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环境变化对白洋淀水资源的影响.docx

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项目编号: 课题结题报告 《环境变化对白洋淀水资源量的影响》 课题研究报告 课题负责人:荆 磊 课题组成员:闫冬冬 所在单位:勘查技术学院 指导教师:邵爱军 2007年3月 摘要:水资源量变化是白洋淀生态演变的关键性因素。本文从人为因素和自然因素两方面考虑,研究分析这两方面的变化对白洋淀水资源量变化的影响,并依据水资源条件对白洋淀未来环境变迁作出评价。根据经济的发展、气候的变化等方面分析白洋淀水环境的前景,并从改善生态环境考虑提出了水资源合理开发利用的意见。 关键字:白洋淀;水资源量;人为因素; 环境变化; 前 言 水资源是基础的自然资源,是生态环境建设的控制因素,同时又是战略性经济资源,为综合国力的有机组成部分。联合国《世界水资源综合评估报告》指出:探讨21世纪水资源的国家战略及其相关科学问题,是世纪之交各国政府的重点议题之一。白洋淀是我国华北地区最大的湿地生态系统,有“华北明珠”的美誉,是华北平原仅存的为数不多的生态湿地之一,为鸟类和各种水生动植物提供栖息地、在减轻气候干燥程度、补充周边地下水、维护京津及华北地区生态环境等方面有不可替代的生态功能。但是,自上个世纪80年代起,气候干旱、上游断流、大量水库修建、开矿、上游和周边城镇工业的兴起等等诸种复合因素,使得白洋淀陷入了持续十余年的干淀和污染的恶性循环。而且华北水资源总量仅占全国的不到2%,而人口、耕地则分别占全国的10%以上,人均、亩均水资源量大大低于全国平均水平,这种水资源与人口、耕地组合极不平衡状态又有助于干旱经常发生。  白洋淀湖面从50年代的561.6平方公里锐减到今天的366平方公里。湖水的容量也大量减少,整个淀区已经完全干涸,水位持续下降。淀内湖水的富营养化非常严重,湖水水质从三类退化到四类和五类,生物栖息地特别是淀区周围退化造成了生物多样性的减少,现在已经减少为47种水生植物、24种鱼类、190种鸟类和14种野生哺乳动物。 湿地由于其特殊的水文条件和水成土壤,支持了独特的具有生物多样性和高生产力的生物系统。而水是导致湿地的形成,发展,演替与再生的关键,是湿地生态系统中潜育化土壤形成的关键,是维持给养湿地生物物种的关键。湿地离不开水,水量的有无和多少对其属性有着本质的影响,水量和水质情况影响着湿地自然环境的变化。本文主要论述环境变化对白洋淀水资源数量方面的影响。 一、研究过程及方法 研究时间: 研究时间2006年3月至2007年2月 研究方法: 研究过程中运用调查法,收集白洋淀地区的历年的年平均水文数据,社会经济等相关的统计数据,及相关资料作为事实依据。学习水文知识,数学建模知识,作为理论基础,对收集的数据资料进行客观的理论分析。 研究过程中运用灰色模型法,综合考虑对白洋淀有影响的人为因素和自然因素。分别讨论受人为因素较小的降雨量和受人为因素较大的蒸发量,径流量等数据的特征,建立灰色模型。 研究时间表 2006.3---2006.7 初步地进行资料收集,获取基础的信息。 2006.7---2006.8 暑期与白洋淀相关部门取得联系,以获取第一手真实的最新 数据。 2006.8---2006.10 数据的分析处理及图表的绘制。 2006.10---2007.2 撰写报告。 研究过程 本次项目研究前期主要是理论学习,翻阅大量的相关书籍,并从互联网上搜集最新的报道、浏览相关网站、文献并随之展开。