远距离引水工程施工对沿途地区生态环境的影响

摘要：以连云港疏港航道结合送水工程为研究对象，分析了该工程在施工期、运营期对陆域生态环境、水域生态环境的影响。结果表明，工程施工占地共302.13 hm2，地表裸露，自然系统生产能力遭受一定的损失;工程实施使区域自然体系的生物量减少了10 855.8t，占整个研究区生物量总量的0.51 %;工程建设完成后，河道流量增大、流速增大，水体自净能力加强，水质有所改善，整个工程区的植被可恢复率达97%，林草覆盖率达220-/0。通过增加地表植被、改良土壤性质，可增加土壤渗透率，减轻土壤侵蚀。

关键词：引水工程;生态环境;陆生生态;水域生态

中图分类号：X522;X820.3

文献标识码：A

文章编号：0439-8114（ 2020）12-0075-04

DOl：10.1408 8/j .cnki.issn043 9- 8114.2020.12.016

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

中国水资源丰富，但人均占有量少…，为更充分且有效地利用水资源，最有效的方法是将水资源丰富地区的水引至缺乏地区，目前已经新建了很多“调水工程”或“引水工程”，此类工程可有效地解决该地区劳动力、水资源以及土地等资源空间配置不协调的问题。据报道，截至2018年年底全球范围内有35个国家共新建了230余项引水工程[2]。

引水工程虽然能带来一定的经济效益，但也会引起一定环境效益的产生，尤其是对生态环境的影响，长距离引水工程主要面临着水质污染风险以及水量保证两大难题[3]。黄国兵等[4]分析了某长距离渠道在冬季冰情发展情况以及有关冰凌的问题，并对不同渠道及建筑物提出了具体的防护措施;徐燕[5]分析了减压阀在长距离重力流输水工程中减压消能的作用，分析了减压阀口径及设施，优选了减压方案;王希义等[6]通过生态经济价值量化法探讨了塔里木河下游植被在生态输水后的恢复情况，计算了输水后所带来的经济效益;董孟婷等[7]以南水北调工程中的河北省易县为研究对象，分析了该工程建设前、中、后的植被遥感影像图，通过象元二分法探讨了土地利用及植被覆盖变化情况，并得出了较好的研究结论。本研究以连云港疏港航道结合送水工程为研究对象，分析了该工程在施工期、运营期对陆域生态环境、水域生态环境的影响。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

连云港疏港航道结合送水工程位于江苏省东北部，东经118°24'-119°48 '和北纬33°59'-35°07'，涉及盐城市的滨海县、响水县和连云港市的灌南县、灌云县、海州区、赣榆县，工程全长190 km，共有主要建筑物22座，包括地涵2座、涵洞3座、泵站4座、闸（响水引水闸、红卫河闸，东门河、界圩河、车轴河控制闸，善北套闸、八一河闸，善南套闸、云善套闸、太平庄闸、青口河引水闸、青口河控制闸）12座以及滚水闸坝1座，工程地理位置见图1。送水线路沿岸区域地属暖温带与亚热带过渡地带，四季分明，温度适宜，光照充足，雨量適中，沿线主要为耕地，送水河道现状为河流水质较差，无重点保护洄游鱼类及珍稀濒危物种。

1.2研究方法

1.2.1 基础资料收集查清研究区土地利用现状是生态影响评价的基础。利用2016年6月LAND-SAT-7TM卫星图像资料，以遥感（RS）与地理信息系统（ GIS）技术为基础，在GPS支持下，根据实地考察和收集的有关文字与图形资料，建立地物原型与卫星影像之间的直接解译标志，运用地学分析法建立解译标志，通过监督分类和人工解译相结合，解译研究区的土地利用情况。将研究区分为林地、农田、滩地、居住及建设用地、盐田及虾池、水体及河流共6类用地类型，统计各类用地类型所占百分比及斑块数，制作研究区土地利用类型图及植被覆盖图。

1.2.2生态完整性调查 因区域自然系统的核心是生物，故从自然系统的生产能力和稳定性两方面分析，把自然系统中生物组分的生产能力和稳定状况作为识别非污染生态影响程度的首选判定因子。将测试的各典型植被类型的生物量与植被图相结合，统计出研究区各植被类型的生物量和净第一性生产力。此外，由于研究区人口密集、居住建设用地面积较大、植被类型单一、生物多样性较低，故该区域生态系统的恢复稳定性和阻抗稳定性均比较弱。

1.2.3景观生态质量评价景观生态系统是由拼块、廊道和模地组成。模地是景观的背景地域，在很大程度上决定了景观的功能优劣，采用优势度（Do）表明某一拼块在景观中的优势。优势度值由3种参数进行计算，即密度（Rd）、频率（Rf）和景观比例（LP）。对应的计算公式[8]分别如下：

