影响山东省海河流域水环境演变的成因分析（翟继光）

时间：2022-02-21 15:08:30 浏览量：次

摘要：山东省海河流域水环境在近2000 年的发展演变过程中，受气候、降水的影响并不显著，受黄河北流、南徙泛滥冲积的影响较大，而历代人类活动影响为主要因素。建国以来，该流域兴建了大量水库、闸坝、机电井工程，并治理和调整了水系，发挥了巨大的防洪除涝、城乡供水功能。但改变了水流情势、自然状态和水的存储方式，在一定程度上破坏了水生态环境。特别是改革开放以来，随着水资源需求量的不断增加，而水资源开发利用不够科学，对污染物、污废水和污废气等的排放控制不够等问题的存在，造成了生态环境的恶化。因此，亟须探索山东省海河流域生态系统的良性循环模式，建立水生态环境保障体系，遏制水环境恶化的趋势。

关键词：海河流域；水环境演变；成因分析

中图分类号：TV213.4 文献标识码：C 文章编号：1009- 6159（2008）- 04- 0017- 03

1 流域概况

山东省海河流域属于华北平原，位于海河流域的南部，南以黄河为界，西、北以卫运河、漳卫新河为界，东邻渤海。东西长360km，南北宽80km，地形西南高东北低，地面坡降在1 /5000～1 /20000 之间，是一个相对封闭的流域，总面积29713km2，人口1485 万人，耕地面积160 万hm2。

该流域多年平均降水量546mm，其中70%集中在7～9 月。多年平均蒸发量约为1300mm。流域地表水资源量14 亿m3，地下水资源量27.9 亿m3，水资源总量36.41m3，人均占有水资源量不足300m3，属资源性缺水地区。

2 流域演变情况

山东省海河流域有3 条骨干排水河道，分别为徒骇河、马颊河、德惠新河，另有流域面积在300km2 以上的支流32 条，形成了较为完善的防洪排涝体系。史书记载，徙骇河最早位于河北省献县至沧州市、青县间，后为滹沱河所经。明代万历十年（公元1852），徒骇河称土河，经过历代变迁，到了1931 年,基本形成了如今的徒骇河。1949 年后，对徒骇河进行了统一规划和治理，在莘县和聊城的四河头闸与陶桥闸之间进行了截弯取直，形成了今天的徒骇河。

马颊河在唐代时由黄河分出，也叫新河，在山东省禹城市以西，公元700 年，在平原县以上利用西汉黄河故道，平原县以下循古笃马河，开挖一条从清丰、南乐，经莘县、冠县、高唐、夏津、平原、陵县、乐陵至无棣入海的排水河道，是现代马颊河的前身。以后历经金、元、明、清，均无大的变化。1933 年疏浚时，马颊河又延伸至河南省濮阳县境内，成为如今的马颊河。

德惠新河是1968~1970 年新开挖的一条排水河道，该流域原系徒骇、马颊河间的低洼狭长地带，为解决这一区域的排涝问题，开挖了这条长172.6km，流域面积3248.9km2 的德惠新河。至1933 年，山东省海河流域水系基本形成并稳定下来。

3 历史上影响海河流域水环境的因素

近千年来，山东省海河流域水系各河流迁徙频繁，湖泊洼淀逐渐缩小，但并不明显。近一二百年，这种趋势有所加快，显著的变化发生在20 世纪60 年代以后。海河流域水环境的萎缩，是多种因素综合作用的结果。

3.1 降水对水环境演变的影响

海河流域湖泊洼淀的盈缩与气候变化存在内在联系。从更新世最后一个寒冷期结束并进入全新世以后(约为12000 年前)，气温上升，雨量增多，海河平原开始出现湖泊洼淀。到全新世中期(约5000 年前)气候温暖湿润，雨量充沛，海河平原湖泊众多。但到全新世晚期和历史时期，气候逐渐干燥，湖泊洼淀又开始消亡。通过遥感图像分析，在黄淮海平原上，唐宋时湖泊洼淀面积达11000km2，而如今只剩6000km2。但是，从多年平均值来看，降水的年际变化虽然显著，3000 年来都围绕一个均值上下波动，并不是一味显著地向干燥化发展。因此，降水量的变化，气候的干燥，是导致湖泊洼淀盈缩演变的主要因素，但不是唯一原因。

