灌溉供水與河流生態(tài)修復(fù)

1、灌溉供水與河流生態(tài)修復(fù)    摘要從灌溉供水中的水量損失、灌溉節(jié)水、節(jié)水對(duì)河流生態(tài)的影響、河流生態(tài)修復(fù)等方面,對(duì)灌溉供水與河流生態(tài)修復(fù)進(jìn)行探討,以期利用工程措施和生物技術(shù),修復(fù)河流生態(tài)環(huán)境,達(dá)到人水和諧的目的。 關(guān)鍵詞灌溉供水;河流生態(tài)修復(fù);工程措施;生物技術(shù) 20世紀(jì)70年代以前,國(guó)內(nèi)的河流還大多處在原始的無(wú)控制狀態(tài),生態(tài)環(huán)境良好,而進(jìn)入80年代以后,特別是21世紀(jì)以來(lái),隨著水利工程建設(shè)的蓬勃發(fā)展,各大江河甚至它們的支流上都建起了各種水利工程,河流的水勢(shì)被徹底控制起來(lái),減少了洪水的威脅,旱災(zāi)也因水庫(kù)的及時(shí)供水而被大大削減。為中國(guó)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、城市供水、

2、發(fā)電、水庫(kù)養(yǎng)魚(yú)等方面做出了巨大的貢獻(xiàn)。特別是改革開(kāi)放以來(lái),為中國(guó)人迅速走出貧窮、人民幸福安康、社會(huì)和諧發(fā)展,作出了突出的貢獻(xiàn)。 然而,在這些有利因素的背后,一個(gè)潛在的不利因素,它將在很長(zhǎng)一段時(shí)間,成為危害環(huán)境、影響人類生存和發(fā)展的大敵。水利工程,特別是水庫(kù),阻斷了天然河道,導(dǎo)致河道的水流狀態(tài)發(fā)生變化,甚至改變了河流的水文特征和生態(tài)環(huán)境。即便是黃河這樣的特大河流都多次出現(xiàn)斷流現(xiàn)象,而遼河這條遼寧人民賴以生存的母親河,更是因?yàn)樽云湓搭^開(kāi)始,各個(gè)支流上不斷修建起來(lái)的控制工程,而成為只在灌溉供水期和汛期淌水的“小河”。大、中河流斷流,造成主河道兩側(cè)的沼澤水域干涸,水生植物枯死,魚(yú)兒不存、鳥(niǎo)兒飛走;小河

3、流域則直接被開(kāi)墾成糧田。斷流使河道緊縮,河流的水環(huán)境容量嚴(yán)重減小,河流的生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重衰退。不僅嚴(yán)重制約了流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,也使人類文明的延續(xù)受到了挑戰(zhàn)1。 為此,深刻認(rèn)識(shí)水利工程與河流生命的關(guān)系,在充分、合理利用水能資源的同時(shí),保障河流的生命安全,是我們面向生態(tài)與環(huán)境的流域水資源可持續(xù)管理及科學(xué)和諧開(kāi)發(fā)利用的迫切需求1。 1灌溉供水中的水量損失 灌溉水從水庫(kù)到田間被作物利用要經(jīng)過(guò)供水、輸水、取水、配水、灌水幾個(gè)環(huán)節(jié),各個(gè)環(huán)節(jié)都存在不同程度的水量耗損。就灌溉而言,從水庫(kù)放出,除被作物利用的以外,均為供水損失。 1.1天然河道輸水 柴河是遼河中游左側(cè)的一條支流,地處遼寧省鐵嶺市境內(nèi)的柴河水庫(kù)是柴

