生態(tài)環(huán)境地質(zhì)(二灘庫(kù)區(qū)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境演變分析)4.課件

1、生 態(tài) 環(huán) 境 地 質(zhì)孫書(shū)勤(4)成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院地質(zhì)工程系 生態(tài)環(huán)境地質(zhì)是研究以人類為主體的生物與地質(zhì)環(huán)境之間關(guān)系的科學(xué)?！吧鷳B(tài)地質(zhì)”則更好的體現(xiàn)了巖石圈、水圈、生物圈和大氣圈間的相互作用。 在國(guó)外，很難區(qū)分生態(tài)環(huán)境地質(zhì)與地質(zhì)生態(tài)學(xué)、地生態(tài)學(xué)（地學(xué)生態(tài)學(xué)）、景觀生態(tài)學(xué)的區(qū)別，它們的研究?jī)?nèi)容均體現(xiàn)了地學(xué)與生態(tài)學(xué)的結(jié)合。如荒漠化、水土流失、水土資源的開(kāi)發(fā)利用引起的環(huán)境惡化等既是環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，也是生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。 生態(tài)環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題二灘庫(kù)區(qū)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境演變分析 二灘電站是金沙江流域水電開(kāi)發(fā)的一個(gè)先例，對(duì)電站蓄水后生態(tài)地質(zhì)環(huán)境的演變研究可為全流域水電開(kāi)發(fā)及生態(tài)地質(zhì)環(huán)境研究和保護(hù)提供經(jīng)驗(yàn)。

2、對(duì)二灘電站庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境的評(píng)價(jià)將從氣候、水文、庫(kù)岸穩(wěn)定、植被、濕地、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、水體污染和人居環(huán)境等方面論述各因素變化，由此推導(dǎo)庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境的演變及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。二灘庫(kù)區(qū)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境演變分析二灘庫(kù)區(qū)背景 二灘水電站位于雅礱江下游河段二灘峽谷區(qū)內(nèi)，以發(fā)電為主，水庫(kù)兩岸臨江坡高300m400m，河床枯水位高程1011m1012m，水面寬80m100m，水庫(kù)正常高水位為1200m，發(fā)電最低運(yùn)行水位1155m，總庫(kù)容58108m3，有效庫(kù)容33.7108m3，水庫(kù)面積101km2。 水庫(kù)區(qū)地處青藏高原東南緣，云貴高原北部，攀枝花以北38km處。全區(qū)處于橫斷山系南段高山峽谷區(qū)，屬于深切割的侵蝕剝蝕中山類型

3、，為以山地地貌為主的川西南山地組成部分。 庫(kù)區(qū)氣候?qū)僦袊?guó)亞熱帶西段金沙江龍川江島狀南亞熱帶半干熱河谷季風(fēng)氣候。 受西風(fēng)南支急流與西南季風(fēng)的交替控制，出現(xiàn)明 顯的干、濕季氣候差異； 年均氣溫20，年均日照2754小時(shí)，無(wú)霜期大于 300天，年均降水量1000m； 植被覆蓋率約50%； 蓄水后庫(kù)區(qū)滑坡在監(jiān)測(cè)和治理下未發(fā)生大的活動(dòng)。 濕地面積大幅增加，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)正結(jié)合電站建設(shè)作 積極調(diào)整，水體污染呈下降趨勢(shì)，人居環(huán)境得到 顯著改善。生態(tài)環(huán)境狀況 二灘水電站庫(kù)區(qū)二灘水電站庫(kù)區(qū)二灘庫(kù)區(qū)蓄水對(duì)防洪的影響:- 一定范圍內(nèi)的降水量和蒸發(fā)量發(fā)生變化；- 積水面積和淹沒(méi)范圍增大，天然河道中的洪水波運(yùn)動(dòng)變 成水庫(kù)中的

4、洪水波傳播。- 建庫(kù)后，由于水庫(kù)干流對(duì)支流的壅水作用，改變了中小 支流下段的產(chǎn)匯條件，使洪峰流量增大28左右。- 建庫(kù)后，庫(kù)底有一定程度的泥沙淤高，水庫(kù)通過(guò)同量洪 水時(shí)，一定區(qū)段內(nèi)的水位比淤積前的水位有所抬高。- 洪峰入庫(kù)時(shí)，水位抬高，回水末端上延；洪峰出庫(kù)后， 庫(kù)上、中游段的水位又逐漸回降，回水末端又下縮。隨 著庫(kù)水的下泄還要降至防洪限制水位相應(yīng)的回水位。- 在這一過(guò)程中，庫(kù)區(qū)內(nèi)超過(guò)按常規(guī)計(jì)算的移民線的臨時(shí) 淹沒(méi)，是二灘庫(kù)區(qū)需要注意防洪的問(wèn)題。蓄水后水文、氣象影響分析 通過(guò)對(duì)二灘電站庫(kù)區(qū)蓄水前后的觀察數(shù)據(jù)對(duì)比獲知：蓄水后，在庫(kù)周2-4km(峽谷地區(qū))范圍內(nèi)，年均降水量出現(xiàn)一定的變化，在庫(kù)周地

