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标题 南水北调中线工程对汉江襄阳段环境影响评价
范文 聂芳+刘松



摘要：汉江作为长江最大的支流，对汉江流域的生态环境调节起着举足轻重的作用。南水北调中线调水工程的实施，削减了丹江口水库下泄水量，从而减少了汉江中游水流量，这必将对汉江流域襄阳段的生态环境产生很大的影响。襄阳市是湖北省副中心城市，汉江中游最大的城市，鄂西北区域经济文化中心，因而探究中线调水工程对该区域的生态环境影响具有重要意义。通过结合汉江流域襄阳段的的自然因素和人类活动因素，分析中线调水工程对该区域生态环境的影响因子，提出16个评价指标，确定层次分析法为评价方法，最终计算出评价结果为中线调水工程对汉江流域襄阳段的生态环境影响程度-16.43%～-19.09%，即生态环境处于明显的负面影响状态。
关键词：南水北调中线工程；汉江流域；襄阳；环境影响评价
中图分类号：X8文献标志码：A文章编号：
1672-1683（2015）001-0130-06
Ecological environment impact assessment of Xiangyang section of Hanjiang River basin which caused by the middle route of South-to-North Water Transfer Project
NIE Fang，LIU Song
（Hubei University of Arts and Science，Xiangyang 441053，China ）
Abstract：As the largest tributary of the Changjiang river，Hanjiang river plays an important role to regulate the ecological environment of the Hanjiang river basin.however，the implementation of the middle route of water transfer project leaded reducement of the flow water from the Danjiangkou reservoir，thus resulted in the decreasment of water flow of the middle reaches of Hanjiang river，and it will inevitably causes a series of influence on the ecological environment of Xiangyang section of Hanjiang river basin.Xiangyang is the deputy center city of Hubei province，the biggest city in the middle reaches of Hanjiang river，and also is the regional economic and cultural center of northwest of Hubei province.So it has the great significance to explore the ecological environment influence of this section which caused by the middle route of south-to-north water transfer project.In this paper，by combining natural and human activities factors of Xiangyang section of the Hanjiang river valley，we analysis the regional ecological environment impact factors of the middle line of water diversion project，put forward 1sixteen evaluation indexes，determine the Analytic Hierarchy Process （AHP） as evaluate method，and fianly calculate the evaluation result.The clusion is that the influence degree is minus 16.43% ～ 19.09%，the ecological environment is in a state of obvious negative impactment.
