山西萬家寨引黃工程生態(tài)環(huán)境分析

山西萬家寨引黃工程生態(tài)環(huán)境分析

山西省萬家寨黃河工程（以下簡(jiǎn)稱黃河工程）是一項(xiàng)重大的流域引水工程，對(duì)緩解太原和大同水資源短缺的情況，起到了重要作用。在引黃工程施工期及通水之后,必然會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生某些影響。因此,開展引黃工程沿線的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)和保護(hù)是一項(xiàng)迫在眉睫的工作。本文是引黃工程第1期工程生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)工作的一部分,試圖對(duì)引黃工程第1期工程沿線生態(tài)環(huán)境和引黃工程對(duì)沿線生態(tài)環(huán)境的預(yù)期影響作出科學(xué)評(píng)價(jià),并提出相應(yīng)的保護(hù)對(duì)策以期為引黃工程沿線的生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作提供理論基礎(chǔ)。1引黃工程概況引黃工程第1期工程由總干線、南干線和連接段3部分組成?？偢删€從山西偏省關(guān)縣萬家寨水利樞紐至偏關(guān)縣下土寨,共44.35km;南干線從下土寨經(jīng)神池、平魯至寧武縣頭馬營(yíng),長(zhǎng)102.08;連接段從頭馬營(yíng)至太原市尖草坪區(qū)呼延水廠,長(zhǎng)138.6km;整個(gè)工程全長(zhǎng)285.03km。按照設(shè)計(jì)能力向太原市供水6.4億m3/a。本文所論及的引黃工程沿線是指引黃工程第1期工程沿線左右兩側(cè)各1km的范圍,即從萬家寨水利樞紐到呼延水廠長(zhǎng)285.03km,寬2km的區(qū)域。按照山西省綜合自然區(qū)劃的結(jié)果,引黃工程沿線從萬家寨水利樞紐至南干線6#隧洞(神池溫嶺隧洞)以北屬于暖溫帶半干旱森林草原與干草原灰褐土地帶,從南干線6#隧洞以南至太原市尖草坪區(qū)呼延水廠屬于暖溫帶半濕潤(rùn)落葉闊葉林地帶與森林草原褐土地帶。從地貌類型看,南干線6#隧洞以北屬于典型的黃土丘陵溝壑地貌,海拔1000～1300m。南干線6#隧洞南出口至頭馬營(yíng)7#隧洞,屬于低中山山地地貌。頭馬營(yíng)7#隧洞以南至太原市尖草坪區(qū)呼延水廠大部分屬于汾河河谷地貌,主要由河漫灘和一級(jí)階地組成。呼延水廠廠址屬于黃土丘陵。2生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的特點(diǎn)2.1年際間降水變化引黃工程沿線的降水量明顯偏低,其中最少的古交僅414.7mm/a,最多的靜樂為504.4mm/a,其中7月～8月降水量占60%以上。此外,年際間的降水量變化也較大,最高和最低年份間相差高達(dá)40%。由于降水量偏少和分布不均,加之植被覆蓋率較低,天然降水大部分變?yōu)榈乇韽搅?導(dǎo)致水資源短缺,特別是總干線到南干線的6#隧洞以北地區(qū),如偏關(guān)縣水資源總量為8.43億m3/a,人均僅8430m3/a。南干線6#隧洞以南地區(qū),在汾河河谷水資源比較豐富,但毗鄰的低山丘陵水資源明顯匱乏。2.2土壤侵蝕作用引黃工程總干線到南干線6#隧洞以北地區(qū)是典型的黃土丘陵地貌,土質(zhì)疏松,溝壑縱橫,是山西水土流失最為嚴(yán)重的區(qū)域之一。由于植被覆蓋率較低,陡坡(>25°)過度墾植,7月～8月的陣雨和暴雨,持續(xù)時(shí)間短,瞬時(shí)強(qiáng)度大,加劇了對(duì)土壤的侵蝕。在冬春季,由于風(fēng)速較大,對(duì)裸露的地表土壤的風(fēng)蝕作用往往比較強(qiáng)烈,是造成水土流失的另一重要因素。土壤侵蝕模數(shù)高達(dá)1.0萬～1.5萬t/(km2·a),相當(dāng)于流失15t/(km2·a)氮肥,15t/(km2·a)磷肥和20t/(km2·a)鉀肥。