劉光輝

(遼寧省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，遼寧沈陽(yáng)110006)

生態(tài)環(huán)境建設(shè)是我國(guó)實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容，生態(tài)環(huán)境建設(shè)與水資源的保護(hù)和利用有著非常密切的關(guān)系，水資源是生態(tài)環(huán)境的基本因素，是生態(tài)環(huán)境建設(shè)中最重要的、不可替代的物質(zhì)。要想建設(shè)良好的生態(tài)環(huán)境，保護(hù)生物多樣性和完整性，防治沙漠化和水土流失，改善人居環(huán)境和城市功能，維護(hù)生態(tài)平衡，其根本保證就是水。水資源的量和質(zhì)，是生態(tài)環(huán)境建設(shè)的關(guān)鍵，因此，水生態(tài)環(huán)境建設(shè)已日益引起社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。

多年來(lái)，遼寧省為改善和建設(shè)生態(tài)環(huán)境做出了巨大的努力，采取了一系列保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境的重要措施，取得了一定成績(jī)，并積累了大量寶貴經(jīng)驗(yàn)。但是，隨著遼寧省社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用水的不斷增長(zhǎng)，水資源供需矛盾日益尖銳，形成了城市用水和工業(yè)用水?dāng)D占農(nóng)業(yè)用水，農(nóng)業(yè)用水又?jǐn)D占生態(tài)用水的局面，進(jìn)而導(dǎo)致水生態(tài)條件惡化、河湖萎縮、濕地退化、地表地下水體污染、灌區(qū)次生鹽漬化、河床淤積以及地下水大面積超采等一系列水生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。

因此，充分認(rèn)識(shí)遼寧省目前水生態(tài)環(huán)境所面臨的主要問(wèn)題，積極采取有效措施，合理調(diào)配水資源，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)和生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，已成為當(dāng)務(wù)之急。

1 主要水生態(tài)環(huán)境問(wèn)題分析

1.1 河流及近岸海域水質(zhì)污染嚴(yán)重

由于水資源嚴(yán)重短缺，多年來(lái)為滿(mǎn)足遼寧省社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市和灌區(qū)都在盡最大可能取用河道徑流和地下水，致使水環(huán)境不斷惡化?？菟竟?jié)河道徑流幾乎全部被取用，河道斷流現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1990～2010年，渾河邢家窩鋪站年斷流天數(shù)多在10～40d，太子河遼陽(yáng)站年斷流天數(shù)多在30～80d。大型水利控制性工程因無(wú)環(huán)境水量可放，河流污染負(fù)荷不能得到稀釋?zhuān)w自?xún)裟芰締适?，一些河段自上而下平水期與枯水期的污染負(fù)荷比平均增加50%以上?，F(xiàn)狀渾河撫順以下、太子河遼陽(yáng)以下河段水質(zhì)大部分為V類(lèi)，有的為劣V類(lèi)。而且隨著地表水對(duì)地下水的補(bǔ)給，沿河地下水污染有進(jìn)一步加重趨勢(shì)。

據(jù)近年河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，遼寧省遼河、渾河、太子河及大遼河、鴨綠江、大凌河等主要河流的中下游，尤其是城市河段的水體都受到了不同程度的污染，主要污染物指標(biāo)如 COD、BOD5、NH4－N、石油類(lèi)、揮發(fā)酚等含量超過(guò)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 (GB3838－2002)的幾倍甚至十幾倍，由此導(dǎo)致下游河段的水體也基本喪失了應(yīng)有的生態(tài)價(jià)值。