4、河上的一座以防洪、灌溉、工業(yè)和城市供水為主,兼顧發(fā)電、養(yǎng)魚(yú)等綜合利用的大(?)型水利樞紐工程,總庫(kù)容6.36億m3。它承擔(dān)著鐵嶺發(fā)電廠、鐵煤集團(tuán)、鐵嶺市自來(lái)水公司等工業(yè)和城市生活供水的任務(wù),還負(fù)責(zé)向鐵嶺、法庫(kù)、新城子、新民、遼中、大洼、盤錦等縣(區(qū))、市共計(jì)18個(gè)灌區(qū)1.47萬(wàn)hm2耕地的灌溉供水任務(wù)。其中,工業(yè)和生活供水采用地下管道輸水,灌溉供水采用天然河道輸水的方式。 柴河下游河道寬闊,多年前采砂、淘金留下的坑、溝眾多,每次灌溉放水都需首先蓄滿這些坑洼,而遼河河道更是錯(cuò)綜復(fù)雜。筆者曾對(duì)柴河水庫(kù)所屬的平頂堡、遼中2個(gè)灌區(qū)進(jìn)行試驗(yàn),前者距水庫(kù)最近,直接從柴河引水;后者離水庫(kù)很遠(yuǎn),水通過(guò)柴河入遼

5、河,再經(jīng)遼河到一級(jí)取水口。僅以距柴河水庫(kù)10 km的平頂堡灌區(qū)為例,以30 m3/s的流量放水,到取水口需72 h的時(shí)間,也就是說(shuō)這72 h的水量全部用于填洼等損失。而當(dāng)只有柴河水庫(kù)一庫(kù)向遼中、大洼等遼干灌區(qū)供水時(shí),在遼河河道中尚有約10 m3/s的少量自然流的前提下,即使以200 m3/s的流量放水,水頭到遼中取水口時(shí)已是910 d以后。 停水后,河道中的水位會(huì)因滲漏、蒸發(fā)、植物葉片散發(fā)等原因下降,下次供水時(shí),再重新蓄滿?？梢?jiàn)利用天然河道輸水,水量損失之巨。 1.2引水、灌水中的水量損失 灌溉水從水庫(kù)經(jīng)天然河道(或人工渠道、地下管道)到達(dá)取水口后,經(jīng)過(guò)取水、渠系輸水、配水、灌水等多個(gè)環(huán)節(jié),每

6、個(gè)環(huán)節(jié)都存在著于灌溉“無(wú)益”的水量損耗。如渠道水面蒸發(fā)、渠床滲漏等輸水損失,閘門漏水、渠道退水,以及田間灌水等水量損失。 筆者做過(guò)10余年的水庫(kù)專職供水管理工作,多次到各用水戶走訪、考察,針對(duì)灌溉供水中存在的水量損失嚴(yán)重、灌溉用水有效利用系數(shù)低等現(xiàn)象,做過(guò)實(shí)驗(yàn)和研究,探討了灌溉供水中的水量損失問(wèn)題,發(fā)現(xiàn)像柴河水庫(kù)這樣利用天然河道輸水灌溉的水庫(kù),在河道輸水環(huán)節(jié)損失的水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于其他環(huán)節(jié)。 2灌溉節(jié)水 水是一切生命的源泉。中國(guó)是個(gè)嚴(yán)重缺水的國(guó)家,遼寧更是缺水大省。20世紀(jì)末,水資源短缺問(wèn)題被提升到重要的意識(shí)議程,節(jié)水成為廣為關(guān)注的話題。各行各業(yè),大到國(guó)家小到個(gè)人,人人都在研究節(jié)水,作為水行政主管單

7、位更是把節(jié)水工作放在重要位置來(lái)抓。圍繞如何節(jié)水,嘗試著各種努力。 筆者在10余年的供水管理工作中,通過(guò)走訪、考察各用水大戶,試驗(yàn)、研究灌溉供水中的水量損失與節(jié)水問(wèn)題,并從加強(qiáng)引水渠渠道防滲、管道引水輸水、避免大水漫灌等改變灌溉方式方面研究,探討灌溉節(jié)水問(wèn)題,收到了較好的節(jié)水效果。筆者發(fā)現(xiàn),各灌區(qū)在研究灌溉用水有效利用系數(shù),減少?gòu)囊焦嗨鱾€(gè)環(huán)節(jié)的水量損失方面已做了很多努力,節(jié)水潛力不大。而單就水庫(kù)灌溉供水而言,在輸水環(huán)節(jié)的節(jié)水潛力是巨大的。 筆者曾試圖考慮采用人工河道,利用鋼筋混凝土等建筑材料,設(shè)計(jì)、建造理想過(guò)流斷面的標(biāo)準(zhǔn)棱柱體明渠或地下管道,在確保遠(yuǎn)距離輸水的前提下,最大限度地減少水量損失

