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卧龙湖水源补给模式研究

2014-04-07王莉李思辰

水利规划与设计 2014年1期
关键词:卧龙生态

王莉 李思辰

(1.辽宁省水利水电科学研究院 辽宁沈阳 110003 2.辽宁江河水利水电新技术设计研究院 辽宁沈阳 110003)

1 工程概况

卧龙湖湿地位于辽宁省康平镇西郊,其范围112km2,东西长16.5km,南北宽53km,包括水面、沼泽、塘、湿草地、滩涂等组成的内陆型天然湿地生态系统区域。

卧龙湖地处科尔沁沙地的南缘,是辽宁西北半干旱区向中部平原湿润区过渡的生态敏感带,起着抵御科尔沁沙漠侵袭辽宁省省会沈阳市及辽宁中部城市群的重要生态作用;鉴于卧龙湖的重要生态作用,在2001年5月,经辽宁省政府批准,成立沈阳市第一个省级自然保护区。

1.1 主要问题及原因分析

由于东、西马莲河洪枯流量变化悬殊,含沙量大,泥沙沉积,导致入库径流减少。湖内的蓄水量呈逐年下降趋势。1998年、1999年、2000年及2001年蓄水量分别为8200万m3、5800万 m3、2028万 m3和 1076万 m3,2002年 8月蓄水量已不足 27万 m3,水面由原来的 10万亩减小到约3000亩,2004年6月末卧龙湖已基本干涸,生物种群急剧减少,湿地生态系统功能衰退。

造成卧龙湖湿地生态巨变的原因有很多,首先最主要的原因之一是入湖水量的减少,卧龙湖上游东、西马莲河流域连年干旱,入湖水量急剧减水的同时,卧龙湖湿地的蒸发量进一步加大,造成2004年卧龙湖干涸。

第二,康平县城市污水的排放,造成卧龙湖湖区水质污染以及随着水面逐步萎缩,大片蒲草和芦苇等水生植物被割除,面积减少 60%以上,鸟类生存空间变小,导致近年来鸟类数量和种类的急剧减少,鹤类已很少见到,水中野生鱼类也大量消失,生物种群已不足百种。

第三,为了地区经济的发展,为生长经营性活动需要,人为的在卧龙湖湿地内陆续修建了一些堤坝,隔断了河水入湖和部分汇水区的雨水径流入湖,使卧龙湖湿地又失去了一部分补水水源。过度无序的开发导致水生植物遭到破坏。

如何恢复卧龙湖的生态环境并保持卧龙湖湿地生态平衡的基础上,开发利用好卧龙湖的各类资源,保证地区发展的可持续性,值得深思。

2 卧龙湖水资源分析

卧龙湖所在地区属温带季风气候区,春季多风少雨,夏季湿热、高温、降雨集中,秋季凉爽,冬季严寒、干燥。多年平均降水量500mm以上,年降水量差异明显,多集中在6~9月,占全年总降水量的 70%~80%。降水量年际之间变化亦较大,丰水年与枯水年相差2倍以上。

该地区多年平均气温 7℃,极端最高气温36.5℃;最大冻土深150 cm,最早初霜日10月3日,最早终霜日 1月 4日,多年平均无霜日282天,多年平均日照时数2800多小时,多年平均风速4.4m/s;最大风速23 m/s,风向SSW。该地区多年平均蒸发量为 1750 mm,多集中在4~7月,占全年蒸发量的60%左右。

卧龙湖水库地势低洼,库底为亚粘土,库区渗漏损失较小,年损失深度按0.5m考虑。卧龙湖水库蒸发损失按水面蒸发与陆面蒸发之差计算。根据以上分析卧龙湖蒸发渗漏损失总计每年为1087mm。

卧龙湖蓄水调节计算,是在年径流入库的情况下,不考虑卧龙湖向农业等用户供水,只考虑卧龙湖蒸发渗漏损失时的调节计算。卧龙湖蓄水调节计算采用1972-2006年共35年径流系列,计算出卧龙湖湿地多年平均入库径流量为 65.4×106m3,最大入库年径流量为 168.2×106m3,最小入库年径流量为 24.9×106m3;水库多年平均蒸发渗漏损失量为 54.6×106m3;水库多年平均蓄水水面面积为 59.12km2,最大蓄水年水库蓄水水面面积为65.9km2,最小年水库蓄水水面面积为 34.56km2;水库多年平均蓄水位为 87.9m,最高年平均蓄水位为 88.19m,最低年平均蓄水位为87.06m。

