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分析人类活动对内蒙古岱海湖影响

作者:2017-06-26 16:59阅读:文章来源:未知
  湖泊是陆地生态系统的重要组成部分,是地球上重要的淡水资源库、洪水调蓄库和物种基因库,在流域水资源供给和洪水调蓄方面发挥着不可替代的作用.作为陆地水圈的重要组成部分,参与自然界的水分循环,这在干旱、半干旱区显得尤为突出和重要,其演化反映了流域水资源量的变化,体现着气候变化与人类活动对区域水资源影响.我国幅员辽阔,湖泊数量多、类型全、分布广、变化复杂,据《中国湖泊志》记载,全国共有面积大于1.0km2的湖泊2759个,总面积近91020km2,广泛分布于五大湖区.近年来随着经济的高速发展,在人类活动的强烈干预下,我国湖泊数量、面积和分布都发生了较为显著的变化,并面临着湖泊萎缩与调蓄能力减少、水质下降与富营养化加重、生物多样性减少与生态退化等问题,引发一系列生态与环境后果,严重影响流域居民日常生活和经济的可持续发展,结合内蒙古湖泊资料及岱海湖历史调查和相关研究,分析了岱海湖现状及发电厂的建设对湖泊的影响,针对岱海湖环境保护与治理的主要问题提出了建议.
  1岱海湖泊概况
  1.1内蒙古湖泊分布及特征
  目前,内蒙古1km2以上湖泊有395个,面积6151km2左右,约占全国湖泊面积的6.8%.全区大部分地区属于干旱区,其境内有大小湖泊1000多个,其中湖泊水面面积大于50km2的有50余个.较大的湖泊水质多在淡水湖和微咸水湖之间,多数湖泊受到富营养化的危害.多数湖泊水深为1.5~9m,最深处50m.内蒙古湖泊群分布构成一个北东—南西向的湖泊带,主要分布范围在年降水量约200~400mm之间的鄂尔多斯高原、河套平原、乌兰察布高原和丘陵区、锡林郭勒高原、西辽河平原、呼伦贝尔高原等地区,它们所处位置属大陆性季风气候,远离海洋、降水稀少、气候干旱.以上地区不但水蚀作用非常微弱,河网极少,仅个别地区干旱景观的内陆湖泊零星分布,大部分地区出现大面积的无湖区.
  内蒙古自治区由于其特殊的自然地理环境,使其湖泊湿地生态系统的脆弱性在全国范围内表现得尤为突出,主要表现为湖水浅、淡水湖少、盐湖多、极易盐化和干枯.其中湖水面积1000km2以上的有我国著名的呼伦湖,500~1000km2的有中蒙两国共有的贝尔湖,100~500km2的有乌粱素海、达里诺尔、查干诺尔、岱海、黄旗海等.
  1.2岱海湖流域背景
  岱海湖地理位置在东经112°33'31″~113°46'40″、北纬40°29'7″~40°37'6″之间,是内蒙古自治区第三大淡水湖泊,位于我国北方环境敏感带的内蒙古中部凉城县境内,地处阴山山脉东段之南侧,雁北古长城之北,东邻丰镇丘陵,南接马头山丘陵低山区,西侧为麦胡图乡川道.湖泊总面积约为160km2,没有岛屿,湖面面积等于湖泊面积,湖泊长约20km,最大宽度为14km,平均宽度为7km,湖岸线长度为61.56km,湖泊容积为988.9×106m3.由于气候干旱及人类活动的影响,岱海水量急剧减少,岱海的面积由原来的164.4km2下降到了80.77km2.湖泊水源除湖面直接降水补给外,同时依赖流域内间歇性地表、地下入湖径流和湖面降水补给;此外,由汇入湖泊的22条季节性河流进行补给,其中较大的有天成河、步量河、苜花河、五号河等,但这些河流在旱季也往往会断流.