5、勢(shì)高且相對(duì)暖濕氣流抬升有利的迎風(fēng)坡，年均降水量增加，其余地區(qū)的變化則相對(duì)較小。 蓄水后，在年降水量減少區(qū)，夏半年降水量減少，而冬半年則略有增加，年均降水量年內(nèi)分配略偏均勻；在年降水量增加區(qū)，增加量主要集中在夏半年，而冬半年變化不大，年內(nèi)分配略顯不均勻。 在判斷降水量時(shí)序變化特性與水庫(kù)建成蓄水年份(1998)的關(guān)系及庫(kù)周各雨量站(點(diǎn))同期降水觀測(cè)資料系列的時(shí)序變化特征時(shí)，發(fā)現(xiàn)1998年后各站(點(diǎn))年均降水量比1998年前有一定程度的減少。 水庫(kù)周?chē)貏?shì)較高的迎風(fēng)坡降雨略有增加。究其原因主要是由于大區(qū)域氣候變化和局部陸水表面蒸發(fā)變化所致。降水量及氣溫變化分析 在水庫(kù)對(duì)降水的主要影響范圍內(nèi)，由于年降

6、水量有增有減，平均看來(lái)，水庫(kù)在短期內(nèi)對(duì)庫(kù)周?chē)貐^(qū)的平均年降水量的影響是不大的。 一般說(shuō)來(lái)，由于夏季庫(kù)面上氣溫較陸面低，庫(kù)面氣溫層構(gòu)比陸面穩(wěn)定，上升運(yùn)動(dòng)減弱，故抑雨作用（稱為水庫(kù)低溫效應(yīng)）較強(qiáng)，在庫(kù)面及庫(kù)周一定范圍內(nèi)降水量有所減少。冬季則與上述相反，庫(kù)面氣溫高于陸面，氣溫層構(gòu)不穩(wěn)定，降水量有所增加，但由于冬季氣溫低，大氣中水汽含量少，所以降水量會(huì)有所增加，但量值不大。綜合來(lái)看，年均降水量有所減少。1987-2001年年均降水量統(tǒng)計(jì)表 根據(jù)二灘水電站庫(kù)區(qū)漁門(mén)氣象剖面的觀測(cè)資料（表6-3），水庫(kù)蓄水后總體上的微小變化包括：平均相對(duì)濕度增大，太陽(yáng)日照時(shí)數(shù)正常并略有減少，極端高溫降低，極端低溫升高，氣候

7、出現(xiàn)干季有降雨、雨季無(wú)大澇的新特點(diǎn)。二灘庫(kù)區(qū)及周邊地區(qū)干熱河谷氣候發(fā)生了有利于植被生長(zhǎng)、動(dòng)物生存的變化，兩棲、爬行類動(dòng)物有了更好的生存環(huán)境，有利于生物多樣性。 -二灘庫(kù)區(qū)原有的濕地主要分布在金河、紅坭河和興隆河與雅礱江的交匯處，濕地從壩址向庫(kù)尾呈遞增趨勢(shì)，原有濕地面積合計(jì)8km2。 -蓄水后，庫(kù)區(qū)的濕地類型包括：湖泊、河流、滯蓄洪區(qū)、河口三角洲、灘涂、池塘、水稻田等，尤其是水庫(kù)回水所及的范圍大部分成為濕地， -新增濕地面積約50 km2，洪枯水位變化對(duì)濕地產(chǎn)生重要的影響。濕地對(duì)局部氣候的調(diào)節(jié)作用十分明顯，降水和氣溫的良性變化正是濕地作用的反應(yīng)，與濕地伴生的生物群落發(fā)展起來(lái)，極大豐富了庫(kù)區(qū)的物種

