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河北省海河流域河道生态恢复探讨
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内容提示：河流是流水作用形成的主要地貌类型，它通过汇集地表、地下径流，沟通了内陆与海洋，是自然界物质循环和能量流动的一个重要通道。河流生态系统由河岸、河底、主槽、滩地、湖泊、沼泽、洪泛平原等组成，形成一个结构完备、功能复杂、类型多样、物种繁多的生态系统。它以水为主体，通过水位涨落变化，补充地下水，滋润两岸的土地形成森林、草原、城市及农村生态系统并为它们提供生态服务。
一、河道生态恢复的必要性
河流是流水作用形成的主要地貌类型，它通过汇集地表、地下径流，沟通了内陆与海洋，是自然界物质循环和能量流动的一个重要通道。河流生态系统由河岸、河底、主槽、滩地、湖泊、沼泽、洪泛平原等组成，形成一个结构完备、功能复杂、类型多样、物种繁多的生态系统。它以水为主体，通过水位涨落变化，补充地下水，滋润两岸的土地形成森林、草原、城市及农村生态系统并为它们提供生态服务。（参考《建筑中文网》）
河北省海河流域自建国以来，经过多年的建设，在流域山区建成大中小型水库上千余座，总库容百余亿立方米，控制流域山区面积近90%.这些水利工程设施在防洪减灾、除涝治碱和保证农田灌溉等方面发挥了重要作用，使农业生产力得到显著提高。但是，由于人类对自然规律认识的局限性，在改造自然时，也对环境带来了众多的负面影响，其中最突出的就是对河流生态环境的影响，主要表现在：①水库蓄水使降雨形成的地表径流被人为地调控，原有水文过程已发生时空变化；②通过引水灌溉，使河流径流性水资源发生地域性再分配，导致下游地区径流明显减少；③河道建闸蓄水，切断了河流水文的纵向联系，也使许多洄游性水生生物消失。
由于人类对河流水文状态的过度干扰，使原有的自然水生态系统逐步退化，生态环境的协调性变差，水生态系统对区域水热平衡的调节能力减弱，原有湿生环境改变导致生物物种退化和消亡，水体的循环演替功能消失，由此导致了区域干旱化、可利用水资源锐减、土地沙化、生物资源消失、环境污染加剧等许多生态环境问题，而这些是人类在征服自然、获得经济收益的同时，所付出的巨大的生态代价。
主体位于海滦河流域的河北省，水资源开发程度高，其中地表水资源开发程度达89%，所以产生的生态环境问题很具有典型性，主要有：
（1）河道断流：据不完全统计，我省京津以南17条主要河流，在20世纪80年代以前，间断有断流；80年代以后，断流天数明显增多，到1997年各河平均河干天数达335天。
（2）改变了泥沙的冲淤规律。拦河建坝、蓄水建库，均可引起河流水文情势变化，从而改变河流泥沙运淤规律。滹沱河是一条典型的游荡性河流，河床摆动频繁，自上游建水库后，改变了下游河道淤积规律。建库前以淤积为主的河道，建库后发生冲刷，造成冲刷段下游河床发生更为严重的淤积。
（3）循环过程发生变化。地表水径流量的减少，使河流普遍出现干涸断流，入海水量减少，也影响到河流补给地下水量。同样地下水的超采引起地下水位下降，包气带的厚度增加，贮蓄水能力增大，降水入渗量增加，又使地表径流减少。
（4）河流生态系统受损。河流生态系统受到河湖围垦、修筑水坝及其它河网改造、岸边工程等影响后，使季节性淹没区减少，天然湿地大量丧失，洄游通道不畅，各类适生生物的生境、栖息地被大量压缩，有的食物链中断，许多河流已由生物多样性及其丰富的生态系统逐渐退化为不适于生物生存之地。
（5）河床干化导致河道沙化，成为风沙源。以石家庄市滹沱河为例，滹沱河位于石家庄市区的北部，最近处距市中心仅8km左右。由于河床干化，昔日的河流自然景观严重破坏，河流生态用水的缺少，影响了自然水循环对地下水的补给，破坏了河道底床的地质结构。干枯的滹沱河河道对石家庄市区环境质量的影响日益突出，河道中裸露的沙滩地已成为石家庄市沙尘的重要来源。另外，受河道干枯、地下水位下降、土地干化、蒸发潜热减少多方面影响，城市热岛效应更为显著。
综上所述，河道生态环境的恢复与保护，对于整个海河流域的生态环境恢复具有重要意义，对于促进全流域社会、经济和生态环境协调发展将起到不可替代的作用。
二、河北省海河流域河道生态环境恢复的目标
