国外长距离调水灌溉对生态环境的影响

水是人类赖以生存的宝贵资源,是生态环境中最活跃最积极的基本要素。由于降水在地理上和时间上分布很不均匀,引起各项自然因素的差异,造成水资源在时间、空间、质量上分布极不均衡。人类通过大规模跨流域调水的有效手段来解决空间分布不均,成功的解决了世界上干旱、半干旱地区的农业灌溉问题,效益显著。一、国外长距离调水灌溉的由来地球表面71%面积覆盖着水,总水量4×10~9亿m~3,其中97.3%为海水,人类可用淡水仅占总水量2.7%,对人类社会最有经济价值的淡水量不足其总量的0.3%。淡水资源时间、空间、质量分布极不均衡,通过改变河流自然流向和径流量分配办法,用长距离调水解决空间分布不均,以不断满足人类各项用水的需要。在各项用水中,农业是用水大户,农业灌溉用水占总用水量80%以上,所以,长距     

质疑：“红旗河”调水功能的可行性

据报道,“红旗河”方案确定的基本目标是由雅鲁藏布江、怒江、澜沧江、金沙江、雅砻江、大渡河调水600亿m³至新疆等干旱区,发展2亿亩农田（1亩=1/15 hm²）,建15万~20万km²绿带,以此彻底改善西北干旱区的生态与环境。“红旗河”通过上述河流的各调水点以上的年均径流量总和为1 444亿m³,占被调水河流总径流量的35%;“红旗河”计划年调水量约占可调水量1 444亿m³的42%。如果不考虑国际河流、调水口以下的水电站及工程的正常运行等因素,单纯就水资源而论,600亿m³总调水量是可行的。“红旗河”是跨流域调水的宏大设想,已经引起国内外的广泛关注,但这个宏大的设想也面临地质、技术、经济、社会、生态等领域的多重严峻挑战,存在极大的不确定性。特别是600亿m³的水能解决什么问题?在实施工程之前应该充分论证,采取有效措施防范和减轻这些风险带来的危害。从自然地理、资源环境和区域发展角度看,以下问题值得商榷：从主要受水区域新疆看,依据现有农田的净灌溉定额（大约600 m³/亩）,即使完全不考虑渠道（干渠及农田灌溉支渠）中途渗漏与水面蒸发,理论上最多发展1亿亩农田。同样,根据新疆为了维持塔里木河下游大海子水库以下的511 km²湿地所调用的水量估算,15万km²生态绿带建设每年至少需水1 100多亿 m³。600亿m³引水量既无法实现建造2亿亩农田的需要,也无法满足15万km²生态绿带的需要,二者同时实现更无可能。何况这600亿m³的水要经过6 000多km的长途跋涉,渗漏和蒸发非常大,最终能有多少水达到受水区?该项目计划建设期10 a、投资4万亿元,每亩农田（以2亿亩计算）2万元,每m³水费近66元。工程建成运行时,谁来为昂贵的水费买单?调水可能引起的环境影响和生态后果具有极大的不确定性,需要给予高度关注。如调入区是内流区,降水量小,蒸发量大,地形封闭,缺乏排水出路,环境条件特殊。大量引水,在灌溉不当的情况下,极易导致土壤次生盐渍化。跨流域调水工程不仅仅是一个复杂的水利工程,还是一个十分复杂的生态系统工程,更是一个十分复杂的社会经济工程。环境效应、生态后果和社会经济影响涉及复杂的地球物理、化学和生物过程,也涉及复杂的人地关系和谐平衡过程。“红旗河”同时涉及国际河流,潜在的地缘政治关系需要引起重视。在现有认识水平下,需要对这些问题进行深入系统研究,分析各系统之间的相互关系及影响规律,提出理性的评价系统和论证方案。此外,在“红旗河”的舆论造势中,还存在几个有悖科学认知的观点,如“改变中国气候格局”、“森林致水作用”、打破千百年来的“胡焕庸线”等。文章均进行了分析和澄清。     