在此期间,随着知识的不断丰富,眼界渐渐开阔,同时搜集到关于白洋淀的一些的基本资料,但是本课题需要大量的数据资料作为依据,以便我们运用模型对影响白洋淀的因素进行模拟分析,得出更可靠的结论。在老师的指导下,我们制定了第二步计划即暑期调研,并制定了所需资料大纲。 中期利用暑期,在指导老师的介绍下我们到达了枣林庄水文站,并以此为基地走访了沧州水文局、白洋淀管理处,获得了白洋淀区56—02年水文数据、大清河流域图等非常有价值的数据资料。之后,又从河北省水利水电勘测设计研究院获取了一部分资料。 后期,主要是对中期所获得的数据进行整理分析,并辅之以网络与文献资料的补充。更主要的通过撰写中期报告完善了研究思路,及时调整了研究步骤。通过对数据结果的分析,我们选取了有效的数学模型对所得数据进行分析模拟,以得出可靠的结论。同时,着手书写终期总结报告,对项目自立项之出的所有工作进行总结,完善研究结论。把研究结果拿给专家鉴定,发现自己在研究工作中的缺陷与不足,积极考虑改进建议。 二、研究的结果 目 录 1 自然地理及经济概况 6 1.1 地理位置及交通 6 1.2 经济 6 1.3 白洋淀流域概况 7 2 气候变化对水资源量的影响 8 2.1 气温变化对水资源的影响 8 2.2 降水量和蒸发量对水资源的影响 15 3 人类活动对白洋淀水资源的影响 18 3.1 水库建设对径流量的影响 18 3.2水库补水对白洋淀的影响 19 3.3废水、污水排放对水资源的影响 20 3.4 管理体制不健全 23 3.5 环保意识淡薄 23 4 防治措施及建议 23 4.1水资源统一管理配置 23 4.2实施工程措施 24 5 结论 25 致谢 25 参考文献 26 1.自然地理及经济概况 1.1地理位置及交通 白洋淀地处华北平原中部,位于北纬38°43′―39°02′,东经115°38′―116°07′,周边有四县(安新、容城、雄县、高阳)一市(任丘),总面积366 km2,85%的水域在安新县境内,正常蓄水量4亿立方米,是华北平原最大、最典型的淡水湖湿地。因其历来盛产鱼虾蟹鳖、菱藕及大批芦苇等水产品,被誉为“华北明珠” 白洋淀北距北京156公里,东距天津150公里,南距石家庄185公里,西距保定45公里,交通十分便利(见图1)。 图1 白洋淀交通图 1.2经济 水面宽阔的白洋淀是淀区人民生产和生活的家园,素有“日进斗金”“四季皆秋”“北方鱼米之乡”的美称。淀内水域间有苇田169万亩,盛产鱼、虾、蟹、贝、禽、蛋、苇、藕、菱、芡实等多种水产品,仅苇席白洋淀年产700万吨,占全国总产量的40%,白洋淀淡水鱼类多达17科54种,1955年最高产量8850吨。鱼苇生产是33个水区村63万人的主要经济来源。白洋淀还是各种水生动植物繁衍生息的天堂。据有关资料显示,淀内有水生动植物47种;鱼类54种;哺乳动物14种,鸟类192种,有国家级保护鸟类187种,包括大小天鹅、灰鹳、雕枭、白鹭等国家二级保护动物;浮游植物9门、142属、406种、27变种;底栖植物38种,被誉为“生物资源和野生动物种群的基因库”。 1.3白洋淀流域概况 白洋淀流域位于河北省中部,太行山东麓,东经113°40′~116°20′,北纬38°10′~40°00′之间,流域面积31200,承接大清河水系来水,水系分南北中三支,程扇形分布全区,向东汇入白洋淀。大清河北支,上游是拒马河,支流有琉璃河、胡良河、小清河、中易水、北易水、兰沟河等。拒马河下游又分为南拒马河和北拒马河,北拒马河与琉璃河、胡良河、小清河汇合为白沟河,白沟河与南拒马河汇合后为大清河。1970年开挖白沟引河,将白沟河及南拒马河引入白洋淀。大清河水系大型枢纽工程有枣林庄、新盖房、王村闸、西河闸、独流城河进洪闸、工农兵挡潮闸。