水环境论文范文

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水环境论文

水环境论文篇1

1流域水电开发的环境效益分析

流域水电的建设可兼顾防洪、航运、供水、灌溉等多种水资源的开发利用。如果流域水电开发及其它水资源开发利用合理、正确,从宏观上分析,将对环境有所改善,是具有环境效益的。

1.1水电梯级开发可发挥梯级效益

梯级水电开发可提高水资源的利用率,协调水资源综合利用之间的矛盾,获得梯级效益。上游水电站水库调节径流可增大下游所有梯级水电站的保证出力和年发电量;上、下游水库联合调度,可协调发电和其它用水要求的矛盾;上游水电站削减洪峰、蓄存洪量,可提高下游各级水电站防洪标准,减小泄洪设施规模;上游电站水库有时可为下游电站缩短初期蓄水时间。梯级连续开发,可优化安排各级水电站的施工进度,施工期互相搭接施工高峰又互相错开,利用上游水库蓄水时机减少下游电站的施工导流流量,减少施工队伍转移的费用和时间,提高施工设备和场地的利用率,可缩短总体工期,减少总投资。

1.2发展水电清洁能源,减少环境污染

水力发电作为清洁能源被利用,水电不仅可以代替部分火电、核电,具有调峰的优点,在电网安全运行中起到重要的作用,还可提高水资源的利用效率而基本上不改变其水质,不排放污染物。例如[1],在电网系统中,建设一个装机容量为2000MW的水电站代替同等规模的燃煤火电厂,这样每年可节约原煤500万t,减少排放二氧化硫24万t,减少排放氮氧化物4400万kg,一氧化碳115万kg,少产生废碴140万t,省却了火电厂所需要的冷却水运行和排放,既可节约水资源,又可避免对水环境造成热污染。因而发展水电,在取得相同电能的同时,可减少环境污染。

1.3减灾防灾,保护环境

近30年来,美国密西西比河流域由于洪水引起的直接损失达几十亿美元,在美国共计有40%以上的城市和1400万hm2的土地均遭受洪水的威胁;1970年水灾给罗马尼亚和匈牙利造成了100亿列伊和77亿福林的损失,淹没了约106万hm2的耕地,全部或部分淹没800多个居民点[2];我国1998年洪水,主要为长江、松花江、西江、闽江洪水,受灾面积大,农田受灾面积2229万hm2,成灾面积l378万hm2,死亡4150人,倒塌房屋685万间,直接经济损失达2551亿元。水电站往往同时兼有抵御自然水文灾害的功能。水库运行可以调节河川径流,控制水位,梯级水库可联合调度调节,比单个水库更能提高抗御洪、涝、旱、碱等自然灾害的标准和降低灾害的影响程度,有效地保护生态环境及生物的生境,减少水灾和旱灾对人类及动、植物的破坏,减少水土流失和土壤侵蚀,减少洪水造成的污染扩散和疾病流行,为人们提供相对稳定、安全的生活和生产环境。

1.4水电站水库的人工湿地作用

水电开发,在一个流域上建设一个或多个水库。水库库区形成许多库湾,生长了多种水生植物和动物,成为人工湿地,为湿地动、植物提供了生存条件,因此在库区和库周会增加多种适合湿地环境的动、植物物种,提高了局部区域的生物多样性价值,增加了水域的综合功能。

人工湿地的形成,可改善当地的环境小气候条件。水库水体的影响,可使周围陆地性气候得以改善:无霜期延长、温差缩小、降低了最高气温、增加了湿度。有关的研究表明,水面上空空气的透明度比成片的房屋群高8%~10%;水面上空紫外线辐射比陆地高30%;水库或水域上的气温在炎热季要降低4~5℃;相对湿度提高10%~15%[1]。

黄河龙羊峡水库蓄水后,国电公司西北勘测设计院、青海省电力局和气象局于1990年就龙羊峡水库对局地气候的影响进行了观测研究。主要研究成果如下:

(1)对降水的影响。距离龙羊峡水库库岸10km左右范围内,年降水量增加约3%,距库岸较远的山区年降水量增加约12%,影响范围内的夜雨量增加明显。

(2)对湿度的影响。距离龙羊峡水库库岸10km左右范围内,全年各月相对湿度均有增加,其中冬季增加最明显,1月份增加24%。

(3)对气温的影响。距离龙羊峡水库库岸10km左右范围内,年平均气温略有升高,月平均气温其中有5个月升高,12月份升高最大为3℃,1月份升高1.2℃;6个月降低,10月份降低最大为0.7℃。而对这一范围以外的区域影响很小。

(4)对风的影响。对水库周围地区风的影响,主要表现为静风频率减少,“湖陆风”方向上风频的增加、风向转换时间变化和风速略有减小。

1.5水电站水库的景观与旅游作用

水电站水库形成人工湖泊,在功能上增加了美学和旅游价值。在水电开发的基础上,合理优化水工建筑物的布置和造型,并适当加以装饰设计,使其在景观上起到美化环境的作用。可根据具体要求和地势环境条件,修建人工港湾、池塘,放缓岸坡,建造森林公园、草坪、花圃及景观建筑,修建水上娱乐设施,组成新的水环境景观系统。北京十三陵抽水蓄能电站,在上池周围开辟了草坪、花坛,种植了树木,利用地势修筑了护坡,环池修建游览道路和一些景观建筑物,在上池旁的山顶将防火瞭望塔修成仿明古塔,电站的上池现己成为十三陵风景区的一个新景点。另外,利用电站工程弃碴填筑冲沟,形成人工阶地,经绿化美化并修筑了人工景观建筑物,建起了蟒山国家森林公园,现已成为旅游区[3]。国外如莫斯科的水体系统由希姆金水库、卡拉梅舍大水库、别列文水库、雅乌斯回水河段、莫斯科河等水体组成,将水体系统进行美化后,有很好的景观效果,成为市民休闲娱乐的风景区;在明斯克利用斯维斯洛奇河支流上的梯级电站水库和许多小池塘,修建了滑水专用水道、浴场、码头和森林公园等,成为旅游胜地[2]。

1.6水库的供水、灌溉对环境的改善

水电站水库有调整河道径流的作用,库水和发电后的下泄水具备稳定、可控制供水和灌溉的条件。

(1)供水:水库改善了抽水站取水的条件并利用势能使之降低造价;水库可以降低水中的含沙量、色度、氧化度等,使自来水厂净化简便;水库使河水水量、水质季节性变化减小,保证水厂运行的稳定、均衡,促进地区经济的发展,改善当地居民的生活环境,提高生活质量。

(2)灌溉:天然状态下的河流水资源,由于径流量的季节性变化,不可能保证流域内灌溉面积大幅度增加。建设水库后,径流得到充分利用,使灌溉面积大大增加,并使作物产量大幅度提高。有关研究表明,干旱和半干旱地区,水浇地的粮食收成比没有灌溉的高1~1.5倍;气候较湿润地区,灌溉后的收成可提高50%[2]。

2流域水电开发对环境的主要不利影响分析

流域水电开发,特别是梯级开发,一般规模较大,使流域的自然环境发生了改变,对环境产生若干不利影响,可分为施工期、水库初期蓄水期和运行期3个阶段进行分析。

2.1电站施工期对环境的不利影响

水电站施工期对环境的不利影响,主要表现在工程占地的影响、施工截流的影响、施工采石取土的影响和其它施工项目的影响。

2.1.1工程占地的影响

水电站开发要修筑水库及其它水工建筑物,需要占用较大面积的土地,可分为施工占地和工程占地。施工占地基本上属临时占地,对环境的影响主要是植被破坏、水土流夫等,影响为相对短期并可以恢复;工程占地主要是水库淹没占地,属永久占地,对环境的影响较大,水库淹没区达到了根本改变自然状态的程度。主要的影响是破坏原有的植被,对生态环境的影响;淹没原有部分耕地和村庄,造成移民搬迁和一些设施的迁建;特别是水库淹没区的移民,有些工程移民量很大,在移民搬迁和安置方面,建新的村镇,要搞基本建设,新开耕地要破坏植被,造成新的水土流失,并改变了局部自然条件,破坏了原有的区域生态平衡。

在水电梯级开发中,如工程施工安排合理,可减少施工占地。例如一个梯级工程的料场和部分施工占地,可同时为其它梯级工程服务,可减少那些工程的占地影响。

2.12施工采石、取土的影响

采石、取土施工对环境的主要影响是造成水土流失。

(1)采石施工。会破坏原有山体的表层植被,使表层较薄的土层流失;采石使山体原有形态发生变化,有些坡面变陡,并且爆破使岩石松动,容易造成流失,严重的可能发生塌方或泥石流,造成灾害性破坏;采石使山体,影响景观。

(2)取土施工。取土破坏植被,开挖面土层松动,容易造成水土流失;取土使表层具有一定肥力的土壤损失,特别是占用耕地取土,对施工后的覆垦很不利;取土场面,还容易造成扬尘;取土会损失部分土地资源。

2.1.3其它施工项目的影响

水电项目施工一般规模较大,施工人数和施工机械较多,又比较集中,对周围自然环境和社会环境产生一定影响,主要的影响分析如下。

(1)对水环境的影响。工程施工均在水系河道附近,场地平整、截流、围堰填筑、隧洞排水、砂石骨料加工冲洗、混凝土拌和浇筑及养护、化学灌浆、材料水上运输、施工机械冲洗、附属企业生产废水排放、施工营地生活污水排放、职工医院排放废水、垃圾、废料及化学药品等,都会对水域环境造成污染。

(2)施工弃碴对环境的影响。水电施工一般弃碴量较大,开挖山体、隧洞产生大量的废碴,堆放在固定的碴场,因此在设计碴场时就应考虑到环境影响。废碴中混有残留炸药、废油、废化学药品等,有些可能还有放射性物质。如果废碴处置不当,残留在其中的有害物质会对环境产生影响;碴场管理不好,会造成流失,严重的还会形成泥石流,对环境造成较强的破坏;有些堆碴占地会造成土地资源的损失;碴场影响自然景观。

(3)施工对大气环境的影响。工程施工爆破、骨料加工筛分、水泥仓库装卸、混凝土拌和、施工材料运输、施工机械运行等,造成施工场地扬尘、施工道路扬尘,影响大气环境质量。附属企业生产和施工营地生活燃煤烟气排放,其废气和悬浮颗粒物等对大气环境质量造成影响。

(4)施工噪声对环境的影响。施工噪声主要包括:开挖爆破噪声、施工机械运转噪声、骨料筛分作业噪声、砂石混凝土拌和系统生产噪声、机动车辆行驶噪声等。其中开挖爆破噪声属点噪声源,影响是瞬时和间断的;施工机械运转噪声也属点噪声源,影响一般是连续的;骨料筛分作业噪声、砂石混凝土拌和系统生产噪声,属固定线噪声源;机动车辆行驶噪声属运动噪声源。这些噪声,会在整个施工期中影响当地的声环境,施工结束后影响会自行消失。

(5)施工对交通的影响。施工截流,使局部河道条件和水文条件发生变化,水运通航受到影响,运输量和运输条件等都发生改变。施工期间,施工车辆大量增加,使道路车流量加大,增加当地公路交通的密度,会对交通条件产生影响。

(6)施工对人群健康的影响。水电站工程造成一定数量的居民搬迁、安置,这部分居民的生活环境将有较大程度的变化,可能会引起人群健康问题。例如:移民建镇使原来相对分散的居民集中居住,流行性疾病传染的机会增加;移民搬至安置区后,对该地区的地方病缺乏抗御能力等。施工期间,大量施工人员进入施工区,形成施工人群。人员高度集中,如当地有流行性疾病、地方病及自然疫源性疾病等,可能会蔓延和发展,或由外地人员带来其它传染病而成为主要流行病。另外,施工人群要进行施工作业,有些作业对人体安全和健康具有一定的影响,如:开挖爆破、接触一些有毒化学药品、高噪声机械操作、高粉尘作业等。

(7)其它影响。施工对附近地区的自然景观造成影响,破坏了景观的连续性和协调性。有些工程施工影响到文物古迹。

2.2水库初期蓄水阶段对环境的不利影响

水库初期蓄水阶段对环境的影响主要是对下游河道和下游用水的影响。当水库库容较小时初期蓄水时间较短,对下游的影响也较小,但库容大时,初期蓄水时间较长,对下游的影响较大。例如,吉林松江河水电梯级开发小山电站,初期蓄水时间约为2个月。在这期间使松江河干流下泄水量大幅度减少,影响了下游沿江村屯和抚松镇的生活、生产用水及林蛙的养殖;影响了两岸过江交通的影响;同时对下游北江水电站正常运行造成影响。为补偿以上影响,曾采取了相应的对策措施,合计补偿费用约194万元。

2.3电站运行期对环境的不利影响

水电站运行期对环境的不利影响可分为3个影响区来分析,即:河流、湖泊等水域水位升高区;水库相邻地区;下游及引水断流区。

2.3.1对河流、湖泊等水域水位升高区的影响

水电站运行后,水库蓄水便其上游部分河段和相连的湖泊等水域的水位升高。水电站运行期也是库区及库岸、水位升高区的重新平衡的过程,主要有3方面的影响:库区淤积和库岸浸蚀;蓄水对地质环境的影响;蓄水对周围地下水位的影响;蓄水对水生生物的影响。

