黄河河口地区水资源与生态环境问题研究

'http://www.paper.edu.cn第l9卷第6期水土保持学报VO1．19NO．62005年l2月JournalofSoilandWaterConservationDec．。2005黄河河口地区水资源与生态环境问题研究畅建霞，王义民，黄廷林，黄强(1．西安建筑科技大学，陕西西安710055；2．西安理工大学水利水电学院，陕西西安710048)摘要：水资源短缺和生态环境恶化是黄河河口地区社会经济可持续发展的制约因素。通过分析河口地区水资源开发利用现状、水沙变化特点及生态环境现状，指出目前该地区的水资源与生态环境问题，分析探讨了问题存在的根源，井提出了对策和建议。关键词：黄河河口；水资源；生态环境中图分类号：TV213．4文献标识码：A文章编号：1009—2242(2005)06—0158—04WaterResourcesandEcologicalEnvironmentProblemsinYellowRiverEstuaryCHANGJian-xia～，WANGYi—rain，HUANGTing—lin，HUANGQiang(1．Xi"anUniversityofArchitectureandTechnology，Xi"an710055；2．Xi"anUniversityofTechnology，Xi"an710048)Abstract：WaterresourcesshortageandecologicalenvironmentdeteriorationaremajorrestrictedfactorforsocialandeconomicdevelopmentoftheYellowRiverestuary．Byanalyzingthestatusofwaterresourcesutilization，wa—terandsedimentcharacteristicsandecologicalenvironment，themainproblemsofwaterresourcesandecologicalenvironmentintheYellowRiverestuaryarepointedout，therootsofwhichareanalyzed，andcountermeasuresandsuggestionsarealsoputforward．Keywords：theYellowRiverestuary；waterresources；ecologicalenvironment黄河河13三角洲地区位于山东东营市辖区内，是环渤海经济区与黄河经济带的交汇点，具有丰富的石油、土地、海洋与盐矿资源等。河口地区水资源量短缺，生态退化问题已经相当严重，如湿地萎缩、鱼类减少、动植物种类减少、岸线蚀退等。为此，河口地区要实现经济社会可持续发展，首先必须解决好水资源与生态环境等宏观战略问题。1黄河河口地区水资源开发利用现状1．1水资源利用概况河口地区的淡水资源主要包括地下水、客水径流以及由降雨产生的地表径流。黄河三角洲地区年均降雨量平均为600mm左右，而蒸发量达1897．1～2049．4mm，属于半干旱地区。由于降水少而集中，降水利用率极低，由降雨产生的地表径流约为4．4亿m。。黄河河口地区只有小清河以南的地下水为浅层淡水，能用于饮用和灌溉，但由于该地区地下水过量开采，很多地方出现了漏斗区，另外，这部分地下水已经受到严重污染，从而使得河口地区地下水形势更为严峻。河口地区的客水资源主要有黄河、小清河、支脉河、扬河、绳水河等，这些河流除了黄河外，大都流域面积小，河道短，径流量特别小。河口当地水资源包括地表水资源和可利用的地下水资源，受自然条件限制，当地可供利用的多年平均水资源总量为5．32亿m。，其中地表水资源总量为4．4亿m。。由于当地水资源非常贫乏，河I=1地区90％的用水来自黄河，黄河已成为东营市国民经济、社会发展及胜利油田生产建设的生命线。黄河河13地区水资源利用工程可分为引黄工程、平原水库工程、机电井工程和引黄供水水源工程。河口地区引黄工程建设起步较早，形成了比较完善的引黄工程体系。截止2001年底，共修建引(提)黄工程17处，设计总引(提)水能力505．6m。／s，设计灌溉面积16．84万hm。为解决黄河来水丰枯不均的矛盾，东营市和胜利油田兴建了一批平原水库，对非灌溉季节来水进行调蓄，有力地保证了水资源的供给。目前已建成大中小型平原水库434座，总库容达37700万m。。1．2供水及用水现状据统计，1990~2001年河口地区平均年供水量为134067万m。，其中，引黄供水125011万m。