閩江水利工程的環(huán)境水質效應問題論文
閩江是我國東南沿海最大江河之一，整個流域基本受北東(NE)向與北西(NW)向兩組交叉的斷裂構造所控制，是典型的山區(qū)性河流，流程短(全長約600km)徑流量大。閩江由6大支流構成其上游地區(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。整個閩江水系形態(tài)好象一扇體呈自西北向東南傾泄之勢。全流域流經32個縣市，面積約6.092萬km2,約占福建省國土總面積(12.27萬km2)的一半，其年均徑流量約620億m3[11,水量居全國各河流第7位。閩江水豐流急，蘊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藏量達632萬kW,可裝機容量463萬kW。全流域內己建成大中型水電工程29座，水庫總容量近50億m3;其中建在閩江干流下游的閩清縣境內的水口電站，庫容量26億m3,裝機容量140萬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年投入生產運營。
1.水利工程建設誘發(fā)或產生的環(huán)境負面影響
隨著閩江流域水利工程建設與開發(fā)的快速發(fā)展，眾多水利工程不斷建成和運營。它有力地促進了沿江的經濟和社會的發(fā)展，發(fā)揮了顯著的經濟效益和社會效益。但是，另一方面，水利工程建設誘發(fā)或產生的環(huán)境負面影響，即擾亂生態(tài)平衡、破壞自然、惡化環(huán)境的負面效應也相伴出現(xiàn)。前者是我們設計和期望的結果，后者是我們不愿意看到卻又必須正視的問題。眾多水利工程的建成運營對閩江干一支流的水動力場因素、水化學場因素及相關點線地帶(段)荷載條件和應力場等環(huán)境因素產生顯著的影響，伴隨出現(xiàn)日益突出的環(huán)境地質問題。如：河(庫)岸的穩(wěn)定性變化問題，庫區(qū)或壩區(qū)的區(qū)域穩(wěn)定問題，河流納污擴散凈化能力降低及水質惡化問題，乃至使沿江城市鄉(xiāng)鎮(zhèn)的總體環(huán)境質量受到損害性影響等問題。為了化害為利，把與水利工程建設相伴出現(xiàn)的弊端降到最低點，研究和分析與閩江水利工程建設有關的環(huán)境地質問題具有重要的理論和實踐意義。閩江水利工程的環(huán)境地質問題包含環(huán)境工程地質問題與環(huán)境水文地質問題兩大方面。前者己在文獻中作了初步的討論和評價;本文僅就閩江水利工程的環(huán)境水文地質問題中的環(huán)境水質效應專題進行初步的討論和評價。
2.閩江水利工程建設與水污染及水質環(huán)境的關系問題
閩江水資源的天然水質良好，屬于低礦化度的江河水，其水化學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，具有很強的納污稀釋擴散凈化能力。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值沒有大的變化。但是，在水利工程運營調度過程，徑流量在不同河段(空間)和月份或年份(時間)分配上出現(xiàn)(比水利工程修建之前)明顯的變化，即徑流量的相對值隨時空的不同產生顯著的差異;以及水庫蓄清排渾的調度方式及壩下江段的河流沖刷作用強化的趨勢。使閩江干一支流水動力因素產生較大變化的同時也出現(xiàn)其水化學場因素大的變化。如庫區(qū)江面大幅度増大，接納污染的面積擴大，庫區(qū)形成許多庫灣和靜水區(qū)，江水的流速顯著減小甚至處于靜止狀態(tài)，其納污稀釋擴散凈化的能力明顯降低;隨著污染物排入量的有増無減，江水中的污染物濃度必將提高，污染帶也將明顯擴大生長，使局部水質惡化，并逐漸擴展，乃至影響整個庫區(qū)或河段的水環(huán)境。閩江水利工程建設相伴出現(xiàn)的水污染及環(huán)境水文地質問題涉及面很廣，本文僅就其中的環(huán)境水質效應問題進行概括性的討論和評價。
2.1閩江水環(huán)境點源污染與水利工程建設的關系
點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，為閩江流域的工業(yè)發(fā)展，城鄉(xiāng)建設提供了重要的能源，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�？墒前殡S著城鎮(zhèn)人口的迅速増長和城市發(fā)展進程的明顯加快，庫區(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[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5億多噸。同時，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，還有磷它們的累計負荷占總負荷的83%對閩江水環(huán)境造成較為嚴重的污染。污染最嚴重的是閩江支流沙溪，其部分河段的水質為四級或五級。研究表明，沙溪某些河段的水質變化與水利電力工程開發(fā)有密切關系[3]。