量、年径流量与实测年径流量变化趋势

由于社会各部门取用水量的不断增长以及陕西境外来水水量的大幅度减少,渭河南岸石头河、黑河等支流的水量直接调入西安市解决城市用水,上游宝鸡峡渭惠渠等大量引水,使得河道径流量减少量日益扩张。从20世纪80年代以来,渭河开始出现萎缩、断流现象,而且断流长度、时间逐渐增大。近年干旱,用水高峰季节河道干涸。(www.daowen.com)

渭河下游日平均流量小于20m3/s的天数由20世纪60年代的年平均5 天增加到20世纪90年代的57天,渭河交口河段曾出现连续断流13 天的情况。地表水的过量利用,造成河道内水量减少、干涸,河流生态功能几乎完全丧失。河道几乎断流无水,不仅造成水生生物多样性的减少,而且降低了河流水体原有的生态功能。

(2)水质污染严重,且有不断加剧趋势。

1)渭河自身污染。渭河是流域(陕西段)唯一的纳污河流,无论地表水还是地下水,被人类利用后的回归水均排入渭河。因此,在出境水量的72.76亿m3 中:约有21.1 亿m3 的回归水,即农业灌溉、工业生产、城镇生活污水,其中40%是地表水的回归水,约8.5 亿m3,60%的水是地下水的回归水,约12.6 亿m3。意味着在利用未污染的地下水的同时,给渭河干流增加了约12.6亿m3 的废污水。此外,黑河作为渭河的支流,有3.5 亿m3 的水量被截流进入西安作为城市用水,意味着支流汇入渭河干流的清洁水量的减少和污水量的增加。如果按照污水系数0.8计算,则由于黑河调水而使入渭河的水量减少3.5 亿m3,同时增加约2亿m3 的污水。

随着流域经济的发展和城镇人口的增加,废污水排放量逐年增多。20世纪80年代渭河年接纳工业生活废水量4.5 亿t左右,90年代为6.5 亿t左右,2000年为9.1 亿t,其中65%以上为超标污水。渭河干流宝鸡峡以下河段全部为Ⅴ类或超Ⅴ类水质,基本丧失了水的使用功能。

2)对黄河下游及小浪底水库水质的影响。渭河作为黄河的第一大支流,向黄河输送的污染物量不仅包括干流接纳的点源污染物量,同时还包括渭河支流进入的点源污染物量以及面源污染物。根据渭河干流潼关吊桥断面(渭河入黄断面)的监测结果,渭河向黄河年输送COD20 万t,氨氮1.5 万t,分别占黄河年接纳COD与氨氮量的10%和20%,而渭河干流纳污量与其向黄河的输污量相比,COD 约占58%,氨氮约占59%[118],可以说渭河干流是向黄河输送污染物的主要来源。黄河流域废污水年排放量近45 亿t,渭河废污水排放量占整个黄河流域的近1/4,可见,渭河流域在黄河水污染中占有举足轻重的位置,渭河的水污染状况对黄河潼关以下河段的水质将产生至关重要的影响。

1999年1年,黄河干流中下游潼关—小浪底河段遭受严重污染,水质明显恶化,河水呈红褐色,小浪底水库坝下COD浓度为47.5mg/L,超Ⅴ类标准0.9 倍。小浪底工程2 号、3 号导流洞下水体出现大量泡沫,泡沫高达70cm,直至下游10多km的孟津大桥处仍有泡沫漂浮于河面。在调查的42条支流中,以渭河、汾河、束水河向黄河输送的污染物最多,COD、氨氮、石油类的输送量分别占调查支流输送总量的91.6%、67.6%、55.6%。渭河、汾河、束水河入黄口COD 的浓度分别为119mg/L、380mg/L、1880mg/L。因渭河水量入黄比其他两条河所占比例大,约占40%以上,虽然COD浓度较低,但污染物总量较大。因此,渭河对于小浪低水质的影响至关重要。

(3)渭河下游生态环境日益恶化。黄河三门峡水库建成运行之后,库尾达潼关,黄河泥沙大量堆积,渭河排泄不畅,河床增高,地下水位抬升,渭黄三角地带已经开始沼泽化。目前,河床抬高约5m,而且还在发展。截至1997年,渭河咸阳以下泥沙淤积量已达13.2亿t,致使下游形成悬河,主槽断面萎缩,河口上移,使黄河水倒灌渭河,引起南山支流洪水下泄不畅,使渭南、大荔等沿渭低洼易涝地区2万hm2 耕地丧失了自流排泄条件,形成灾害。同时,渭河下游曲流发育,潼关高程居高不下,渭河出口受阻,过洪能力降低,洪涝灾害频繁,成为全国洪涝灾害的高发区之一。此外,由于三门峡库区地下水位升高,盐碱化面积不断扩大,目前,渭河下游生态环境日益恶化,主要表现为黄河泥沙大量堆积,渭河排泄不畅,河床增高,地下水位上升,渭黄三角地带已经开始沼泽化。

目前,渭河下游河道的溯源淤积末端已发展到咸阳铁桥附近。河口抬升及泥沙淤积的发展,使渭河下游悬河及河槽淤积萎缩的形势十分严峻。1991年以来,受来水量大幅度减少的影响,输沙水量不足,加之黄河、洛河、渭河不利于洪水遭遇,渭河河道淤积十分严重,主河槽严重萎缩,排洪能力急剧下降。渭河下游华县段的平滩流量从1974~1990年的4000m3/s 左右降低到1995年的1000m3/s左右。

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