跨流域開發(fā)對(duì)環(huán)境的影響

跨流域開發(fā)工程主要有區(qū)域開發(fā)、跨流域調(diào)水等活動(dòng)。跨流域調(diào)水不僅造成水系的混亂，引發(fā)流域生態(tài)系統(tǒng)的變化，而且還可能導(dǎo)致被引水河流水資源變化、引水灌區(qū)土壤次生鹽漬化等環(huán)境問題。我們僅以我國南水北調(diào)工程為例來論述跨流域開發(fā)工程對(duì)地質(zhì)生態(tài)環(huán)境的影響。

我國東部南水北調(diào)工程，包括東線和中線兩個(gè)方案，將貫穿長江、淮河、黃河和海河四大水系，流經(jīng)10個(gè)省、市。這是一項(xiàng)宏偉龐雜的跨流域開發(fā)工程，必然對(duì)地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生巨大的影響。

跨流域開發(fā)東線南水北調(diào)對(duì)長江河口環(huán)境的影響

長江口口門寬達(dá)90km，水域遼闊，水文特性和河床演變復(fù)雜?，F(xiàn)狀環(huán)境受徑流量大小、潮汛強(qiáng)弱、河道深淺及含鹽高低等因素的綜合影響。東線調(diào)水1000m³將改變這些因素的量值及其組合情況，可能引起鹽水入侵、攔門沙增加、漁場(chǎng)變化及水質(zhì)污染等問題，尤其在枯水季節(jié)將增加海水入侵長度和入侵時(shí)間，因而影響長江人?？诘貐^(qū)的工農(nóng)業(yè)用水和生活用水的水質(zhì)。

跨流域開發(fā)南水北調(diào)對(duì)沿線土壤鹽漬化的影響

按地球化學(xué)過程來看，太行山和燕山山前洪積沖積原帶，因地下水埋深大，礦化度多在0.5-1g/L以下，土壤地球化學(xué)過程以淋濾為主，不受土壤鹽漬化威脅。但河流沖積平原，如河北中部、江蘇北部、山東北部為黃泛平原區(qū)，許多地區(qū)地下水位埋藏淺，礦化度多為2g/L左右，局部達(dá)5g/L以上，土壤地球化學(xué)過程以累積為主，是我國鹽堿土壤主要分布地區(qū)之一。南水北調(diào)后這些地區(qū)水量平衡將發(fā)生重大變化，由于粉砂壤土滲漏、側(cè)漏，地下水位將會(huì)升高，次生鹽漬化的產(chǎn)生和擴(kuò)大是不可避免的。因此，應(yīng)采取積極防范措施。

跨流域開發(fā)南水北調(diào)對(duì)水生生物的影響

東線南水北調(diào)方案中，輸水線路流經(jīng)洪澤湖、駱馬湖、南四湖、東平湖等淡水湖泊，這些湖泊有著水生生物活動(dòng)的優(yōu)越條件(水淺、含氮、磷、鉀、有機(jī)物等，水草豐富，透明度好，陽光充足)，是我國淡水漁業(yè)基地之一，也是水生植物的富產(chǎn)區(qū)。調(diào)水后，湖泊環(huán)境將產(chǎn)生變化，沿線湖泊水位抬高、水深增加，靜水或緩流水體變成速流水體，泥沙含量增加，湖水透明度減小，水體初生產(chǎn)力(藻類、游植物、水草)降低，湖中有機(jī)物質(zhì)和營養(yǎng)鹽類沖淡，水生植物光合作用減弱，這些都將威脅水生植物的生存，命魚類飼料減少，從而影響整個(gè)水體生態(tài)系統(tǒng)。

跨流域開發(fā)是在山區(qū)各河流或灌區(qū)河網(wǎng)之間，當(dāng)有兩條相鄰河流的局部河段非?？拷覂珊佣沃g有相當(dāng)?shù)乃徊顣r(shí)，可考慮從高水位河道向低水位河道引水，利用兩河道間的落差來發(fā)電，這是另一種有效的小型水電站的開發(fā)方式。梯級(jí)開發(fā)與跨流域調(diào)水相結(jié)合則效益更顯著。

水力資源開發(fā)方式的一種。特點(diǎn)是兩河相鄰，且某段相距很近而水位相差又較大，就可考慮在適宜地點(diǎn)穿越分水嶺修建水電站引水建筑物，將水位較高的河水引至較低的鄰河，利用兩河水位差以形成水電站水頭。有時(shí)，還可在引水建筑物進(jìn)口附近的河上筑壩抬高水位，以獲得更大的水頭。

跨流域調(diào)水是通過大規(guī)模的人工方法從余水的流域向缺水流域大量調(diào)水，以便促進(jìn)缺水區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和緩解流域人畜用水的矛盾。因?yàn)檫@里所指的流域一般都是空間尺度較大的流域，所以跨流域調(diào)水經(jīng)常又被稱為“遠(yuǎn)距離調(diào)水”?？缌饔蛘{(diào)水中的人工方法一般有兩種類型：改變河流的流向和修建能輸送大量水的大運(yùn)河?？缌饔蛘{(diào)水在中國有著悠久的歷史，溝通珠江和長江流域的靈渠工程、京杭大運(yùn)河都是歷史上跨流域調(diào)水的典型事例。2100433B