Key words：South-to-North Water Transfer Middle Route Project；Hanjiang river basin；Xiangyang； environmental impact evaluation
南水北调中线调水工程是人为干预水资源的时空分布，一系列的工程建设和水资源的减少，必将对汉江流域水资源、地质地貌、生物、社会生活、经济发展产生影响，特别是对生态环境的影响较为严重。
生态环境影响评价即评价生态系统在外力作用下的动态变化。通过对人类活动可能对环境产生的影响（后果）进行系统性识别、预测和评估，以及它对人类健康和经济发展作用进行分析，从而确定一个地区的生态负荷或环境容量，进而为制定环境区域规划和环境法规等提供科学依据。
汉江流域襄阳段总长195 km，流经六个县（市）区，流域面积约为1.73万km2，占襄阳市版图面积的87.1%左右。该区域属于副热带季风气候区，气候温和，平均气温15.5 ℃，多年平均降水量为900 mm左右；植被分布属于亚热带常绿阔叶带，森林覆盖率高。开发历史悠久，约有2800年的历史， 交通发达，既是东西结合部，又是南北混合带，城镇、农业产业化走在湖北省前列。
1生态环境影响的指标体系确立
本文根据区域实际情况，依据评价指标体系的五原则，即科学性、综合性、代表性、层序性和可操作性[1]，从生态环境影响指标体系中选取一个目标因子即生态环境综合影响程度指数因子，三个系统因子即社会因子、环境因子和生物因子，五个状态因子即水文因子、水质因子、土壤地质因子、水生生物因子和社会影响影响因子，16个指标因子即下泄水量、流速、流量、水位、水环境、BOD5、COD、氮氨、地下水深度、平均径流量、水生物（主要是鱼类的种类和数量）、防洪标准、航运能力、灌溉用水、湿地，来评价中线调水工程对该区域的生态环境影响程度。
2生态环境影响指标因子的阐述
2.1下泄水量
图1是丹江口水库不调水、调水95亿m3、调水130亿m3 时多年平均每月下泄水量。丹江口水库未调水时，多年平均下泄水量为361.53亿m3 ；调水95亿m3 后，多年平均年下泄水量下降到258.34亿m3 ，下泄水量减少了28.5 % ；调水130亿m3 后，多年平均年下泄水量下降到232.8亿m3 ，下泄水量减少35.6%。中线调水工程实施后，丹江口水库下泄水量减少，削减了汉江流域襄阳段多年平均下泄水量。
图1丹江口水库下泄水流量
2.2多年平均流速、平均流量和平均水位
据统计，中线调水工程实施后，汉江流域襄阳段的多年平均流速减少了0.17 m/s，流速降至0.31 m/s；多年平均流量减少了35.4%，流量减小至531 m3/s；多年平均水位下降了0.7 m，降至60.7 m[2]。从表1[3]中可以得出丹江口大坝加高后襄阳站多年平均河流流量比调水前减少了493.4 m3/s，多年平均水位比调水前下降了0.52 m。丹江口水库下泄水量的减少，使得汉江的水文情况发生了很大的变化，导致汉江流域襄阳段多年平均流速、多年平均流量和多年平均水位均减少。
表1丹江口大坝加高后襄阳站不同流量段和多年平均水位、流量变化
流量段/（m3·s-1）比调水前流量减少/（m3·s-1）水位下降/m
>3 0001 594.831.47
1 500～3 0001 003.821.33
800～1 500600.191.09
490～800222.640.56
<490-76.12-1.53
多年平均493.430.52
2.3水环境容量
丹江口水库下泄水量的减少、水流量的减少、水位的下降以及流速的减缓等一系列因素，使得汉江流域襄阳段水的自净能力和对污染物容纳能力降低，最终导致汉江流域襄阳段水环境容量减小。从表2[4]可以得出，调水前四河段平均环境容量为3687 5万t/a，调水后平均环境容量为2420 2万t/a，平均损失值为1193 8万t/a，平均环境容量减少了3237%。中线调水工程使得该流域的水环境容量减少，自身调节净化、保持生态平衡的能力出现了很大地下降。
表2汉江中下游襄阳段水环境容量分配情况
江段名称
环境容量/（万t·a-1）
现状调水后调水损失值/（万t·a-1）
老河口市2.9181.6790.945
襄阳县3.3082.2371.071
襄樊市区6.5754.4472.128
宜城1.9491.3180.631
2.4水污染
中线调水工程的实施，引起下泄水量将大幅度减少，导致汉江流域襄阳段水位下降，流速变缓，使得水中泥沙与有机质加速沉降，降低了汉江中下游地区的水环境容量，严重削弱了水体自净能力，加上沿岸城镇大量生活污水和工农业废水的排入，必然使得汉江流域襄阳段出现严重的水污染问题。选取了三个水污染指标，即化学需氧量（COD）、五日生化需氧量（BOD5）、氮氧化合物指标来测定。从表3可以得出，以2000年与2020预测的数据计算，南水北调中线工程实施后，老河口市河段、襄阳县河段、襄樊市区河段、宜城市河段中，COD含量增长了4670%，BOD5含量增长了4670%，氨氮含量增长了4670%。这表明中线工程对襄阳段的水污染是极为严重的，水污染治理迫在眉睫。