2 结果与分析

2.1 施工期的生态影响

2.1.1 影响类型及范围划定施工期的生态影响可分为直接影响和间接影响两个方面。间接生态影响是由于施工废水的排放，导致局部水域透明度降低，可以影响到浮游植物和水生植物的光合作用;由于油污和重金属溶出，也将影响到水生生物的生长;再加之食物链的关系，浮游植物和水生植物的受损将影响到浮游动物、鱼类和鸟类的生存;由于施工活动、设备噪声的增加，还可能影响到鸟类的正常活动，其受影响的范围有不确定性。本评价对施工期间接的生态影响不予定量判定，只予以定性分析。

直接生态影响是明渠开挖占地和弃土弃渣的堆放对陆域生态环境的影响，部分跨河建筑物施工对水域生态环境的影响。根据工程施工特点，直接影响的类型和范围主要见表1。2.1.2生态完整性影响预测工程施工时会扰动地表、扰动地表面积约573.54 hm2。工程永久占地共302.13 hm2，其中，耕地面积231.95 hm2，园地面积12.36 hm2，鱼塘面积5.27 hm2，柴圃地面积7.87 hm2，林地面积18.85 hm2，沟塘面积8. 14 hm2，其他17.69hm2。工程临时占地共271.41 hm2，其中，耕地228.76 hm2，园地12.29 hm2，鱼塘7.53 hm2，柴圃地6.56 hm2，林地4.29 hm2，其他11.98 hm2。由于工程占地会破坏地表植被，导致自然组分生物量损失，自然系统生产能力受影响。河道及建筑物工程的施工过程中，工程占地、弃土堆放、土地开挖使得输水河道周围的覆土植被遭到破坏，地表裸露，自然系统生产能力遭受一定的损失。因此，该工程施工时对区域生态完整性维护的影响是存在的。

1）对自然系统生产力的影响。由表2可知，本工程导致生物量减少的主要因素为占用耕地及林地。工程运行后，就农田和林地而言，生物量减少10 855.59 t，占整个研究区生物量总量的0.51%，其中工程永久占地导致农田和林地生物量减少7 266.21 t，占整个研究区生物量总量的0.34%，工程建设导致的生物量损失相对较小。因此，工程建设对研究区自然体系生产能力的影响是研究区内自然体系可以承受的。

2）对自然体系的稳定性影响。从恢复稳定性和阻抗稳定性两个角度来度量工程项目对自然体系的稳定状况。

对自然体系恢复稳定性的度量采取对植被生物量进行度量的方法，工程项目的实施使区域自然体系的生物量减少了10 855.8 t.占整个评价区生物量总量的0.51%，对自然体系恢复稳定性的影响不大，是研究区域内自然体系可以承受的。

通过对植被异质性程度的改变程度来度量对自然体系阻抗稳定性状况。从遥感解译图中分析可知，工程沿线周边地区的土地利用类型主要为耕地。工程占用耕地面积占永久占地总面积的76.77%。从景观生态学角度来看，农田耕地属于人工引进拼块，对自然生态系统的稳定性调控能力不是很强。天然植被对自然系统有着较强的调控能力（如林地和灌丛），而且沿线周边地区由于受人类活动长期干扰，天然植被大部分已被人工植被所代替，再加上工程施工造成的自然植被受损面积很小，施工后，采取适当维护措施，系统阻抗稳定性可以维护在目前状况。工程占地涉及盐城市滨海县、响水县和连云港市灌南县、灌云县、海州区、赣榆6县（区）18个乡（镇）43个村，现有耕地7 154.80 hm2，工程占用耕地仅为3.2%，且分散在工程沿线各区，各工程扰动陆域面积相对较小，占区域96.8%面积的农作物没有发生变化，仍维持现状。因此，项目实施对区域自然体系中模地组分自身的异质化程度影响不大。

2.1.3 对陆生动物、土壤和水域的影响

1）对陆生动物的影响。由于工程建设影响到大量的土地，也必将对植被和以植物群落为栖息和取食场所的动物产生影响。工程施工后对区域内动物均可产生影响：①兽类，开挖河道破坏了一些动物，如仓鼠、刺猬、野兔等的栖息地，使它们被迫迁移;②两栖动物，施工期间，对于工程区域附近活动的两栖动物，特别是处于冬眠期的两栖动物，在挖土时极易受到伤害，从而引起两栖动物量的相对减少;③鸟类，机械噪声对部分鸟禽的影响。

