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汶川地震灾后重建与水资源保护关系初探(尹炜 蒋国政 叶闽 雷阿林)

时间:2011-08-29来源:人民长江

 

摘要:在识到岷江上游生态环境问题的基础上,探讨“5.12”汶川地震对区域生态环境的破坏与影响,针对岷江上游水资源开发中存在的众多问题,分析其对地震次生灾害可能产生的影响,认为灾区目前迫切需要解决水资源保护问题。建议对岷江流域重新进行流域水资源开发利用规划,新流域规划的规划目标中应有明确的生态环境目标,生态目标应与其它的开发目标并重。

关键词:生态环境;次生灾害;水资源;开发与保护;汶川地震

中国分类号:TV213.4   文献标识码:A

汶川地震灾区位于岷江上游,地处四川盆地丘陵山地向川西北高原的过渡地带,属于高山峡谷区,其地表起伏巨大,相对高差达1000m以上。该区地震活动频繁,地形地貌类型复杂多样,气候与植被垂直分异明显,生物多样性丰富,是我国重点林区和自然保护区密集的区域。区内分布有39个自然保护区,具有强大的涵养水源、保持水土的生态功能,是长江上游生活屏障的重要组成部分,成都平原的生命水源区。然而,岷江上游地区是以干旱河谷为基带的一类较特殊的山地生态系统,作为青藏高原的延伸部分受青藏高原整体变化的影响,地质环境处于不断变化之中,现代地貌活动十分活跃,地质地貌环境脆弱。岷江上游干旱河谷气候波动性大,降水的限制作用十分突出,且有气候进一步恶化、降水变幅增加的趋势,自然环境脆弱敏感。另外,岷江上游地区是一个典型的多种基质、多层次的景观生态过渡交错带,它处于或包括在两种或多种物质体系、结构体系、功能体系,甚至文化和社会意识形态体系等之间形成的复合界面上,对外界的人为干扰抗力弱。在系统自身的脆弱和不稳定性与外部人为干扰的综合作用下,岷江上游地区生态退化问题已困扰这一少数民族地区近30a,严重制约着社会经济的持续发展。汶川地震的发生既破坏了其生态功能,又加剧了其生态问题[1]

岷江上游的水资源开发与保护工作作为区域生态系统外在干扰因素,在影响区域生态系统的同时,还持续地面临着来自各方面的压力,并在此过程中不断地协调与完善开发与保护的关系。“5.12汶川地震的发生加剧了原本很突出的问题,凸现了原本不起眼的问题,这些问题的存在同时也可能加剧地震灾害的程度。本文在重新识别区域生态以及水资源开发与保护中存在的问题的基础上,探讨地震对区域生态环境的破坏与影响,分析水资源开发与地震次生灾害的相关性,认为灾区目前迫切需要解决水资源保护问题,提出灾区灾后重建过程中水资源保护工作的合理建议。

1 岷江上游生态环境问题识别

岷江上游生态背景脆弱,在长期的人类活动干扰下,生态环境逐渐退化,已表现出许多生态环境问题[23]

1)森林覆盖率降低,生态功能退化。长期过度开发自然资源,大量砍伐原始森林,完整的林区正在解体,特别是林牧、林农交错结合部,耕地、稀疏草地扩大,林地减少的现象严重。天然林抚育跟不上森林吹伐步伐,造成乔木林向灌木林继而向疏林草地演变,森林遭到严重破坏,覆盖率下降过快。有关资料表明,历史上的岷江上游地区森林资源十分丰富,600a前约有森林120hm2,覆盖率50%左右。1950年森林面积约74hm2,覆盖率30%。建国后经过40多年来的采伐,到20世纪80年代森林面积降至46.7hm2,覆盖率降至18.18%。从森林郁闭度上看,郁闭度大于30%的森林比重偏少,灌木林地和疏林地比重过大,后两者占到了林寺总面积比重的60.98%,且天然次生林多,人工林和过熟林少,森林资源质量下降。森林面积的减少,使上游地区水资源涵养能力降低,生态功能不断退化。