(1)库区淤积和库岸浸蚀。水库蓄水后形成库盆,库区的淤积和库岸浸蚀,对库区水环境造成影响,并影响到水库的功能。大量的研究表明,水库淤积形成的主要来源为:从汇水流域进入水库的泥沙;由于库岸的改变、岛屿冲毁、库岸坡上不同的重力作用等产生的入库泥沙;由于水中悬移质沉降、淤积,成为库底沉积物,从而导致其重力固结、含水量减小、有机物质矿化。

山区中、小型水库淤积多为推移质泥沙,平原中、小型水库淤积多为悬移质泥沙,大型水库开阔地带的淤积既有悬移质泥沙又有推移质泥沙,水库沿岸地带和变动回水区则推移质居多。随着水库的运行年限的增加,库底淤积也会逐渐加重,淤积的面积也会逐渐增加。例如伏尔加河上的库伊贝舍夫水库,建库5年淤积占库底总面积的22.5%,8年后增加到32.5%;鄂毕河上的新西伯利亚水库,建库8年淤积占库底总面积的55.0%,14年后增加到69.6%[2]。

从水库蓄水开始,由于侵蚀作用和堆积作用,在新的水边线地带开始了库岸形成的过程。大型水库的运行经验表明,库岸的形成正是冲蚀和堆积直接作用的结果,从地质、地球化学和生态过程角度分析,库岸可分为多种类型:以崩塌、坍落、侵蚀、滑坡、流沙和剥蚀等形式表现的库岸为冲蚀型库岸;以地球化学作用和冲蚀作用为主形成的库岸为冲蚀—喀斯特型库岸;以生态作用和冲蚀作用结合情况下形成的库岸为冲蚀一泥炭型库岸及其它类型的库岸;在地质、地球化学和生物过程和堆积共同作用下,形成泥沙三角洲库岸、淤泥盐岩型、漂浮泥炭型、贝壳泥炭型、贝壳石灰岩型和芦苇植物型库岸[2]。

水库发育,除了库岸形成外,还有其它过程和现象,如:淹没、浸没、地下水位上升及上升区岩层的物理力学性质变化等,水库沿岸地带形成新的工程地质条件。在水库淤积和库岸形成的过程中,会造成水土流失、生态环境变化、水质的变化等,水库运行后,在较长的时间里,逐渐形成工程与自然环境新的协调和平衡。

(2)蓄水对地质环境的影响。水库蓄水后会诱发地震,1973年在伦敦举行了第一次关于水库与地震的学术会议,1979年在新德里召开了关于大坝安全与地震问题的国际大坝会议,1980年在伦敦又召开了全英工程师学会关于这一问题的学术讨论会。

(3)蓄水对周围地下水位的影响。水库蓄水后,将导致沿岸地带水文地质条件实质性的改变,首先是地下水状态发生变化,水库渗漏在最初几年中较为剧烈,对含水层影响最大。通常在水库的近坝部分出现地下水升高的最大值,而在水库上游,地下水位升高则相应较小,影响范围也小。

水库周围的地下水位升高会引起土地的浸没和沼泽化。当地下水位上升到距地面1.0~1.5m,干旱地区达到2.0~3.0m时,浸没就开始了,当潜水层达到耕作层时,造成土壤湿度过大,以至大多数包气带破坏,结果是使大片土地沼泽化。在森林和森林草原地区库岸沼泽化相对严重,在干旱气候条件下,土壤常会发生盐渍化。水库影响区域浸没带的形成,地下水位升高,区域自然综合体发生改变,生态环境发生变化,生物物种、种群结构、生物量等都会随之改变。原有的生态结构被破坏,需经过较长的时间,才能达到新的平衡。

(4)蓄水对水生生物的影响。水库蓄水后,使部分陆地变成为水域,浅水变成了深水,流动的水变成相对静止的水,电站运行及汛期泄水等,都会对水生生物造成影响。

①对水生动物的影响:水域由河道型变为湖泊型,使得水生动物的区系组成发生了变化。对鱼类的影响较大,主要有迫迁,即水库蓄水和泄水淹没和冲毁鱼类原有的产卵场地,改变产卵的水文条件;对洄游鱼类的阻隔,大坝切断了天然河道或江河与湖泊之间的通道,使鱼类觅食洄游和生殖洄游受阻;对鱼的伤害,鱼类经过溢洪道、水轮机等,因高压高速水流的冲击而受伤和死亡。例如,美国的哥伦比亚河和斯内克河,每年汛期大坝泄洪,因含氮气过饱和造成幼萨门鱼死亡。又如,美国缅因州的爱德华水电站,始建于1830年,坝长280m,主要功能为发电。但水坝妨碍了鲑鱼、条纹鲈鱼和其它6种鱼类洄游产卵繁殖,造成对水生生态的破坏,为此联邦政府下令强行拆除电站。

②对水生植物的影响:主要是对浮游植物和高等水生植物的影响。水库形成的头几年,对浮游植物区系组成、生物量、初级生产力等都产生影响,常因藻类的大量繁殖而加重水库的富营养化,影响水库的水质。对高等水生植物的直接影响主要是淹没,间接改变了水域的形态特性、土壤、水的营养性能、水位状况和原始种源,而影响了高等水生植物的生存和生长。

③对底栖生物的影响:主要是建库后水文条件、水温、水质和底质的变化对底栖生物组成及生物量的影响。

2.3.2对水库相邻地区的影响

对水库相邻地区的影响,主要是对库周地区的生态环境的影响,即对生物地理群落的影响。水库淹没使林地减少,人为生产活动的增加,使林地等植被遭到破坏,人工生态恢复又需要一定的时间,使植物资源量减少。由此,破坏了部分野生动、植物的生境,使野生动物和植物种类减少,数量下降,森林植物群落减少,使生物多样性受到影响。

2.3.3对下游及引水断流区的影响

(1)水电站调峰运行对下游的影响。有些水电站运行期中有调峰运行时段,有的水电站在电网中就是调峰电站。调峰运行是根据电网中用电的需求情况进行调节,因此,发电向下游泄水量随需要而变化,对下游地区的航运和用水有影响。但可以通过一些措施来解决,如:控制下泄的保证水量;监控上游来水量,合理安排电站运行调度;根据电网总的用电峰、谷规律,适时预报,将信息及时传达到下游等。广东省北江飞来峡水利枢纽,其电站具有不完全日调节能力,参与系统调峰运行。电站的调峰运行是根据电力系统的负荷情况和水库天然来水情况进行。当天然来水量在250~630m3/s时,电站调峰工作容量约在9~14万kW;枯水期一般可调峰2~4h,时段为18~21点。电站调峰运行同样要保证水库下泄流量≥200m3/s,满足了下游正常通航和用水的要求,在枯水期这一下泄流量改变了建库前下游的断航状态。

(2)对引水式电站断流段的影响。引水式电站是利用天然河道落差,由引水系统集中发电水头的电站;还有些电站既用挡水建筑物、又用引水系统共同集中发电水头,成为混合式水电站。引水式电站会造成挡水建筑物至发电厂房段的河道断流,或是永久性断流,或是间断性断流,跨流域引水发电,可造成较长河段的断流或流量减少。河道断流造成的影响很大,主要是对森林植物、动物的栖息环境、断流段的小气候等生态环境的影响,这种影响往往是破坏性的和不可逆转的。必须要采取必要的可行措施,来保护断流段的生态环境,如:从挡水建筑物下泄一定的水量,保证该段的生态环境用水,将这部分水称为生态需水量,或称最小生态用水量。

4结语

(1)水电开发项目,特别是梯级开发,是河流流域水资源利用的宏伟工程,它既可以改造自然,造福人类,又可以对环境造成一定程度的破坏。水电开发对环境影响的研究,就是要将问题提出,要明确工程建设与环境之间的关系,有助于工程环境影响评价工作质量的提高,有利于处理好建设项目与环境保护之间的矛盾。

(2)要努力做到水电开发建设与环境保护协调发展,在水资源开发利用的同时,注意针对由于开发项目造成的环境问题,采取强有力的环保对策和措施,使工程对环境的影响减到最小,使受到破坏的环境尽快得到恢复。并注意在水电工程建设时,应尽量兼顾当地环境问题的解决。

(3)河流流域是一个完整的生态系统,流域水电梯级开发对环境的影响,不同于单一电站对环境的影响,在空间尺度上、时间尺度上、影响内容上、评价方法和目标上,都有差别。应在单个水电站环境影响研究和评价的基础上,进一步开展水电梯级开发对流域累积环境影响的研究,主要包括:累积环境影响的基本概念和理论;累积影响形成的主要途径;累积影响的评价方法和模式的构建;评价的指标体系等。

(4)目前,应尽早开展流域开发的环境影响评价工作。在流域水资源综合开发规划阶段,就要进行环境影响评价,以期在流域开发决策前,对流域资源的合理利用、自然环境、生态系统的结构和功能、流域环境的承载能力、区域污染源和污染物排放总量控制、污染防止措施等方面进行评估和论证,按区域经济可持续发展的要求,调整流域开发方案。

参考文献:

[1]方子云编著.水利建设的环境效应分析与量化[M].北京:中国环境科学出版社,1993.

[2]Γ.B.沃洛巴耶夫、A.B.阿瓦克扬主编,李砚阁、程玉慧等译,杨景辉等校.水库及其环境影响[M].北京:中国环境科学出版社,1994.

[3]刘兰芬,陈凯麒,朱瑶.十三陵抽水蓄能电站工程的水土保持及景观恢复措施效果分析[J].电力环境保护,2000,16(3).

[4]中国水力发电年鉴编辑委员会.中国水力发电年鉴第五卷,1995-1997[M].北京:中国电力出版社,1998.

[5]国家环境保护总局自然生态保护司编.非污染生态影响评价技术导则培训教材[M].北京:中国环境科学出版社,1999.

[6]蔡贻谟,郭震远等编著.环境影响评价手册[M].北京:中国环境科学出版社,1997.

[7]国家环境保护局自然保护司编.中国生态环境补偿费的理论与实践[M].北京:中国环境科学出版社,1995.

水环境论文篇2

由于长江流量大,水流、地形十分复杂,加上三峡工程修建后水文情势发生较大变化。三峡工程建成后,对库区水质的影响一直是公众十分关心的问题。由于过去在这方面缺乏深入、全面的研究,对水环境容量的影响一直是众说纷纭。因此,在制定三峡库区的水污染防治规划时,往往缺乏完整的水环境容量科学依据。至今为止,尚未对三峡工程建成前、后水环境容量展开深入的研究[4,5]。计算三峡水库水环境容量,已成为三峡水库水污染控制、水环境管理与规划过程中迫切需要解决的关键性问题。本文以三峡水库已经开展的一系列水环境保护研究成果为基础,根据库区水体水功能区划和水质保护目标,拟定水环境容量计算设计方案,研究三峡水库水环境容量及其沿江分配,为有效控制水体污染,促进三峡库区水环境与社会经济的协调发展提供科学合理的依据。

1三峡库区水环境状况

1.1库区江段污染源现状

1998年,库区各类污染源进入长江的CODCr81.9万t,BOD515.1万t,NH3-N1.6万t,TN13.9万t,TP0.9万t,Oil462t,Φ-OH(酚)112t,TCu3.5t,TCr3.8t。调查研究表明:影响三峡水库水质的主要因素依次为干支流入库污染负荷、三个重点城市(重庆主城区、涪陵区和万州区)排污负荷量。这些主要因素的控制,对库区水质改善起关键作用[6]。

多年污染情况调查资料显示,库区江段主要污染物为CODCr,NH3-H等。三峡库区污染源主要是城市生活污染源、工业污染源和农田径流[7]。由于库区江段的社会经济在空间上形成以重庆主城区、涪陵区、万州区以及沿江县城为中心的密集型发展态势,因而也形成了以沿江城镇为中心的污染源集中排放区域。1998年库区工业及城市污水CODCr的年排放量为16.69万t,其中重庆主城区排污量约占库区江段排污总量的65%,涪陵区和万州区分别占排污总量的10%和6.4%,只有18.6%的污染源来自库区江段的其余城镇。

1.2库区江段水质状况库区污染物排放总量,与长江径流量相比较而言较小,因而江段总体水质良好。多年常规水质监测资料统计结果显示,库区江段主要水质指标的断面平均浓度一般低于地表水Ⅱ类标准浓度,仅在排污集中的重庆主城区、涪陵区和万州区的个别断面水质综合评价出现Ⅲ类,在一些大的城市排污口附近,已经出现明显的岸边污染带,局部区域水质污染严重,出现了超Ⅳ类、甚至超Ⅴ类的水体,主要污染指标为CODMn、NH3-N等。