  1.3岱海湖资源概况
  岱海湖水中氮、磷、硅元素丰富,且有丰富的物源基础,不断补给湖水,致生物饵料丰富,经专家学者多次论证岱海属富营养型水域.岱海的生物由鱼类、浮游生物、底栖生物、水生维管束植物组成.据文献报道,岱海1953年仅有鱼1种,1960年调查有13种:1974~1975年调查有21种;1985年有3目6科27种,以经济鱼类为主.其中,鲤科鱼类2l种,鳅科鱼类有2种,鲍科、脂科、塘鳢、刺鳅科各1种.浮游动物在水域生态系统中起着重要作用,其动态变化影响许多鱼类和无脊椎动物的种群生物量,它们还通过捕食作用控制浮游植物的生物量浮游动物多样性是水域生态系统服务功能的重要瓶颈指标之一,其种类组成和现存量的变动能及时准确地反应水域生态环境质量.浮游动物共发现29种.岱海湖底栖动物有19种,主要为寡毛类和摇蚊幼虫组成,这两类在湖内分布广、数量大.岱海的浮游植物优势种群为绿藻,其次为甲藻,为典型的“绿藻型湖泊”.水生维管束植物有9种,分为挺水植物4种,沉水植物3种,浮叶植物2种.
  2岱海湖水资源利用现状
  2.1农业工业用水
  2000年以前,岱海流域生产活动主要为农业用水,用水量在以前占社会经济用水量的主要份额,巨大的用水量加上粗犷的农业生产方式,使灌溉耗水量逐年增加.同时,由于农业生产中将经济效益长期凌驾于生态保护行为之上,农药、化肥过量使用、滥用,不加节制任意排放畜禽养殖排泄物,致产生大面积农业污染,使湖泊水体、资源环境受到了严重的损害和破坏.据中国环境科学研究院的研究表明,水田对化肥的利用率为30%~50%,旱地的利用率为40%~60%,未被充分利用的部分则通过淋溶、渗漏等途径以地表径流的形式进入水体,造成水体污染.
  岱海流域工业规模较小,在县城周围主要分布有酒业、建材、印刷等几家小型工厂,其中工业废水外排的有四家,工业污水成分复杂,差异巨大,包括工业水预处理废水、化学水处理再生酸碱废水、工业冷却水、循环水排污水、锅炉排污水、燃料系统废水、杂用水等.此外,随着城镇人口的增加,生活污水的排放量也逐步增加,但由于缺少必要的污废水处理设施,所产生的工业废水和生活污水大都未经任何处理就沿入湖河道排入岱海.
  2.2发电厂建设
  2.2.1电厂水资源利用概况
  岱海电厂位于湖泊南岸滩地,距湖面约600m,东有步量河,南靠丰准铁路.厂址地势平坦开阔、地形东南高西北低,地面坡度约5‰,海拔高度为1225~1230m,地下水位0.7~2.9m之间.
  电厂工作原理为:将煤、油、核能等燃料燃烧产生的高温高压蒸汽在汽轮机做功转化为电能,剩下的余气排出汽轮机后成为乏汽,然后进入冷凝器冷却.循环冷却水的来源主要有两个:一是取自电厂周围的自然水域循环抽取新的、低温的水作为冷却水;二是通过电厂的冷却塔冷却循环水,冷却后的循环水再送入冷凝器冷却乏汽,这就是所谓的“冷却塔冷却”或“二次循环冷却”.
  据统计,火电厂燃料燃烧总发热量中只有35%左右的热能转变为电能,而60%以上的热能主要通过锅炉烟囱和汽轮机凝汽器的循环冷却水散到环境中,相比之前,循环冷却水携带走的废热量又占其中的绝大部分.一般情况下,在局部海区,长期将超过周围海水正常水温4℃以上的热水排到海洋里,就可能造成热污染.
  岱海电厂是新建火力发电厂,用水有两大类,一是循环冷却水;二是工业补给水和生活用水.以岱海湖作为冷却水水源地,以步量河的地下水可作为锅炉补给水、厂区生活用水和部分工业用水.
  2.2.2电厂对岱海水资源的影响
  (1)温排水对岱海湖的影响
  岱海电厂以岱海湖作为天然冷却水源,经过冷凝器的循环冷却水排入受纳水体后,一般可以使受纳水体水温超过自然水温的6~14℃,这种冷却水通常称为温排水.温排水对岱海湖的影响主要包括两个方面:余氯和温升.