2）对土壤的影响。可造成以下影响：①破坏土壤结构、扰乱土壤耕作层;②影响土壤紧实度;③造成土壤养分流失;④施工废弃物、残留排放到土壤造成的影响。

3）对水域的影响。施工活动和施工废水排放会使施工河道水质受到一定的影响。施工机械对河道的扰动将导致水体悬浮物浓度增加，透明度降低。施工截流、导流等将造成水流的非连续性，将动水环境变为静水环境，使水体溶解氧浓度降低，河流的自净能力也随之降低。这些影响都是暂时的，工程运行后，由于河道蓄水量加大，流速增加，河流的自净能力将有所提高，水质也能得到一定程度的改善。

施工对水生生物的生长造成了一定程度的影响，但由于施工大部分在枯水期进行，工期相对较短，送水主要利用现有河道，单个工程量较小。所以这种影响是暂时的、局部的、可逆的，不会对水生生物造成较大不利影响。工程完工后，施工干扰消失，水体流速增加，水质改善，整个河流生态环境将会有大的改善，更有利于水生生物的生长、繁殖和栖息。

2.2 运行期的生态影响

运行期，除了工程永久占地对农作物及渔业养殖产生不利的影响以及导致生物量减少外，项目对生态的其他影响都较为有利。

2.2.1 对水域生态环境的影响工程运行期，由于送水工程的开启，沿线河道流量增大，水体流速随之增大，水体的自净能力加强，水质有改善的趋势。

运营期间，水体恢复稳定，浮游生物、底栖生物量也逐渐恢复，所以运行期可改善原施工期对水生生物的影响，使水生生态系统趋于平衡。并且河道疏浚后，水面变宽，水深增加，送水水质较好，促进了鱼类饵料生物的生长繁殖，为鱼类提供了充足的食物，对鱼类的生长有利。

2.2.2对陆域生态环境的影响 工程永久占地中耕地面积占76.77%。工程区域的农作物以小麦、水稻为主，粮食作物占总播种面积按90%计，约为208.76 hm2。若当地粮食产量每年按1.2 kg/m2、单价1 000元/t（2009年）估计，粮食损失每年约为2 505.12 t，合计25.05万元。工程影响区域鱼塘较少，仅占总永久占地面积的1.74%，鱼的产量每年约为22 500kg/hm2，鱼的单价按10元/kg估算，则项目运行后鱼的损失每年约为118 575 kg，合计118.575万元。

工程建设完成后，所造成的水土流失區域均能得到有效治理和改善，预计扰动土地整治率为95%，水土流失总治理度为87%。工程施工中破坏的地表植被得以恢复，预计整个工程区的植被可恢复率达97%，林草覆盖率达22%。通过增加地表植被、改良土壤性质，可增加土壤渗透率，减轻土壤侵蚀，对陆域生态的恢复和发展具有良好的推动作用。

3 小结

该工程施工对水生生物的生境造成了一定程度的影响和破坏，但工期短、工程量少，涉及的河流大多数是小河流、沟渠，工程施工对水生生态的影响是暂时的、局部的、可逆的。工程完工后，施工干扰消失，水体流速增加，水质改善，项目区水生生态环境将会有所改善。施工过程中可能扰动地表面积，但工程建设导致的生物量损失相对较小。因此，工程建设对研究区自然体系生产能力的影响是可以承受的，不会影响生态系统的稳定性。破坏的植被主要是农作物和林草地，分散于工程沿线190 km的区域，但在施工结束后可得到较大程度的恢复。

参考文献：

[1]赵振华，侯锦超，阮晓红，等苏州平原河网区湖泊水深与其生态环境关系研究[J].四川环境，2016，35（2）：65-71.

[2]温世亿，杨金波，段文刚，等南水北调中线2014 - 2015年度冬季冰情原型观测[J].人民长江，2015，46（ 22）：99-102.

[3]靳春玲，王运鑫，贡力.突发水污染风险的马尔科夫链贝叶斯网络预测[J]人民黄河，2018，40（4）：65-68.

[4]黄国兵，杨金波，段文刚.典型长距离调水工程冬季冰凌危害调查及分析[J]南水北调与水利科技，2019，17（1）：144-149.

[5]徐燕.减压阀在长距离重力流管道输水工程中的应用[J].中国农村水利水电，2017（ 10）：143-147，152.

[6]王希义，徐海量，凌红波，等生态输水对塔里木河下游植被恢复价值的影响[J].干旱地区农业研究，2017，35（4）：160-166.

[7]董孟婷，唐明方，李思远，等调水工程输水管道建设对地表植被格局的影响——以南水北调河北省易县段为例[J].生态学报，2016.36（20）： 6656-6663.

[8]唐彩红，易雨君，张尚弘.长距离输水T程突发污染事故风险分析[J].水利水电技术，2019，50（2）：28-34.

作者简介：张薷予（1994-），女，陕西西安人，在读硕士研究生，研究方向为科技创新、行政管理和环境保护，（电话）15829381130（电子信箱）Marrable7436@163.com。