其中枣林庄枢纽位于白洋淀出口,由泄洪闸和溢流堰组成。设计闸上水位9.0m(大沽高程10.5m)时,设计泄量2700/s,其中泄洪闸2300/s,溢流堰400/s。 流域跨保定、廊坊、沧州、北京、张家口、山西省、石家庄及衡水市,在保定市境内流域面积22091,占总流域面积的70.8%地势自西北向东南倾斜,地貌分为山区和平原两大类,西北部为山区,海拔在100~2500m之间;中部为平原,海拔在10~100m之间;东部为低洼地区和白洋淀,海拔在7~10m之间。以黄海高程100m等高线划分,山区面积16536,占总面积的53%,平原面积14664,占总面积的47%。全区处于温带半干旱大陆性季风气候区,具有春季干旱少雨,夏季炎热多雨,秋季晴朗,寒暖适中,冬季寒冷少雨的特征。年平均气温7.5~12.7℃,最高气温43.3℃,最低气温-30.6℃。降水年内配布极不均匀,年际间差异也很大,易造成旱涝灾害(见图2)。 图2 白洋淀地理位置图 2. 气候变化对水资源的影响 气候变化对白洋淀流域的影响是很复杂的,但是从内陆水系循环的角度考虑,白洋淀流域的水资源的补水来源主要是白洋淀流域的大气降水、地表径流和地下水,水对湿地土壤的发育有着深刻的影响。而白洋淀流域的水量消耗主要是地表蒸发和地下入渗,陆面实际蒸散量在陆地水循环平衡中具有十分重要的地位,是陆地水量平衡和热量平衡的关联要素,且它们相对径流等其它水文因素受人为影响相对较小。所以在不考虑人为因素的影响的情况下,地表河流的分布,径流量及入淀量主要受降雨量的影响。 2.1气温变化对水资源的影响 温度是影响水资源变化的重要因素之一。若不考虑其它气象因素的影响,气温变化对水资源的影响主要表现为温度升高使水体的蒸发量加大,蒸发强度提高。造成人们可以利用的水资源数量的减少。水面蒸发主要受气象因素的影响,土面蒸发、叶面蒸发、潜水蒸发除都受气象因素影响外,还分别与土壤供水能力、作物生理状况、地下水位埋深等因素有关,在其它条件相同的情况下,气温升高对其产生的影响最为重要,是造成水资源数量减少的主要原因之一。导致径流量及入淀量的减少 白洋淀湿地属暖温带半湿润大陆性季风气候,受季风环流的影响,春季干旱多风,夏季炎热多雨,秋季天高气爽,冬季寒冷干燥。1956年—2000年的气象资料显示,最高年平均气温为1958年的16.1℃,最低年平均气温1969年的9.9℃。气温总体变化平稳。白洋淀的气温变化与白洋淀的水位的关系较少,80年代前,80年代前的平均气温为11.4,气温和水位的变化基本平稳并呈现出一定的周期性,温度较高的年份水位较低。80年代以后的年份,年平均气温与80年代前相比有一定的上升,但平均气温为11.1 ,比80年代前有所减少,水位却呈现大幅度的变化。甚至在84-87年出现连年淀干的现象,对白洋淀的生态环境造成无法弥补的损害。 (见图3) 图3 白洋淀温度与水位图 2.1.1 灰色模型对气温的模拟 第一步 模型选取 由于温度的初始数据中包含的偶然因素多,呈现的规律性差,并且灰色模型需要的数据量少,所以,对原始数据进行5年平均且无量纲化处理,得原始数据序列 第二步 生成灰色模块 第三步 确定数据矩阵 第四步 算出待定参数 第五步 建立微分方程 第六步 写出预测模型 第七步 由模型计算模拟序列 第八步 把结果进行累减反生成 第九步 模型检验 由模型序列和原始序列,计算残差序列 相对误差序列 平均相对误差 精度为二级(合格) 模拟结果(见图4) 图4 白洋淀气温与模拟值 由于模型公式的指数为正值,所以模型是呈递曾性的,由模型预测2010-2020年的平均气温为11.4,而且在相对较短的时间内气温不会有大的波动。