调水调沙对黄河下游营养盐变化规律的影响

根据黄河首次调水调沙期间(2002年7月)和2002年在黄河利津站对营养盐的月际观测结果,系统分析了2002年黄河首次调水调沙期间黄河利津站和全年溶解无机态营养盐的变化,讨论了营养盐与水情要素之间的相互关系,计算了调水调沙期间及全年营养盐入海通量,并和历史资料作了比较.结果表明,调水调沙期间NO_3~-N、NO_2~--N、NH_4~+-N浓度的变化范围分别为169.3～273.2、 0.08～0.84、 1.39～5.04 μmol·dm~(-3),平均浓度分别为218.6、 0.16、 2.27 μmol·dm~(-3);PO_4~(3-)-P、 SiO_3~(2-)-Si浓度的变化范围为0.36～0.56、 161.4～195.8 μmol·dm～-3,平均浓度分别为0.48、 166.7 μmol·dm~(-3).在调水调沙期间,NO_3~--N浓度与水量无显著相关性,PO_4~(3-)-P浓度与水沙均无显著相关性,而SiO_3~(2-)-Si浓度与沙量呈显著正相关.与历史资料相比,调水调沙对黄河下游溶解态无机营养盐浓度在全年的变化规律并无明显影响.但黄河首次调水调沙短短不到一个月的时间,所输送的营养盐通量便占到当年输送通量的一半左右.调水调沙对营养盐输送通量在年内的分配产生重大影响,使得黄河营养盐向河口的输送非常集中.     

南水北调西线一期工程调水河流之间实施补偿调度的可能性分析

以道孚、绰斯甲、足木足水文站1960～2000年的同步天然年径流量系列为基础,应用Copula方法构造了南水北调西线一期工程调水河流之间的径流联合分布模型,具体分析了鲜水河、绰斯甲河、足木足河这3条调水河流之间实施补偿调度的概率。结果表明：鲜水河与足木足河之间实施补偿调度的可能性最大,绰斯甲河与足木足河之间实施补偿调度的可能性次之,鲜水河与绰斯甲河之间实施补偿调度的可能性最小,其概率分别为4374％、3884％和2582％。
     

引汉济渭调水工程水资源配置研究

为解决关中地区水资源短缺问题,陕西省规划实施南水北调引汉济渭调水工程。在分析调水工程受水区用户、供水系统的基础上,构建了水资源配置网络图,并建立了该系统的水资源配置仿真模型,确定了配置原则。结合调水工程,设定了7种方案,通过长系列计算,得出了各方案的水资源利用情况。2020水平年,调水15.5×10⁸ m³后可增加供水10.69×10⁸ m³,占需水量的38.76%;调水15.5×10⁸ m³与调水10.0×10⁸ m³相比,工业供水保证率提高32.75%。计算结果表明,实施调水工程后可有效缓解受水区水资源短缺,调水量在保证城市用水、改善渭河河道生态环境方面发挥着主要作用。     

苏州河干流基本消除黑臭的技术分析

回顾了苏州河的整治历史.分析了合流污水治理一期工程效益.通过对苏州河干流2000年基本消除黑臭的阶段性成果的分析表明,不断截流直排苏州河的污染源并控制市区3条污染严重的支流对苏州河的污染,是苏州河干流黑臭水质初步改善的根本原因.提出改善后的苏州河水质还不稳定,易受苏州河沿岸泵站排污的影响.     