南干線6#隧洞以南地區(qū),水土流失情況雖然不及以北地區(qū)嚴(yán)重,但土壤的侵蝕模數(shù)仍達(dá)2000～4000t/(km2·a)。2.3陰坡森林在陰坡部分的生長(zhǎng)由于生態(tài)環(huán)境比較惡劣,加之人類生產(chǎn)活動(dòng)的頻繁干擾,導(dǎo)致植被種類組成簡(jiǎn)單貧乏,植被覆蓋率約為20%,森林覆蓋率則不到10%。主要特點(diǎn)是:(1)小葉楊(人工)(Populussimonii)林分布廣泛,除在溝谷底部的生長(zhǎng)較好外,大部分為“小老頭樹”。(2)檸條錦雞兒(人工)(Caraganakorshinskill)灌叢分布極為廣泛。(3)以針茅(Stipaspp)、蒿類(Artemisiaspp)、百里香(Thymusmongolicus)等為建群種的草原植被占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),但由于不合理的放牧,大部分處于逆向演替階段。(4)在局部地區(qū)的陰坡,由于光照和水分的原因,植物和植被生長(zhǎng)良好,如下土寨附近的油松(人工)林等。南干線6#隧洞以南地區(qū)年平均降水量大于480mm,因而植被覆蓋率高于南干線6#隧洞以北地區(qū)。在汾河河谷寧武段,河漫灘和毗鄰的低山,植被覆蓋率可達(dá)60%,局部地段甚至可達(dá)80%左右。但森林覆蓋率與南干線6#隧洞以北地區(qū)相差無幾。這主要是由于人類生產(chǎn)活動(dòng)的干擾,地帶性植被——落葉闊葉林遭到徹底破壞,導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化,目前已不適宜落葉闊葉林的生存和發(fā)展,代之以各種落葉闊葉灌叢,如黃刺玫(Rosaxanthina)灌叢、三裂繡線菊(Spiraeatrilobata)灌叢、荊條(Vitexnegundovarheterophylla)灌叢、酸棗(Ziziphusjujuba)灌叢等次生植被。2.4群落組成的植被類型據(jù)調(diào)查,引黃工程沿線區(qū)發(fā)現(xiàn)陸棲脊椎動(dòng)物目、科共種其中爬行動(dòng)物有種哺乳動(dòng)物2種,鳥類56種。重要的有麗斑麻蜥(Eremiasargus)、虎斑游蛇(Natrixtigrina)、北京雨燕(Apusapus)、白腰雨燕(APacificus)、家燕(Hirundorustica)、金腰燕(Hdaurica)、黃(Motacillaflava)、白(Malba)、灰(Mcinerea)、樹鷚(Anthushodgsoni)、紅腳隼(Falcovespertinus)、紅隼(Ftinnunculus)、石雞(Alectorisgraeca)、環(huán)頸雉(Phasianuscolchicus)、三道眉草巫鳥(Emberizacioodes)、綠啄木鳥(Picuscanus)、蒼鷺(Ardeacinerea)、雀鷹(Accipiternisus)、四聲杜鵑(Cuculusmicropterus)、冠魚狗(Cerylelugubris)、花鼠(Tamiassibiricus)、草兔(Lepuscapensis)等。發(fā)現(xiàn)的種子植物共有1008種419屬98科,其中裸子植物9種5屬3科,被子植物999種414屬95科。草本植物中,較大的科有菊科(49∶125(屬∶種,下同))、禾本科(45∶107)、豆科(19∶65)、薔薇科(19∶70)、唇形科(17∶41)等。較大的屬有蒿、委陵菜(Potentilla)、蓼(Polygonatum)、黃芪(Astragalus)、棘豆(Oxytropsis)、早熟禾(Poa)、莎草(Cyperus)、針茅等。木本植物中,重要的有油松、小葉楊、刺槐(Robiniapseudoacacia)、旱柳(Salixmatsudana)、青楊(Pcathayana)、榆(Ulmuspumila)、檸條錦雞兒、虎榛子(Ostryopsisdavidiana)、三裂繡線菊、黃刺玫、荊條、酸棗、百里香等。草本植物中常見的有數(shù)種針茅(Stipaspp)、白羊草(Bothrichloaischaemum)、早熟禾(Pannua)和數(shù)種蒿(Artemisiaspp)等。