并与全球的温室气体大量排放,温室效应加剧,气温普遍升高的大背景环境相吻合。 2.1.2 灰色模型分析气温与水位的关系 第一步 数据选取 根据气温与水位的数据图看出80年代后水位出现很不寻常的变化,在白洋淀流域的大气候环境没有发生大的变化的情况下,80年代后白洋淀的水位数据不具有自然环境下的代表意义了。故选80年代前的5年年平均气温、水位数据作为模型的初始数据(见表1)。 表1 白洋淀气温水位数值表 年份 1955 1960 1965 1970 1975 气温() 12.86 11.49 10.55 11.04 10.73 平均水位(十方堰m) 7.48 7.06 6.36 6.24 6.53 第二步 关联度检验 第三步 无量化处理 表2 处理后的气温和水位的平均值 年份 1955 1960 1965 1970 1975 气温 1.13 1.01 0.93 0.97 0.95 平均水位 1.11 1.05 0.94 0.93 0.97 经计算时气温与水位的关联度为0.83相关显著,所以可以进行模拟。 模拟结果为 第四步 模型模拟 计算得模拟结果的平均相对误差 精度为三级(勉强合格) 模型公式: 模拟结果(图5) 图5 白洋淀水位模拟数据图 模型是以人为因素干扰较少的气温和水位的平均值建立的,且模拟结果与实际数据吻合好,所以预测值仍代表受人为因素干扰较少的状态。由模型预测1981-2000年的平均水位(表3),水位数值整体呈递增的趋势,与实际数据差值较大,总平均水位值为6.59m,最大值为6.88m仍低于正常水位1.56m。而实际水位变化无序, 最大值为6.50m,总平均水位值为5.46m比预测总平均水位值低1.13m,未达到白洋淀生态的基本水位。所以80年代后期温度的变化不是导致白洋淀的水位大幅度变化的主要原因。。 表3 实际和预测平均水位表 实际平均水位 4.34 6.50 5.16 5.86 预测平均水位 6.37 6.50 6.59 6.88 2.2降水量和蒸发量入淀量的影响 白洋淀流域降水量年际变化较大,全区主要暴雨易发生在每年的7、8两个月,尤其在7月下旬至8月上旬,历史上的几次大暴雨如1954、1955、1963、1988、1996年及2004年的易县局部暴雨都发生在这一时期。暴雨中心降水强度大、历时长,一般持续3天左右,最长持续6~7天。最大年平均降水量为909.0mm,最小年平均降水量为252.0mm,二者相差2.6倍,山区丰枯水年降水量相差2.8倍,平原丰枯水年降水量相差4.1倍。 白洋淀像一个浅的大水盘子,补水越多,水面积外延越大,蒸发量就越大,尤其是冻春季节,蒸发量较大, 年最大水面蒸发能力在637.2~1288.3mm之间,多年平均水面蒸发能力为967.1mm。流域上蒸发能力的分布与降水量时空分布相反,即降水量大的地区,蒸发能力小,降水量小的地区,蒸发能力大,而且蒸发能力随地势增高而增加。蒸发量年内分配不均匀,5~8月为一年中蒸发量最大的四个月,约占年蒸发量的54%,春秋次之,各占全年的20.6%和17.9%,冬季最小,占全年的7.5%。2.2.1运用灰色模型对降水量蒸发量的模拟 数据描述:所收集数据为1946—2000共55年白洋淀地区的年平均降雨量、年平均蒸发量数据(图)。降雨量变化规律性强,并呈现一定的周期性。年降雨量与年蒸发量之间关联度很小,因此分别对蒸发量和降水量进行模型模拟。 图 白洋淀1946-2000年年平均降水量和蒸发量图 2.2.1降雨量模型分析 1. 模型模拟: 2. 模型检验: 平均相对误差 3. 精度为二级(合格) 模拟结果(图): 图 降雨量的数值模拟 2.2.2 蒸发量和入淀量模型分析 对蒸发量数据进行模型分析,模拟结果的相对平均相对误差为0.17>0.1,模拟精度为四级(不合格),蒸发量数据不适合灰色模型。 