三峡水库消落区生态环境综合治理技术措施研究

柯学莎 谈昌莉 徐成剑 付 青

(1.长江勘测规划设计研究有限责任公司，湖北武汉 430010;2.中国环境科学研究院，北京 100012)

1 概述

三峡工程是治理和开发长江的关键性骨干工程。根据三峡水库调度方案的有关规定，由于防洪需要，坝前水位在汛前将降至防洪限制水位145 m，汛后将上升至正常蓄水位175 m，形成汛期出露、非汛期淹没、最大水位涨落幅度达30 m、逆天然洪枯变化、面积约300 km2、岸线长达5 711 km的消落区。消落区主要为分布于高程145～175 m的长江干支流河谷岸坡以及冲积平坝、阶地和河滩等，局部地段为峡谷。

自2008年三峡工程175 m试验性蓄水以来，三峡水库消落区全面形成，范围涉及湖北省的夷陵区、秭归县、兴山县、巴东县等4区县和重庆市的巫山县、巫溪县、奉节县、云阳县、万州区、开县、忠县、石柱县、丰都县、涪陵区、武隆县、长寿区、渝北区、巴南区、渝中区、南岸区、江北区、沙坪坝区、北碚区、大渡口区、九龙坡区和江津区等区县。其中，重庆市的开县、云阳、万州区等区县的消落区面积较大。

消落区是水库库容的载体之一，是三峡水库发挥其巨大防洪、发电等效益的重要组成部分。但其形成后，区域生态环境特征会发生变化，可能导致植被退化、水土流失、污染物滞留、景观受损等一系列的生态环境问题。本文全面分析了三峡水库消落区存在的主要生态环境问题，总结各方面开展的研究成果和试点实践的启示，探讨了三峡水库消落区生态环境治理的总体思路和技术措施。

2 生态环境特征

根据《三峡后续工作总体规划报告》，三峡水库消落区总面积为302.0 km2。其中，按坡度划分，缓坡区(小于15°)、中缓坡区(15°～25°)和陡坡区(大于25°)的消落区面积分别为 161.0 km2(53.3%)、65.6 km2(21.7%)和 75.4 m2(25.0%)。按高程划分，高程145～160 m的消落区面积占43.5%，高程160～170 m的占37.9%，高程 170～175 m的占18.6%。按邻近城镇或邻近农村划分，城镇消落区总面积为87.2 km2(28.9%)，农村消落区总面积为214.8 km2(71.1%)。其中，开县和万州的城镇消落区面积较大，云阳、涪陵、忠县和开县的农村消落区面积较大。按干支流划分，其消落区面积分别为145.0 km2(48.0%)和157.0 km2(52.0%)。支流中，小江消落区面积最大，达48.0 km2，占消落区总面积的15.9%。此外，按原土地利用方式，可分为城市废弃土地型、农业用地型、荒地滩涂型;按地层岩性，可分为基岩型、松散堆积型和人工建筑弃土型;按地貌形态，可分为河漫滩型、平坝阶地型、浅丘坡型、峡谷陡崖型等［1］。

由于三峡水库水位周期性大幅度涨落，且逆天然洪枯变化规律，土壤基质受水位涨落和风浪冲刷的影响，稳定性降低，养分流失，植物的定居和生长困难，在陡峭地带呈现似荒漠化景观。由于植被的减少和退化，涵养水分、保土等生态功能受损，一定程度上加剧了水土流失，甚至诱发崩塌、滑坡等地质灾害的发生。在汛期低水位时，裸露出的平缓坡地可能被季节性耕种、出现污染物滞留等，因而会影响水库水质的安全。

3 治理的总体思路

(1)生态保护为主，人工干预为辅。三峡水库消落区呈周期性水陆交替状态，生态环境脆弱，在水库运行初期尤其如此。因此，对大多数区域应坚持生态保护、自然修复的原则，维护其自然状况，避免人类活动干预，促进其自然发育和生态平衡。只有在非常有必要时，才需要通过人工干预的方法进行治理。

(2)保护库容为前提，技术经济要可行。三峡水库消落区是防洪库容的载体，因此消落区生态环境综合治理必须要将库容保护放在首位，不占库容或占补平衡。治理方案应措施得当、技术可行、经济合理，确保生态效益、社会效益和经济效益的协调。

(3)综合治理，突出重点。采取综合治理措施，解决消落区存在的生态环境问题，治理措施应突出生态调节、环境改善、污染物吸收和降解等主导功能。主要对临近城集镇和重要景区、区位比较重要、生态环境比较脆弱的消落区，采取生物措施、工程措施或两种措施相结合的方式，消除或减缓消落区对水环境、生态、人群健康、景观等可能带来的不利影响。

(4)因地制宜，体现特色。结合地形地质条件、生态环境特征，因地制宜进行综合治理，以保护和恢复消落区生境条件为特色，建立不同的治理模式，并注重与周边环境的协调。对于坡度大、土壤立地条件差、水土流失问题突出的消落区，应双管齐下，重建水土保持能力强的植被，运用坡改梯、挡土护堤等稳固土壤的工程措施。对地势平缓、土壤条件较好、连片面积大的消落区，可通过湿地构建，进行生态修复，主要措施为封滩育草或人工恢复湿生、水生等植物群落，并辅助满足湿地发育的土壤条件和水文条件的保水保土措施。

4 综合治理技术措施

针对不同类型消落区地质条件、生态环境现状，将消落区保护与生态建设放在首要位置。适当考虑区域发展和城集镇景观需求等因素，突出生态保护，辅以必要的生态工程形式的整治措施;加强消落区生态环境管理工作，防治污染与生态破坏;改善其生态环境状况，避免和控制人类活动对生态环境的干扰，将消落区构建为拦截库周污染物进入水库的最后一道生态屏障，以及保障库区陆地和水域生态系统安全的重要区域。