8、。這樣做,雖然一次性建設(shè)投資較大,但僅就節(jié)水而言,效益巨大,前景可觀。 值得一提的是,采用科學(xué)、合理的節(jié)水調(diào)度方式進(jìn)行灌溉供水,也可以在很大程度上減少天然河道中的水量損失。如集中供水、避免細(xì)水長(zhǎng)流等,把河道中的多余水量降到最低。 3節(jié)水對(duì)河流生態(tài)的影響 實(shí)踐證明,節(jié)水工程能給灌區(qū)帶來(lái)直接的效益。建鋼筋混凝土明渠、管道引水、渠道防滲、閘門堵漏、合理灌水等,水費(fèi)支出明顯減少,直接經(jīng)濟(jì)效益顯著。然而,在10余年的供水管水工作中,由于過(guò)分追求灌溉節(jié)水,渠系中不再有水,靠它們補(bǔ)充水分的溝塘、水灣開(kāi)始干涸,進(jìn)而被迫墾荒種地。使得田間縱橫交錯(cuò)的土渠逐漸減少,淺水湖、河泊逐漸消失,蘆葦?shù)人葜参餂](méi)有了棲身之所

9、、魚(yú)類鳥(niǎo)類無(wú)處安身。 遼河河道中因?yàn)闆](méi)有了“多余”的水量,時(shí)常在非汛期和非灌溉供水期斷流,或接近斷流狀態(tài)。大片的沼澤水域被莊稼和沙丘取代。據(jù)松遼流域水質(zhì)監(jiān)測(cè)部門2005年地表水水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,東遼河及遼河中下游全年期劣?類水質(zhì)均超過(guò)60%以上2。 灌溉節(jié)水對(duì)降低農(nóng)民種糧成本、提高農(nóng)民種田積極性、緩解水庫(kù)供水壓力起到了重要作用。然而,除去城市污水、除草劑等因素以外,過(guò)分的節(jié)水、不合理的水庫(kù)調(diào)度,對(duì)河流的生態(tài)產(chǎn)生了更不利的影響。 4河流生態(tài)修復(fù) 事實(shí)證明,只有對(duì)河流實(shí)行保護(hù)修復(fù)才能維護(hù)其生態(tài)平衡。在國(guó)外,20世紀(jì)40年代歐洲和北美洲率先對(duì)河流進(jìn)行保護(hù)行動(dòng),我國(guó)自2002年開(kāi)始,為保證黃河下游生活、生產(chǎn)和生態(tài)用水,確保黃河不斷流,小浪底水庫(kù)電力調(diào)度服從水資源調(diào)度,多次棄電供水,并連續(xù)5年成功地調(diào)水調(diào)沙,把維持黃河健康生命作為一個(gè)終極目標(biāo)3。 4.1重新認(rèn)識(shí)灌溉中的水量損失 柴河水庫(kù)在為各灌區(qū)供水時(shí),水從閘門流出,經(jīng)尾水渠進(jìn)入柴河天然河道,并從河首開(kāi)始,逐漸填滿沿途的坑坑洼洼,并慢慢向前,當(dāng)整個(gè)柴河河道充滿水后,水再經(jīng)雙安橋進(jìn)入遼河。然后在遼河中邊填洼蓄水、邊向前,直到各個(gè)灌區(qū)取水口,進(jìn)入灌區(qū)引水渠系。相對(duì)于各灌區(qū)取水口引入水量的