，占93％，是主收稿日期：2004—12—29基金项目：国家自然科学基金项目(50479024)资助；陕西省教育厅专项科研计划项目(O4JK233)资助作者简介：畅建霞，女，生于l974年，副教授。研究方向为水资源规划与管理。E—mail：cjxgood@sohu．~om转载 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn第6期畅建霞等：黄河河口地区水资源与生态环境问题研究159要的供水方式；地下水供水9056~-m。，主要位于小清河以南地区，占79，5。在1990~2001年的引黄供水量中，最小年份的供水量为100133~-m。(2001年)，最大年份的供水量j~161931~-m。(1993年)。在各部门总引黄水量中，农业用水约占499，5，石油开采用水占159，5，地方工业和胜利油田多种经营用水占17，城镇生活用水约占11，农村人畜用水占4，其他用水约占4。1．3水资源供需矛盾突出20世纪70年代以来，进入黄河河口地区的水量呈大幅度减少趋势。70年代年均水量为3l1亿m。，80年代为286亿m。，90年代仅141亿m。，致使黄河频繁断流(1997年利津站断流长达226天)。1999年国家授权黄委会实施水量统一调度以来，虽然确保了黄河不断流，但进入河口地区的水量仍非常少，2000~2002年利津站平均水量仅为45．6亿m。。由此引发了诸多问题：一是三角洲地区工农业生产及居民生活用水紧张。一些厂矿企业不得不限产或停产，农业减收，人畜饮水困难，严重影响了人民群众正常的生产、生活。二是河道淤积严重，中常洪水出现高水位、大漫滩的不利局面，使黄河下游防洪形势更加严峻。三是由于入海流量逐年减少，造成了河口地区生态环境日趋恶化，入海有机质锐减，海洋生态环境退化，大片湿地处于干旱或半干旱状态，大量国家珍稀保护动物濒临灭绝，严重影响了三角洲自然生态的保护和发展。据预测，2010水平年，如果黄河下游引黄灌区严格按照国务院分配方案121．4亿m。引水，其中山东省的70亿m。可供水量中，河口地区为7．8亿m。，按这个水量进行水资源配置，在保证率为759，5的条件下，河口地区存在着2．98亿m。的缺水量。2020年河口地区总需水量为11．21亿m。，按可拱水量7．845m。进行供需平衡，河口地区缺水将达3．42亿m。，可见水资源供需矛盾日益尖锐。表1黄河利津站水沙特征值2黄河河口水沙变化特点2．1年内年际分布不均随着黄河流域各地区工农业用水和各项措施的不断实施，进入河口地区的水沙量发生了明显的变化。表1为根据1950年至2000年利津水文站实测资料得出的水沙特征值。由表1可以看出，利津水文站多年平均水量、沙量分别为334．7亿m。，8．49亿t，含沙量为25．4kg／m。，其中，汛期水量、沙量分别为206．847．m。，7．23亿t，含沙量为34．9kg／m。。水沙量年内分布非常不均，汛期水量占全年水量的61．89，5，汛期沙量占全年沙量的85．29，5。另外，水沙量在年际之间也变化较大。利津水文站实测的最大年水量904．547．m。(1964年)为最小年水量19．1亿m。(1997年)的47．4倍；最大年沙量为21．o9亿t(1958年)，为最小年沙量0．24亿t(2000年)的87．9倍。2．2水沙量明显减少25黄河河口水沙的另外一个显著20特征就是水沙量明显减少(见图1)。利津站90年代平均年水量仅占50年15代来水量的26．6，90年代水量小于一1050亿m。的有1997年，2000年。与水量变化情况一样，沙量也呈明显减少趋5势。利津站20世纪90年代平均年沙量O仅占50年代来沙量的26．4，90年代，Ii份汛期沙量仅为50年代的26．89，5。由于水量、沙量同步减小，含沙量无明显的变化。由图1来水来沙的趋势可知，图1黄河河口来水来沙及趋势黄河经利津站入河口的来水和来沙量是同步的。据有关部门化验分析测定，黄河水的矿化度为0．58g／i，含磷量0．129，5～0．159，5，含钾21．09，5～1．59，5，含氮量0．o39％~o．0749，5，有机质0．48％～0．76％。另外，黄河所携带的泥沙中，悬移质多于推移质，养分丰富(据测定，一般每吨泥沙含氮0．8～1．5kg，磷1．5kg，钾20kg)。由于进入河口的水、沙量减少，相应也减少了河口附近动植物所需的营养资源，使动植物种类减小，湿地生 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn160水土保持学报第19卷态环境发生变化。2．3水沙量减少原因黄河河H水沙量的减少不外乎两个方面的原因，即自然因素和人类活动的影响。