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    南水北調(diào)對海河流域水生態(tài)環(huán)境影響分析(3)

    來源:233網(wǎng)校 2008年9月12日

      3 不同情景下海河流域水生態(tài)環(huán)境預(yù)測
      通過以上水循環(huán)與水生態(tài)環(huán)境關(guān)聯(lián)分析方法的介紹和現(xiàn)狀生態(tài)環(huán)境評價案例分析可知,只要對水量平衡方程式兩端的若干輸入和輸出變量進(jìn)行界定和計算,并確定好狀態(tài)約束條件,即可根據(jù)未來不同時段流域水循環(huán)收支項變化去預(yù)測同期的水生態(tài)環(huán)境的情景。
      作為情景分析,本報告中擬定對兩種類型的四種水資源配置方案下的水生態(tài)環(huán)境進(jìn)行預(yù)測,簡要分析如下:
     ?。?)無南水北調(diào)條件下的水生態(tài)環(huán)境預(yù)測。包括兩種情景,一是延續(xù)現(xiàn)狀水資源開發(fā)利用方式,包括保持現(xiàn)狀外調(diào)水水平、繼續(xù)保持現(xiàn)狀深層和淺層地下水超采水平以盡量滿足經(jīng)濟(jì)社會耗水需求;二是以生態(tài)環(huán)境保護(hù)為中心的水資源開發(fā)利用方式,包括停止深層淺層地下水超采,恢復(fù)湖泊、濕地等水系生態(tài)面積;
     ?。?)南水北調(diào)工程實施條件下的水生態(tài)環(huán)境預(yù)測。包括兩種調(diào)水方案相對應(yīng)的兩種情景,其中基本方案2010和2030年調(diào)水總規(guī)模分別147.0億m3和223.0億m3,其中調(diào)入海河流域片分別為61.0億m3和96.0億m3;高方案2010和2030年調(diào)水總規(guī)模分別164.0億m3和249.0億m3,其中調(diào)入海河流域片分別為69.0億m3和103.0億m3.兩種調(diào)水方案情況下均采用以生態(tài)環(huán)境保護(hù)為中心的水資源開發(fā)利用方式,包括停止深層淺層地下水超采、恢復(fù)湖泊、濕地等水系生態(tài)環(huán)境面積。
      3.1 計算條件和輸入變量
      3.1.1 無南水北調(diào)情景
      在無南水北調(diào)工程供水時,水量平衡方程式兩端各項輸入和約束條件如下:
      (1)進(jìn)入流域單元的總水量
      水資源總量:為反映出海河流域現(xiàn)狀水資源衰減的實際情況,水資源總量按1994~1999年6年平均值358.0億m3考慮。
      外調(diào)水量:目前海河流域?qū)嶋H平均引黃水量一般在54.3億m3,但實際配水定額只有41.0億m3,因此按41.0億m3計算。
      深層開采量:
      情景一 仍保持目前深層開采水平,年均深層開采量為62.0億m3.
      情景二 考慮生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求,停止深層地下水超采。目前海河流域深層地下水年均開采量為62.0億m3,但對超采量的認(rèn)識差別很大。《海河流域水資源規(guī)劃》提出深層超采14.8億m3,另外此規(guī)劃認(rèn)為承壓水開采量為25.0億m3;《海河流域環(huán)境用水研究》提出深層超采41.0億m3;水文地質(zhì)研究所海河流域地下水現(xiàn)狀評價提出深層地下水補(bǔ)給量僅13.0億m3,則按現(xiàn)狀開采量計算超采49多億m3;也有認(rèn)為深層地下水全部屬超采。根據(jù)本次研究成果,以超采量占41.0億m3考慮,可以開采但要逐步替代的開采量按22.0億m3考慮,因此計算中深層開采量以22.0億m3計。
     ?。?)流域的蓄變量
      水庫蓄變量:水庫蓄變量取為零。
      地下水蓄變量:
      情景一 按近年年平均蓄變量一8.9億m3計算。
      情景二 考慮生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求,停止淺層地下水超采。淺層地下水具有以豐補(bǔ)枯的能力,因此超采與否按多年平均的蓄變量來考慮。從流域平均概念出發(fā),地下水蓄變量為零即可滿足不超采。但由于海河流域超采主要集中在海河南系,而其他區(qū)域如灤河和徒駭馬頰河地下水開采較少,流域片內(nèi)各區(qū)來補(bǔ)平衡必需考慮這種來補(bǔ)地域不均衡現(xiàn)象。全流域?qū)嶋H年均蓄變量僅為-9.0億m3,而實際局部地區(qū)多年平均超采量為20.0億m3,因此只有全流域在蓄變量為11.0億m3條件下,才能實現(xiàn)海河南系等嚴(yán)重超采區(qū)的采補(bǔ)平衡,實現(xiàn)全流域各片均不超采的生態(tài)環(huán)境目標(biāo),因此地下水蓄變量按11.0億m3考慮。
     ?。?)消耗水量
      經(jīng)濟(jì)社會耗水量:本次研究當(dāng)中,單元的經(jīng)濟(jì)社會耗水量是按流域片的供水量和耗水率相乘求得。今后供水增長主要用于工業(yè)和生活,二者目前的耗水率很低,通過節(jié)水耗水率會有提高;而農(nóng)業(yè)用水由于節(jié)水措施的實施,耗水率也將有所提高。根據(jù)分項分析計算,2010年總耗水率比現(xiàn)狀0.667提高至0.687,2030年提高到0.705.