由此可见,尽管三峡库区总体水质良好,但是局部区域水质不容乐观。

1.3三峡库区水污染治理状况

1997~1999年国家计委主持编制了《长江上游水污染整治规划》,规划范围从重庆市巫山县到四川省宜宾市的长江干流以及嘉陵江、沱江、乌江等主要支流下游地区,规划总面积12.47万km2。规划的重点地区是重庆主城区、万州、涪陵、泸州、宜宾、自贡、内江等城市。2001年由国家环保总局主持编制了《三峡库区及其上游水污染防治规划(2001~2010年)》,规划范围包括三峡库区和重庆主城区20个区县市、影响区42个区县市、上游地区38个地市的214个区县。规划总面积79万km2。《三峡库区及其上游水污染防治规划(2001~2010年)》与《长江上游水污染整治规划》相比,规划范围扩大,三峡库区部分工程项目规划进度提前。规划存在的主要问题之一是污染物控制或消减方案与水质保护目标之间没有输入响应定量关系,缺乏总量控制的技术支撑。另外,即使从行政管理角度提出了污染物总量(如COD)控制指标,但没有把总量分配到江段或污染源上。因此,规划在水环境容量问题上科学依据不够充分,更没有考虑建库后水环境容量的变化问题[7]。

从2002年开始,国家和地方投入巨资,正在按照规划全面展开三峡库区及长江上游水污染的治理工

2三峡水库水环境容量计算条件确定

环境容量的定义,是指水体在一定的规划设计条件下的最大允许纳污量,其大小随规划设计目标的变化而变化,反映了特定水体水质保护目标与污染物排放量之间的动态输入响应关系。因此,为了计算水环境容量,首先必须确定规划设计条件,包括水功能区划和水质保护目标、设计水文条件、排污口位置、控制污染物指标和上游来水水质状况等条件。

作者提出:针对长江的水污染特点,水环境容量计算须分为总体环境容量和岸边环境容量。总体环境容量是以一维水质模型计算的断面平均浓度控制的水环境容量;岸边环境容量是二维水质模型计算的岸边排污混合区控制情况的水环境容量。

本文以1998年专题调查的库区污染源和水质状况代表三峡水库现状水质,2010年为水质规划设计年。用库区干流朱沱断面、嘉陵江北碚断面和乌江的武隆断面作为三峡水库上游入库控制断面。总体环境容量研究范围包括长江干流和两条重要支流嘉陵江和乌江(汇入流量占库区支流总流量93%的两条重要支流),其中,库区干流从重庆上游的朱沱到三斗坪,全长约730km;嘉陵江从北碚至长江汇流口,全长约60km;乌江从武隆至长江汇流口,全长约68km;库区内其他江段内的支流将以源汇方式考虑其对水库水流水质影响。在总体环境容量计算结果的基础上,岸边环境容量研究重庆主城区、涪陵城区和万州城区3个重点城市江段。

水环境容量计算的水质控制指标确定为COD/{Mn/}和NH3N。

2.1水环境容量的计算原则、设计水文条件及水质控制指标

2.1.1计算原则

(1)水库总体水质保持Ⅱ类。经国家批准的《长江三峡水利枢纽环境影响报告书》中明确指出:水库建成以后总体水质①应满足Ⅱ类水标准。考虑三峡水库的水质现状以及水体主要功能需求和社会经济发展程度,库区重点城市江段(如重庆主城区、涪陵城区和万州城区)允许局部水域存在Ⅲ类水体。

(2)建库后水质状况不能比现状差。据1998年以前的监测调查,三峡库区干流江段现状水质良好,主要污染物控制指标CODMn和NH3-N的断面平均浓度基本上都低于Ⅱ类水质标准浓度。为能继续保持水质良好,作者提出:三峡水库建成以后库区水质状况既要满足功能区确定的水质类别要求,又不能比现状水质差。现状水质以1998年断面平均浓度值为基准。三峡水库入库主要水质指标COD、NH3-N均优于Ⅱ类水质标准,因此,计算时上游入库水质按维持现状条件设计。

(3)库区江段CODCr排放总量不能超过38万t/年,NH3-N不能超过2.96万t/年。国务院对《长江上游水污染整治规划》的批复意见②为“到2010年,长江上游干流四川省与重庆市交界断面和三峡库区总体水质基本达到国家地表水环境质量Ⅱ类水质标准;长江干流城市江段和主要支流水质要符合国家地表水环境质量Ⅲ类水标准;规划区城市生活污水、工业废水的化学需氧量(COD)允许排放量,重庆市和四川省分别控制在38万t和23万t以内。”因此,三峡库区江段CODCr排放总量应控制在38万t/年以内,并以此作为库区水环境容量计算的依据。假定以1998年库区各江段现状排污量为基础进行库区总量分配,按照等比例分配原则分配2010年三峡库区沿江CODCr允许最大排放量。国务院文件中只提出了CODCr排放总量控制目标,没有NH3-N。三峡库区点源污染负荷主要来自城市生活污水,城市生活污水性质相对比较稳定,而且通常NH3-N与CODCr之间存在一定的比例关系。根据三峡库区1998年实测污染负荷中NH3-N与CODCr的比例以及沿程分布,按照CODCr排放总量控制目标对NH3-N进行同比例控制,折算出三峡库区沿江2010年NH3-N允许最大排放量为2.96万t,见表1。

2.1.2设计水文条件

水文条件是决定水环境容量的最重要因素之一,尤其是三峡库区水文条件年内和年际间变化很大。设计水文条件的确定,反映了水质保护目标的安全系数。根据国内、外水质规划计算规范、结合三峡库区江段水文水质特性,从偏于安全考虑,采用90%保证率连续7d最小流量作为水环境容量计算的设计水文条件,简称7Q10。同时,为了比较三峡水库建成前、后库区环境容量变化,三斗坪水位分别取为相应于7Q10设计流量下的天然河道水位为658m(代表天然河道状况)以及三峡水库建成以后的运行调度水位1686m和三峡水库正常蓄水位175m。

2.1.3水质控制指标

水环境容量计算的水质控制指标为CODMn和NH3-N。在三峡水库水功能区划的工作基础上,围绕三峡水库水环境容量计算所需的计算条件,对库区总体水质(①“总体水质”是一个正式文件使用、具有三峡特色但内涵模糊的概念,对三峡库区“总体水质”理解各不相同,缺乏公认、明确的定义。本文中的“总体水质”是指以断面水质平均浓度来评价的水质状况,“总体水质”对应“总体环境容量”。实际上“岸边水质”对工农业和人民生活更为有用。三峡库区沿岸有二十多个大、中、小城市,即使污水达标排放,也存在一定范围的污染混合区。在用“总体水质”概念来反映三峡水库宏观水质状况的同时,还需要有“岸边水质”的概念。对大江大河来说,“总体水质”不超标,并不意味着“岸边水质”不超标。“岸边水质”对应“岸边环境容量”。②中华人民共和国国务院9号文件“国务院关于长江上游水污染整治规划的批复”,1999年1月25日。)和城镇江段岸边水质,提出了更具体的水质保护目标。

(1)总体水质保护目标。按照三峡水库水域功能区划和容量方案拟定原则的要求,三峡水库总体水质按地表水水质标准Ⅱ类水控制,允许库区3个重点城区江段下游一定范围内岸边水域按水质标准Ⅲ类水控制,在满足功能区类别控制的同时,各断面的控制浓度以现状水质(1998年)为基准,作为总体环境容量的水质目标的控制条件。三峡水库水环境容量的水质保护目标与断面浓度控制见表2。

(2)岸边水域水质保护目标。岸边环境容量主要是针对岸边排污混合区的控制而言的。排污混合区在环境管理中定义为认可的污水排放口附近的允许超标区。

排污混合区允许范围的规定,涉及水环境的功能区划、水流条件及排污条件等诸多因素。从国内外的有关资料来看[8],一般都是采用平面面积及其最大长度和宽度来确定。有的也以相对比值来表示:例如面积为水域表面积或河流横断面的百分比;宽度为河宽的百分比;流量为河流流量的百分比等。另外还有一些采用定性或半定量的限定来确定排污混合区的范围。R.L.Doneker和G.H.Jirka[9]介绍了排污混合区的概念、定义及美国一些州对于混合区范围的限定,提出了混合区可用长度、横断面面积或水体体积来定义。对于河流,美国大部分州规定混合区范围不超过河流断面或体积的1/4,有的确定为1/5,在Virginia州仅定义了混合区的长度,在夏季与冬季混合区的长度分别小于平均河宽的1/10或1/5。我国对海域及河口地区的污染混合区允许范围也有规定,但对河流中污染混合区允许范围,目前还没有统一的规定和标准,缺乏可以广泛应用的定量数据,甚至还难以提供准确的定量计算方法。

按照收集的大量实测资料分析,长江干流上较大的污染混合区范围,其长度一般都在100~500m之间、宽度在40~200m以内。建库后的污染混合区的控制标准可以选择长度、宽度、面积3个参数以及3个参数的组合方案。具体组合方案,必须通过水质模型的反运算,将三峡库区一些主要排污口分别按混合区长度、宽度和面积控制,分别计算不同控制条件下污染物的最大允许排放量,来确定合理的污染混合区允许范围。

(3)排污口位置。三峡水库建成以后,大量城镇将要搬迁,排污口位置初步按照库区城镇1998年现状位置和规划设计位置两种分布方案考虑,以排污口现状排污量作为水环境容量计算的分配权重,按照污染负荷等比例分配原则将库区水环境容量分配到各排污口。

2.2水环境容量计算方案

综合以上多种影响因素,最后确定的三峡水库水环境容量计算方案见表3。通过对总体环境容量进行多方案计算分析,提出三峡库区在实际运用中的总体环境容量,在此基础上,计算库区岸边环境容量。

3三峡库区水环境容量计算

3.1总体环境容量计算

3.1.1计算模型

针对三峡水库总体水流水质运动特点,开发研制一维非恒定水流水质数学模型,模拟水库建成前、后的水流水质运动规律。模型充分考虑了三峡水库建成前、后水流条件巨大变化对库区水流水质运动特性的影响,水流水质主要模型参数通过实测资料建立了与水流条件相关的经验关系式,既提高了模型计算精度,又提高模型预测能力[14]。三峡库区丰水期和枯水期两个代表性时段长河段水流水质观测结果[10~13],验证了一维水流水质数学模型具有较高的模拟预测精度,可以作为三峡库区总体环境容量计算的工具。

3.1.2总体环境容量计算

将7Q10设计流量作为三峡入库流量,三斗坪水位分别取658m、1686m和175m,模拟计算库区水流状况,分别代表三峡水库建成前、后的3种代表性水流状况。将水库上游3个入库断面控制浓度作为水库背景水质,设计排污口位置和现状排污量所占比例作为水环境容量分配权重,利用一维水流水质数学模型计算三峡水库在设计水质保护目标下最大允许纳污量。计算得到不同方案下三峡水库总体环境容量和沿江段的分配见表4。

3.1.3计算结果分析

采用一维水流水质数学模型计算的三峡水库建库前、后的总体水环境容量,模拟结果表明:

(1)三峡水库建成前,在7Q10设计流量条件下和现状污染源位置不变情况下,模拟计算的库区江段CODCr指标的沿程浓度可满足水域功能区规定的水质目标要求,NH3-N指标在库区干流和乌江江段满足水质保护目标要求,但重庆主城区嘉陵江江段NH3N需削减30%负荷量后,才能达到功能区所规定的水质目标;(2)三峡水库建成以后,随着水位抬高,水流减缓,污染物在库区滞留时间的延长,污染物自净降解总量将比建库前增大,因而水库建成以后总体环境容量较建库前略有增大。从水质偏于安全和实际管理应用角度出发,可选择三峡库区运行水位1686m和规划排污口条件下计算得到的总体水环境容量,即在设计条件下三峡水库建成以后的总体水环境容量值为CODCr2220万t/年和NH3-N1。66万t/年。

3.2岸边环境容量计算

3.2.1计算模型

以重庆主城区、涪陵区和万州区江段为重点,针对三峡库区不同江段排污口和汇流口混合区特点,分别开发研制平面二维k-ε模型和水平分层的三维紊流模型。平面二维k-ε模型用于模拟计算水深比较浅的重庆江段排污口附近混合区范围,水平分层的三维紊流模型用于水库建成以后水深比较大的涪陵和万州段排污口附近混合区范围。模型在边界处理和参数选取上进行了深入研究,能够模拟复杂边界、自由水面、岸边排放等大范围的混合区发展变化。大量实测资料验证结果表明,建立的两类数学模型均具有较高的模拟精度,能够精细模拟预测排污口附近的复杂水流特点和污染混合区范围[15~25]。

3.2.2局部江段岸边环境容量计算

岸边环境容量是在单个排污口混合区计算的基础上进行的。通过选择三峡库区代表性排污口,计算单个排污口的混合区范围,根据混合区水质保护目标,反推单个排污口最大允许污染负荷排放量。并利用下式计算得到整个江段岸边污染物最大允许排放量,即局部江段岸边环境容量:江段岸边环境容量/江段控制长度=∑排污口最大允许负荷量/∑混合区长度。