按卧龙湖蓄水量来说,多年平均蓄水量48.9×106m3,只占正常蓄水位下库容 88.0×106m3的 55.6%。

以上计算分析成果,是在东、西马莲河流域现状用水量基础上不再增加和卧龙湖湿地不承担工农业供水的前提下的计算成果,如果上述条件一旦改变,那么卧龙湖湿地的生态平衡就会再次打破,再一次出现科尔沁沙漠的南移,不仅加速了当地干旱少雨多风等不利气候的变化,而且直接对沈阳和辽宁中部城市群的环境构成威胁,恶化了区域经济发展的综合环境。

3 卧龙湖水源补给措施

3.1 工程措施

(1)引辽入湖工程

通过新引辽干渠将辽河水引至卧龙湖。可从每年 8月至 10月末,可引辽河水最大量3732.5万 m3,按保证率 75%考虑,则有效引水量为2800万m3,保证引水入卧龙湖。

(2)拆除卧龙湖湿地人为修建的一些阻水工程。

需将湖区周边水田和养殖区全部还湖,禁止在保护区范围内任何破坏性开发;将湖内尤其是核心区建成的各种人为分隔带进行清除,包括湖心岛等人工建筑物。

(3)整治东、西马莲河

由于多年未进行全面规划治理,河道比降较大,洪枯流量变化悬殊,河道淤积严重,下游河床已高出地面1~1.5m;河道跨河建筑物标准低、跨度小,水毁严重,阻碍泄洪,影响过流能力;由于无专人管理、养护,经多年风吹雨冲,断面缩小,堤防标准逐年降低。有的堤段已变成无堤段、沙堤段,致使汛期险情不断。因此必须对东、西马莲河进行疏浚整治。

(4)通过老引辽渠道引小横道子排水入卧龙湖。

小横道子排水位于小城子及胜利两乡境内。总控制面积为 127.02km2,全长为 7100m。拟定在八家子与引辽交插口处的八家子河上修一座拦河闸,其作用是对八家子河进行拦截,通过引辽渠道,将水引入卧龙湖,以增加湖区水量。

(5)备用水源引水工程

利用康平坑口电厂从沈阳取水契机,实施卧龙湖补水方案,做为卧龙湖备用水源;引康平污水处理厂处理后中水做为卧龙湖备用水源。

(6)新建康、平湖蓄水工程

康、平湖工程主要是指利用物理隔离将卧龙湖分为内、外两湖,将隔离出的康、平湖开挖蓄水,主要目的是解决卧龙湖湿地的合理性开展利用,减少人为干扰,恢复自然保护区生态环境的同时,解决卧龙湖水质污染等问题,将原来排入卧龙湖的生活污水等引入康、平湖中,通过康、平湖进行二次净化。不仅可以涵养和拦蓄水资源,改善周边生态环境,提高城市的抗洪能力,同时,既可以为人们增添休闲、观赏和贴近自然的美景,又与卧龙湖湿地中的大量迁徙鸟类和谐并存,互不干扰。从旅游功能的角度看,为新城区旅游事业的发展提供了配套功能。

3.2 非工程措施

(1)积极补偿,恢复湿地原始生态功能

人类的不合理开发利用,已经使卧龙湖湿地严重退化,并面临着毁灭性的威胁。为了保护这块湿地,应该采取积极的补救措施。首先,要实施移民工程,退耕还湿。鼓励和资助核心区内的村屯和生产点有计划地分期迁出,缓冲区内处于生态敏感地域的村屯也要易地重建。在人口迁出的同时逐步退出生产活动,使核心区内的耕地全部退耕还草、还沼,禁止一切新的土地开垦活动,退耕后的耕地可以种草,也可以让其自然演替,恢复植被。

(2)完善立法,确保生态环境保护措施的有效实施

自然保护区本身拥有土地和多种资源,所有权和使用权涉及到国家、集体和个人多方面,情况非常复杂。由于缺乏专门的法律法规依据和有效的综合协调机制,许多问题很难解决。应该在已颁布的各类资源法规和土地权属现状的基础上,参考借鉴国内外湿地保护立法的先进经验,尽快建立卧龙湖自然保护区内土地与资源利用管理的地方性法规体系及乡规民约。湿地的保护职能不仅包括单一生态功能保护,更应该包括综合生态功能保护,湿地保护立法应注重对湿地水文、水质、食物链和栖息地等各方面的有效保护,明确界定农业、林业、水利、水产、环保等管理部门的职权。政策法规应包括利用方式和规程规范以及标准、检查和监督、引导和控制、生态补偿费用征收、创收比例和使用范围、利益分配等方面内容。法规和政策是保护区实施管理的依据,加强立法,将湿地资源的保护纳入法制轨道,是有效保护湿地生态资源的长久之计。