      水系生態(tài)環(huán)境耗水量:
      情景一 不考慮水系生態(tài)環(huán)境的改善,耗水量按目前年平均值2.7億m3計算。
      情景二 以實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境目標(biāo)所需的耗水量為標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)海河水利委員會的“海河流域環(huán)境用水研究”所提出的保護(hù)目標(biāo),流域片水系生態(tài)環(huán)境用水目標(biāo)必需在2010年“保證南運河、清涼江等骨干輸水河道用水,重點補(bǔ)充京津石等大城市周邊和東部地區(qū)1900km河道用水,恢復(fù)水面面積445km2.濕地修復(fù),重點做好白洋淀的保護(hù),改善團(tuán)泊洼、大浪淀、千頃洼三個濕地的生態(tài)環(huán)境,4處濕地面積471km2”。另外兼顧考慮北京、天津、石家莊及河北11個省轄市的河湖用水,水面面積100km2左右。根據(jù)以上水面面積、蒸發(fā)量、降雨量計算水系生態(tài)耗水量。2030年在2010年基礎(chǔ)上增加滹沱河、滏陽河、唐河、子牙河干流、大清河干流等河道的水面使恢復(fù)水面的河道長度達(dá)到4100Km,面積達(dá)到1023Km2.濕地計劃全面恢復(fù),包括寧晉泊、東淀、青甸洼、西七里海;大黃鋪洼、思縣洼等6處濕地,面積559km2,加上2010年恢復(fù)的白洋淀等4處,共計1023km2.城市河湖補(bǔ)水面積達(dá)到373km2.三項總計水系面積達(dá)到2426km2.
      3.1.2 有南水北調(diào)情景
      在有南水北調(diào)供水時,水量平衡方程式兩端各項輸入和約束條件如下:
     ?。?)進(jìn)入流域單元的總水量
      水資源總量:按近6年平均值358.0億m3考慮。
      外調(diào)水量:目前海河流域?qū)嶋H平均引黃水量一般在54.3億m3,但實際配水定額只有41.0億m3.按41.0億m3計算。另外在高方案中需要扣除被置換出去的那部分引黃量。再加上南水北調(diào)進(jìn)入海河流域的水量則外調(diào)水量是:
      情景三 在2010年為99.4億m3,2030年為1345億m3.
      情景四 在2010年為108.2億m3,2030年為142.0億m3.
      深層開采量:同情景二,考慮生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求,停止深層地下水超采,深層開采量以22.0億m3計算。
      (2)流域的蓄變量
      水庫蓄變量:水庫蓄變量取為零。
      地下水蓄變量:按情景二,考慮生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求,停止淺層地下水超采,地下水蓄變量按11.0億m3考慮
      (3)消耗水量
      經(jīng)濟(jì)社會耗水量:按流域片的供水量和耗水率相乘求得,2010年總耗水率比現(xiàn)狀0.667提高至0.687,2030年提高到0.705.
      水系生態(tài)環(huán)境耗水量:同情景二,以實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境目標(biāo)所需的耗水量為標(biāo)準(zhǔn),2010年達(dá)到各類水面面積共1016km2,2030年達(dá)到各類水面面積2642km2,以此計算耗水量。
      3.2 不同情景下的流域水生態(tài)環(huán)境預(yù)測分析
      將以上各情景下的輸入變量和總體約束條件代入模型進(jìn)行計算,得到2010年和2030年有天南水北調(diào)條件下四種配置。
      不同方案的水生態(tài)環(huán)境預(yù)測結(jié)果分述如下:
      情景一:無南水北調(diào)工程且延續(xù)現(xiàn)有的水資源開發(fā)利用方式
      在這種情景下,2010和2030年外調(diào)水量維持現(xiàn)有的41.0億m3,深層地下水保持年超采41.0億m3,即開采水平62.0億m3,加上多年平均水資源量358.0億m3,進(jìn)入單元的總水量為461.0億m3,全流域深層地下水超采22.0億m3,水系生態(tài)耗水保持目前水平。在這種條件下,2010年和2030年經(jīng)濟(jì)社會耗水量分別為298.8億m3和320.8億m3,較1994~1999年的平均水平分別增加16.2億m3和38.2億m3,增長幅度為5.66%和13.52%。在經(jīng)濟(jì)社會耗水增長的同時,2010年和2030年非經(jīng)濟(jì)社會耗水較現(xiàn)狀平均值分別衰減15.5億m3和37.5億m3,減幅為7.67%和18.56%。在非經(jīng)濟(jì)社會耗水子項目當(dāng)中,水系生態(tài)耗水繼續(xù)維持現(xiàn)有的極低水平,區(qū)域陸地生態(tài)耗水無明顯變化。入海量較現(xiàn)狀平均水平進(jìn)一步下降,2010年和2030年分別衰減17.1億m3和33.5億m3.另外單元年平均水資源蓄變量為-8.9億m3,為淺層地下水年均蓄變量,年均深層超采量為220億m3.

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