由于入海水量減少，河流污染嚴(yán)重，加之盲目圍墾造田，隨意排放“三廢”，近海海域污染嚴(yán)重，尤其是大連灣、遼東灣、錦州灣等半封閉式內(nèi)海，污染更為嚴(yán)重。據(jù)1999年統(tǒng)計(jì)，遼寧省大連、丹東、營(yíng)口、盤(pán)錦、錦州、葫蘆島六座沿海城市共有排污口240處，年排污水總量達(dá)10億m3，其中直接排海量2.5億m3。大量污水排入近海，受潮汐及海洋環(huán)流影響，污染物質(zhì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，海水污染指標(biāo)居高不下。從近年海域水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果看，遼寧省枯水期除丹東海域外，大連、營(yíng)口、盤(pán)錦、錦州、葫蘆島等海域水質(zhì)均超過(guò)國(guó)家海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB3097—1997)中的Ⅲ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，豐水期則全部超過(guò)Ⅲ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。多數(shù)近岸海域海水主要污染因子均為無(wú)機(jī)氮、無(wú)機(jī)磷和化學(xué)需氧量，六個(gè)近岸海域無(wú)機(jī)氮全部超標(biāo)，其中營(yíng)口、盤(pán)錦尤為嚴(yán)重，最大超標(biāo)值達(dá)61.8倍，且呈逐年上升趨勢(shì)。

1.2 地下水過(guò)量開(kāi)采

由于缺水，地下水超采嚴(yán)重，一些地區(qū)已形成一定范圍的地下水降落漏斗，部分地區(qū)上部含水層已被疏干。如沈陽(yáng)市區(qū)的地下水位已由1949年的3.78m下降到目前的21.5m，最深處達(dá)30m，枯水期漏斗面積約83.8km2;遼陽(yáng)、鞍山兩市的首山水源地亦嚴(yán)重超采，枯水期地下水漏斗面積達(dá)300 km2，最大降深超過(guò)了20m。這對(duì)周?chē)鷳B(tài)環(huán)境及地下水的動(dòng)態(tài)平衡造成了極大破壞，壓縮地下水超采量，恢復(fù)其采補(bǔ)平衡已十分迫切。

1.3 污水灌溉影響農(nóng)田

由于河流水質(zhì)的污染及大量城市污水因農(nóng)業(yè)缺水而直接用于灌溉，使河流沿岸的農(nóng)田灌區(qū)受到嚴(yán)重污染。如渾河沿岸的張士灌區(qū)，污灌面積0.2萬(wàn)hm2，污水灌溉長(zhǎng)達(dá)20余a，污水中大量的重金屬沉積于農(nóng)田，影響深度達(dá)50cm，耕層20cm以?xún)?nèi)鎘超標(biāo)達(dá)4.6倍，嚴(yán)重影響了農(nóng)作物質(zhì)量;沈陽(yáng)市的蘇家屯灌區(qū)，由于利用一些工業(yè)污水灌溉農(nóng)田，使灌區(qū)內(nèi)有近53.33 hm2水田受到重金屬銅的污染，檢出度達(dá)28～290mg/kg。大量污水灌溉的結(jié)果，使土壤遭受污染，有機(jī)質(zhì)含量下降，農(nóng)作物有害物質(zhì)超標(biāo)，嚴(yán)重影響人群健康。