2)自然灾害频繁发生。随着森林面积大量减少,森林涵养水源、调节气候的作用减弱,洪旱灾害频发。例如黑水县20世纪50年代无旱灾,60年代有4次,70年代有7次。同样由于森林调节径流能力减弱,河川水文状况恶化,洪灾发生频繁,据统计,1949-1981年的32a中,有15a发生了重大洪灾,频率为47%。岷江上游地区属高山峡谷区,由于植被破坏,基岩破碎,地质灾害逐年增多。据不完全统计,该区1980年以来发生崩塌滑坡200余处,其中产生危害的83处,累计不稳定物质2.1亿m3。滑坡又成为泥石流的诱因之一,破坏原生态环境,土地严重退化,使本区的环境更加脆弱。进入20世纪90年代岷江流量明显减少,泥石流、塌方、滑坡在汶川、理县、茂县3县河谷地带达近百处,一方面造成巨大的经济损失;另一方面还威胁着当地人民的生命财产安全。

3)水土流失严重。由于森林覆盖率不断下降,加之其降水集中,陡坡耕作,土壤片蚀、沟蚀、崩塌、滑坡等以水蚀为主的土地退化现象普遍存在,并有逐年恶化的趋势。据四川省有关部门应用遥感技术对水土流失情况进行分析统计,1989年侵蚀类型主要为微度侵蚀,基本无强度及以上级别的锓蚀发生,但到了1999年流失区年均侵蚀总量比1989年增加153.38%,流失区平均侵蚀模数比1989年增加132.16%,侵蚀类型虽以微、轻、中度侵蚀为主,但强度、极强度、剧烈的侵蚀面积已占水土流失总面积的15.90%。水土流失使本来贫瘠的土地更加贫瘠,土壤肥力明显下降。

4)草场退化,干旱河谷扩大。岷江上游的草场退化与荒漠化严重,并呈逐年加剧趋势。据统计,1994年其草场面积为100hm2,占土地总面积的40.79%,仅次于林地面积(占土地总面积的49.85%),至1999年草场面积减少为79hm2,所占比重降到33.3%5a间减少了7%。近年来,随着气候条件的逐渐恶化,年均风速已增至4.0-4.4m/s,蒸发量是降水量的3倍,森林植被逆向演变,干旱河谷的长度、面积、幅度都逐渐扩大,其垂直高度已达1800-2000m(个别地段达2200m),平面上分别向上下扩展了5-20km,开始朝半荒漠发展。

5)水资源和水环境形势严峻。据岷江上游的紫坪铺水文站长期连续观测资源,岷江上游年均径流量20世纪30年代为174亿m360年代为155.8亿m3,到90年代则降为132.6亿m3。一方面,岷江上游的总体水量逐渐减少;另一方面,岷江上游来水量面临着年内分配不均的问题。据统计,每年的枯水期(12月至次年5月)来水量占全年来水量的25.81%,丰水期(6-11月)来水量则占到全年来水量的74.19%。岷江上游是阿坝州工业核心区,现有水电、制革、造纸、化工、冶练、机械、水泥、食品等行业。其中汶川县境内的七盘沟工业区和漩口工业区近70km的河段内,集中了阿坝州80%的工业企业,年排放工业废水650t,工业废气10亿m3,工业废渣50t,汶川县威州以下岷江两岸为污染集中区。近3a岷江上游两次水质达到V类及劣V类均在威州断面。20045月都江堰断面总汞超标1,水质为IV类,20049月镇江关、都江堰及威州断面氨氮超标,水质分别达到IV类及V类标准。由此可见,作为成都平原的主要水源地,污染有逐渐加重的趋势。

2 地震对生态环境的破坏与影响

四川汶川地震造成的破坏之烈、波及地域之广为历史所罕见。地震中心虽然处于龙门山地震带的汶川,但由于成都西部高山区和中山区分布在龙门山脉边缘,因此对岷江上游地区脆弱的生态环境造成了极大破坏,有可能严重损害山地灾区的草甸、森林和干旱河谷3大生态系统基础。

1)植被受到的影响最为明显。岷江上游地区植物资源十分丰富,有3000余种之多,分属140余科、500余属,其中有银杏、珙桐、红豆杉等国家一级保护植物和楠木、红松等国家二级保护植物及多种省级一级保护植物,不少都属于当地特有属种,如云杉、冷杉、园柏等。地震后这些植物的受损情况目前还难以估计,地震造成的岩石裸露、山体滑坡、泥石流和严重的水土流失等,直接导致植被大面积受损,覆盖率降低,从而使局部植被的生态功能遭到破坏甚至丧失。