对入淀量数据进行模型分析,模拟结果的相对平均相对误差为0.4>0.1,模拟精度为四级(不合格),入淀量数据不适合灰色模型。 2.2.3 蒸发量和降雨量对入淀量的影响 白洋淀多年平均蒸发量为1687.6mm,多年平均降雨量为515.5mm只有多年平均蒸发量的30.5%,其余的水量来自于入淀径流的水量。所以对于处于自然平衡状态水量收支平衡的白洋淀,大部分的水量收入来自于入淀水量。入淀量决定着白洋淀的水资源量。 入淀量主要受蒸发和降雨的影响,年降雨量大的年份入淀量大,如历史上的有大暴雨的1963、1988、1996年和其它年降雨丰沛的1959、1964等年份的入淀量均超过12亿立方米。蒸发强度大的年份入淀量少,经统计在所收集的数据中,在年蒸发量于2000 mm的10个年份中,有6个年份的入淀量不足9亿立方米,个别年份出现不足1亿立方米的情况。 经灰色模型对入淀量的分析显示,80年代前的降雨量的变化总体符合灰色模型,即降雨量本身是处于自然变化中的,不会对入淀量的变化有大的影响。 蒸发量不符合灰色模型,若将1966-1968年的数据用平均值代替时蒸发量的初始数据与灰色模型模型模拟的数据吻合。1966-1968年为三年自然灾害,当时的年蒸发量只有多年平均蒸发量的51%。自然灾害具有偶然性、短期性,从长远看来其对白洋淀生态系统的影响很小,并且由于白洋淀生态系统自身具有一定的自我修复能力,所以自然灾害短期内的对白洋淀水位降低及干淀的变化影响不大。 3. 人类活动对白洋淀水资源的影响 3.1 水库建设对径流量的影响 白洋淀位于大清河中游,通过上游八条河流注入和大气降水补给。由于20世纪50―60年代上游潴龙河、唐河、漕河、瀑河、拒马河分别建立横山岭水库、王快水库、西大洋水库、龙门水库及安各庄水库,拦蓄洪水,加上降水量的年际变化大,进入80年代降水量偏少,使上游注入白洋淀的水量明显减少。60年代以后多次发生干淀,1983―1988年连续干淀达5年之久。在干淀的5年时间里,以捕鱼为生的农民只有离乡到各地打鱼为生,白洋淀里拖拉机、三马车穿梭往来, 同陆地一样生活。干淀使白洋淀及周围生态环境严重恶化,“华北之肾” 曾一度消失。 水库是人类控制地表径流,影响水系循环的及水资源分布的主要手段。白洋淀上游各水库拦蓄水量对白洋淀的水资源有重要影响。白洋淀上游流域面积约为31205平方公里,占大清河流域面积的69%,有潴龙河、唐河、漕中小型河、萍河、瀑河、府河、清水河、孝义河等河流的洪、沥水汇入,上游建有横山岭水库、王快水库、西大洋水库、龙门水库、安各庄等大、中、小型水库共134座,,总库容为36.19亿立方米,控制山区流域面积的90%以上,使得白洋淀流域水资源开发利用率超过60%,而偏枯水年份达到90%,表明在平、枯水年份水库上游来水大部分被拦蓄,用于农业灌溉、工业及生活用水。 水资源开发对白洋淀生态环境的影响是多方面的,但是尤以对入淀水量产生的影响最为直接,它的大小直接关系着白洋淀的生死存亡。水是白洋淀的命脉,有水则兴,无水则衰。随着入 淀水量的减少,白洋淀生态环境日益恶化。据数据分析,如不采取人为补淀措施,白洋淀将处于干淀状态。 不同年度白洋淀的入淀量如图8所示 图8 不考虑人为补淀白洋淀不同年份平均入淀水量折线图 由图可知:白洋淀上世纪多年平均入淀水量56~59年为23.96亿立方米;60~69年为17.31亿立方米;70~79年为11.43亿立方米;80~89年为2.37亿立方米;1990~2000年为4.04亿立方米。总体上呈逐渐减少的趋势,特别是上世纪80年代年平均入淀水量达到最小值,表明上游水利工程的拦蓄对白洋淀入淀水量产生重要影响。 