自然因素表现在1931～2000年期间，黄河流域降水偏少，河流出现连续枯水段。特别是90年代，基本遭遇连续9年的枯水段(除1993年接近平水年外)，1999年来水偏丰，2000年来水又偏枯。以龙羊峡水库年平均入库流量为例，90年代只有两年的值大于设计值666m。／s，如表2所示。利津站1971~2000年的30年中，丰水多沙年出现3次，平水中沙年和枯水少沙年分别出现5次和22次。另外，来沙量的减少还与产沙区暴雨强度的减弱有关。80年代，黄河流域中游北部的多沙粗沙区河H镇至龙门间，中、大、暴雨日次或累积雨量均较平均值偏少lO％～40％左右，其中暴雨日次减少20％，暴雨累积雨量偏少35。如表3所示。人类活动的影响主要表现在水库堤防工程的修筑、工农业用水的增加、黄土高原区水利水保工程的进行等，这一系列人类活动影响了黄河干支流的水与泥沙特性，其中最明显的影响之一就是使径流量和来沙量显著减少。表2龙羊峡水库实际入库流量和水量水量(亿m3)163．0323．6179．1154．8197．1216．3162．4158．6141．9142．9180．4230．8152．3表3河口镇至龙门区间80年代降雨指标特征值统计3黄河河口生态环境问题分析3．1黄河河口生态环境特征黄河河H三角洲地区跨山东省垦利、河H两县区，面积540km，湿地面积达410km，具有典型的河H湿地生态系统的特征。黄洞洞H三角洲湿地广阔，区内动物可分成陆生动物和海洋动物生态群，共记录野生动物1524种，其中，海洋性水生动物418余种，鸟类187种。珍贵鸟类资源尤为突出，列为国家一、二级重点保护的鸟类有25种，世界上的15种鹤，在这里就可见到5种，其中属于中日保护协定中所列的227种鸟类，在保护区内就有105种。河H三角洲地处温带半湿润地区，属于温带季风气候，四季变化明显，光照充足，气温适中，耐盐湿生植物资源种类较多，野生植物100余种。受黄河汛期滞留水和地面蓄积水的影响，沼泽地20多km，芦苇丛生，面积34km，为游禽、涉禽鸟类栖息提供了优越的生态条件，是一个典型的原生自然湿地生态系统。黄河水是形成和维护该自然保护区湿地生态环境的主导因素。3．2生态环境问题黄河河H三角洲是世界上少有的河H湿地生态系统，也是一个新生的生态系统，具有一定的脆弱性和独立的演替规律。近年来，随着河H地区工农业生产的不断发展，生态环境受到不同程度的破坏，并呈恶化趋势。(1)水质污染严重，地下水采补失调。黄河河H水体的污染源主要有两个方面：一是随支流进入黄河的污水；二是来自上游受污染的水体。由于水体自净能力有限，除河流本身污染严重外，还造成三角洲境内水质和近海海域污染，对水生动植物的生存构成威胁。根据黄河流域水质监测中心1995~1998年利津站水质监测资料，依照《地面水环境质量标准》评价，黄河利津断面除断流或汛期泥沙影响，出现N类水质外，通常为Ⅲ类水质标准。水质恶化不仅大大减少了水资源的可利用量，加剧了供需矛盾，而且直接对工农业、渔业造成极大的危害。(2)人海水量不断减少，滨海区生态环境恶化。为了稀释河流污染物，并预防黄河河H地区生物资源衰退，非汛期(11Y]～次年6月)最小人海径流量应达到50亿m。，最小流量应控制不低于50m。／s。由于黄河是一条多泥沙河流，若不预留一定的水输沙人海，中游黄土高原地区产生的泥沙将全部或大部分淤积在下游河道内。影响输沙用水的因素非常复杂，如来水来沙条件、要求控制下游河道的淤积水平等，经过长期研究，生态环境用水需要198~208亿m。，其中，汛期150～170亿m。，非汛期50亿m。。按照国务院1987年颁布的黄河可供水量分配方案计算，山东省在多年平均来水情况下分给河H地区的水量约8亿m。。但近几年来，在进入河H地区水量年均只有约50亿m。的情况下，河H地区实际引用水量却在12亿m。左右。按照黄河水量丰增枯减、按比例用水的调度原则，在这种来水条件下，相应的可引水量不过3亿m。。毫无疑问，人们是以侵占生态用水为代价维持经济社会的发展，其结果是导致河H地区生态环境用水不能满足，使生态环境日趋脆弱，主要表现在以下几个方面：①河槽淤积严重，1986年以来，10几年间下游河槽淤高1．06～1·9m。②人海水量减少导致海岸侵蚀。⑧加大了河H地区的土壤盐碱化危害。④使黄河三角洲自然保护区将消 中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn第6期畅建霞等：黄河河口地区水资源与生态环境问题研究161失，对渤海海域自然生态环境造成破坏性影响。⑤由于输水输沙量减少、岸线变化、海水入侵等自然因素的影响，再加上认识和管理滞后等人为因素的影响，使黄河三角洲湿地面积正逐年减少。