生态环境流量河流的生命

2015-10-21 17:12刘兆杰
建筑工程技术与设计 2015年12期

刘兆杰

摘要:生态环境流量是保护生河流生态环境的最小流量,维持河流生态环境的稳定就是保护人类的生存环境。本文论述了生态环境流量的基本概念、组成及功能等,并提出了一些保障河流生态环境流量的举措,旨在说明维持河流生态环境的重要性,增强人们保护河流的意识。

关键词 水文循环 生态环境流量概念 组成及功能 需水计算 保障举措

1.生态环境流量的概念

1.1水文循环

水在太阳辐射及地球吸引力的作用下,不断地运动变化,形成一个降雨、蒸发、入渗、径流等组成的周而复始的不断交替转移的过程,此过程被称为水文循环。水文循环按其范围大小可分为大循环和小循环,海洋与陆地之间的水分交换过程为大循环(图1),而小循环就是指海洋或陆地上的局部范围内为的水分交换过程,河流的水文循环就是一个小循环。

1.2生态环境流量的概念

生态环境流量,即生态需水量,是20世纪40年代美国渔业与野生生物保护组织提出的,他们提出河流生态环境流量就是避免河流生态系统退化的河道最小流量。随着时代的发展,河流生态环境流量的概念得到了扩展,现在的河流生态环境流量是是指在有竞争性用水要求的河流、湿地和沿海地区,除了获取水的社会和经济效益之外,在可能的范围内实施水量调配用以确保可以维系生态系统稳定的流量,即在满足生活、生产、灌溉等用水的前提下,合理的调配水量以维持下游河流生态系统及河流水文循环稳定的河流流量,必要时可消减部分生产、灌溉用水量,以增加下游生态环境流量。

2生态环境流量的组成及功能

2.1生态环境流量的组成

由于河流生态系统的复杂性,河流生态环境流量的类型呈现多样性(见图2)。河流的生态环境流量按水资源的利用形式可分为:①消耗性水——水面蒸发补充水、地下水补充水、河口湿地植物蒸腾作用补充水等。②非消耗性水——泥沙输送需水,保持盐度平衡需水、航运需水等。河流的生态环境流量从生态系统的功能属性上可分为:泥沙输送需水,保持盐度平衡需水、航运需水、自净需水等。

2.2生态环境流量的功能

基于自然水循环与生态环境流量的组成,生态环境流量的功能主要有以下几个方面:

(1)维持水文循环稳定。河流是全球水文循环过程中液态水在陆地表面流动的主要通道。大气降水在陆地上所形成的地表径流,沿地表低洼处汇集成河流。降水入渗形成的地下水,一部分也复归河流。河流将水输送入海或内陆湖,然后蒸发回归大气层。河流的输水作用能把地面短期积水及时排掉,并在不降水时汇集源头和两岸的地下水,使河道中保持一定的径流量,也使不同地区间的水量得以调剂。

(2)维持河流生態稳定。河道是水生动植物的栖息地,保持河道内基本的生态环境流量,可以维持正常的生态演替和生物多样性水平。一旦河流流量减少甚至断流,水生动植物赖以生存的环境就会遭到破坏,水生动植物随之灭亡,从而对河流的生态系统遭到严重破坏甚至是不可恢复的。

(3)降低河流内污染物的浓度。一个正常的运行的河流,其有一定的自净作用。河流能够在其环境容量的范围内,经过水体的物理、化学和生物的作用,使排入污染物质的浓度随时间的推移,在向下游流动的过程中自然降低,此过程称之为河流的自净作用。

(4)保证河道内水沙冲淤平衡。地面径流在进入河道内时,不可避免的会携带泥沙。当河道内流速较小时,水流中的泥沙淤积于河床,河床高程升高,从而使河道形态变形,不利于水流运行,甚至影响河流生态系统的稳定。为此就必须保证河道内一定的水量,进入河流的泥沙与河流输沙能力达到平衡,以保证河道形态及整个河流的断面轮廓基本不变。

(5)维持地下平水衡。地下水是水资源的重要组成部分,由于水量稳定,水质好,是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一。一旦上游大量引水造成下游河流生态环境流量减少,地下水得不到补充,就会使地下水位持续下降、工农业和城市用水困难、生态环境严重恶化。

(6)减少咸潮上溯危害,维持河口盐度平衡。海水在涨潮时会沿河道自河口向上游上溯,受海水入侵的河流含盐度增加,带有咸味,这就是咸潮。咸潮上溯的远近、持续的时间、含盐度的高低与河流的入海流量、涨潮幅度有密切关系,其中河流的入海流量是影响咸潮的主要因素,入海流量越小,海水上溯的距离越长,河流中的含盐度也越高,造成的危害也就越大。咸潮来临时,对居民生活、工业生产以至农业灌溉都有相当大的影响。自来水会变得咸苦,难以饮用;长时期饮用氯化物含量多的水对人体健康危害较大。

此外,河流的生态环境流量还有维持洪泛平原,保证河流的通航能力,维持娱乐和舒适性等功能。

3保障生态环境流量的途径和措施

生态流量研究的目的是解决水与自然生态的平衡问题,实现人与自然的和谐,因此在水利工程建设的规划、设计、施工、运行管理等各个环节,要充分考虑河流生态环境保护的目的,真正做到“在开发中保护,在保护中开发”。保障生态流量的途径和措施有:

(1)保证河流的基本生态流量。河道是水生动植物的栖息地,河道断流会破坏河道内生物的多样性。为此,对于常年性河流而言,就要求年内各时段的河流径流量都能维持在一定的水平上,不会出现诸如河道断流等可能导致河流生态环境功能破坏的现象。

(2)生态环境流量的调控不仅体现在水量上,也要体现在水质上。河流污染是目前我国亟待解决的重大问题之一。虽然河流具有一定的自净能力,但其是有限的。为此,要加强点、面源污染的防治,加快城镇污水处理厂建设,大力发展环保产业等举措,减少河流中污染物的排放量,以达到改善河流水质的目的。

(3)加强管理力度。政府机构需根据当地的社会、经济以及河流自身的生态环境状况,制定强有力的法律政策,并组织好宣传教育工作,增强人们保护河流生态环境的责任与意识。

4结语

生态环境流量是河流的生命,河流为人类提供水源、丰富的动植物资源及水能等。保护河流的稳定,其实是为让河流更好的、持续的为人类服务。为此,要正确处理人与河流的关系,总体上必须坚持“人与河流和谐发展”,一方面,人类为了本身的发展,必须开发、利用和改造河流;另一方面,利用要有限度,改造必须适当,不能损害河流的自然功能,要保持河流的永续利用。

参考文献

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