3.2 水库补水对白洋淀的影响 水库补水是在白洋淀水量严重不足的情况下,采取的快速有效的补救措施。相对于自然径流的径流流量、径流时间受季节影响大、水资源利用率低等缺点,水库可以很好的人为的控制补给时间、补给量等。对于有限的总降水量可以科学合理的分配水资源,提高水资源利用率,缓解水资源危机。 1997-2006年从白洋淀上游王快水库、西大洋水库、安格庄水库共调水14次总出库水量9.2944亿立方米,总入淀水量5.1801亿立方米,补给率55.7%。(图9)白洋淀接受补给的水量总体呈递增趋势,2004年达到历史最高的1.6亿立方米的入淀水量,占正常蓄水量的40%。 2003年秋季,漳河流域来水丰富,岳城水库水量充足,与大清河流域偏枯互补。为维持白洋淀生态和淀区居民的基本生产生活条件,海委从实现区域可持续发展和水资源的优化配置出发,提出了利用现有工程,从岳城水库向白洋淀跨流域应急补水。岳济淀生态应急补水从岳城水库放水4.17亿立方米,入白洋淀1.59亿立方米。白洋淀水位由补水前的5.8米上升至7.2米,水域面积由31平方公里扩大到120平方公里,淀内蓄水增加到1.16亿立方米。白洋淀的水资源量,很大程度上取决与人类的控制。 图9 水库向白洋淀补水关系图 3.2.1 王快水库 王快水库位于大清河南支沙河上游,控制流域面积 3770 km2,占白洋淀总流域面积的12.1%,总库容 13.89 亿 m3,防洪库容 1082亿 m3,是以防洪为主,结合灌溉。1956~2000年多年平均入库量为6.37亿m3,入库量也比较小。50年代、60年代、70年代、80年代、90年代的水库入库量分别为11.09亿立方米、7.22亿立方米、6.64亿立方米、4.72亿立方米、4.07亿立方米,变化幅度比较小。 王快水库2000-2003年先后4次经过王快干渠、孝义河注入白洋淀向白洋淀补水4.3亿立方米,总入淀水量2.3亿立方米,补给率54%,补给白洋淀的水量相当于白洋淀正常蓄水量的一半。 3.3 废水、污水排放对水资源的影响 白洋淀湿地退化的原因之一是人口的压力,白洋淀流域人口1990年比1980年增加了102.45万人,平均每年增加用水量809.1万立方米。而且人们对湿地价值缺乏必要的公共和政策性知识,对保护生态环境重要性认识不足等。长期以来,由于未能正确处理社会经济发展与生态环境保护之间的关系,向土地要粮,大搞农田水利建设,上游大量开矿,使水土涵养出现问题,从而使湿地补给水源减少,植被退化,动物栖息地丧失。同时,华北地区大量挖井,使白洋淀每年补进来的水大量被漏掉.农业非点源污染通过径流进入湿地,工业“三废”的不合理处理,不断发展的渔业和水产业等造成了湿地的退化和污染(如图10)。 图10白洋淀缺水成因示意图 邻近白洋淀的华北油田数百眼油井,每抽一吨油,就需要2.5吨水回灌。因此,油田一开机,不仅附近的机井要断水,还会带动近层水和地面水的减少,对白洋淀的水位下降也存在着一定的影响。  保定地区污水处理厂建设严重滞后,大量未经处理的工业和生活污水进入白洋淀。以新市区为例,据保定市监察局调查,现有造纸企业41家,其中28家造纸企业长期超标排污,保定市区每天产生生活和工业污水约25万吨,现只有日处理16万吨污水的能力,每天约有9万吨未经处理的污水通过府河进入白洋淀。白洋淀上游的其他12个县(市)也均未建城镇污水处理厂。另外,白洋淀周围有大量高污染工厂集聚,羽绒厂、毛纺印染厂、皮革厂、造纸厂等分布密集,给附近的生态安全带来极大的威胁。即使在建的污水处理厂建成后,其出水的COD浓度仍在100mg/L左右,而且直接进入白洋淀的城市污水也只有极少部分进入污水处理厂,其余绝大部分还是未经任何处理直接排入白洋淀。 