小浪底水库水沙调控影响下的黄河DIC输送特征

于2011年11月~2012年10月在黄河花园口水文站进行每月1次的周期性采样观测,并在2012年小浪底水库调水调沙期间在花园口站和小浪底站进行连续采样观测,分析了在小浪底水库水沙调控影响下黄河DIC的输送规律。结果表明,在小浪底水库正常调度期间花园口站DIC含量在24.4~31.6mg/L之间,平均26.8mg/L;并且有明显的季节变化,6~8月DIC含量明显高于其他月份。在小浪底水库调水调沙期间,花园口站DIC含量为30.2~38.5mg/L,并且表现为水库排沙阶段的DIC含量明显高于水库泄水阶段的DIC含量。花园口站全年DIC输送量为79.98万t;其中6月DIC输送量最大,约占全年DIC输送量的16.2%,2月DIC输送量最小,仅占全年DIC输送量的2.4%。     

调水调沙对黄河下游颗粒有机碳输运的影响

流域内各种自然过程及人为活动对河流有机碳的输运都会产生影响,而正确认识河流有机碳的输运过程是全球碳循环研究的重要方面.于2012年调水调沙期间(6月19日至7月20日)在黄河利津采集了表层悬浮颗粒物,进行了粒度组成、颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)及其稳定同位素丰度(δ13C)等参数的分析,用来研究调水调沙期间POC的来源、组成和丰度的变化规律与影响因素.结果表明,2012年黄河调水调沙可以根据径流量和输沙量的变化分为排水和排沙两个阶段,这两个阶段黄河水沙及POC和δ13C的变化,体现了调水调沙对颗粒物及其赋存有机碳来源的影响.排水阶段径流量高达4 270 m3·s-1,下游河道被冲刷,使底层泥沙再悬浮,因此这一阶段颗粒物粒径较粗(平均中值粒径13.9μm),有机碳含量较低(平均0.38%),δ13C偏正且稳定(-24.2‰±0.3‰),可能与底层泥沙中POC年龄较老、降解程度高有关;排沙阶段含沙量大(可达17.8 kg·m-3),颗粒物较细(平均中值粒径5.9μm),有机碳含量较高(平均0.50%),δ13C偏负且波动较大(-24.8‰±0.6‰),这与颗粒物主要来自上游水库和下游暴雨冲刷河岸,POC相对新鲜有关.2012年调水调沙期间POC日通量与输沙量的变化一致,总输送量约为1.13×105t,占全年POC输送量的12%.与往年相比,2012年黄河调水调沙时期径流量增大,但输沙量和POC通量有所减小.由此可见,调水调沙对黄河颗粒有机碳的输运有重要影响,而颗粒有机碳在调水调沙期间不同阶段也有明显不同的来源、组成和输运模式.     

基于藻类生长潜力评估调水对藻类生长的影响

为评估水体生态健康,量化和确定供水输入的浮游藻类群落对受水水体浮游藻类生长的影响程度具有重要意义。该研究在不同季节的调水期测定了供、受水水体的理化因子,同时利用藻类生长潜力试验比较和分析了不同比例的供、受水水体混合处理后浮游藻类细胞密度和群落结构变化。结果显示,调水期间受水水库的氮磷营养盐浓度没有显著变化(P>0.05)。不同季节的藻类生长潜力试验显示,夏、冬季处理组的浮游藻类细胞密度峰值时间比对照组提前了4 d,且密度峰值随着混合比例的提高而增大;但夏季培养末期(20 d)处理组的浮游藻类密度均低于对照组,同时夏、秋和冬季处理组的实际藻类密度峰值均低于理论估算值,分别低10%、17%～24%和31%。处理组的群落结构变化表现为夏季受水水库的绝对优势种转变为输入的优势种,秋、冬季绝对优势种的相对丰度随调水比例的提高而增加,明显受到供水优势种生长的影响。供、受水水体的营养盐浓度差异是影响藻类生长的主要因素,持续调水显著影响受水水体浮游藻类的群落结构,但在一定程度上降低了发生藻类水华的风险。     

旱作小麦─玉米垅种沟盖地膜带田集水调水与增产效应研究

旱作垅种（小麦）沟盖（玉米）地膜带田优于目前推广的沟种（小麦）垅盖（玉米）带田种植形式。在作物共生期相互调水作用更趋合理,平衡了小麦、玉米不同生育阶段对水分的供需矛盾,作物的生态条件更加适宜,群体结构更加协调,提高了作物的生产量,前者比后者增产９０％～１２５％。