  为防止藻类和细菌在冷却水系统中繁殖,采取在循环冷却水中连续小剂量加氯的方法来抑制,温排水中的余氯不会对排放海域中的浮游生物、底栖生物、鱼类造成致命的危险,但存在一定的潜伏性.余氯随着温排水进入受纳水体中后在一段时间内迅速衰减,但随着时间的延长,浓度衰减速率变缓,影响其衰减的主要因素有光照、水质、水温和水的PH值等.同时,氯气产物还能与水中的一些无机物和有机物反应产生一些有毒的副产物,如溴、溴酸、溴仿等卤化物[20],这些物质不但对水域中的生物有毒害作用,而且还会对海洋环境和海洋生物产生一定的影响作用.不同种类的生物对余氯的反应有所差异,79中央民族大学学报(自然科学版)第26卷浮游植物对余氯很敏感,0.2mol/L的氯可以直接杀死冷却水中60%~80%的藻类.当浮游动物经过氯含量超过0.5mol/L的水体时,可造成死亡.
  温升还会对受纳水体的理化性质、水生生物的种类、数量、群落结构以及生态环境都会产生一系列的影响.在强增温区,温排水会影响鱼类的活动或改变成鱼的栖息场所,对鱼类行为会造成一定的影响.在温排水对环境生态影响方面,国外早在20世纪40年代已开展热污染对鱼类的影响研究.
  另外,随着电厂温排水的不断排放,排放口附近的水生生物对周围的“温暖”环境已经逐渐适应,若突然停止温排放,则会对水生生物造成“冷冲击”的影响.
  (2)对岱海湖溶解氧的影响
  温排水使水域温度升高,溶解氧的浓度就会降低,水温每升高6~10℃溶解氧大约减少0.5~2.0mg/L,对水生生物将会产生不利的影响.究其原因,水温升高可以提高水中营养盐的含量,促进藻类的生长繁殖,藻类过度旺盛的繁殖生长,将会造成溶解氧急剧变化,能在一定时间内使水体处于严重缺氧状态.随着岱海电厂的温排水排入,部分水体温度升高,从而导致水体饱和溶解氧的下降,而水中的O2是维持绝大多数水中生物生命活动所必需的,水体温度越高,饱和溶解氧就越少,此外,温度升高,会加速有机生物的降解,提高水中细菌和鱼类的呼吸率,这也会增加对水中溶解氧的需要量,使大量生物窒息死亡,并通过微生物的大量分解过程释放有害气体,使湖泊生态系统退化与消亡.
  (3)对岱海湖PH值和盐分的影响
  PH是反映水化学环境的一个重要指标,反映了水体的酸碱度,另外pH对湖水中钙离子的行为有很大的影响.温排水大量排入后,水温升高,水体中各种藻类和水草生长旺盛,其光合作用吸收水中CO2,放出O2,局部水体PH值会增大.
  岱海湖泊水体的透明度较低,水体pH值在9.03~9.11之间,属偏碱性湖泊,湖泊矿化度、硬水较高,已接近咸水湖的标准,并有不断增大的趋势.
  岱海流域是灌区农田灌溉排水和退水的主要接纳水体,灌区粗放的灌溉方式造成化肥、有机肥的利用率低是湖泊氮、磷营养元素的主要来源,同时也是造成有机污染的直接原因,加之地处半干旱地区,降雨量少,蒸发强度大,因此湖泊水体中含盐量很高.
  岱海作为内陆封闭型湖泊,在自然状态下,岱海湖流域降水量与湖面蒸发量之间维持自然平衡,用作岱海冷却池时,部分水体增温产生蒸发损失,使盐分浓度增加,湖泊盐碱化程度加强.
  (4)对湖内水生态产生影响
  岱海湖泊水质污染加重,PH、氯化物、总氮、透明度等严重超标,来源可追溯到流域农牧业生产活动和地表径流所产生的面源污染,以及城镇生活污水和工业污水的汇入.随着岱海湖南岸工业园区的建设和岱海电厂的入驻,周边区域排入环境中的工业污染物数量大增.岱海电厂运营时产生的冷却水、燃煤废气和煤尘及灰渣,以及工业园区基础设施建设产生的扬尘和建筑废料,都将增大岱海湖流域污染面积,对流域生物资源及环境造成影响.岱海湖已处于富营养化和盐碱化状态,受到了不同程度的污染.长此以往,岱海湖的污染会影响到流域经济的可持续发展.