2)对动物的影响。地震核心区共分布着37种爬行动物和27种两栖动物,其中包括国家二级重点保护动物大鲵。由于山崩林毁,不少大熊猫、牛羚、金丝猴、小熊猫等国家一、二级保护动物的栖息地不同程度遭受破坏,也会改变部分珍稀动物的食物结构和生活习性,造成生态功能下降。溪流、静水和陆地是两栖动物生活的主要场所,经过大地震的肆虐,这3种生境将遭受不同程度的破坏。地震过后,部分沟渠改道和上游堰塞湖的形成必然使下游河流干涸或季节性干涸,使原有的鱼类、两栖类动物面临无家可归的境地。而两栖类动物在整个生态系统中起着承上启下的作用:一方面,它们将一些大型哺乳动物无法直接利用的无脊椎动物和植物转换成动物蛋白等营养;另一方面,它们肩负着控制虫害、鼠害等重任。如果生态食物链条中任何一环中断,那整个生态系统的生态功能难以良性发挥。

3)对农田的影响。地震后农田生态系统也受到一定程度的损坏。灾区农田多处在河谷区和山体中下部的坡地上,极易被泥石流、洪水淹没和冲毁,震后的边续降雨导致滑坡、泥石流、堰塞湖等次生灾害,使农田面积锐减,从一定程度上降低了农田生态系统的生产力。同时地震造成的土壤和地下水污染将会影响农田生态系统的生态安全。

4)对水环境的影响。地震造成的滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害对水质造成了破坏。有些地区的地表水不能很好地排泄,造成积水现象;有些地区存放有危险品,电脑地震影响,可能会流入附近水体,改变水质情况,造成水污染,水体的流动性可能会使污染影响扩大。震后防疫过程中大量使用的消毒剂、灭菌剂,以及生活垃圾、生活污水和腐烂动物尸体等,威胁河流水环境质量和日常饮用水安全,产生水环境安全隐患。震后的降雨导致大量的污染以面源污染的形式进入水体,给灾区水环境带来严峻的考验。

3 地震次生灾害与水资源开发的相关性分析

地震次生灾害主要有:火灾、水灾(海啸、水库垮坝等)、传染性疾病(如瘟疫)、毒气泄漏与扩散(含放射性物质)、其他自然灾害(滑坡、泥石流)、停产(含文化、教育事业)、生命线工程被破坏(通讯、交通、供水、供电等)、社会动乱(大规模逃亡、抢劫等)。国土资源部地震地质灾害科学考察队的专家们,以大量的事实证实,此次汶川大地震引发的滑坡、崩塌、泥石流等次生地质灾害世界罕见,所造成的经济损失将超过地震带来的直接损失。地震引发的滑坡、崩塌、泥石流等次生地质灾害随处可见,因滑坡堵塞河道而形成的堰塞湖沿河道梯次分布,其中规模最大的唐家山堰塞湖曾一度带给人们极大的担扰。

众所周知,水电工程容易引起地质灾害的发生。水电工程尤其是大型水电工程在施工过程中,因大坝、电厂、引水隧道、道路、料场、弃渣场等在内的工程系统的修建,会使地形地貌发生巨大改变。而大规模开挖山体往往使山坡的自然休止角发生改变,坡前出现高陡临空间,破坏边坡稳定性。另外,大坝以及大量的弃渣也会引起地基变形。这些都极易诱发崩塌、滑坡、泥石流等灾害。水库蓄水后对库岸已存在的不稳定地质体和原有的滑坡体,会产生浸润和托浮作用,再加上大型电站的运行会在库岸形成高达数10m以上的水位涨落带,频繁改变水文地质条件,从而诱发和加剧地质灾害的发生。

岷江上游规划将建35座大中型水电站,装机容量共515.87kW,占岷江(不包括大渡河)可开发水资源的75.16%。岷江上游干流规划18座大中型水电站,如果全部修建,引水管道将达到131.4km。目前岷江上游已建水电站5座,在建3座,除了紫坪铺是坝式外,其余的都是引水式电站,引水渠总长67.6km。大规模引水道的修建一方面造成地质结构的局部变化,可能造成潜在的地质灾害;另外由于施工单位环保意识比较薄弱,开挖的土石随意堆积在河道及两岸,目前大量的弃渣已成为水土保持部门的心头大患,不仅污染岷江水质,而且大量的渣土流失还容易引发洪灾。岷江流域水资源开发利用在管理及体制方面存在众多问题。缺乏综合规划指导,难以统筹协调水电开发和生态保护的关系;招商引资管理缺位,缺乏科学发展的指导,导致开发无序;不少开发建设单位水土保持意识差、法制观念淡薄,发展理念陈旧,急功近利,重视经济利益,忽视生态环境保护,掠夺式地开发利用水土资源和环境的现象仍然较为普遍[4]