8、，為水生生物和陸生動(dòng)物提供了豐富的食源。蓄水后濕地變化主要森林植被類型： 二灘庫(kù)區(qū)地處干熱河谷，森林植被主要有：稀樹(shù)灌叢、稀樹(shù)灌草叢和草坡等類型。陽(yáng)坡主要有少量塊狀分布的稀疏草叢和大面積的荒草坡；陰坡、半陰坡有斑塊狀或小塊狀的稀樹(shù)灌叢,主要分布于干熱河谷區(qū)上緣和溝谷。其主要植被種類有：櫟類、滇黃杞灌叢、滇黃杞灌叢、小桐子灌叢、車(chē)桑子、余甘子灌叢、車(chē)桑子、黃荊灌叢、番石榴灌叢、臺(tái)灣相思灌叢、車(chē)桑子灌叢、余甘子灌叢、臺(tái)灣相思(人工幼林)等。蓄水后庫(kù)區(qū)植被演變分析植被生物量： 二灘庫(kù)區(qū)植被生物量變化情況見(jiàn)表6-6及圖6-3。從表6-6可以看出，蓄水和天然林保護(hù)工程的有效實(shí)施，使得該區(qū)生物量從2000

9、年到2003年呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)。區(qū)域內(nèi)總生物量從2000年的2974.4104t增長(zhǎng)到2003年的3361.22104t，增長(zhǎng)了13%。林下植被（灌木、草本）的生物量也呈逐年遞增趨勢(shì)，蓄水與生物量的增加是否有密切關(guān)系有待進(jìn)一步研究。圖6-3 二灘庫(kù)區(qū)生物量變化圖蓋度：指植物地上部分投影的面積占地面的比率。又稱為投影 蓋度。 蓋度是影響水土流失強(qiáng)度的主要因素之一，從1988年和2003年兩個(gè)時(shí)期的情況看，2003年土地利用地類（表6-7）比例趨良，植被蓋度明顯趨好（表6-8，圖6-4，5，6，7），植被蓋度的增大能夠提高土壤保持水的能力，對(duì)庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)發(fā)育起到抑制作用。 圖6-5 二灘地區(qū)2003年

10、衛(wèi)星遙感圖像圖6-4 二灘地區(qū)1988年衛(wèi)星遙感圖像圖6-7圖6-6-修電站前，二灘地區(qū)由于長(zhǎng)期不合理的開(kāi)發(fā)（墾荒、伐木、開(kāi)礦、修路等），致使區(qū)域內(nèi)森林植被大量破壞，森林分布不均，林分質(zhì)量差，覆蓋率逐年減少，成為生態(tài)環(huán)境脆弱地帶，水土流失十分嚴(yán)重，泥石流、滑坡等自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，河流含沙量逐漸增多。1998年庫(kù)區(qū)土壤侵蝕總面積達(dá)3698.72km2，占庫(kù)區(qū)總面積的64.8%；年土壤侵蝕總量達(dá)到1087.45104t。-二灘庫(kù)區(qū)建成蓄水后，由于谷底氣候發(fā)生了變化，氣候變化利于庫(kù)區(qū)植被的恢復(fù)和發(fā)展，加上 “天然林保護(hù)工程”、“退耕還林(草)”等措施實(shí)施，二灘庫(kù)區(qū)的水土流失得到遏制。實(shí)踐證明，植被是

11、庫(kù)區(qū)防治水土流失最積極、最重要的措施，尤其是森林植被，它通過(guò)林冠截流、枯枝落葉層阻滯雨水和根系固結(jié)土體，從而減輕徑流，增加地下滲透，控制水土流失。 庫(kù)區(qū)植被的水源涵養(yǎng)及水土保持效益分析水源涵養(yǎng)效益： 森林通過(guò)林冠、枯落物和林地土壤三個(gè)功能層次對(duì)降雨起著調(diào)蓄、轉(zhuǎn)換、傳遞作用。以林地050cm土層蓄水容量(包括降水貯量、田間最大持水量)和枯落物最大持水量來(lái)計(jì)算。二灘庫(kù)區(qū)森林總蓄水容量6.77108m3，其中，天然林總蓄水容量占89.01%，人工林占10.99% （表6-9）。水土保持效益： 研究表明：水土流失量的多少與降雨量及森林植被類型有很大關(guān)系。一般說(shuō)來(lái)，雨量越大，水土流失得越多；而森林覆蓋率