由于水庫蓄水，使相關的許多河段的徑流速度、徑流量減小，在庫區(qū)及相鄰河段出現(xiàn)河水的相對滯留或處于靜止狀態(tài)，大大地降低了污廢水的稀釋擴散凈化能力，加上庫區(qū)淹沒的樹、草、耕地土壤中的有機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養(yǎng)狀態(tài)而在枯水期處于富營養(yǎng)狀態(tài)[3]。還有閩江下游及河口臟河段，其水質情況既取決于污染源的排放量，也受控于河口地區(qū)特殊的水動力特性。由于水口電站高壩大容量的蓄水，導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，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)境的非點源污染問題
水文環(huán)境的非點源污染是指區(qū)域性的面狀污染問題，是目前全球水質問題的重要原因。隨著點源污染控制水平的提高，水環(huán)境的非點源污染將顯得更為突出。美國環(huán)境保護局指出：當今美國水質問題，可能有50%或更多是由非點源污染所致。它表明非點源污染對水質與水環(huán)境的危害極大。非點源污染一般包括城市徑流污染和農田徑流污染(還含流動污染源)前者指，伴隨著工業(yè)化、城市化進程的加快，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，使城市徑流成為接納水體的一個重要污染源。后者是指，伴隨著農業(yè)的高速發(fā)展，土地利用率明顯加大，農藥與化肥的施放量逐年増長，加大了農田徑流污染負荷量，使農田徑流不僅攜帶著大量泥砂，而且還挾含有各種有機物、無機物和氮磷營養(yǎng)元素以及農藥，成為受納水體的重要污染源。
伴隨著閩江水利工程建設的蓬勃發(fā)展，在庫區(qū)及沿江地帶快速建設和發(fā)展起來的眾多城市鄉(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)范和市政基礎設施不配套或不完善，使降雨徑流的大部分沿地面與街道刷洗順勢直瀉注入閩江干一支流，它對閩江水環(huán)境構成突出的污染危害。同時，由于庫區(qū)的淹沒影響(其范圍總量是相當大的)原有耕地較大幅度減少，且移民安置點相對集中于沿江地帶，人口密度劇増。為了發(fā)展農業(yè)，一是大范圍地開荒造地，同時提高土地的耕作利用率，導致沿江水土流失加劇，有機質養(yǎng)分的供給量増加;二是加大化肥及農藥的施放量。在降雨期間，農田徑流歷經面流、滲透、沖刷、吸附、匯流等一系列物理一化學及水文作用過程，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達8.6倍，酚含量超標高達14倍。它與閩江水環(huán)境的非點源污染有密切關系，與水利工程建設及運營有密切的關聯(lián)性。非點源污染具有突發(fā)性強、出現(xiàn)時間集中(多在雨季時期)、城市徑流污染強度較高、農田徑流污染負荷總量大等特點。通常情況下，城市徑流單位面積上的污染物是農田徑流污染物的若干倍(2—3倍或更大)。但是，沿江庫區(qū)及沿岸的農田徑流面積相當于城市徑流面積的數(shù)十倍或更大。因此，庫區(qū)及沿江水環(huán)境的非點源污染負荷主要來自農田徑流。此外還有與水利工程建設相伴發(fā)展的旅游業(yè)。閩江水上旅游活動高速發(fā)展，使其許多庫區(qū)及江河中接納流動污染物量的累積増幅加大，它對閩江水資源與水環(huán)境的負面影響不容忽視，急待進行專門的調查研究，制定防治措施。
閩江干一支流既是工農業(yè)生產活動及城市活動的重要水源，也是工農業(yè)生產和城市活動排污泄水的容納區(qū)。隨著社會經濟的快速發(fā)展，這種取水量和排污量均會大幅度増長。閩江干一支流上眾多水利工程的建設運營，顯著地改變河流的流速、徑流量、輸砂量、懸移物性質、污染物通量等水動力場和水化學場因素，它明顯地降低河流納污稀釋擴散凈化的能力，加重各種污染物對江水的污染程度。
3.結語
環(huán)境地質學理論告訴我們：地質環(huán)境的演化發(fā)展過程、人類的工程及經濟活動與地質環(huán)境之間呈非線性的密切相關關系和反饋機制，其特征、成因及規(guī)律是極為復雜的。而人們對水利工程建設與地質環(huán)境的關系的研究，經歷了從點(工程)到線(河段、河流梯級開發(fā))到面(庫區(qū)及周邊環(huán)境)到體(流域的綜合環(huán)境大系統(tǒng))的發(fā)展演化過程，體現(xiàn)了對水利工程建設的環(huán)境問題研究評價的整體化、系統(tǒng)化和綜合化的大趨勢[2]。閩江水利工程建設的環(huán)境水質效應問題說明了閩江水利工程的建設與運營，在發(fā)揮顯著的經濟效益和社會效益，創(chuàng)造美好環(huán)境的同時，也造成水環(huán)境的負面變化，反映了水利工程建設是孕育和誘發(fā)現(xiàn)代環(huán)境地質問題的重要因素之一。這告訴我們，水利工程的環(huán)境地質問題的評價研究不是以水利工程的建成運營為結束，而應與水利工程建設和運營同始終。
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