3.2.3计算结果分析

(1)在拟定的水质控制目标下,随着库水位升高,除少数排污口外,多数排污口的最大允许排污负荷量减少,各江段的岸边环境容量也随之减少;(2)按现状生活污水排放的CODCr和NH3-N的负荷计算,控制三峡库区污染混合区的水质参数是NH3-N,进行污水处理时,应优先考虑对NH3-N的处理;(3)利用二维和水平三维模型,针对重庆主城区、涪陵城区和万州城区3个重点城市江段的污染混合区,考虑多种不同的污染混合区控制方案组合进行大量计算,长度按照100m、200m、300m,宽度按照河宽1/10以及面积相同等进行组合计算,最终结果表明:单个污染混合区按照长度100m控制较为恰当。在此基础上,江段污染混合区长度按照总长度1/10、1/15、1/30进行组合计算,结果表明江段混合区控制在总长度1/30较为恰当。因此,污染混合区的控制指标为混合区长度。推荐三峡水库污染混合区控制标准为:单个污染混合区控制长度采用100m,江段污染混合区控制长度采用江段总长度的1/30;(4)在同样混合区水质控制目标下,岸边环境容量随库区水位抬高而呈减小的趋势。因此从水质偏于安全考虑,建议将175m水位下用长度控制的岸边水环境容量作为3个重点城区江段的水环境控制容量。见表5。

3.3水环境容量综合方案

从以上总体和岸边环境容量计算结果来看,对于总体环境容量,和建库前相比,长寿江段以下的总体管理环境容量是增加的,而且坝前水位168.6m和175m的环境容量基本相同。对于3个重点城区岸边环境容量,在限定的排污混合区控制标准下,污染负荷的最大允许排放量,必须进行削减。从水质偏于安全考虑,建议建库后三峡水库的3个重点城区城镇江段水环境容量按照175m水位岸边环境容量控制,其他江段则按175m水位总体环境容量控制,得出三峡水库水环境容量综合方案(见表6)。由表6可见,三峡水库建库后水环境容量综合方案为CODCr16.08万t/年、NH3-N0.90万t/年。

4结语

通过本文工作,有以下主要结论:(1)分析了三峡库区的污染状况,提出了三峡水库环境容量的计算原则、设计水文条件和水质保护目标。(2)以CODCr、NH3-N为污染物控制指标,计算了三峡水库建库前后的总体环境容量和岸边环境容量,推荐了三峡水库水环境容量综合方案。结果表明:三峡工程建成后,库区总体环境容量增加,岸边环境容量减少。(3)三峡水库建成以后,为了保护好库区水质,建议对三峡库区污染负荷按照总体环境容量进行控制的基础上,对重点城市江段采用岸边环境容量进行控制。(4)污染混合区的控制指标为混合区长度。推荐三峡水库污染混合区控制标准为:单个污染混合区控制长度采用100m,江段污染混合区控制长度采用江段总长度的1/30。

在水环境容量研究方面还有一些工作需要进一步开展,如重庆主城区嘉陵江段和涪陵城区乌江段岸边环境容量的计算;水环境容量分配原则的完善;允许排污负荷从河段再分配到每个污染源或排污口等。近几年的监测表明,库区江段的TP(总磷)已逐渐成为主要污染物质。三峡水库是否出现富营养化,也引起有关部门和公众的关注。泥沙对污染物的吸附和解吸的影响较大,汛期清浑水样的监测指标差别显著。因此,在今后的水环境研究中还应考虑TP和泥沙的影响等问题。

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WaterenvironmentalcapacityforthereservoirofThreeGorgesProject

HUANGZhenli1,LIYuliang2,LIJinxiu3,CHENYongcan2

(1ExecutiveOfficeoftheStateCouncilThreeGorgesProjectConstructionCommittee,Beijing100038,China;2TsinghuaUniversity,Beijing100084,China;3ChinaInstituteofWaterResourcesandHydropowerResearch,Beijing100038,China)

水环境论文篇3

根据国家有关法律规定,环境影响评价已成为基本建设程序中一个重要的环节。环境影响报告书是建设项目规划、立项、设计、施工及运行管理中重要的、具有法律效力的技术文件。环评报告与工程可行性研究报告有明确的分工:可研报告主要关注工程本身的各项指标,并不关注工程与外部环境的相互关系;环评报告则主要关注工程与外部环境的相互影响关系,为解决工程与外部环境之间的矛盾提供科学合理的方案。

可以预见,我国的水利水电建设面临着艰巨的任务。在环境影响方面,与其它工程相比,水利水电工程有突出的特点:影响地域范围广阔,影响人口众多,对当地社会、经济、生态环境影响巨大,外部环境对工程也同样施以巨大的影响。目前,整个社会对环境问题越来越重视,对环境质量要求越来越高,环境问题已成为水利水电工程建设中的制约性因素,环境影响评价也变得越来越重要。它在减小环境不利影响、保证工程建设与环境保护的协调性、把可能引起严重后果的问题解决在摇篮中等方面都有重要的作用。

笔者曾负责编制了许多水利水电工程的环境影响报告书,近来刚完成了山西省张峰水库工程环境影响评价任务,本文以此为例简要论述环境影响评价在水利水电工程建设中的作用。

2.水利水电工程环境影响评价的主要职能

从宏观的角度来讲,水利水电工程环评的主要职能如下:

(1)调查工程影响区自然环境及社会环境状况,调查主要污染源和主要污染物,监测环境质量现状;

(2)研究预测工程建设对当地自然、社会和生态环境产生的影响,研究外部环境对工程的影响;

(3)依据各种法律法规、标准等,制定防止、减缓环境污染的对策措施;

(4)从环境角度论证工程的可行性,为政府提供决策依据;

(5)从环境保护的角度为工程设计、施工、管理提供优化方案,为施工期环保设计提供依据;

(6)制定环境监测计划,计算环境保护投资,将环保投资追加到工程投资预算中,使环保措施能够实施;

(7)进行公众意见调查,沟通政府管理部门及建设单位与利益相关的群众之间的对话渠道。

在张峰水库工程环境影响报告书中,对以水库为中心的广大地区进行了社会、经济及生态环境的调查研究,重点对水环境、水文情势、土地资源、移民生活、下游水资源利用等一些问题进行了预测评价,提出了对应的缓解措施和建议。以上都是在水利水电工程建设中遇到的共同性问题。

3.山西张峰水库工程概况

张峰水库拟建于山西省晋城市沁河干流,水库为大(2)型,坝址以上干流长度为224km,控制流域面积4990km2,坝址处多年平均年径流量(自然状态)约为4.79亿m3。建设项目分为水库工程和输水工程两大部分,坝型拟采用粘土斜心墙碾压堆石坝,坝顶长637m,最大坝高72.2m,总库容3.92亿m3,库水面积为14.36km2。水电站拟设3台发电机组,总装机容量为1890KW。设计输水渠系由总干渠及3条支干渠组成,渠道全长约145km。工程开发目的是:城市生活供水;工业供水;农村人畜饮水;防洪;发电。

张峰水库工程环境影响报告书于2003年4月在北京通过了水利部、国家环保总局的审查,9月份获得批文,工程得到国家批准立项,目前刚开始施工。

张峰水库是一项典型的水利水电工程,其面对的环境问题具有代表性,因此,以它为例子,能很好的说明问题。

4.水环境保护问题

我国的多数水库都兼有向城市供水的任务,水库建成后,如何确保水质显然是最重要的任务之一。水质预测及保护措施的制定是环评中要解决的首要问题之一。水库水环境保护问题涉及到广大的地域范围,涉及到众多复杂的因素。在张峰水库工程环境影响报告书中,有关水环境问题主要做了如下几个方面的工作:

4.1掌握污染源及水质现状

对库区上、下游沁河干流沿线的10多个重要城镇进行了实地调查,了解了社会经济及环境状况,把握了污染源情况,收集到了大量资料。调查范围涉及坝址以上120km、坝址以下80km。

在以库区为核心布设了6个监测断面,对丰、平、枯水季节的水质进行了取样监测,监测项目有水温、PH值、DO、CODcr、BOD5、氨氮等17项,对水文情况也进行了同步测量。还收集到8个常设水质监测站的资料。按《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)对水质现状进行了评价。

4.2对水库水质进行了预测

根据上游地区两个县的经济发展规划及环境保护规划,以2010年及2020年为水平年,对污染源进行了预测。选用95%及50%保证率的流量,利用数学模型对入库水质、出库水质进行了预测,预测了污染物需要控制的总量。

4.3进行了富营养化预测

总磷是影响水库湖泊富营养化的控制性因素,通过计算总磷浓度计算及类比调查,进行了预测分析。报告中分析了磷的来源,对总磷的入库负荷进行了预测,利用Dillon模型计算了库水总磷浓度。对临近两座已运行了40多年的大型水库进行了调查。综合各种条件,对水库发生富营养化的可能性给出了结论。

4.4对水库下游河道水质进行了预测

水库的兴建将会大大地改变下游河道的水文情势,引起河道水质变化。基于对下游社会、经济、环境的调查,预测了2010年、2020年下游河段污染物排放量,利用一维河道水质模型,预测了枯水年、平水年情况下水质变化,为下游地区制定水环境保护目标提供了依据。

4.5制定了水环境保护规划、提出了明确的保护措施

根据国家有关规定,制定了水库上游地区水环境保护规划。划分了3级保护区,明确了各保护区的范围,明确了各级保护区水质保护目标,明确了各保护区环境管理要求,明确了各保护区内人类开发建设活动的控制要求。

5.水温问题

水库蓄水后,水温沿水深方向变化较大,大坝泄流水温与自然水温之间产生一定的差别,对河道生态环境及农田灌溉产生一定的影响。预测水温变化也是环境影响报告书的重要内容之一。

张峰水库坝前水深在50m以上,为深水型水库,根据气象参数、水库特征、入库来流、运行调度等条件,利用经验公式对一年中各月的坝前垂向水温分布进行了计算预测,发现5~6月表底温差最大,可达5~8℃。5~6月是农业灌溉期,也是水生生物重要的生长期,下泄水温比自然水温低4~6℃,利用数学模型对水库泄水水温沿河道的变化情况进行了计算预测。发现泄水要流淌近35km左右的距离后,水温才能恢复到低于自然水温1~2℃的程度。据此可以判断出水温对河道生态环境及农田灌溉的影响区间,为制定相应的对策措施提供了依据。

6.最小下泄流量问题

中国经济快速发展,对水资源需求量越来越大。特别是在北方地区,河流水量本来就少,再加上近年降雨偏少,水资源更加宝贵。由于河流穿越的行政区域较多,上游修建水库截水,加剧了下游地区用水困难,因此,上下游地区之间经常因此产生矛盾。应该确保多大的最小下泄流量往往是争执的焦点。从水生态环境保护的角度看,也需要确保一个最小基本流量。最小流量问题往往需要上级政府进行协调,把结果落实在环境影响报告书中。张峰水库工程也遇到了这样的问题。

沁河发源于山西省,出山西流入河南省,最后注入黄河。修建张峰水库的计划,引起了下游河南省的极大关注。在最初的可行性研究报告中,将润城断面(坝下约80km)的实测最枯流量0.86m3/s作为控制大坝放流量的数据。河南省则提出了不低于3m3/s的要求,若满足这一要求,则水库规模需要大幅度减小,工程的经济效益就变得很小,因此,山西省无法接受。最后,在水利部的协调下,标准确定为1.5m3/s,被双方接受。这一流量也满足90%保证率月均流量的生态基准要求。

环境影响报告书中对以上问题进行了计算和论述,可行性研究报告则依据环境影响报告书的内容对水库进行了调整设计,适当减小了水库规模。

7.淹没影响问题

水库工程有一个共同的特点,就是淹没损失较大,淹没大量耕地、树木,拆迁大量的房屋,有的还要淹没珍稀生物、淹没文物古迹。这些淹没损失是无法避免的,也是不可逆的。一般在工程可研报告中,这些淹没实物数据都能够列出,目的是为了计算补偿损失,作为工程投资的一部分。环境影响报告书则从价值的角度进行详细地调查论证,提出符合环境保护政策的、切实可行的处理措施。

张峰水库淹没范围涉及10个行政村,搬迁人口3730人(1114户);淹没土地15431亩,其中耕地9716亩、园地627亩、林地1556亩;淹没房屋20多万m2;清除树木28万颗。这些淹没对于生态环境来讲是一大损失。

评价单位利用卫星遥感技术对拟建库区的土地利用状况进行了宏观测量,在现场对村镇建设、农田耕作、树木植被、动植物情况等进行了调查,评估出了农田淹没对农业生产的影响,评估了生物量的损失,进而提出了移民农业扶持措施及生态补偿措施。这些措施对于减少农业损失、维护生态环境有一定的作用,但要完全挽回损失是做不到的。

8.移民拆迁问题

在水利水电工程建设中,移民数量往往较多,移民问题显然是最复杂、最敏感的事情,容易引发社会矛盾。一般情况下,都专门制定“移民安置规划”,但移民设计到的问题多而复杂,是一项需要行政支持、多专业协作才能完成的工作。在此问题上,环境影响评价的作用是从另外一种观点来审视移民规划是否适当,对规划提出一些修正意见。

张峰水库工程初步移民规划中,拟将3700多移民安置在附近12处村庄,并提出了利用山沟淤地80ha作为耕地的计划。在环境影响评价中,对淹没区及安置区的社会、自然环境状况进行了调查研究,认为移民计划与土地资源及生产能力不均衡,对部分村庄原居民的生活影响较大,提出了新的平衡配置方案。此外,山沟淤地措施难以实现,建议放弃。还提出了政府投资支持移民搞好农田灌溉设施、改善农业种植结构、提高农民收入水平的建议。以上重要建议均被采纳,进一步完善了移民方案。