(3)倡导生态旅游,实施生态效益与经济效益的双赢战略

湿地生态旅游是指旅游者以湿地作为观光、游览研究对象,观察湿地的景观、物种、生境和生态系统等,并维持湿地自然环境原貌的旅游活动。生态旅游强调回归自然、保护环境、促进社区经济发展、提高公民环境意识。保护区区域经济以农业为主,农业发展水平很低,属经济欠发达地区,但卧龙湖湿地资源具有得天独厚的观赏和科研价值,发展生态旅游业必定带动地方经济发展。

在保护区开展生态旅游是对自然资源直接利用的一种替代。通过有效的管理,可以实现自然资源的增值。同时,它还可以增加湿地地区人们就业机会,改变单一的经济结构,增加经济收入,在产生经济效益的同时,获取生态效益。旅游活动对生态环境的干扰是不可避免的,因此必须将其严格限制在实验区内,指定旅游路线,制定具体的管理条例,确定允许的容量范围,坚持生态效益与经济效益最优的原则,把使用旅游资源和保护旅游环境结合起来,把追求旅游经济目标和追求旅游生态目标结合起来,将旅游带来的负面影响控制在环境可承受的限度内,促进保护区的发展和湿地资源的可持续利用。

(4)注重科研,为保护湿地生态系统提供科学依据

任何形式的湿地利用方式,都会不同程度地影响或改变湿地的生态系统功能,湿地资源开发活动的范围、规模强度必须在环境承载力的范围内。为实现湿地资源的保护和可持续利用,就要将科学原理和科学研究贯穿整个管理过程,在其开发活动中进行科学指导是十分必要的,其中环境影响评价制度尤为重要,它可以科学预测开发活动对湿地资源与环境的近期和长远影响,科学论证开发项目的环境可行性及合理确定开发规模与力度,对大型工程跟踪监测,使不利影响降到最低程度,保证开发利用不破坏湿地生态功能。

保护区是生态经济工程学、湖沼学、生物学、地理学、环境科学和农业科学最好的研究基地。建议在保护区的缓冲区和试验区建立气象观测站、水文观测站、环境监测站和生态系统定位监测站,运用 3S(GIS、GPS、RS)技术对湿地生态资源的演替变化进行全面长期监测,形成保护区生态监测网络,并组织有关科研单位和专家,尤其是大专院校的学生开展科研、观测工作,为有效保护及合理利用湿地资源提供科学依据和技术手段。

(5)设置独立的管理运行机构,统一管理,在保护的基础上合理利用湿地资源。

4 卧龙湖水源补给对生态环境的影响

通过恢复卧龙湖湿地,可充分改善卧龙湖地区的小气候,从而大大改善了卧龙湖湿地的生态环境,为珍稀水禽栖息提供条件,保护湿地所产生的生态效益、社会效益和经济效益是非常可观的,而且起着抵御科尔沁沙漠侵袭沈阳市及辽宁中部城市群的重要生态作用;改善辽西北沙化地区的干旱气候、净化环境、补充地下水和调解水生态循环起到重要的作用。同时,卧龙湖湿地具有较大的集水区域,减轻了汛期洪水对周边农田、村庄和牧场的压力。

5 结语

卧龙湖位于我国干旱半干旱与湿润半湿润两种气候、耕地与荒漠两种土壤、森林与草原两种植被的生态过渡带上,其生态系统第三脆弱,是国家一级敏感带,与一般湿地相比,它的生态功能尤为重要。同时,卧龙湖的地理位置很特殊,外于科尔沁沙地的东南缘地带和东南——西北季风区的下风向,并且临近康平县北部残存的风沙口、流动沙丘和固定沙丘,是抵御科尔沁沙地南侵和防风固沙的重要屏障,对于改善辽西北沙化地区的干旱气候、净化环境、补充地下水和调解水生态循环起到重要的作用。卧龙湖湿地具有较大的集水区域,减轻了汛期洪水对周边农田、村庄和牧场的压力。

由于人们对自然保护区缺乏认识,在卧龙湖取水造成湖区枯竭,湿地破坏。只要坚决限制少量必要的取水,疏通汇水大小河道,恢复湿地是完全可能的。同时采取科学的调度管理,以洪养湿,变洪水为利水,进而增大湿地面积是可能的,也是完全必要的,其社会效益是巨大的。

1.杨柳, 马克明, 白雪等.洪河国家级自然保护区最小生态需水量与补水分析[J].生态学报, 2008, 28(9)∶4501-4507.

2.陈敏建.生态需水配置与生态调度[J].中国水利,2007, 11∶ 21-24.

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4.东迎欣, 秦紫东, 许广军.扎龙湿地生态环境需水量计算与生态补水分析[J].黑龙江水专学报, 2008,35(4)∶ 110-113.

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