水生态环境恢复的根本目的，就是重建受损或退化的生态系统，维持流域水资源的可再生循环能力，促进水生态系统的稳定和良性循环。而要实现这一目标，需要进行三个层次的工作：一是对河北西北部山区的径流形成区实施有效的保护，确保进入平原区的径流型水资源大体保持稳定；二是对流域水资源实行合理配置和高效利用，保持在开发利用过程中的水土平衡、水量平衡和水盐平衡，使人工用水循环和天然用水循环保持和谐关系；三是认真检讨和反思人类自身对水资源开发利用方式的利弊，采取积极的生态恢复策略，保证全省区域生态最低限度的水资源支撑条件，防止水生态系统功能的萎缩和环境问题的蔓延。
生态恢复的基本内涵就是在遵循自然规律的前提下，根据群落演替理论，通过物理的、化学的和生物的技术手段，控制待恢复生态系统的演替方向和演替过程，把退化的生态系统恢复或重建到既可以最大限度地为人类所利用，又保持了系统的必要功能，并使系统达到自维持的状态。
根据河北省经济发展现状和生态环境恢复的要求，提出河道生态环境恢复目标如下：近期（2010年）目标要达到城市景观河（湖）和主要生态河流的流量和水面得到恢复；保障河流最低入海量；保护和恢复水生生态系统的生物多样性；入河污染源得到进一步治理，地表水环境达到环境功能区划要求，全省水生态恶化状况得到缓解。远期（2030年）目标是主要河流的流量和河流动力过程得到恢复，以保持河流和河道最基本的生态功能；进一步恢复入海河口地区生态环境；地表水环境达到当年的环境功能区划要求，全省河流生态系统得到恢复，水环境得到全面改善。
（三）河流生态环境恢复指标值
（1）恢复河道长度及最小生态用水：近期，首先保证卫河、南运河、漳卫新河、清凉江等骨干输水河道生态用水，恢复1356km河道的最小生态用水，恢复河流水面面积325km2；远期，在近期基础上增加滹沱河、滏阳河、唐河、子牙河、大清河干流河道水面，再恢复1443km河道的最小生态用水，恢复河流水面378km2.
（2）最低入海水量：近期为满足河口基本生态用水要求，最低入海水量不少于地表径流量的10%，约14.5亿立方米；远期在维持近海生态环境的同时还要考虑河口段冲淤平衡要求，最低入海水量不低于25亿立方米。
（3）为维持一个良好的水生态环境，不但要有生态用水，同时还必须保证水的清洁。随着生态恢复用水增加和污水治理率的提高，2010年实现地表水环境功能区达标；2030年要全部达到当年的地表水环境功能区划要求。
三、河道生态环境恢复用水量的估算
要恢复河流生态环境，保证河道生态用水是必不可少的前提条件。河道生态恢复用水量主要考虑两方面：一为考虑河流水体维持原有自然景观，使河流不萎缩，并能基本维持生态平衡所需的最小水量；二是考虑现状条件各主要河段的污染情况，按水污染防治规划的要求，所需增加的稀释水量，但从河北省水资源状况而言，不宜考虑用清洁水稀释的办法来改善水质。改善水质必须靠推广清洁生产技术、控制污染源及提高污水处理率来实现。因此，稀释水量未予考虑。
河道环境用水量包括维持河流不干涸与入海水量，自20世纪60年代以后，河北省的主要河流（除滦河外）由于上游大型水利工程控制，基本处于断流状态，河道的渗漏与蒸发状况有了极大的改变，一方面是由于长期干涸，包气带土壤水分状况变化，包气带厚度加大，渗漏量加大，例如1989年汛期黄壁庄水库经滹沱河干流泄水9亿多立方米，在其下游80km河道内补给地下水（实质上是渗漏量）达1.66亿立方米，如按理想的枯季流量来作为维持河道不干涸的环境用水势必偏小，因此我们认为在推算最小环境用水量时，应以近期过水年份河道的实际损失量作为基础推算较为合理。
（一）河道最小环境用水量计算
河道最小环境用水通常采用非现场类型的Tennant法和7Q10法计算；也可根据实测的受人类活动较小、基本代表河流原有自然景观偏枯年份非汛期各河平均最小流量，作为维持河流不干涸所需最小流量的依据。
1.Tennant法计算
河北省多年平均地表水资源量为126亿立方米（1956~1997年系列），按Tennant法从维持河道原有的自然景观、兼顾水生生物保护考虑，以多年平均径流量的10%作为最小环境用水量，由此计算得河北省河道应维持的最小水量为12.6亿立方米。
2.7Q10法计算
根据《制订地方水污染物排放标准的技术原则和方法》（GB3838～83）中规定：一般河流采用近十年最枯月平均流量或90%保证率最枯月平均流量。按该方法计算，全年河道最小环境水量为14.3亿立方米。
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200803/9679.htm
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