岷江上游沿岸大部分区域属干热河谷地带,降雨量少,蒸发量大,山高坡陡,土地瘠薄,植被稀疏,水土流失严重,滑坡泥石流等山地灾害时有发生,自然生态形势本来就严峻,加之流域内各烊开发建设活动频繁,形势就更加严峻。流域内的水资源开发可能是导致汶川地震次生灾害加剧的因素之一。岷江上游地区蕴涵着巨大的水能资源,在当前我国面临日益严重的能源危机的情况下,有必要对岷江上游的水能进行开发,但是要处理好开发利用与保护的关系,坚持预防为主,保护优先,在前期设计审批立项时,必须严格把关,工程施工采用最小土石方工程,最大程序保护植被,减少破坏,并及时恢复;强化执法监督,做到开发与建设并重,确保水土保持与环境保护“三同时”制度的全面落实,促进可持续发展;加强统一管理,注重流域综合开发,彻底解决目前存在的管理多头、开发无序、上下游互不兼顾、效益发挥不充分、监管不力等问题。同时,要从全流域可持续发展角度出发,注重保护,统筹兼顾,全方位、多层次地进行水资源、水电资源综合开发,充分考虑水资源的生态功能、环境功能和景观功能,彻底改变传说的“技术经济最优”的水利工程目标,最大限度地发挥其应有的经济效益、生态效益和社会效益。

4 灾后重建过程中水资源保护工作的建议

岷江上游地区是水利水电开发的重点区域,但又是我国主要的地震活跃带之一,地质条件复杂,灾害风险极高。水利水电工程所在地大多地形陡峻,工程施工使地形发生很大改变,可能会导致严重的地质环境灾害,并引发很大的次生环境问题。鉴于岷江上游地区的生态环境特点,必须坚持“统筹规划、保护优先、有序开发”,深入研究大规模的流域水电开发与地质灾害的关系,特别是要做好地震对水库安全的次生环境风险研究,提出这一地区水电开发的指导性意见,正确处理水资源开发与保护的关系。

针对此次地震灾害中暴露出的众多水资源保护方面的问题,建议对岷江流域重新进行流域水资源开发利用规划。首先,岷江流域水资源综合利用规划应服从长江流域水资源的综合利用规划,并对岷江尤其是上游江段过去的水资源开发利用方式进行回顾性评价,检视过去的开发利用方式中生态环境保护的地位是否得到了保证,从中得出对灾害重建工作中应汲取的经验和教训。在新的流域规划中应对生态环境保护给予应用的地位,明确地说,就是在新流域规划的规划目标中应有明确的生态环境目标,生态目标应与其它的开发目标并重,其规划环评应同步进行,并真正地做到环评的早期介入。

作为流域水资源综合利用与保护的基础,在编制岷江流域水资源综合利用规划前,应对岷江流域水资源保护规划以及水功能区划进行修编。在修编后的流域水资源保护规划中应考虑区域特点,增加饮用水安全与应急条件下的供水规划,规划应急情况下的饮用水源地和应急饮用水保障措施,一旦再发生地震或其它自然灾害,使当地居民能得到饮用水保障,从而减少次生灾害和防止灾后出现大疫。目前四川省绝大部分城市以地表水为城市饮用水源地,抵御自然灾害和突发环境污染事故的能力较弱;加强水资源安全保障与保护规划,主要是预防对突发灾害引起的点、面源污染。水功能区划修编的重点在于重新审视区域水资源的合理开发利用与地质环境的关系,正确地进行水功能分区,科学指导区域水资源的有序开发,避免在发生类似地震和其它自然灾害后再发生次生灾害。

参考文献:

[1] 包维楷,王春明.岷江上游山地系统退化机制.山地学报,2002181):57-62.

[2] 孟国才,马东涛,王士革等.岷江上游地区环境问题及其驱动力.干旱区地理,2007305):759-766.

[3] 王渺林.岷江流域水资源安全问题探讨.四川水利,20054):32-34.

[4] 范继辉,程根伟,张艳等.岷江上游水电梯级开发存在的问题及建议.中国水利,2005,(10):47-49.

作者简介:尹炜,男,长江水资源保护科学研究所,工程师,博士。