9.下游水资源利用影响问题

一般情况下,山区河谷地带人口密集、村镇众多、资源丰富、土地开发利用较完备。在上游修建水库会对下游水资源利用产生较大的影响,也是环境影响报告书的要解决的重要问题。

评价人员对库区以下沁河干流约80km范围内的5个乡镇、几十处村庄、十几座小水电站的水资源利用情况进行了实地调查。

个别村镇从河床底下取水,作为生活用水。绝大多数村镇及工矿企业用水均取自地下水,一般不直接从河道取水。下游共有140多处农业灌溉抽水点,2万多亩农田灌溉面积,合计最大取水量约40000m3/d。上游修建水库提高了旱季供水的保证率,对农业用水有益处。

水库下游已建有12处小水电站,总装机容量约1万KW,年总发电量约3千万度,还有2个规划待建的小水电站。这些小水电站单机容量在200~800KW之间,机组台数在2~4台,都属于当地县、镇、村投资建设。环境影响报告书中对小水电发电损失进行了计算评估,提出了建立协调机制、确定补偿措施、及时通知投资者修改待建小水电规模的建议。

10.上下游经济发展不均衡问题

已有经验说明,水库修建以后,对供水区的社会、经济发展及生态环境有很大的利益,而由于在上游实施水环境保护规划,使上游地区的城镇建设及工业发展受到严格限制,地区间经济水平差距进一步扩大。在山西省,水库上游地区的民众对此有很大的怨言。2003年4月,在北京审查环境影响报告书时,山西省环保局官员则强烈要求在环评报告中提出一套经济补偿方案,由受益区以一定的方式补偿上游受损区。这一要求在与会者中引起了很大的争论。经济补偿问题涉及到的社会、经济问题复杂,需要省政府制定统一的政策、需要省人大立法,在环境影响评价的层面上已无法解决此问题。最后,环境影响报告中提出了一些建议:建议地方政府统一协调,由受益区制定扶持上游地区经济发展的计划,支持上游发展旅游、生态农业及污染较轻的产业,投资帮助上游治理污染。

11.结语

水利水电工程在环境影响方面有突出的特点,表现在影响地域范围广阔,对社会、经济、生态环境影响巨大,外部环境对工程的影响也十分巨大。水质保护、水温、水文情势变化、最小下泄流量、淹没影响、移民拆迁、下游水资源利用、上下游经济发展均衡性影响等是水利水电工程建设中最常见、也是最重要的环境问题。环境影响报告书在减缓环境影响有重要作用,在水利水电工程建设中,担当着重要的角色。

最后的一点启示

水环境论文篇4

(一)监督及保障企业履行环保责任的有效措施。

经济快速发展造就了大量的新增企业,而有些企业为了更方便生产经常建在河流或湖泊附近,如造纸、水泥等行业的企业。其中部分企业为了减少成本而往往忽视环境安全问题,利用水域环境直接排放生产的污水、废水,导致水资源遭受严重的破坏。此时,针对该类企业的水资源审计便是监督其履行水环境保护责任的一项有效措施。除了有效地监督企业履行其环保责任以外,水资源审计的实施还有利于企业更清晰地核算成本。秉承“谁污染谁治理”的原则才能更真实地核算企业产品成本,而不是忽略水环境成本,用水环境的无偿使用为代价来为企业虚增利润,而让社会为其生产所导致的水环境污染买单。

(二)落实国家政策实施的内在要求。

为了有效地解决资源审计问题,审计署出台了《关于加强资源环境审计工作的意见》,意见中明确指出资源环境审计工作的指导思想、主要任务和发展目标,并强调资源环境审计的重要性和紧迫性,使我们意识到应当以“审计之眼”关注资源浪费及环境污染问题以实现经济的可持续发展。审计署审计长、党组书记刘家义在《深入贯彻落实党的十精神、全力做好新时期审计工作》一文中也强调加大对资源节约和环境保护情况的审计力度,促进生态文明建设。水资源作为最重要的资源之一,加强对水资源的审计是落实资源审计政策的内在要求。

(三)实现可持续发展的必然要求。

经济发展与环境保护的矛盾日益严峻,世界各国纷纷意识到可持续发展的重要性。为了响应国际号召,我国政府在1992年就提出了以实现可持续发展为主线的十大对策,这意味着我国从传统意义上的环境保护向可持续发展战略观点上转变。在这种新的经济增长模式下,环境审计应运而生,在更高层次上对各经济组织的环保责任履行情况进行考察和监督,从而更有效地保障环境安全,推动生态文明建设,实现经济可持续发展。

二、水环境治理及信息披露分析———以晨鸣纸业为例

我国目前水资源审计主要以政府为指导,只有企业有意愿并进行了恰当的环境信息披露,才能保障水环境审计更有效的实施。然而大量研究都表明我国上市公司环境信息披露存在较大问题,任月君和杨琳琳(2012)从重污染企业中选取了30家上市公司,在研究其2008-2010年年报时发现我国重污染企业环境信息披露存在内容不规范、模式不统一的情形。裴潇等(2013)利用2006-2011年化工类企业年报数据进行实证研究,结果发现我国上市公司环境信息披露受到公司盈利性等因素的影响,尽管其披露内容及形式在不断改善,但从内容上来看,依然缺乏定性与定量相结合的披露。那么针对特定重污染企业而言,在面对外界环境保护压力时,其是否在努力执行自身的环保治理义务并进行合理披露呢?本文结合晨鸣纸业来分析对水环境治理及相关信息的披露状况。

(一)晨鸣纸业情况介绍。

晨鸣纸业是一家集制浆、造纸、能源生产于一体的大型造纸企业,1993年成立于山东省寿光市,并于1997年在深圳交易所上市,2008年在香港联合交易所上市。晨鸣纸业旗下拥有几十家子公司,是中国企业500强和世界纸业50强,并且是全国同行业中第一家取得ISO14001环保体系认证的企业。其股票同时在A股、B股及香港H股市场上市,毫无疑问是一家“明星上市公司”。然而近几年,晨鸣纸业几乎每年都会被爆污染问题,曾多次受到环保部门对其环保问题的公开谴责或处罚,媒体也对其污染问题进行了大量披露。其下属子公司武汉晨鸣及寿光晨鸣甚至曾因污染问题过于严重而被环保部勒令停业整改,2011年,晨鸣纸业因污染问题更是遭到国内24家民间环保组织的集体宣战。

(二)晨鸣纸业财务报表中水环境治理及信息披露。

1.排污费分析。

李璐(2012)根据世界最高审计机关下属的环境审计工作组(WGEA)在2004年的水环境审计指南,将水环境审计对象划分为水环境立法、水环境政策、排污费、公开披露的信息等七类。而排污费作为从财务报表中能够直接获取的财务信息,且作为一项罚款,能够保障法规的执行,并在一定程度上降低环境污染行为,其审计重要性不言而喻。晨鸣纸业在2005-2013年,其报表“支付其他与经营活动有关的现金”的明细项目中披露了企业的排污费,其具体情况如表1所示。总体来看晨鸣纸业的排污费较大,每年都超过了2000万元的投入,表明企业对水环境有较高的关注程度。然而2013年相比于2005年其营业收入实现了成倍增长,但是排污费反倒下降了31.36%。排污费占营业收入的比重也在2005年这一年达到最高(0.37%),而之后的几年一直处在0.20%的边缘波动,在2012和2013年其所占比重更低,占营业收入的比仅相当于2005年的三分之一左右。排污费作为一项国家针对企业污水排放而征收的费用,其下降意味着企业的污水排放数量减少或质量的提高,而晨鸣纸业近几年屡陷“污染门”事件,那么它的污水排放数量真的减少了吗?或者排放质量提高了?还是只是为了保障利润而压缩环境成本?这是对晨鸣纸业水环境审计应当关注的问题。

2.涉及环保的政府补助分析。

晨鸣纸业作为造纸行业的龙头老大,2012年净利润相比于往年大幅下降,仅4000多万元,比2011年下降92.07%。而2012年晨鸣纸业营业外收入中披露政府补助金额高达25871万元,因此曾被媒体披露疑触成本红线治污无力,靠政府补助度日。晨鸣纸业2013年2月26日提示性公告指出,企业不存在靠政府补助度日的情形,2012年利润的大幅下降主要系:全球经济增速明显放缓,行业新增产能集中投放,国内供求关系严重失衡,行业整体经济效益下滑。晨鸣纸业获得政府补助的金额相比于同行业其他企业具有一定优势,在政府补助中涉及环保项目的金额占据一定比例。2008年和2009年晨鸣纸业政府补助涉及到环保项目的金额分别达到5244万元和2944万元。给予企业较高的环保补助也意味着国家对环保的重视程度,但是晨鸣纸业的财务报表中并没有详细披露相关环保补助的使用情况,这也应当是今后水环境审计关注的重点内容,以合理保障资金用在恰当的位置,发挥其应有的效果。

3.财务报表及社会责任报告中涉及其他环保信息。

从查阅公司的财务报表可以得知,除了披露排污费、环境保护专项资金补助等财务数据以外,公司还涉及到一些环保理念和思想的描述性披露,但披露依然不够详尽,难以掌握全面的信息。阅读公司的社会责任报告可以发现,其中有一项内容为环境保护与可持续性发展,其简要披露了公司的环保投资情况,同时也包含大量描述性的阐述。尽管存在企业水环境的相关信息披露,但并不足以让社会完全信服,一旦关于企业水污染丑闻爆发,依然难以摆脱嫌疑。

三、水环境审计现状及改进对策

(一)水环境审计现状。

从目前来看,除了企业披露的水环境信息不全面加大了水环境审计的难度以外,水环境本身的独特性等因素也会加大水环境审计的困难从而导致水环境审计发展缓慢。

1.监督力量薄弱。

目前水环境监督力量薄弱,往往在水环境事故发生之后才对其进行审计,事前监督效果有限。甚至有些事故爆发之后,都没有及时被公众获知,如2010年紫金矿业铜矿湿法厂发生铜酸水渗漏事故,几天后公司才向社会披露。水环境监督难题的根本原因在于企业水环境成本的外部化,由于水环境本身流动性、公共性等特点,导致责任归属困难,取证成本也大幅度提高。此外,即使花费了大量的成本进行审计并发现了相关问题,但对企业而言其改进和落实力度依然不够。甚至有些企业屡次被查出水环境问题却依然我行我素,抱有侥幸的态度。

2.内外部审计推动力不足。

从审计动因来看,内外部审计动力依然不足。我国近年来对环保重视程度的加强也带动了政府环境审计的发展,其中水环境审计占据着环境审计的核心。但同发达国家相比,我国水环境审计无论是在数量、质量还是范围上看,都存在较大差距。一方面是由于我国水环境审计本身起步较晚,另一方面则是因为社会公众对水环境审计并不是很了解从而对水环境审计诉求不高,抑或者社会公众并不相信水环境的审计结论。对企业内部而言,水环境带来的经营风险还没有引起足够的重视,企业没有意愿花费高额的成本对水环境进行治理或者审计。独立水环境审计的推动力也不足,其发展处于停滞不前的状态。由于投资者本身对水环境的审计关注度要少于对企业财务状况的关注度,并且水环境审计短期内带来企业价值提升的可能性较小,因此企业在非必要的情况下,不会高价邀请外部独立单位对其水环境信息出具审计报告。

3.企业间的信息可比程度不高。

企业的经审计的财务报表,投资者可以利用横向和纵向比较来分析企业的发展状况和行业内所处的竞争地位。然而对于水资源审计,由于各企业的状况存在差异,且部分水环境信息难以像财务数据一样实现量化,投资者难以根据水环境的审计状况来判断企业的状况,此时对水环境的审计对投资者而言作用微乎其微。

(二)水环境审计改进对策。

1.实行以注册会计审计为主导的合作审计。

目前我国水环境审计主要是以政府为指导,而对相对客观独立的注册会计师审计利用程度极低,然而相比于政府审计和企业内部审计,注册会计师审计能更高效地为企业水环境信息提供鉴证。同时由于水资源本身具有流动和循环的特点,特定的水资源可能涉及到多个区域。如北江流域爆发的镉污染事故,因韶关地处北江上游,该段流域的镉污染将导致下游城市数千万居民的饮水出现问题。此外,水环境审计还涉及到多个行政单位和企事业部门,既包括公共领域也包含私有领域,对特定的水环境进行质量鉴定,还需要专业技术人员的参与。因此在我国应当实现以注册会计师为主导的同其他各相关组织和人员的联合审计,只有参加审计的各合作方真正的做到合心、合力、合作,才能保障水环境审计更有效的执行并提高其出具的水环境审计报告的质量。

2.以财务审计为突破口,逐步实现合规审计和绩效审计。

对企业的水环境实施财务审计、合规审计和绩效审计相结合的审计是未来发展的必然趋势,但从目前状况来看,企业对环保资金的筹资及其使用途径依然存在较大纰漏。如对政府给予的环保补助使用途径不明,排污费等归属账户不清等情形。该类情况的存在导致国家的水环境保护投入大打折扣,从2005年至今我国水环境投资总额实现了成倍的增长,而水环境状况却并没有得到大的改善。因此目前应当加强对水环境信息的财务审计,在保障企业水环境财务信息真实可靠的基础上逐步走向绩效审计。