应采取适宜的生物措施、工程措施或两种措施相结合的方式。生物措施应突出植被重建与生态修复，工程措施则是强调工程治理方式，两者结合的方式中，生物措施与工程措施并重。

4.1 生物措施

植被是构建和维护生态系统的重要基础，具有涵水保土、调节地表径流、阻截、吸收和降解污染物、美化环境等生态功能。植被退化与石(荒)漠化是世界绝大多数水库消落区面临的主要生态与环境问题［2］。针对陡坡型、中坡型和平缓型3种类型消落区，考虑植物立地条件、土壤类型和外界干扰强度等因素，利用筛选的适宜乡土物种开展植被重建等生物治理，建立具有涵水保土、吸收和降解污染物、美化环境等生态服务功能的消落区生态系统，以利于水质保护、水土保持和景观改善。

适宜物种的筛选是生物措施的关键技术。多年生草本植物由于具有强大的克隆繁殖能力，因此是植被恢复最重要的群落类型。一年生草本植物的个体生长和群落建成的速度很快，在水库水位消落期间能够起到很好的绿化和水土保持效果，可以作为水库消落区生态恢复治理的重要群落类型。

此外，为促进景观建设，还可考虑种植一些耐水淹能力强的乔灌木，但要遵循防洪法、河道管理条例等法规要求。根据三峡工程蓄水以来的自然生态调查与监测、植物耐淹耐旱室内实验及实地试点示范的成果，推荐狗牙根、双穗雀稗、牛鞭草等多年生草本植物及结籽量大且在水淹过后能够利用土壤中储存的种子库迅速繁殖的一年生草本植物(主要为禾本科、菊科、苋科、莎草科的植物)。

植被重建的总体布局:在高程145～155 m间，种植极度耐水淹的低矮草本植物，以形成湿地景观;在高程155～170 m间，种植芦苇等耐水淹的草本和灌木植物，以形成疏灌草地景观;在高程170 m以上，种植有一定耐水淹能力的乔木(如水杉)、灌木和草本植物，以形成乔灌草结合的森林景观。植物配置时，进行波纹、色彩和季节性的搭配，在植被重建的同时美化景观。此外，库尾与库首消落区植被重建时，物种配置还应考虑淹没时长的差异性。

4.2 工程措施

对位于城镇、区域经济社会条件特殊、生态环境影响重大、对周边人群健康存在潜在不利影响、面积较大的消落区，可考虑采取工程措施。

对工程措施必须开展充分论证，严格限制［2］。工程措施的实施应与当地经济社会发展要求相结合，实现生态效益、社会效益和经济效益的协调统一。要尽量避免以往纯工程的护坡治理措施，研发生态护坡治理技术。

对于陡坡型的消落区，可采取干砌石、混凝土护坡等。

对于具备适宜的工程地形地质条件(有一定高差)、易于通过以挖补填实现占补平衡的，可采取开挖和回填相结合的方式，实现减少消落区面积和改善生态环境的目的。治理思路是通过开挖和回填，使部分消落区永久淹没水下、部分永久出露水面，达到减少消落区面积的目的。具体做法是:①对下河段进行开挖，使其降低至防洪限制水位以下;②对上河段回填垫高至正常蓄水位以上;③对周边区域开展植树造林、库岸绿化、保持水土等生态建设，改善周边生态环境。此外，通过土地整理，以增加移民安置容量。为避免占用防洪库容，应以挖补填，保证库容占补平衡。

针对城镇周边、地形平缓、面积较大、生态环境问题突出的支流库尾消落区，应修筑水位调节坝，形成支流库尾的前置库。通过合理调度，缩小水位变化幅度，并辅助生物措施，维护湿地生态景观。

4.3 综合措施

对毗邻城集镇或农村人口居住密集区以及重要基础设施、库岸存在一定不稳定性、与区域环境不协调的缓坡和中坡型消落区，应采用生物措施和工程措施相结合的方式进行生态环境综合治理。综合治理应遵循以下原则:工程措施与生物措施相结合、生态环境保护优先，在保护和治理中尽量少占防洪库容，保护库岸稳定、保障库岸周边城镇安全和水库安全运行，因地制宜、适度整理利用、促进库岸周边城镇经济社会发展等。可在一定高程以上实施生物护坡、以下则采用工程防护措施。具体的综合治理措施应结合区位特点和生态环境的要求。应避免形成高度过大的直立墙，并做到工程措施与生物措施相协调、结合紧密［3］。

目前，工程防护措施较成熟，但生物护坡措施受限于水库水位的消落，因此其适宜性取决于高程。通过调查研究，目前生物护坡措施主要布局在170 m高程以上的消落区。

5 结语

本研究基于国内相关研究和试点经验，提出三峡水库消落区生态环境综合治理的总体思路和治理措施;强调以生态保护为主，必要时采取生物措施、工程措施和两者相结合的综合治理手段，以减缓或消除三峡水库消落区突出的生态环境问题，维护水库生态良性循环;改善景观和人居环境，从而促进三峡工程全面发挥其巨大的综合效益和库区的可持续发展。

［1］长江水利委员会.三峡后续工作总体规划报告［R］.武汉:长江水利委员会，2011.

［2］三峡工程建设委员会办公室.三峡生态建设与环境保护试点专项计划［R］.北京:三峡工程建设委员会，2008.

［3］重庆市生态环境建设和保护领导小组办公室.三峡水库重庆消落区生态环境问题及对策研究［R］.重庆:重庆市生态环境建设和保护领导小组，2006.