2.5地下水
南水北调中线工程调水实施后，使得襄阳段的水位下降，加上汉江流域襄阳段地势相对平坦， 地面呈舒缓波状起伏，因而汉江的水位对襄阳地下水水位有较大影响。从预测结果可知（表4），当汉江襄阳站水位下降1.47 m时，襄阳城区一级空隙潜水含水层地下水位将0.2～1.2 m；当汉江襄阳站水位下降1.09 m时，襄阳城区一级空隙潜水含水层地下水位将0.2～0.8 m；当汉江襄阳站水位下降0.52 m时，襄阳城区一级空隙潜水含水层地下水位将0.05～0.40 m[5]。地下水水位的下降，将导致地下水资源量减少。据估算，模拟区一级空隙潜水含水层贮存的水体积量将减少250～300万m3。此外还会引起地下水的机井提水成本提高，甚至个别机井可能报废。
表3汉江中下游襄阳市各市河段主要污染物排放量预测
表4汉江襄阳站水位下降与地下水位下降关系
汉江襄阳站水位下降/m地下水位下降/m
1.470.2～1.2
1.090.2～0.8
0.520.05～0.40
2.6平均径流量
据统计，汉江流域襄阳段多年平均径流量为380.7亿m3，南水北调中线工程实施后，调水量占去了径流量的21%至36.77%，从而使得汉江流域襄阳段的多年平均径流量下降到240.71～300.75亿m3。径流量的减少，延长了襄阳段流量小于800 m3/s的枯水期，由现在的2～3个月增至7～8个月；缩短了800～1 800 m3/s流量的中水期，由现在的7～8个月减少到3～4个月。径流量的减少，还降低了汉江襄阳段的干流水位，削减了江引、提水闸站灌溉供水量，极大地影响了汉江襄阳段灌区农业的发展，也将加剧汉江流域襄阳段城市工业、生活用水的危机。
2.7水生物（主要指鱼类的数量和种类）的影响
中线工程实施后，襄阳段流量、流速、水温、含沙量、透明度等与水生生物关系密切的环境要素的变化，加上水污染物的增加，使汉江的水质下降，改变了鱼类繁殖和摄食条件，最终导致鱼类种群数量减少。根据水产部门调查，汉江中下游共有鱼类118种，其中襄阳市总鱼类品种为98种，汉江襄阳段内有自然生长的鱼类73种，约占全市鱼类品种的74.5%。并且汉江襄阳段具有资源十分丰富的珍稀鱼类，如胭脂鱼、鳗鲡、长颌鲚等，天然鱼类捕获量在8 000 t以上。中线工程实施后，初步估计鱼的种类减少1/3以上，天然鱼类产量将减少60%[6]。中线调水工程实施后，对汉江襄阳段的水生生物产生了极大的影响，特别是对天然鱼类的数量和种类影响更为严峻。
2.8防洪能力
历史上，汉江洪水泛滥曾给襄阳人民带来了巨大的灾难，以1935年为例，襄阳城被洪水围城，地表水深一丈，襄阳街上可以行船。提升丹江口水库大坝以后，防洪库容提高到了110亿m3，预留库容在汛期的防洪库容可增至26～33亿m3，使得水库调洪能力有了极大地提高，汉江中下游的洪峰削减，汉江中下游防洪压力降低，汉江中下游防洪标准有了很大地提升，使得防洪标准由现在的20年一遇，将提高到100年一遇，为襄阳市经济社会发展和人民的生命财产安全提供一个长治久安的水利环境[7]。
2.9航运能力
调水后，襄阳段中水流量减少，削减了该段的丰水期，由原来的2个月减至到现在连1个月都不到，而枯水期却增至8～9个月，极大地降低了汉江水位，严重地影响了航道的宽度和弯曲半径，即宽度变小、弯曲半径增大、河漫滩增大，同时还严重的影响沿江的港口设施，使其维护困难程度加大。加上流速减缓，使得泥沙冲於平衡破坏，加大了泥沙冲走的难度，从而使得浅滩的航行难度加大，阻碍航行河段数增加，影响襄阳段的航运能力。据统计，现在通航200 t驳船，每年可通航175 d，中线工程实施后，每年只能通航47 d，通航时间减少了272.3%，停航率增加了40%以上；现在能通航100～200 t驳船的航道，调水后仅能通航50 t的小船，通航能力下降了100%～300%。
2.10灌溉用水
中线调水工程严重削减了汉江襄阳段的水量，虽然实施了引丹江水灌溉工程来补偿调走的水量，但这项引水灌溉工程预计每年提供水7亿m3，而预计灌溉需水量16亿m3，约有9亿m3的缺口。这是由于水位的下降、水量的减少，导致灌溉用水的取水难度增加，以及现代农业的快速发展，加大了对灌溉水量的需求，灌溉缺水率高达128.5%。同时还导致沿江灌溉泵站基本抽不到水，约有1680口眼井将要报废，4.07万hm2农田将面临无水可灌溉的严峻局面[8]。
2.11湿地
中线工程实施后，由于下泄流量减少，使汉江中游水流量减少、水位下降，使得河道宽度将减少，引起江中洲滩及岸边河滩湿地面积损失。研究用TM 影像资料和估算，调水引起的仅襄阳段江中洲滩湿地面积可能减少50.25～62.75 hm2，岸边河滩湿地面积可能减少3 666.7～4 000 hm2，总面积为3 716.9～4 062.75 hm2[9]。
3生态环境影响评价方法
3.1评价方法的确定和评价模型