3.加强水环境审计信息建设,规范审计报告格式。

为了提高企业水环境审计对投资者和社会大众的有用性,应当加强水环境审计信息建设并规范审计报告格式。水环境信息化建设要求建立审计信息化系统、网络系统与安全系统,把一系列的水环境信息纳入系统中,以便提高水环境审计信息的优化配置并实现资源共享,做到水环境审计的事前预警、事中监控和事后鉴证,从而提高水环境审计质量。此外,水环境审计报告作为水环境审计的阶段性成果,其向报告使用者传递的信息有用性至关重要,因此应当规范政府、企业内部和注册会计师出具的水环境审计报告应当包含的内容及其格式。政府水环境审计报告应当包括污水处理费和排污费、水污染治理状况、政府水环境相关补助使用情况等内容。企业内部水环境审计报告则应当侧重水环境相关考核指标的规范及目前水环境状况、水污染治理制度及其实施情况、水环境治理项目资金管理。而作为独立第三方的注册会计师水环境审计报告,则要更多地考虑投资者的需求,将水环境信息可能带来的风险准确估计并纳入报告内容。

水环境论文篇5

关键词:重金属污染;环境保护;水体处理技术;重金属污染处理方法

自从人类进入工业化时代以后,虽然带来了经济上的繁荣,但是付出的环境代价是惨痛的,近年来严重的环境污染问题已经是社会焦点话题,特别是重金属的污染情况已经严重的危害到了人们的健康和生命安全。工业的重金属的排放形式主要是以水污染的方式进行排放的,工业重金属污水排放已经成为重要的环境污染问题[1,2]。根据污水的渠道进行划分可以分为:矿产资源开采重金属污水、工业生产重金属污水、民用生活重金属污水和农药重金属污水等。而自然状态下重金属的污染来源主要是由地质风化作用造成的。重金属污水中重金属元素具有难以消除、危害性大等特点,有的重金属甚至是含有剧毒性,还有一些重金属元素是严重的致癌元素。

1重金属水体污染分析

Cd、Cr、Mn、Ni、Pb、Hg、Ge、Co、Zn等元素都会对水体造成严重的重金属污染。在通常的状态下,及其微量的金属元素是不会对水体产生污染,但是这些金属元素一旦超过一定的标准时,就会对水体产生一定污染危害。在自然界下的水质当中本身会含有一定的金属元素,但是这些金属元素含量及其微小不会对水质产生影响,因此,在自然状态下水质中的重金属元素不会对水质和水中的动植物产生影响。但是由于人为因素向水中排放大量的重金属元素,除非使用相对应的处理方法,否则很难在自然状态下进行沉淀和过滤。按照排放量进行排名主要的工业排放企业包括:矿产资源企业、金属熔炼企业、化工企业、造纸相关行业、制革产业、染烫行业等等,在这些工业领域中排放大量的污水同时带有Ni,Pb,Cd,Cr,Hg等重金属元素。重金属超标的污水中是含有一定的毒性,不仅仅会对水质中的生物产生影响,重金属污水还会通过地下水污染地层水源,水源被植物吸收后会在植物体内进行沉积,人类或者是动物吃了吸收了重金属污水的植物后会对身体产生一定的毒副作用。

2重金属污水处理技术

对含有重金属污水的处理和净化方法已成为社会舆论和环境研究的重点之一,根据目前的技术对重金属污水处理方法主要包括有物理方法、化学方法、生物方法等。

2.1物理方法

吸附法是最常见的物理方法,利用一些具有多孔性物质作为吸附剂投放到重金属污水中去吸附水中重金属阴阳离子。活性炭是目前使用最早,并且运用最为广泛的吸附物质,活性炭表面积大、吸附能力强,但是使用成本较为昂贵,并且难以脱附,由于成本的原因限制了活性炭在重金属污水处理中的发展[3]。所以,寻找一种吸附能力强并且价格低廉的吸附材料是当今研究热点话题。除了活性炭以外,还经常使用矿物质材料、工业废料以及农业废弃物等作为廉价的吸附材料。沸石是最早的重金属污水吸附材料,沸石的骨架结构比较复杂有很大的接触面积,具有很强的吸附性。

2.2生物方法

微生物絮凝法是最常见的生物净化污水的方法,微生物絮凝法利用微生物或细菌生物进行新陈代谢产生一定的絮状物,通过这些絮状物进行絮凝沉淀去除重金属的方法[4,5]。微生物絮凝法对重金属污水的处理效果好,并且使用安全、方便、无毒,不会对水质产生二次污染,微生物新陈代谢的絮状物还是水中植物的废料,并且沉积的重金属元素可以很方便的进行分离,对重金属污水处理的微生物培育方便生长环境要求低,比较适合大量的工业重金属污水过滤所使用的。利用微生物进行絮凝沉淀法对重金属污水处理效果如表所示。

2.3化学方法

化学沉淀法是根据重金属能够与某些化合物进行反应,生成不溶于水的重金属化合物。这些不溶于水的化合物会在反应区进行沉淀。化学沉淀法所利用的原理都是根据重金属的化学性质所决定的,重金属污水在经过一系列的化学反应区后,让污水中的重金属离子由原来的游离状态变成金属化合物沉淀下来,在通过进一步的化学反应进行分离。目前为止最常使用的化学沉淀法主要分为:凝聚沉淀技术、酸碱沉淀技术、三氧化二铁沉淀技术、矿化物沉淀技术以及反应盐沉淀技术等等。

3结语

随着工业化进程的加快,经济的增长伴随着环境的污染,其中环境污染最为严重并且危害最为广泛的就是重金属污水的污染,对重金属污水的处理法方法已经成为当今的热点话题。本文通过对重金属污水的分析作为切入点,细致的研究了重金属污水的处理方法,希望对环境的保护以及对重金属污水处理能够提供理论依据。

水环境论文篇6

本研究需要全国多年平均降水量、多年平均气温、土壤有机质含量分布、全国土地利用类型分布、农作物分布、作物种植制度等数据及资料。

1.1气象数据从“中国气象科学数据共享服务网”下载得到遍布全国的气象站点1970—2001年的气象数据[9],包括了每日降水量和每日平均气温,根据这些数据计算得到每个站点的多年平均气温和多年平均降水量。利用ArcGISRDesktop9.2对这些点状数据进行插值,得到全国范围的多年平均气温和多年平均降水量分布图。

1.2土壤数据土壤有机质含量分布图来自中国农科院农业资源与农业区划研究所数字土壤实验室[10],为面状矢量数据,每个多边形的主要属性信息包括了多边形的面积以及该多边形所含土壤有机质百分含量的范围。

1.3土地利用类型数据来自中国科学院资源环境科学数据中心的全国1km分辨率土地利用类型数据,为栅格数据,其土地利用类型包括耕地、林地、草地、水域、城乡工矿、居民用地和未利用土地。

1.4其他资料进行分析所需的农作物分布、气候及农业区划、作物种植制度等资料来自于互联网及相关学术期刊、专著与权威图集。

2研究方法

2.1两个概念在阐述场景体系建立的方法之前,有必要对本研究中将涉及的两个概念作出解释。(1)百分位(Percentile):百分位是统计学术语,是一个位置指标,用Pp表示,描述一组升序排列的数据中第p百分位置上的数值。计算百分位的方法各种各样,在本研究中,我们使用的是MicrosoftExcelR中的Percentile函数,其语法如下:Pp=Percentile(Array,p)式中:Array为求算百分位的数组或数据区域;p为百分比值,在0到1之间;Pp为返回的第p百分位上的数值。(2)地下水的农药淋溶脆弱性:脆弱性(Vulnera-bility)这一概念起源于自然灾害研究[16],并广泛应用于环境科学、生态学、气候变化、土地利用、可持续发展科学等多领域研究[16-18]。在本研究中,脆弱性是一个相对的概念,是待评价系统暴露于不利影响或遭受损害的可能性。农药在施用后对环境系统的负面影响总是存在的,为保证农药的施用在可以接受的程度上是安全的,需要制定安全标准(如国家标准或行业标准等)。如果某种农药对环境的危害位于规定的安全标准之内,则认为农药在该环境系统中的施用是安全的;如果超过了这一安全标准,则认为环境处于脆弱状态。在本研究中,脆弱性概念与百分位概念结合,一起表示受到农药施用污染影响的、按规定要保护的环境系统,从而保证了既能找到脆弱的农业生产环境,而百分位概念的使用又避免了将极端情况纳入考虑范围。“现实中最糟糕的情况”并不是一个极端恶劣的情况,而是由百分位确定的相对恶劣的情况。欧盟国家通过多年研究论证,采用地下水对农药淋溶脆弱性达至第80百分位的土壤有机质含量和多年平均降水量作为场景点的构建标准,从而实现地下水场景点的脆弱性达到第90百分位的[2-3]。任何一种农药如果在这些场景点的气象土壤条件下是安全的,那么该农药在90%的欧盟其他区域也是安全的。我国目前尚未制定针对地下水的农药浓度限量标准。由于地下水是我国重要的饮用水源,应充分保证农药的施用对多数地下水不构成威胁,相关管理部门认为必须保证农药施用在我国99%的地下水环境系统中是安全的。针对旱作农田与地下水这一环境系统,其脆弱性主要由土壤有机质含量和多年平均降水量决定,因此定义农药的淋溶脆弱性达第90百分位的土壤有机质含量与农药的淋溶脆弱性达第90百分位的多年平均降水量共同体现了脆弱性达第99百分位的环境系统。倘若农药对99%的环境系统的风险是在安全范围之内的,便认为该农药可以在实际环境中施用。

2.2场景区的划分我国地域广阔,气候、土壤等自然条件复杂,农业耕作制度和生产条件差异明显。因此,首先把全国分成若干个在一定程度上具有比较近似的气候和农业生产特征的场景区,然后在每个场景区中构建标准场景是科学和切合实际的方法。场景区一来有利于在构建标准场景的前期减少同时考虑降水、气温、土壤、作物等多个影响因素产生的复杂性,二来将全国分为几个区域避免了在构建标准场景时对全国主要农业生产条件的遗漏。降水量、温度、土壤理化性质、作物特征是影响农药环境行为最关键的几个因素,它们共同决定了农药在环境中的转化、淋溶、挥发等环境行为,进而决定了农药对环境的污染程度。大量研究表明,农药的用量、水溶性、施药地区的降水量或灌溉水量、施药地区土壤质地、地下水水位对农药能否造成地下水污染的影响最大[19-21]。在本研究中,首先选择降水量和温度作为划分场景区的主要依据,主要因为:一是农作物的分布与降水量、积温等气候条件密切相关;二是土壤种类及土壤有机质含量的不同分布也与各地降水、温度存在联系。场景区划分的主要步骤是:将全国多年平均气温和多年平均降水量分布进行叠加,形成各级多年平均降水量和多年平均气温的组合,然后结合农作物分布特征、地形特征调整组合,最终得到能代表全国主要气候特征和农业生产条件的场景区。首先按400mm和1000mm等值线将全国多年平均降水量分布图分成三区,之所以选择这两个等值线是因为多年平均降水量400mm和1000mm是我国气候带划分的依据之一,并且也是我国不同的常年灌溉地带、不稳定灌溉地带和水稻灌溉地带划分的依据[22]。按8、12、16、20℃等温线将全国多年平均气温分布图分成5个区域,这些等温线与上述降水等值线叠加后产生的区域与中国农业自然区域大致吻合。不同自然区域和水利条件对农作物分布和农田耕作方式都有极大影响,因而也是我们在选择标准场景时要重点考虑的。根据场景区数量不超过10个、场景区不宜太过零碎以及场景区应代表全国主要农业生产条件的原则[2],叠加后的结果经过合并、调整,最终得到的结果如图1所示,各个场景区的气候、地理、农业生产特征如表1所示。

2.3场景点的选择场景区表现了我国气候特征和农业生产的主要空间分布规律,而土壤特性则是从每一个气候特征和农业生产相对一致的场景区中选择场景点的主要依据。土壤特性包括土壤机械组成、pH值、容重、有机质含量等,其中土壤有机质是吸附农药的主要载体,土壤中有机质含量越高,吸附性能也越强,使可淋溶的农药量减小,因而淋溶深度也减小,对地下水的威胁也越小,也就是说,使农药淋溶脆弱性越大的土壤种类其有机质含量越小。本研究根据各个场景区中土壤有机质含量的分布,选择出使农药淋溶脆弱性达到第90百分位的土壤有机质含量所处的位置,结合气象资料选择出各个场景区的场景点所处位置。下面以华北区为例阐述场景点的构建过程。场景区中使农药淋溶脆弱性达到第90百分位的土壤有机质含量,与场景区中旱地的面积和土壤有机质含量的分布有关。首先利用ArcGISRDesktop9.2,提取土地利用图中的旱地,并与土壤有机质含量分布图[10]叠加(图2),新图层的属性包括了每个多边形的面积、土壤有机质含量级别、平均土壤有机质含量。将图2中所有多边形按平均土壤有机质含量升序排列,计算土壤有机质含量各个级别的累积面积比例。由于土壤有机质含量与地下水农药淋溶脆弱性是负相关关系,累积面积比例的第10百分位实际就是脆弱性达第90百分位的土壤有机质含量,选取累积面积比例在第10百分位处的土壤有机质含量的分布区域作为该区域“最脆弱”的土壤,即标准场景点的候选区域。场景点既代表现实中最糟糕的情况,也是建立在真实数据基础之上的,因此场景点必须选在能收集到各种详细气象和作物生产数据的地点。鉴于此,农药淋溶脆弱性达第90百分位的旱地、年降水量接近该地区平均水平并且靠近气象台站的地点是场景点的最佳区位。根据这一原则,3个场景点在华北区构建完成,如图3所示。其他4个场景区中的场景点根据相同的步骤依次选出,由于青藏高原区的农业用地占全区土地面积的比例不到2%,不在该区选择场景点。全国共选择出11个地点用于构建标准场景,如图4所示,各场景点的主要属性如表2所示。