1.4 河口海水入侵及濱海濕地退縮

由于河口地區(qū)入海水量日益減少，導(dǎo)致海水上溯，沿海地區(qū)地下水氯離子含量和礦化度明顯增高，同時(shí)也使河口生態(tài)系統(tǒng)受到較大影響。如地處營(yíng)口、盤(pán)錦附近的濱海濕地雙臺(tái)子河口國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，總面積達(dá)22.3萬(wàn)hm2，動(dòng)植物資源十分豐富，有魚(yú)類(lèi)45種，鳥(niǎo)類(lèi)253種，其中國(guó)家一級(jí)保護(hù)動(dòng)物5種，二級(jí)保護(hù)動(dòng)物29種，列入中日共同保護(hù)候鳥(niǎo)協(xié)定名單的就有145種，丹頂鶴、黑嘴鷗及其它涉禽分布廣、數(shù)量多。蘆葦沼澤濕地面積為亞洲之首，居世界第二位。其主要保護(hù)對(duì)象是丹頂鶴、黑嘴鷗、白鶴、天鵝、斑海豹等野生動(dòng)物及其棲息的濕地生態(tài)環(huán)境。綜合價(jià)值較高，主要為研究鳥(niǎo)類(lèi)遷徙、生活習(xí)性、種群數(shù)量演替規(guī)律，建立濕地生物物種基因庫(kù)等科研價(jià)值;保護(hù)魚(yú)類(lèi)、貝類(lèi)等重要海產(chǎn)品和重要造紙工業(yè)原料蘆葦?shù)冉?jīng)濟(jì)價(jià)值;保護(hù)黑嘴鷗等國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)和珍稀瀕危鳥(niǎo)類(lèi)，發(fā)揮濕地蓄水、調(diào)節(jié)氣候、凈化水質(zhì)功能等環(huán)境價(jià)值。但由于河道下泄水量的日益減少，濕地的水量保證受到威脅，致使?jié)竦孛娣e逐漸減小，加之排污增加，稀釋水量減少，近岸海域水質(zhì)污染，濕地的各種功能正日益減退。

1.5 城市河 (湖)景觀補(bǔ)水及綠化用水不足

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，人民生活水平的提高，人們對(duì)城區(qū)周?chē)h(huán)境質(zhì)量的要求也日益提高，美化、綠化、凈化城市的呼聲已很普遍。但由于遼寧省水資源緊缺，普遍存在工業(yè)用水?dāng)D占農(nóng)業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水又?jǐn)D占生態(tài)用水的問(wèn)題，城市景觀、綠化用水嚴(yán)重不足，使城區(qū)綠化受到較大影響。大部分城市河湖 (公園)水體交換過(guò)程緩慢，交換次數(shù)過(guò)少，水體污染或富營(yíng)養(yǎng)化程度較高，嚴(yán)重影響城市景觀。這與國(guó)家生態(tài)環(huán)境保護(hù)綱要中提出的深入開(kāi)展園林城市創(chuàng)建活動(dòng)，加強(qiáng)城市公園、綠化帶、片林、草坪建設(shè)，推進(jìn)環(huán)保模范城市和環(huán)境優(yōu)美城鎮(zhèn)創(chuàng)建工作的要求很不相稱(chēng)。

1.6 土壤次生鹽堿化日益嚴(yán)重

鹽漬化又稱(chēng)“鹽堿化”，是土壤中鹽分積聚形成鹽漬化的過(guò)程。主要發(fā)生在干旱和半干旱地區(qū)及濱海地區(qū)。底土層和地下水中所含的鹽分，由于地面蒸發(fā)作用，隨著土壤毛細(xì)管水上升積聚于表層，因而使土壤鹽漬化。在不合理的水資源開(kāi)發(fā)利用和耕作灌溉條件下，地下水位上升易溶性鹽類(lèi)在表土層積聚，也能引起土壤鹽漬化，稱(chēng)為“次生鹽漬化”。它主要是由于不合理的耕作灌溉方式 (造成排水不暢、地下水位上升)，河道斷流，湖泊、濕地水源補(bǔ)給狀況惡化等引起的。

土壤次生鹽堿化表現(xiàn)在使土壤有機(jī)質(zhì)減少、保水保肥能力降低、土地板結(jié)、土地生產(chǎn)力下降、植被退化、農(nóng)作物產(chǎn)量降低等方面。

2 生態(tài)用水解決措施與途徑

要保護(hù)生態(tài)環(huán)境，合理利用有限的水資源，實(shí)現(xiàn)遼寧省國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，就必須科學(xué)研究生態(tài)環(huán)境需水量問(wèn)題。