  2.2.3当地居民对发电厂建设看法
  主要采取问卷调查,走访式调查两种形式,调查对象是凉城县常住居民,调查范围主要围绕凉城县境内,共发放110份问卷,回收有效问卷110份.可以得出,25~35岁,受教育程度较高,居住在岱海流域的人们更能对岱海环境保护产生共鸣,环保意识更强.
  通过对当地居民环境意识表现进行分析,得到如下结论:环境问题认知度高但环保动力差,环保态度直接影响环保行为.在政府的宣传引导和当地居民的潜意识认知里,岱海作为旅游景点的接受度更高,而发电厂建设后带给当地居民的利益大约80%居民未能感受到.
  3岱海湖环境保护与对策
  3.1岱海湖流域保护意义
  湖泊生态系统是一个复杂的物质循环系统,能起到调节气候、保护生态环境的作用.湖面水体的水分受蒸腾作用上升进入大气,然后形成降雨返回湖泊区域,可以保持当地的湿度和降雨量,防止干旱的发生,湖滨湿地丰富的植物群落,能够吸收空气中的有害气体和大量的二氧化碳气体,释放氧气,调节大气成分,保持空气的洁净和清新.此外,湖泊也是多种水生植物的生长地和水生动物的栖息地,在维护生物多样性方面发挥着其他生态系统不可替代的功能.
  岱海湖是一个典型封闭的内陆湖,湖泊蓄水量、工农业生产、流域生态建设主要依靠流域降水补给.因此流域水资源开发需要协调流域周边生产、生活与生态用水,特别是水资源利用中应充分重视流域生态水资源建设.岱海湖泊除生态旅游、水产养殖之外,生物多样性保护意义也越来越引起人们的重视,诸多候鸟在此栖息、繁殖,迁徙过程中集散、停歇.岱海湖作为内陆干旱区特殊的生态系统,不但蕴藏着巨大的生物生产潜力,同时也具有巨大的环境调节功能,对区域小气候起着调节作用.
  3.2岱海湖流域保护策略
  (1)完善流域体系内排水系统,对污染物进行达标排放,回收利用水资源.电厂应该对水资源进行保护积极开展清洁生产,污水减排、循环用水、废热的资源化和合理利用、节约水资源、完善排污收费制度、提高工业用水利用率和污水处理率.我国是个农业大国,因此农业污染防治也是十分重要,应改善施肥方式,调整化肥品种和结构,采用高效肥、增加复合肥、有机肥和生物肥的使用;开发和应用生物防治病虫害技术,减少有机农药的使用,研究和采用多效抗虫农药.
  (2)生态立法.《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》明确指出:“要坚持把建设资源节约型、环境友好型社会作为加快转变经济发展方式的重要着力点,深入贯彻节约资源和保护环境的基本国策,促进经济社会发展与人口资源环境相协调,走可持续发展之路;要加大环境保护力度,以解决饮用水不安全等突出环境问题为重点,加强综合治理,明显改善环境质量,落实减排目标责任制,强化污染物减排和治理;要推进大江大河支流、湖泊和中小河流的污染治理.”
  (3)湖滨湿地恢复与流域水土流失防治.植被建设:植被可以涵养水源,保护水质,调节径流,防止土壤侵蚀,特别在干旱地区生态环境条件恶劣,合理规划乔木、灌木、草本以及荒漠植被的布局.水土保持:水土保持主要靠地方政府和大众通过综合防范与治理措施,充分利用降水资源,控制土壤侵蚀.荒漠化防治,流域水资源需要控制上中游用水,留出足够的径流,保护和恢复下游地区的天然植被,并可建设防沙林带.
  (4)旅游区发展及质量保证.岱海旅游景区是凉城县风景旅游区的重要组成部分,是凉城县旅游资源开发的核心区域.因此它的规划与建设,对凉城县以至内蒙古中西部地区的社会经济发展具有十分重要的作用.通过多种渠道,开展环保教育,教育民众岱海是凉城人民的母亲湖的意识,有责任保护她.广泛宣传保护岱海湖的意义与迫切性,提高广大公众的参与意识,关心和支持湖泊的保护工作.在研究中要依托国家相关重点科学研究单位,充分利用研究单位的先进设备与先进思想与先进技术,使岱海流域的生态环境保护成为湖泊生态环境保护的典范.
 

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