(3)I-I=态环境变化危机物种生存。由于进入河口的水、沙量减少，相应也减少了河口附近动植物所需的重要资源。作为黄河河口三角洲这一湿地生态系统，其重要特色之一，正是由于这一带是海、陆物质与能量交流的集中地，若从内陆带来可供交流的物质与能量减少了，必然会影响这一带特有的植物资源和水生生物资源的丰富程度。例如，洄游性种类日本鳗鲡和达氏鲟基本绝迹，重要经济种类真鲷和带鱼在莱州湾的分布数量急剧减少。上述原因虽与过度捕捞等人为因素有关，但与人海水、沙、营养盐类等物质能量的急剧减少也有密切关系。由黄河带人海洋的污染物主要有：COD、油类、氮磷等营养盐、镉砷等重金属和DDT等有毒有机物质。毒性大的污染物进人海洋，对海洋生态的影响是巨大的，除了容易发生赤潮危害渔业外，大量的有机物分解使水体导氧、水质恶化。例如，在莱州湾因浮游生物量过高和高氨等，形成大量非离子氨而出现贝类氨中毒，导致大面积贝类死亡的现象时有发生。(4)多数土地为新生陆地，生态环境脆弱。黄河三角洲滨海区曾有大片沼泽湿地，如原民丰至黄河农场附近的沼泽地面积达600km，随着尾闾摆动、来水、来沙量减少，沼泽已经变为耕地或东营市区建筑。但这些陆地土壤类型主要是潮土和盐土两大类。多数土地后备资源土壤呈高盐性，且地势低，地下水埋深浅，土壤次生盐渍化威胁大。黄河三角洲适应这种地理环境的耐盐植物种类多，但数量少，一旦开发不当，易对生态造成破坏。4对策与建议(1)将河口纳入黄河部门统一管理，加快河口立法步伐。大河之治，始于河口，终于河口。河口的治理与开发是黄河整体治理的重要组成部分，涉及到方方面面，关系到整个三角洲的经济社会发展和生态保护，纯属社会公益性事业，必须统一规划、统一管理。建议将河口治理等纳入黄河部门统一管理，其治理和管护费用列入国家投资计划。应尽快制定《黄河河口管理办法》，为河口治理开发与管理提供法律依据和法律保障。(2)兴建水利工程，弥补水源不足。兴建必要的蓄、引、提水工程和跨流域的南水北调工程，并在地下水资源丰富的地区合理开采，使水资源利用实现良性循环，弥补黄河水资源不足。在河口地区多建平原水库，这样，不仅可以淤沙、蓄洪，而且对于调控地表水陆比例意义深远。在过去引黄灌溉已取得成功经验的基础上，进一步建设三角洲地区较配套的引黄灌区体系，使引黄闸、沉沙地、干渠、支渠、农渠及其他建筑配套成龙，为加快三角洲地区的开发服务。(3)科学利用黄河水资源。一是编制实施《黄河三角洲水资源开发利用规划》，大力推行节约用水，限制高耗水产业发展，实现水资源优化配置。二是大力实施生态综合治理工程，最大限度地保持河口地区生态用水。利津站生态流量最小要保持在15O～200m。／s。三是充分利用洪水资源，冲刷河道，分洪放淤，改良盐碱、湿地。(4)节约用水。黄河河口地区水资源短缺与经济社会发展的矛盾越来越突出，但在缺水的同时，还存在严重的水资源浪费现象。目前，引黄灌溉仍采用土渠输水、大水漫灌等形式，灌水定额每次高达30003750m。／h；工业用水多为一次性用水，水的重复利用率低。以东营市为例，灌溉水利用系数只有0．45，渠系发达国家已达0．7～O．8；工业万元产值用水量216m。，是发达国家的2O～3O倍；水的重复利用率仅为2O，而发达国家为75％～8O。因此，要做好节约用水工作。加强节水灌溉的研究和实验，采用喷灌、滴灌、微灌等节水技术降低农业用水；按作物需水要求和土壤墒情适时、适量地进行灌溉，力求用较少的水量取得最大的产出效益，使传统农业向高产、优质、高效和节水农业转变。工业用水方面，要调整与优化工业结构，着重发展低耗水、低耗能的高技术工业；改进工业冷却水系统及工艺用水技术，提高水的重复利用率，降低万元产值耗水量。(5)加强河口监测，开展科学研究。运用现代化技术，加强河口演变、水文、泥沙及海洋动力因素等方面的原型监测，收集相关资料，为数学模型、物理模型研究创造条件。鉴于黄河河口问题的特殊情况，单靠某一个单位进行封闭式试验研究不可能真正解决实际问题，应筹建数学模型与物理模型相结合的综合试验中心，开展大范围、多学科的协作研究，如探讨黄河水沙资源的年际、年内变化对这一带湿地生态系统演变规律的影响等。参考文献：E1I李希宁，刘曙光．影响黄河河1：1来水来沙量的因素分析E；I．人民黄河，2004，26(9)：15--16．E23师长兴，叶青超．黄河河1：1延伸对下游淤积影响的定量研究EjI．科学通报，1996，41(15)：1399--1401．[33刘晓燕．关于黄河河I：I问题的思考[J]．人民黄河，2003，25(7)：1--4．[4I王义民，黄强，等．龙羊峡水库长期低水位运行原因分析及抬高水位对策研究EjI．水利水电技术，2003(5)：53--56．'