中文名稱

跨流域水電開發(fā)

英文名稱

interbasin hydropower development

定　　義

利用相鄰河流之間水體的高程差，將一個(gè)流域的水量引到另一個(gè)流域進(jìn)行發(fā)電的開發(fā)方式。

應(yīng)用學(xué)科

水利科技（一級(jí)學(xué)科），水力發(fā)電（二級(jí)學(xué)科），水能利用（三級(jí)學(xué)科）

跨流域調(diào)水規(guī)劃（nterbasin water transfer planning）是研究從某一流域的多水區(qū)向其他流域的缺水區(qū)送水，使兩個(gè)或兩個(gè)以上流域的水資源經(jīng)過調(diào)劑得以合理開發(fā)利用的規(guī)劃，還包括向鄰近流域分洪，溝通兩流域航運(yùn)，以及利用兩個(gè)流域相鄰河道的落差開發(fā)水電等。

它的目的一般是為城鄉(xiāng)工業(yè)、生活供水和發(fā)展灌溉等?？缌饔蛘{(diào)水對(duì)于調(diào)出流域、調(diào)入流域和有關(guān)地區(qū)，不論在水資源開發(fā)利用方面，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，甚至在自然環(huán)境方面，都會(huì)產(chǎn)生深刻的影響。因此，跨流域調(diào)水規(guī)劃要與有關(guān)的流域規(guī)劃和地區(qū)水利規(guī)劃密切結(jié)合，相互協(xié)調(diào) 。

內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書圍繞跨流域水庫群聯(lián)合調(diào)度問題，以遼寧省“東水西調(diào)”三線聯(lián)調(diào)項(xiàng)目為實(shí)例開展理論研究。首先，對(duì)水資源調(diào)度理論研究背景、意義進(jìn)行概述，對(duì)跨流域調(diào)水系統(tǒng)特征、國內(nèi)外跨流域調(diào)水工程建設(shè)情況、跨流域調(diào)水及水庫群聯(lián)合調(diào)度現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，在總結(jié)現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上，介紹本文主要研究內(nèi)容。其次，在明確跨流域水庫群聯(lián)合調(diào)度決策制定過程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，采用0-1規(guī)劃方法確定水庫群*調(diào)、供水過程，不僅可為采用隱隨機(jī)優(yōu)化方法確定跨流域水庫群調(diào)水規(guī)則和供水規(guī)則提供*化樣本過程，而且對(duì)于跨流域調(diào)水工程調(diào)度運(yùn)行評(píng)價(jià)具有重要意義；然后，對(duì)水庫群聯(lián)合調(diào)度規(guī)則形式與提取方法進(jìn)行總結(jié)分析，為跨流域水庫群聯(lián)合調(diào)度規(guī)則研究奠定基礎(chǔ)；再者，基于跨流域水庫群*調(diào)、供水過程，提出了提取跨流域水庫群聯(lián)合調(diào)度規(guī)則的集對(duì)分析新方法，通過提高水庫*調(diào)度決策與待定調(diào)度決策間的聯(lián)系度，優(yōu)化確定跨流域水庫群調(diào)水規(guī)則和供水規(guī)則。接下來，以供水調(diào)度圖和調(diào)水控制線為聯(lián)合調(diào)度規(guī)則形式，采用模擬-優(yōu)化模式，構(gòu)建同時(shí)考慮跨流域調(diào)水和供水的復(fù)雜水庫群聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度模型，添加考慮供水調(diào)度圖先驗(yàn)形狀特征的形狀約束，提出一種借鑒逐步優(yōu)化算法思想的逐庫優(yōu)化粒子群算法，逐步優(yōu)化單個(gè)或兩個(gè)水庫的調(diào)度規(guī)則，以降低單次優(yōu)化變量的維數(shù)，從而提高其搜索全局*解的能力。針對(duì)跨流域供水水庫群聯(lián)合調(diào)度問題存在的主從遞階結(jié)構(gòu)，本文提出了調(diào)水規(guī)則和供水規(guī)則相結(jié)合的跨流域供水水庫群聯(lián)合調(diào)度規(guī)則，建立了確定水庫群調(diào)水、供水規(guī)則的二層規(guī)劃模型，采用并行種群混合進(jìn)化的粒子群算法對(duì)調(diào)水控制線和供水調(diào)度圖進(jìn)行分層優(yōu)化，*終得到滿足上、下層決策要求的跨流域供水水庫群聯(lián)合調(diào)度規(guī)則。*后，對(duì)研究內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，對(duì)跨流域水庫群聯(lián)合調(diào)度問題下一步研究方向進(jìn)行展望。