3结果

根据气候、农业特征,全国被划分成6个场景区,分别是东北区、西北区、华北区、长江流域区、华南区、青藏高原区(图1)。其中,青藏高原区的旱作农业地比例极小,该地区农业在全国农业中所占的比重也很小,因此不考虑在这个场景区选择场景点。剩下的5个场景区中一共选择出11个地点用于构建标准场景(图4)。

3.1场景区主要特征各个场景区的主要自然特征、农业条件和作物种植特征分述如下。

3.1.1东北区该区是中国主要的商品粮和大豆生产基地。纬度高,积温不高,年降雨量400~800mm,作物生长期短,主要从4月到10月;土地肥沃,土壤有机质含量较高;耕地主要分布在三江平原、松嫩平原、辽河平原等地区;地下水、地表水丰富,适宜灌溉。玉米、大豆、春小麦、水稻和高粱是该区5种重要的作物,主要轮作方式是一年一熟。

3.1.2西北区该区位于半干旱、干旱气候区,干旱少雨,年降雨量低于400mm,积温低;草原面积大,畜牧业发达;地表水稀少,地表蒸发强烈,灌溉条件不好,仅在有河水、冰雪融水、地下水灌溉的地区,农作物生长较好,形成主要农业区(宁夏平原和河套平原的引黄灌溉农业区);甘肃河西走廊的农田利用祁连山的冰雪融水灌溉;新疆各盆地边缘的绿洲主要依靠高山冰雪融水和地下水等进行灌溉而形成绿洲农业。主要作物有玉米、马铃薯、春小麦、大豆、谷子、高粱、棉花、春油菜等,一年一熟。

3.1.3华北区该区属于暖温带气候区,可分为东部的黄淮海平原和西部的黄土高原。前者是我国重要的冲积平原与重要的农业区,地势平坦,土层深厚,年降水量达到500~1000mm,但降水和地表径流分布不均;主要作物有冬小麦、玉米、大豆,另外,烟草、花生、油菜、向日葵也有很大种植面积,两年三熟或一年两熟。后者降水量400~600mm,但年内和年际间分布不均;土壤肥沃,但土质疏松,地表无植被保护,水土流失严重,并且由于长时间的水蚀使得土地表面被切割成纵横交错的台地、脊、沟壑,地下水水位较深;该区种植冬小麦、玉米、马铃薯、黍子、谷子、大豆、芝麻、高粱等,南部两年三熟,北部一年一熟。

3.1.4长江流域区该区属于亚热带气候区,积温高,无霜期210~340d,雨季长,雨量充沛,农业、林业和渔业都很发达。东部多平原宜耕地面积大,西部多山多丘陵,山间盆地和河谷成为主要的农业生产区。主要作物有水稻、玉米、冬小麦、烟草、冬油菜、花生、芝麻、大豆、甘薯、马铃薯、甘蔗、亚麻、西瓜、苹果、梨、葡萄、柑橘等,一年两熟或一年三熟。

3.1.5华南区该区位于亚热带和热带地区,高温多雨,水热资源极其丰富,但各季节降水分布不均,雨季导致严重的水土流失;90%面积是丘陵区,适合农业生产的水平盆地有限;土壤多为赤红壤、砖红壤。水稻、玉米、大豆、甘薯、马铃薯、小麦、花生、油菜、甘蔗是主要作物,轮作方式为一年三熟或四熟。

3.1.6青藏高原区该区地势高、气温低,自然条件恶劣,高原上不适合农作物的生长。只有在海拔较低的河谷地区,水热条件组合相对较好,适宜发展种植业生产,因此在南部的雅鲁藏布江谷地、东部的湟水谷地形成了河谷农业生产。主要农作物是青稞和小麦。这个场景区农用地比例小,在全国农业所占的比重也较小,因而不考虑在该区构建场景点。

3.2场景点主要特征场景点的气象、土壤、地下水、灌溉条件、作物特征等数据是标准场景的重要组成数据,其中的主要属性如表2所示。

3.3PEARL模型检验为了检验本研究所建立的场景体系的科学性及其在中国适用性,在本节中将所构建的标准场景参数录入PEARL模型数据库中,并选择三种不同类型的农药进行测试。PEARL模型是欧盟用于判断新农药对地下水有风险与否的官方模型之一,其中设定了环境、农业生产条件等对农药环境行为产生影响的要素组成的若干个标准场景,用户只需选择场景点、作物类型、灌溉方式,并输入需要评估农药的物理化学性质,设定模拟时期,便可以获得该农药进入地下水后的残留浓度。三种农药分别是莠去津(Atrazin)、杀毒矾(Oxadixyl)和涕灭威(Aldicarb),它们的物理化学特性如表3所示。莠去津是常用的除草剂,对人畜低毒,在玉米田中通常于出苗前兑水喷洒于土壤表面,易被雨水淋溶至土壤深层,对地下水具有潜在危害;杀毒矾是一种低毒杀菌剂,半衰期长且不易被土壤吸附,但一般通过加水喷雾于作物表面,因进入土壤系统的有效成分较少,故向下淋溶的农药量也较少,正确使用时对地下水不构成威胁;涕灭威属于剧毒杀虫剂,具有极高的水溶性和极长的半衰期,在土壤中淋溶与移动性强,且多通过穴施或沟施撒布于作物根部附近,对土壤和地下水具有极高的风险,属于限制使用的农药,对施用环境与施用作物的种类有严格要求[23]。PEARL模拟这三种农药施用于华北区标准场景的玉米田中,模拟期为1976—2001年。根据模拟结果,在这26年模拟期内,这三种农药施用后在地面以下1m深处土壤渗滤液的浓度变化和第90百分位分别如图5、表4所示。分析三种农药多年的浓度变化规律可以发现,当年降水量大时,农药残留在土壤渗滤液的浓度也随之增加,即农药浓度曲线出现波峰,尤其是溶解度大的农药最为明显。以商丘为例,在模拟期内,该点的三种农药浓度都出现了6个较明显的波峰,分别出现在1976、1979、1984、1990、1995、2000年,这正与商丘点年降水量较大值出现的年份吻合;武功在1984年和1985年两年的年降水量较多,农药残留浓度曲线相应地出现了明显波峰,而商丘较多的降水量出现在1985、1986年,农药残留浓度曲线波峰的出现也较之武功有所退后;1998年商丘也有较多降雨,农药残留浓度却没有出现较高的值,因为当年在农药施用之后短时间内没有降雨。这也说明了农药在土体中的残留浓度值还与降雨事件发生的时间有关,若农药施用之后马上有降雨,则会有更多的农药随雨水向土壤内部淋溶。欧盟的饮用水中农药最大可容许浓度标准为0.1μg•L-1,根据此标准,施用莠去津和涕灭威对施用地的地下水存在巨大风险,而杀毒矾的施用则是安全的。我国目前尚未出台农药浓度在地下水中的限量标准,仅在《地下水质量标准》[26]中规定了作为饮用水源和农业用水的地下水中滴滴涕与六六六的浓度限量分别为1.0μg•L-1和5.0μg•L-1。因为滴滴涕与六六六的毒性巨大,将模拟所用的三种农药与此标准相比可知,莠去津和杀毒矾的施用对地下水都是安全的,而涕灭威的施用则对地下水产生巨大威胁。这一结论与这三种农药在现实中的使用情况相符。

4结束语

本文研究旱作农田与地下水系统的农药环境风险评估中标准场景的构建,搜集整理了我国的土地利用类型数据、多年气象数据、土壤有机质含量数据、土壤剖面数据、作物生长期数据等,利用GIS技术及其专业软件强大的空间数据处理及空间分析功能。首先,根据我国农业生产的自然条件将全国划分成东北区、西北区、华北区、长江流域区、华南区、青藏高原区6个场景区;其次,选择了能够代表我国典型农业生产环境的11个标准场景;最后,采用欧盟PEARL模型,以华北地区3个场景点为例,测算了三种不同类型的农药在地面以下1m深处土壤渗滤液90百分位的残留浓度,评价了农药的地下水环境风险。本研究体现了GIS技术在处理空间数据上的优势,为我国农药环境风险管理提供技术支持和科学依据。农药环境暴露模型及其场景体系研究在我国刚刚起步,虽然本研究中借鉴了欧盟和美国等发达国家的经验和教训,但由于我国农业环境风险评估基础研究较少,相关的标准尚未建立,本文研究了旱地作物的农药地下水环境风险所需的场景体系的构建,存在以下不足有待改进。(1)由于我国土壤、气象、水文和农业等基础数据的数据共享制度尚未完善,收集难度很大,因此研究过程中所涉及的分区、选择指标还有待进一步研究和完善。对土壤中农药淋溶行为有较大影响的因素,如饱和田间持水量、土壤孔隙率,以及可能改变农药迁移行为的因素,如地下水水位,在将来的研究中应纳入考虑。(2)为进一步验证PEARL模型的准确性,应将预测值与实测值进行对比研究,因此有必要在场景点实地进行农药残留浓度实测。(3)除了完善旱地和地下水的农药环境风险评估场景体系外,还将对旱地和地表水、水田和地下水、水田和地表水的农药环境风险特征进行研究,分别对这四类系统建立相应的农药环境风险评估场景,构建适合我国农业生产条件的PEARL模型数据库。

水环境论文篇7

加强水源保护宣传教育

结合“世界水日”、“中国水周”和“法制宣传月”等活动,经常组织职工和执法管理人员,深入库区及周边,采取张贴标语、散发传单、悬挂横幅等形式,进行水源地保护和水环境治理宣传,增强了库区乡村组织、人民群众、来水库参观游客保护水源的意识。狠抓水源污染防治认真执行《宝鸡市冯家山水库水源保护管理办法》,严格禁止在水库开展网箱养鱼项目,防止投喂饵料造成水质污染;严格禁止在水库库区修建娱乐设施和开展水上游乐活动,防止造成人为水质污染;严格查禁向水库倒渣弃土、排放生活污水和工业废水等污染水质问题;严格保护水库生态鱼类,靠鱼类摄食水体中的浮游生物、有机碎屑和藻类,控制有害生物繁衍,抑制水体富营养化发展。开展水源地生态环境整治积极实施了库区水保生态治理工程,治理库区水土流失12km2,新建苗圃35亩,育苗7.5万株,建设生态园154亩,完成库区植树85万株,造林5556亩;更新改造库区重要工程设施,加固堤岸,绿化美化库区环境;实施库区和城市供水引水明渠隔离网工程,设立保护、警示标志牌等,使库区生态环境得到了明显改善。加大水源保护执法力度针对水库水域辽阔,库区地形、社情复杂,偷盗、破坏水利设施、林业和渔业资源的行为及涉水案件多发等情况,管理单位充分发挥水政、渔政执法组织机构作用,加大依法查处破坏水质案件力度,有效保护了水源地安全。实施水质有效监控水库管理专业人员坚持每月1日、11日、21日三次定时定点在距引水口上游1km的断面采集水样,及时送达专业检测部门进行水质化验,定期向有关部门报告检测结果;同时发挥水库枢纽安全监测、图像监控、自动测报等自动化管理系统作用,对水库水质实施有效监控。多年检测结果显示水库水质良好,符合国家饮用水卫生标准,各项检测指标稳定在地表Ⅱ类水质标准以上。

存在的困难和问题

流域内绿化覆盖率较低,水土流失较为严重,特别是每年汛期洪水含沙量增加,杂质和杂物增多,对水质影响很大。库区一些建设项目存在污染隐患。如穿越水源地的宝中铁路、宝平高速公路、千阳千湖湿地公园等工程没有必要的防污措施,直接威胁水库水质安全。流域内的污水处理重点设施,因资金不足等问题,运行难以维系。在治理水库炸鱼、排污等违法事件和库区水保、生态保护、资源开发等方面,由于库区各县和水库专管机构在土地权属、治理理念、利益和工作上的矛盾,缺乏有关部门协调一致、齐抓共管的体制和机制。水库一级保护区范围内,目前仍留居有陈仓区和千阳、凤翔县7个乡镇、26个村、81个村民小组近20000人,人畜活动给库区封闭管理和水源保护工作带来很多困难。