本文选取指数法作为评价方法。指数法是指在环境现状评价中采用能代表环境质量好坏的环境质量指数进行评价的方法。由于评价指标比较多，故选取多因子评价指标。一般的指数分析，通常以实测值C与标准值Cs的比值作为其数值：P=C/Cs[10]，而根据本文研究内容，其生态环境影响评价综合指数为：
P=T-DD×100%（1）
式中：T为中线调水工程实施后的数值；D为不实施中线调水工程下的数值。
中线调水工程对汉江流域襄阳段的生态环境影响评价采用加权求合法计算，根据多因子评价指标的方法，其计算模型如下：
P=∑ni=1PiWi（2）
式中：Pi为第i指标的影响分值；Wi为i的权重且∑ni=1Wi=1；n为指标总数。Pi的计算方法为
Pi=Ti-DiDi×100%（3）
式中：Ti为中线调水工程实施后的第i指标的数值，Di为不实施中线调水工程第i指标下的数值。
3.2生态环境评价指标体系和评价指标影响分值
通过前述对16个指标因子所阐述而提供的数据资料及Pi计算方法，可以得出表5。如表5所示Pi是负数就表示的是负面影响，即中线工程实施后生态环境趋于恶化；Pi是正数就表示的是正面影响，即有利于生态环境改善。有些指标如灌溉用水缺水量、BOD5含量、COD含量、氨氮含量，根据公式（3）计算指标影响分值是正值，但这些指标是趋于负面影响，正值越大，负面影响越大，所以在这些指标分值前加负号。从表5中16个指标分值可以得出，中线工程实施后，除了防洪标准有了很大的提高，其他15个指标都趋于恶化，影响比较剧烈的指标有航运能力、灌溉用水缺水量、BOD5含量、COD含量、氨氮含量、生物数量等指标，影响分值都超过了45%。
表5评价指标影响分值
3.3生态环境评价指标权重的确定
在建立的生态环境影响指标体系中，不同的指标对生态环境影响的程度不同。由于这种影响关系十分复杂，无法量化计算，为了减少主观因素的影响，因此采用层次分析法。采用层次分析法步骤；第一明确问题。弄清楚所给问题各项要求；第二是建立结构模型。在这一步骤中，确立各要素之间的关系，并进行分组，构建结构模型；第三是构造指标体系的判断矩阵，是ANP决策分析中一个关键步骤；第四是层次单排序及一致性检验。层次单排序的目的是确定本层次与之有联系的各元素重要性次序的权重。最后是层次总排序。利用同一层次中所有层次单排序的结果，确定本层次所有元素的重要性权重[15]。一致性检验公式为：
CR=CIRI（4）
其中：CR为随机一致性比例，CI为一致性指标，RI为平均随机一致性指标。当CR小于0.10时，判断矩阵一致性符合要求；否则，需调整判断矩阵。
3.4生态环境评价指标权重的计算
3.4.1评价结构模型的构造
根据表7环境影响指标体系和通过yaahp软件得出中线工程对汉江流域襄阳段生态影响评价结构模型，见图2。
图2南水北调中线工程对汉江流域襄阳段生态环境影响评价模型
3.4.2判断矩阵的确立
层次分析法的计算最重要的是构造判断矩阵，判断矩阵表示针对上一层次中的某些元素而言，评定该层次中各元素相对重要性程度的判断，形式见表6。
表6判断矩阵形式
其中：bij相对Ak而言的，元素Bi 是对Bj重要性程度的判断值。bij一般采用如表7所示的九级标度将判断结果进行量化，从而行比较判断矩阵。当这9个等级不够用时，可以用2，4，6，8表示相邻判断的中值。很显然任何判断矩阵都应满足：
bii=1（5）
bij=1bij（i，j=1，2，…n）（6）
因此，构造判断矩阵时，秩序写出上三角或下三角即可。
表7九级判断尺度
本层次指标与上层相关指标对比极重要很重要重要略重要相等略不重要不重要很不重要极不重要
本层次指标评价值975311/31/51/71/9
3.4.3层次单排序及其一致性检验
根据以及上述的计算方法，并借助yaahp 软件计算结果见表8-表16。
表8A-B判断矩阵及层次排序
4.1评价结果
汉江流域襄阳段环境影响评价结果见表19。
根据生态环境影响评价模型P=∑ni=1PiWi，计算得出中线调水工程对汉江流域襄阳段的生态环境影响程度为-1643%～-19.09%。
4.2评价结果分析
根据生态环境影响程度，将环境影响划分为五个等级，分级标准见表20。
表19汉江流域襄阳段环境影响评价结果
表20环境影响分级标准
影响级别级别名称分级标准（%）
1正影响>0
2轻微负影响>-10且≤0
3明显负影响>-40且≤-10
4强烈负影响>-70且≤-40
5极端负影响≤-70
南水北调中线工程对汉江流域襄阳段的生态环境影响程度为-16.43%～-19.09%，影响级别为3级，表明中线工程实施后，汉江流域襄阳段的生态环境处于明显的负面影响状态。
5结论
评价结果表明，南水北调中线工程对汉江流域襄阳段生态环境的影响是明显负影响。中线调水工程对汉江流域襄阳段生态环境影响程度为-16.43%～-19.09%。为了减轻中线调水工程对汉江流域襄阳段的不利影响，必须采取相应的措施，如实施生态补偿制度、建立水权制度等。
参考文献：
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更新时间：2025/3/21 13:05:20