由于人類的反復(fù)干擾,地帶性的植被類型——落葉闊葉林已不復(fù)存在,最明顯的特征是不僅沒有天然森林群落的存在,而且人工林類型、分布范圍和面積都極少。植被類型共有15個(gè)群系,主要有油松林、小葉楊(人工)林、沙棘(Hippophaerhamnoides)灌叢、荊條灌叢、黃刺玫灌叢、酸棗灌叢、三裂繡線菊灌叢、虎榛子灌叢、檸條錦雞兒(人工)灌叢、荊條酸刺白羊草灌草叢白羊草草叢百里香草原鐵桿蒿草原針茅(Stipaspp)茭蒿草原等。2.5產(chǎn)業(yè)鏈仍以煤炭為主的工業(yè)為主,缺乏產(chǎn)業(yè)鏈引黃工程沿線的偏關(guān)、平魯、神池、寧武、靜樂、婁煩、古交和尖草坪區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)中,除寧武、古交和尖草坪區(qū)尚有若干以煤炭為主的工業(yè)企業(yè)外,其他縣的工業(yè)發(fā)展水平較低。種植業(yè)仍是支柱產(chǎn)業(yè),是農(nóng)民的主要收入來源。除古交和尖草坪區(qū)1997年農(nóng)民人均收入超過2000元外,其余縣中最高的寧武縣也僅1125.7元,而最低的靜樂縣僅為858.9元,盡快擺脫貧困仍是當(dāng)?shù)卣腿罕姷漠?dāng)務(wù)之急。3該項(xiàng)目對(duì)沿線生態(tài)環(huán)境的預(yù)期影響3.1破壞局部植被引黃工程除了少量渡槽外,其余為隧洞和埋涵工程。隧洞的開鑿和埋涵的鋪設(shè)勢(shì)將對(duì)周圍的植被產(chǎn)生影響,使局部植被遭到徹底破壞,變?yōu)榇紊愕?。此?隧洞棄渣的堆放不僅會(huì)使針茅、鐵桿蒿、茭蒿等植物消失,而且會(huì)使原有植被類型不復(fù)存在,如針茅群落、百里香群落、檸條錦雞兒群落、黃刺玫群落和三裂繡線菊群落等。3.2引起水土流失隧洞的開鑿勢(shì)必產(chǎn)生大量的棄渣。如果渣堆坡角過大,棄渣物質(zhì)較為松散,一遇較大強(qiáng)度的降雨,必然會(huì)造成水土流失,產(chǎn)生二次危害。3.3廢水污染,危害在施工過程以及施工營(yíng)地必然會(huì)產(chǎn)生大量廢水。盡管這些廢水比化工、冶金、造紙等企業(yè)產(chǎn)生的廢水對(duì)環(huán)境的危害要小,但引黃工程的相當(dāng)一部分在汾河河谷內(nèi),最終將會(huì)污染下游汾河水庫(kù)的水質(zhì),危及太原市的工農(nóng)業(yè)和生活用水的質(zhì)量。施工單位設(shè)立的石料廠在加工石料的過程中,飛揚(yáng)的粉塵灑落在周圍的農(nóng)作物和果樹上,將會(huì)影響它們的光合作用。3.4破壞局部生態(tài)系統(tǒng)隨著植被的破壞,動(dòng)物的棲息地受到不同程度的破壞迫使若干動(dòng)物進(jìn)行遷徙使這些動(dòng)物種群數(shù)量下降,如環(huán)頸雉、野兔等,進(jìn)而使局部生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生一定程度的紊亂。4引黃工程的意義引黃工程沿線的生態(tài)環(huán)境比較脆弱,開展生態(tài)環(huán)境的保護(hù)工作,不僅對(duì)于保證引黃工程的順利進(jìn)行,而且對(duì)于保護(hù)汾河水資源,防止水土流失的進(jìn)一步加劇,使工程建設(shè)和環(huán)境保護(hù)與建設(shè)同步進(jìn)行,促進(jìn)工程和環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展,生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展走上可持續(xù)發(fā)展的軌道都具有重要意義。建議采取如下措施。4.1土地混交土地會(huì)對(duì)土壤、植被產(chǎn)生影響在各隧洞出口、泵站站址,由于施工設(shè)備放置、維修保養(yǎng)的需要,會(huì)占用一些土地(農(nóng)田、灌叢、草地等),這勢(shì)必會(huì)對(duì)植物和植被產(chǎn)生一定的影響。因此,要對(duì)施工設(shè)備放置和維修場(chǎng)所進(jìn)行統(tǒng)籌安排,使它們盡可能少占土地。