淀区本身的生活、旅游等经济活动与不合理的水产养殖所产生的污染,以及淀区与周边地区的水资源利用,生态环境整治规划,污染控制与社会经济发展的关系问题仍有待解决。 淀区耗氧有机物污染与水体富营养化问题还在扩大 ,水质恶化趋势仍在发展之外, 种类多,毒性大且生物难降解的有机毒物对白洋淀的污染尚未找到有效的解决途径。例如白洋淀底泥重金属元素Cd、Pb的污染较普遍,且多为2种以上的复合污染,污染危害顺序为Cd>Pb>Zn>Cu.重金属综合污染指数为3.583,达5级,为重度污染.府河入淀处的安新大桥、南刘庄、同口、梁庄、王家寨底泥污染最为严重.底泥总体上肥力水平很高,部分底泥可作为有机肥施于土壤.重金属在生物链中具有富集特性。例如白洋淀生物中的汞,汞的毒性很强,有机汞比无机汞的毒性更大,有很强的脂溶性,易透过细胞膜,进入生物组织,可在脑组织中蓄积,损害脑组织,破坏中枢神经系统,造成患者神经系统麻痹,瘫痪甚至死亡;无机汞在水生微生物的作用下可以转化为有机汞,进入生物体内,通过食物链浓缩,人吃了这样的生物食品就会引起中毒。天然水中的汞一部分挥发进入大气,而大部分沉入底泥中,底泥中的汞可直接或间接地在微生物的作用下转化为甲基汞或二甲基汞。甲基汞易溶于水,因此,又从底泥回到水中,水生物摄入甲基汞可在体内积累通过食物链逐级积累,在鱼等高等动物体内富集程度很高(如图11) 图11 白洋淀生物中汞的积累过程 3.4 管理体制不健全 经过我们对实地的调研发现,现在当地没有专门机构具体来负责整个白洋淀水域管理工作。各部门都对水有一定的管理权限,但相互之间缺乏协调和衔接的机制。实际上是有权无责,有利益时相互争夺,有责任时相互推诿。不仅效率低下,而且无助于水体的合理开发利用和保护。 3.5 环保意识淡薄 部分企业环保意识淡薄,存在偷排偷放问题。由于当地环保部门监控手段落后,监管不到位,一些企业受经济利益驱动,擅自停运治污设施,偷排偷放污水。很多居民也并未意识到环保的重要性,肆无忌惮的向河内排放生活污水,倾倒生活垃圾,严重破坏了生态环境。 4. 防治措施及建议 科学有效的管理是白洋淀水资源可持续利用的重要保证。国际上公认节水潜力的50%在管理放方面,发挥好管理的四大职能—计划、组织、协调 、控制。合理分配水资源,制定严密的系统的水资源利用与保护法规。协调好部门间、地区间的用水冲突与利益关系。合理评价、设计、建设和调度水资源工程,实施计划用水,监督控制水资源的利用和保护。 4.1水资源统一管理配置 海河流域河流众多,由于降水时空分布不均,各河之间的丰枯变化很大,需要通过大系统水资源统一配置以及水资源统一调度来保证流域供水。根据漳河与大清河的丰枯差别,将岳城水库多余水量调往白洋淀。实施引岳济淀生态应急补水工程,是解决白洋淀水资源问题的有效途径之一。 白洋淀各相关部门,以理论结合实际,积极探索在白洋淀流域内补水与跨流域补水相结合的长效补水机制,使白洋淀摆脱缺水干淀的困境。 4.2实施工程措施 南水北调工程是解决我国华北部分地区水资源紧缺的一项重要工程。南水北调工程实施后,引江水量的调入,利用新构筑的“一纵三横两库”的水资源调配工程格局,通过采取“补偿调节、西水动调、控制开采、引水济市、穿府补淀”等水资源联合调度措施,实现对引江水、地表水、地下水的联合调度,统筹生活、生产、生态用水。同时,西部山区的大型水库不再担负想城市长期供水的任务,只在汉江水不足时向各城镇补偿供水,水库蓄水在满足浅山丘陵区农业灌溉后,多余水量优先调往东部地下水匮乏地区,支持东部经济社会发展,向白洋淀补水,,维持其湿地功能.。 