生態(tài)環(huán)境需水量，指維持地球生物地理生態(tài)系統(tǒng)水分平衡所需要的水量，包括水熱平衡、生物平衡、水沙平衡、水鹽平衡等所需的用水都是生態(tài)環(huán)境用水。生態(tài)環(huán)境用水必須滿(mǎn)足生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的生態(tài)或環(huán)境功能，即必須滿(mǎn)足一定的最小水量要求和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，以改善生態(tài)環(huán)境或維持生態(tài)環(huán)境質(zhì)量不至于下降。

如何合理計(jì)算和預(yù)留必需的生態(tài)環(huán)境水量，使其既不影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展和水資源可持續(xù)利用，又能滿(mǎn)足生態(tài)環(huán)境建設(shè)的需要，已成為當(dāng)前在水資源配置規(guī)劃及開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中迫切需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

2.1 維持水體一定自?xún)裟芰Φ暮哟ㄗ钚』髁?/h3>

指河流各控制斷面及水庫(kù)壩下需水量按水質(zhì)保護(hù)目標(biāo)維持最小的泄流量，也稱(chēng)環(huán)境用水量?？筛鶕?jù)各流域水資源供需分析結(jié)果計(jì)算求得，有兩種計(jì)算方法:一是按歷年各月平均最小月流量進(jìn)行長(zhǎng)系列頻率計(jì)算，求得頻率為90%的流量作為最小流量，二是按歷年二月份平均流量進(jìn)行長(zhǎng)系列頻率計(jì)算，求得頻率為90%的流量作為最小流量。通過(guò)合理性分析與比較確定采用的最小流量。

2.2 城市綠化及河湖 (公園)景觀用水量

人工生態(tài)中的城鎮(zhèn)綠化用水、防護(hù)林草用水量等以植被需水為主的生態(tài)環(huán)境需水量，采用灌溉定額的預(yù)測(cè)方法確定。

2.3 維持河口生態(tài)及保護(hù)濕地用水量

湖泊與濕地功能一般包括重要水禽棲息地、水資源蓄積 (最大水資源量)、涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣候、控制侵蝕等。濕地保護(hù)生態(tài)環(huán)境用水量，以其規(guī)劃保護(hù)水面面積的水面蒸發(fā)水量作為其生態(tài)環(huán)境需水量。

2.4 防止海水入侵所需的河口壓鹽水量

沿海河口地區(qū)的壓鹽水量及鹽堿地區(qū)土壤改良?jí)蝴}用水量，目前基本維持一個(gè)固定的需水量。尤其是對(duì)水田地區(qū)，應(yīng)結(jié)合灌溉制度調(diào)整，進(jìn)行壓鹽用水定額分析。在海岸附近，海水的含鹽度一般在20‰～30‰，在河口區(qū)與淡水混合后含鹽度逐漸降低，當(dāng)降到2‰～3‰以后，就不影響作物生長(zhǎng)和一般飲用，符合河口區(qū)淡水水域生態(tài)環(huán)境建設(shè)需要。因此，一般把2‰含鹽度所在地點(diǎn)稱(chēng)為咸水界。

2.5 地下水超采區(qū)回補(bǔ)用水量

地下水超采回補(bǔ)需水是為減緩地下水開(kāi)采過(guò)程中所造成的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題而需要的用水，可根據(jù)現(xiàn)狀的超采水量情況，以逐年壓縮開(kāi)采量為原則，確定地下水超采回補(bǔ)需水量。

3 結(jié)論

明確遼寧省水生態(tài)環(huán)境所面臨的新課題，是保護(hù)水生態(tài)環(huán)境的前提，而預(yù)測(cè)生態(tài)環(huán)境需水量則是保護(hù)水生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)。水生態(tài)環(huán)境問(wèn)題是一項(xiàng)全新的工作，其研究方法、研究技術(shù)均不完善。黨的十八大提出“把生態(tài)文明建設(shè)放在突出地位，實(shí)現(xiàn)中華民族永續(xù)發(fā)展”，因此，探討水生態(tài)環(huán)境研究的先進(jìn)技術(shù)和方法，將是擺在我們水利環(huán)保工作者面前的重要任務(wù)。