几点建议

水是生命之源、生产之要、生态之基。冯家山水库的水质和水量直接关系到广大市民群众的生命安全,关系到宝鸡市社会和谐稳定和经济发展。按照2011年中央1号文件提出的“推进最严格水资源管理制度的实施,加强水资源管理和保护工作,要建立水功能限制纳污红线,整治饮用水一级保护区污水排放总量控制方案,推进实施排污许可有偿使用机制,全面改善水环境生态治理”的要求和满足大城市百万人口用水需求目标,对加强冯家山水库水源保护和环境治理工作提出如下建议:充分认识库区生态环境重要性,增强水源保护的自觉性各级政府、广大人民群众要坚持以人为本和科学发展观,进一步提高对水源地保护重要性的认识,自觉落实省政府《关于饮用水源保护区划定及验收工作情况报告的通知》和《陕西省城市饮用水源保护区环境保护条例》有关规定。同时建议市政府修改完善1996年颁布的《宝鸡市冯家山水库水源保护管理办法》,增加对破坏水源地生态环境、污染水源事件和行为等的行政处罚的相关内容。治理流域生态环境,控制水土流失冯家山水库流域生态环境综合治理,是控制水土流失、保护水库水质的有效途径。

建议尽快成立宝鸡市千河流域综合治理管理机构,积极实施流域综合治理工程,加大库区综合治理工作力度,通过农业、林业、环保、水保等部门的支持,整合有关项目和国家投资,向流域和库区综合治理倾斜,开展天然林保护、退耕还林(草)、生态环境建设、水污染防治等项目建设;同时,重点在库区滩涂、正常水位至塌岸线高程区域及塌岸区以上荒山荒坡分区分类栽植水保林草,控制流域水土流失,防治库岸垮塌,减少入库泥沙和杂物。发展水库流域环保产业,减少水体污染目前,水源保护区的主要污染源是流域内农业生产产生的面源污染、区内企事业单位和居民生产生活产生的点源污染。因此,建议在水源一级保护区周边建设50m~100m宽的环库绿化隔离带,拦截径流带入水体的各种杂物,阻止人畜靠近水体。鼓励和支持流域内特别是保护区农业生产者降低化肥、农药等施用量,通过政府扶持建设无公害农业生产基地和种养业基地;大力推广保护区农村生活垃圾集中处置,实施厕改和沼气池建设工程;加强流域内企事业单位,特别是旅游餐饮服务、医疗卫生、矿产和化工、建材行业等重点污染源防治工作,大力发展环保产业,减少污染源,保护水库水质安全。严格库区建设项目许可制度,加强水源地环境整治开展冯家山水库水源地一级保护区标桩亮界工作,设置水源地保护标志、警示牌;将一级保护区内居民逐步搬迁,有效杜绝和减少人为活动造成污染。严把水源地一级保护区建设项目审批关,提高环境准入门槛,从源头上控制新的污染源产生;坚决取缔千阳县在水库库区建设的湿地公园游乐项目。同时将城市供水头部3km引水明渠改造工程纳入宝鸡市重点项目计划,尽快实施暗管引水方案。组建监测和执法机构,强化水源地保护管理建议成立冯家山水库水源地保护工作协调机构,实行统一监管,制定水污染处置应急预案,建立水质污染预警制度。组建冯家山水库水质监测站和库区执法大队(或水利公安分局),提升水库水质监测水平和能力,强化水源地保护管理,及时有效处置水源污染事件。

结语

水环境论文篇8

关键词:地质环境;灾害;突出;严重;问题研究;分析

1我国地质环境和灾害突出和严重性

我国环境地质和灾害地质极为突出和严重,而且有日益恶化之势。例如我国在经济调整增长的同时,灾害的损失也日渐增大。1989年,灾害损失525亿元,1990年为616亿元,1991年达1050亿元,占国民生产总值的1/6。如不考虑物价上涨因素,灾害所造成的经济损失增长1990为17.33%,1991年高达70.45%,问题严重,不容忽视。

要把保护地质环境,减轻地质灾害工作看作是创造财富的工作,其在社会发展中的作用与地矿勘查工作相同。

水资源的开发利用和合理调配是今后我国值得注意的重大问题。此外,地下水日益短缺,水质不断下降,过量开采还引起地面沉降、海水入侵等一系列地质灾害。土地利用不当,带来了水土流失、石漠化和沙漠化问题。一些跨世纪的重大工程,对区域的生态平衡和环境也存在着巨大的影响。因此,开展地下水资源和地质环境研究对我国经济发展和社会稳定具有重大意义。

这方面的研究工作:一是要围绕重要经济区和国土整治区、重要城市、重点工程项目、重要交通干线和重点矿山,开展地下水资源合理开发利用和科学管理水资源与环境协调发展、区域地壳稳定性、地质灾害预测与防治、地质—生态环境效应、污染的防治等方面的研究,为合理利用水资源、改善和保护环境、减轻地质灾害、促进经济建设和社会发展服务;二是加强区域地质—地球化学环境、生物地球化学特征、生态效应与系统控制,为人类健康与发展农业服务。

2我国地质环境和灾害问题研究分析

由于我国地质环境和灾害问题突出,除继续密切结合国土开发整治和国民经济建设需要,进行完善地质环境区划和区域评价,加强发展地质环境和地质灾害监控—预报—减轻系统以外,要重点开展以下几个领域的工作:

2.1干旱地区水资源的调查开发利用与保护研究我国干旱区面积占全国面积1/4以上,主要包括新疆大部,内蒙古、甘肃、青海西部、宁夏等,降水量不足200毫米。这里,土地资源、矿产资源飞能源和气候资源都比较丰富,农业、工矿业发展潜力比较大,但发展中的最大制约因素就是水资源问题。因此,加强西北干旱地区水资源的开发利用与保护研究,具有开发西北超前的战略研究意义。

2.2我国西南岩溶石山生态环境治理与农业持续发展试验基地研究我国西南六省岩溶区是世界上最大的联片岩溶区,是我国重要能源和有色金属基地。然而近年来石漠化发展速度很快,生态恶化,人民生活贫困,是我国当前最贫穷的地区之一,严重制约了当地经济、社会发展,甚至还会威胁到长江、珠江中下游的生态平衡和发展。西南岩溶地区又是我国四大生态脆弱带(黄土、沙漠、红壤土、岩溶)之一,过去国家对其它三个类型的研究,已有较大持续的科技投入,有力地推动了对它们的治理。但对岩溶区,仅“六五”期间组织过一次以治水为主题的攻关,而在基础问题上无重大投入。

为了尽快改变岩溶山区落后面貌,要在这一地区选出的基础问题和应用问题开展多学科、多部门的综合治理试验基地研究,为岩溶石山治理、资源的合理评价开发、促进西南地区持续发展提供可靠的科学基础,对全区乃至全球岩溶石山治理都可起示范作用。

①岩溶地区四层圈之间相互作用规律(碳、水、钙及其它元素环)。②西南岩溶石山的形成演化与人地协调发展关系研究。③岩溶地区资源形成机理和分布规律。④岩溶生态系统的类型、展布规律与经济开发关系。⑤岩溶地区石漠化的形成条件飞机理和演变过程。⑥岩溶石山区人口、粮食、环境、经济持续协调发展战略。

2.3东部沿海地区环境与灾害监测、预报和防治系统研究东部沿海地区作为我国经济改革的窗口,近十几年来获得了迅速的发展,成为我国一个重要而又独特的经济区域。但是,不能不看到,随着沿海经济建设的迅猛发展和对海洋资源的大规模开发,也带来了日益严重的环境问题和灾害的激发,自然环境正在进一步恶化。

20世纪70年代以前,我国只有零星的地区发生海水入侵。随着沿海开发,大量超采地下水、海水入侵范围不断扩大,辽宁、河北、山东、江苏、广东等省的沿海城市均出现了不同程度的海水入侵。北方城市尤为严重,如胶东湾海水入侵速度已从每年数十米增加到每年401米,入侵范围达627平方公里。海水入侵使陆地上的淡水资源遭到破坏,更加剧了水荒。同时,使大片土地变成盐荒地,仅山东莱州地区因海水入侵造成的工农业损失累计就高达50亿元。过量开采地下水造成的另一灾害是地面沉降。我国东部沿海地区已近20座城市出现地面沉降,上海、天津两城市最大累计沉降量达到263厘米左右,位于长江三角洲的苏州、无锡、常州、嘉兴、肖山地区已发展成数千平方公里的沉降带,沧州、保定等地的城市地面沉降达2000平方公里。地面沉降使一些民用建筑破坏,地下管道断裂,加大了海水入侵和内涝积水的危害。

人工采砂、淡水截流、乱采乱挖珊瑚礁和砍伐红树林造成海岸的侵蚀,如海南清兰港沿岸,近十年来海岸线后退了150~200米。海岸侵蚀使海岸建筑、土地资源、旅游资源遭到破坏,威胁到港口、码头的安全。

在我国海岸带上的一些城市、港口、海湾出现了不同程度的环境污染,有的地区甚至相当严重,大大超过了国家标准。污染不仅给渔业、盐业、旅游业造成损失,而且诱发赤潮灾害的发生。近年来,我国赤潮发生频率增高,每年数十次,给生态环境、渔业生产带来破坏,也威胁到人民身体健康。

特别需要指出的是,沿海地区灾害造成的损失有日益增长的势头。据统计,由海洋灾害造成的损失,20世纪50年代平均每年不足1亿元,80年代初期平均每年5亿元,1992年则高达100多亿元。在某种程度上,海洋灾害已成为制约沿海经济发展的因素之一。

沿海地区在国民经济建设中占有举足轻重的地位,沿海开发正显加速发展态势。而我国海岸带从北向南跨越了不同的古板块,地质环境相当脆弱复杂,一旦遭到破坏,要花很大财力和物力才能恢复。面对这种情况,除了加强对沿海地区开发的综合管理,建立健全资源、环境合理开发、综合利用和保护的法规体系,处理好资源、环境和建设的关系以外,要加强对该区环境与灾害监测、预报和防治系统的研究程度,力求控制重大地质灾害的突然发生和严重危害,减轻地质灾害造成的损失;另一方面,深入研究各类地质灾害的形成机制和发生、发展规律,研制和推广主要地质灾害的调查方面的监测、防治技术。通过这一地区的研究,为全国各地区环境、灾害监测、预报和防治,为减轻地质灾害积累经验提供依据。

2.4地表过程与土地的可持续利用研究最近国际地科联为了参与并推进《21世纪议程》的开展,成立了环境规划和管理地质学专门委员会(COGEOENNIRONMENT),以便更充分地发挥地质学在环境保护中的重要作用,提高公众和决策者对地学在有效地管理和保护环境及其资源的重要性认识。最近,该委员会向环境问题科学委员会(SCOPE)提出开展《地表过程与土地持续利用》研究的建议,作为地科联参加持续发展工作的一个项目,以便在国土利用和规划中发挥地质学家的作用。

最近一系列研究表明,地表过程对土地状况有着极大的影响,它们可以限制或增强土地利用变化和工程建设的可能性。据国际地科联主席W.S·法伊夫(1993)研究,全球表层土壤的年损失率达0.7%,水土流失产生严重地质生态后果甚至已超出粮食供应本身的问题。我国不少地区水土流失的情况日趋严重,不仅使土壤厚度变化剧烈,而且造成土壤养分降低,土质变差。为了协调和持续发展,我们应从对各种地表过程研究入手,并定量评价水土流失现状,进而提出地质上的治理措施和方案,以便探索不同类型地区的地表过程与生态系统和农业持续发展的关系,使土地能为人类的繁荣和社会发展而得到持续的发展。

2.5城市废物的地质安全处置研究目前,城市规模不断扩大,人口集居密度不断提高,从20世纪50年代到20世纪80年代,城市人口由0.6亿增加到2.2亿,城市废物迅速增长。据1985年粗略统计,仅我国城市垃圾量年产已达5188万吨,其增长率超过10%,预计现在年产量已达到1亿多吨。我国城市废物排放量大,而且集中,不但至今基本上未得到妥善处置,而且其数量有大幅度增长趋势,对大气、地表水和地下水的污染非常严重。此外,我国核废料的安全地质处置,特别是高放射性核废物的安全隔离还是一项艰巨的任务。为此,地质学家要与其它自然科学家一起,研究城市废物的地质安全处置技术和方法,实现废物的安全处置。

2.6化学定时炸弹与人类的生存和健康人类活动对地球环境的影响日益加剧。因此,协调人地关系,探讨人地作用机理,揭示人类生存与环境之间的内在联系,已成为维护人类继续繁荣和不断发展的关键,并开始成为人类认识地球新的出发点和突破口。

根据最近国内外的许多研究,人类作为一种重要的地质营力所引起的环境剧变,特别是化学定时炸弹效应,不仅超过自然变率,而且已危及到人类本身的健康和生存发展。许多专家认为,当今人类疾病90%以上与微量元素有关,许多疑难绝症和大面积的地方病都与人体微量元素失衡有关,而人体必需的微量元素只能由体外汲取。因此,地球化学环境背景对人类生存的健康至关重要。对它的研究不仅有理论意义,而且具有非常现实的意义。

我国是世界人口最多的国家。目前,处于经济建设大发展时期,已发生的和潜在的环境突变问题都极为突出。为此,建议从地球化学、生态学、水文学、医学与社会学综合研究入手,通过对地球化学与生物地球化学循环及其对人类和生态环境的影口向与约束,人类活动对地球环境影响的过程与机理,全球与区域水系统循环机理及人类对它的影响的研究入手,探索环境变化对人类生存健康的效应。

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