4.2砌高高度的防護(hù)墻在科學(xué)規(guī)劃廢渣堆放場(chǎng)地的基礎(chǔ)上,坡角一定要合理。對(duì)堆放高度較大的廢渣堆,在坡腳應(yīng)采用工程措施,砌一定高度的防護(hù)墻,防止廢渣堆的崩塌和二次危害的發(fā)生。在工程措施的基礎(chǔ)上,應(yīng)輔之以人工措施,選擇適宜的草本植物、灌木和喬木樹種,對(duì)廢渣堆進(jìn)行立體綠化,開展生態(tài)系統(tǒng)的重建工作,這樣不僅有助于加快植物區(qū)系和植被重建的進(jìn)程,而且對(duì)避免新的水土流失具有重要作用。4.3施工邊治理,降低工程的環(huán)境污染根據(jù)引黃工程可能產(chǎn)生的污染問題,要提早對(duì)施工企業(yè)進(jìn)行環(huán)境管理工作,使他們自覺地遵守國(guó)家和山西省有關(guān)環(huán)境保護(hù)法律和法規(guī),采取邊施工邊治理的方針,使工程所產(chǎn)生的環(huán)境污染降低到最小程度。事實(shí)上,由于施工過程產(chǎn)生的生產(chǎn)和生活廢水較為容易處理,只要認(rèn)真采取科學(xué)措施,這些問題并不難解決,如對(duì)生活廢水可采取氧化塘方法,施工的堿性廢水采取加適量無機(jī)酸,粉塵只要注意噴水,這些問題即可得到解決4.4健全農(nóng)田植被,提高水土保持水土流失是引黃工程沿線最嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題。經(jīng)過多年來的不懈努力,水土流失得到一定的控制,但現(xiàn)狀仍不容樂觀。南干線6#隧洞以北地區(qū)侵蝕模數(shù)超過1.0萬t/(km2·a)。因此,應(yīng)積極穩(wěn)妥地逐步退耕還林還草,特別是對(duì)于坡度在25°以上的農(nóng)田,要堅(jiān)決退耕還林還草,開展人工造林和種草活動(dòng),逐步提高植被的覆蓋率,為最終控制水土流失奠定基礎(chǔ)。此外,植樹造林不僅有利于擴(kuò)大森林資源,而且有利于動(dòng)植物生境和棲息地多樣化,彌補(bǔ)由于施工對(duì)動(dòng)物棲息地造成的破壞,有利于生物多樣性保護(hù)和重建工作。由于引黃工程沿線水資源相當(dāng)缺乏,因此應(yīng)針對(duì)不同地貌、地形,依據(jù)植物的不同生態(tài)生物學(xué)特性和生態(tài)位,采取不同的方法進(jìn)行綠化。在海拔低于1400m的陰坡、半陰坡,應(yīng)以營(yíng)造油松林為主;在海拔1400m以上地段,應(yīng)以營(yíng)造華北落葉松(Larixprincipis-rupprechtii)林為主。在溝谷,由于水資源相對(duì)豐富,應(yīng)以營(yíng)造小葉楊林為主。在陽(yáng)坡應(yīng)以種植灌木,如檸條錦雞兒、沙棘為主,并輔之以草本植物,全面實(shí)現(xiàn)綠化。4.5草原場(chǎng)質(zhì)量退化引黃工程沿線,特別是南干線6#隧洞以北地區(qū),草原(場(chǎng))的質(zhì)量較差,產(chǎn)量低。由于羊群發(fā)展過快,導(dǎo)致過度放牧,使適口性好的草群難以得到休養(yǎng)生息的機(jī)會(huì),草原(場(chǎng))質(zhì)量退化現(xiàn)象十分嚴(yán)重,表現(xiàn)在土壤荒漠化趨勢(shì)加劇,有毒有害種類種群數(shù)量增加,如狼毒(Stellerachamaejasme)、魁薊(Cirsiumleo)等。因此,應(yīng)嚴(yán)格控制放牧強(qiáng)度,使草原(場(chǎng))得以恢復(fù),這不僅有利于當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)的發(fā)展,而且有利于防止草原(場(chǎng))荒漠化趨勢(shì)的蔓延,有利于這些資源的永續(xù)利用。4.6調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)引黃工程沿線經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較差,種植業(yè)仍為農(nóng)民