4.2.1 海河南系库河联调 在南水北调工程生效前为防白洋淀再次干淀,在海河南系各河不同时期遭受枯水年情况下,南戏各河水库可联合调度,对水资源进行优化配置,实行掉水保护白洋淀,首先应分析研究海河南系水资源配置以保障白洋淀生态敏感区最低生态环境需水量的可行性,,具体方法参照上实际80年代以来调度运用手段.首先大清河流域的王快,西大洋,安格庄三座水库向白洋淀补水,二利用岳城,朱庄,黄壁庄三座大型水库调蓄子牙河系,漳卫南河系的径流,同时相机调用卫运河径流,在满足各水库河系自身需水和下游用水前提下,把各自可能的余水进行统一调配以提高保淀率. 4.2.2 建设地下水库 鉴于白洋淀地区地表补水量有限,提出了建立地下水库的辅助措施.在白洋淀地区适宜的地质环境中,建设一定的水利设施,让雨季过剩的水量渗入地下,丰蓄枯用,提高水资源的利用率,缓解白洋淀地区的水危机,这就是地下水库的措施.与地上水库不同,地下水库可以通过人工调控地下水位来调控生态环境.地下水库建成后,其下游地区水量减少,必然随之产生一定生态环境问题.其次,地下水库相对地上水库来说更为安全,没有跨坝等危险因素,容易管理,不容易污染,很多含水层本身就有净化作用.从经济利益角度出发,地下水库大多是小工程,价格低廉,而且不占耕地,并能起到向白洋淀补水的功效,调节白洋淀的生态环境. 5.结论 水是白洋淀生存的关键,水资源量的变化决定着白洋淀的生态演变,通过对白洋淀地区自然因素及人为因素的数据研究分析得出: ①水资源量的影响主要是受气温、降雨量、蒸发量及径流量变化的影响。 气温的升高会导致蒸发量的增加,径流量的的减少。由所得数据显示白洋淀的气温有微小的升高趋势,呈现一定的波动性,而总体变化平稳,所以对水资源量的变化影响不大。 入淀量主要受蒸发量和降雨量的影响,而入淀量直接决定着白洋淀的水资源量。降雨受人为活动干扰较小,降雨量符合正态分布,降雨量处于自然变化状态,对入淀量的变化没有有大的影响。蒸发受降雨和气温的影响,对入淀量的变化也没有大的影响。 ② 人类活动对白洋淀水资源的影响主要包括水库建设、农业灌溉、废水污水排放等。随着社会经济的发展,对水资源需求不断提高。却没有对大清河流域水资源的管理分配进行长期的合理规划。导致近期白洋淀的水位下降、水污染、干淀的发生。而采取紧急措施,实施多次引水济淀工程,以补救干涸的白洋淀。 综上所述,白洋淀水资源量的变化主要受人类活动的影响,受气候环境变化的影响有限。应该尽量减少破坏环境的行为,使白洋淀保持生态平衡。 致 谢: 本文是在石家庄经济学院博士后、研究生导师邵爱军邵老师的悉心指导下完成的。从框架的完成,到内容的扩充; 从行文的用语,到格式的规范,邵老师都严格的要求,在此表示衷心的感谢。同时,非常感谢河北省水利厅于建营高级工程师对于课题组成员暑期的实地调研给于热情的帮助。也由衷的感谢、枣林庄水文站、沧州水文局、白洋淀管理处和河北水利水电勘测设计研究院的大力支持。 参考文献 [1] 张秀梅等. 白洋淀地区农田径流中氮磷与重金属元素变化规律的模拟研究. 中国科学院地理研究所 [2] 杨卓等.白洋淀底泥重金属污染现状调查及评价研究 . 河北农业大学学报 , 2005 Vol.28 No.5 P.20-26 [3] 白洋淀湿地生态补水与水资源配置系统研究技术报告.河北省水利水电勘测设计研究院水利部海河水利委员会,2005.2 [4] 聂相生等. 水资源可持续利用管理不确定性分析方法及应用 . 黄河水利出版社 [5] 保定市南水北调配套工程规划. 保定市南水北调工程建设委员会办公室. 2006.8 [6] 新闻资料
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