12、越大，林下植被（灌草）越豐富，水土流失得越少。 從表6-10表明山地區(qū)天然林平均年徑流量與無(wú)植被裸地相比，減少70%以上，與灌草坡相比，減少11%以；干熱河谷區(qū)灌草植被平均年徑流量與無(wú)植被裸地相比，減少39%以上。天然林保土效果良好，天然林減少土壤侵蝕量89%以上。 二灘庫(kù)區(qū)由于林地發(fā)育，覆蓋度增高，水土流失變化趨良。從1988年到2003年，輕度、中度、強(qiáng)度、極強(qiáng)度、劇烈類型水土流失不同程度地向次級(jí)類型水土流失轉(zhuǎn)化(表6-11)，微度水土流失面積比提高，滯留泥沙量(2000年2003年)明顯增加(表6-12)。在2000年到2003年的水土流失減少量逐漸減少，漸趨穩(wěn)定，可見(jiàn)區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定性

13、增強(qiáng)，水土流失將逐漸減少最后至生態(tài)環(huán)境可接受水平。 庫(kù)區(qū)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)演變 二灘庫(kù)區(qū)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)具有積極作用,尤其是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，將人類活動(dòng)的影響減到最小，隨著庫(kù)區(qū)旅游(圖6-1)、林業(yè)(6-2)、礦業(yè)等資源的綜合開(kāi)發(fā)，庫(kù)區(qū)的資金、技術(shù)投入增加，農(nóng)業(yè)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的正面作用將不斷增強(qiáng)。圖8-1 二灘森林生態(tài)公園圖8-2 二灘林區(qū)蓄水后水體污染： 對(duì)二灘庫(kù)區(qū)水體污染的應(yīng)將二灘、雅礱江、金沙江三個(gè)水文站的情況綜合起來(lái)評(píng)價(jià)。對(duì)三個(gè)水文站全年采樣六次，采樣的時(shí)間按枯水期(三月)、豐水期(八月)、平水期(十一月)三個(gè)水期進(jìn)行，每個(gè)水期采樣2次。 采得的水樣監(jiān)測(cè)包括水溫、PH值、懸浮物、溶解氧、

14、總硬度、總(糞)大腸菌群以及一些化學(xué)物質(zhì)在內(nèi)的26個(gè)項(xiàng)目，而在水文站斷面作為水源水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面，增測(cè)氟化物和細(xì)菌總數(shù)兩個(gè)項(xiàng)目，共28項(xiàng)。 水質(zhì)情況：二灘斷面1999、2000是清潔； 雅礱江斷面1996-2000年是較清潔。豐水期： 二灘斷面1999年是清潔，2000年是較清潔； 雅礱江斷面1996年是重污染，1997、1999年是中污 染，1998、2000年是嚴(yán)重污染；金江斷面1996、 1998、1999、2000年是嚴(yán)重污染，1997年是中污染。 平水期：二灘斷面1999、2000年是清潔；雅礱江斷面1996- 2000年是較清潔；金江斷面，1996，1998年是較污 染，1999、20

15、00年是中污染。 從各斷面水質(zhì)情況可見(jiàn)：枯水期除二灘斷面各水質(zhì)指標(biāo)都可以達(dá)到3類標(biāo)準(zhǔn)外，其余斷面總(糞)大腸菌群都不能達(dá)到5類標(biāo)準(zhǔn)；豐水期各斷面都至少一個(gè)指標(biāo)不能達(dá)到5類標(biāo)準(zhǔn)；平水期除二灘斷面各水質(zhì)指標(biāo)都可以達(dá)到9類標(biāo)準(zhǔn)外，其余斷面都至少一個(gè)指標(biāo)不能達(dá)到3類標(biāo)準(zhǔn)，雅礱江斷面最低為5類，金江斷面總(糞)大腸菌群不能達(dá)到5類標(biāo)準(zhǔn)。 從前面的分析結(jié)果可以看到：除枯水期和平水期金沙江斷面水質(zhì)污染綜合指數(shù)在1996-2000年期間有顯著上升的趨勢(shì)外，其余監(jiān)測(cè)斷面的污染綜合指數(shù)在各水期和全年都沒(méi)有顯著上升的趨勢(shì)。 研究1990-2000年十年趨勢(shì)，金沙江斷面全年的污染綜合指數(shù)有顯著上升的趨勢(shì)。上游來(lái)水污染對(duì)金沙江各監(jiān)測(cè)斷面的水質(zhì)造成影響；金江斷面作業(yè)攀枝花市地面水監(jiān)測(cè)的消減斷面，其功能是判斷全市污染物經(jīng)過(guò)一定水體自身凈化的結(jié)果，其水質(zhì)的持續(xù)下降及其所占污染負(fù)荷比的上升，說(shuō)明金沙江攀枝花段水域環(huán)境污染容量下降，