与海河流域大水环境相联系的山东海河流域水资源，2000 年中没有显著的变化，汉唐期间水资源虽不丰富，但能够适应于当时农业生产发展水平。

3.2 黄河南徙对山东省海河流域水环境的影响

山东省海河流域的主要水系有徒骇河、马颊河、德惠新河和鲁豫冀边界上的漳卫河。这些水系受黄河泛滥影响特别大，自公元前602 年至公元1949 年的2551年间，以善决、善淤、善徙闻名的黄河，26 次大改道中有11 次流经山东省海河流域的漳卫、笃马、漯川、清济4大泛道，先后流经时间达1767 年。在黄泛冲积影响下，内河屡出屡湮、滚动串流，互相侵夺，变动频繁。公元1168 年以后，随着黄河南徙，徒骇、马颊河水系形成，标志着这一地区脱离黄河流域，成为海河流域的组成部分。在黄河逐渐退出山东省海河流域的过程中，以及海河流域诸河决口改道，给山东省海河流域平原上留下了众多的古河道，成为浅层地下水汇集带。地面沙垄、沙岗、槽形洼地，使平原微地貌复杂化，而古河道和地形地貌特点，给山东省海河流域易发生洪涝、盐碱等灾害埋下了隐患。

3.3 人类活动对流域水环境演变的影响

人口的增长和经济社会的发展，不断加大了对水资源和对耕地的需求，直接导致了水环境的变化，成为影响水环境的又一主要原因。

公元300~500 年和公元900~1200 年(即魏晋南北朝和五代十国至北宋)，这两个时期北方地区长时期战争，形成长达数百年的人口南移的移民潮。这两个时期流域内人口急剧减少，部分耕地变成牧场，这一时期也是海河流域水域面积最大时期。

唐代以后人口下降，至北宋金元时降至第二次人口最低点；明清时海河流域移民使得人口迅速增加，元明清时期的海河流域，由于人口激增带来对耕地、木材、水资源的需求大增，使得自然水环境受到威胁，不断向恶化发展。

4 当代经济社会发展对水环境的影响

山东省海河流域整体水环境的改变是从20 世纪50 年代开始的。由于北京、天津等中心城市急剧扩展，海河流域水资源开发利用程度、水利建设的投资和工程规模超过了任何历史时期。1949～2004 年的55年间，全流域各主要河流的上游陆续兴建平原水库394座，其中中型水库19 座，小型水库366 座，总库容8 亿m3，控制山东省海河流域径流量的55%。在保障北京、天津等中心城市生活供水、全流域工农业供水和防洪安全方面，山东海河流域水利建设发挥了重要作用。

4.1 经济发展与环境保护不协调，是影响水环境的重要因素

20 世纪70 年代以来，山东省海河流域持续发展的经济使得水环境蜕变速度加快。海河流域遭遇越来越多的水库无水可蓄、河流断流、洼淀蚕食的情况。由于地表水供水不足，转而向地下水开发。随之，现代工业对水质的污染从地表水进入地下水，甚至是深层地下水。从1997 年开始，山东海河流域地下水利用率均超过100%，2004 年流域内机电井共23 万眼，造成地下水严重超采。

改革开放以来，山东省海河流域内各城市兴建经济开发区，乡镇企业异军突起，成为经济发展的生力军，极大地增强了当地的经济实力。但是，流域内一大批技术含量低、能耗高、污染重的企业，在经济利益的驱使下，给生态环境，特别是水环境造成了严重影响。

目前，水污染已经由20 年前的局部河段发展到目前的整个山东省海河流域，由城市扩散到农村，由地表侵入地下。山东省海河流域污水排放量约5 亿t / a，使得徒骇河、马颊河、德惠新河3 条干流大部分河段的水质超V 类标准。由于水资源紧缺，污水仍用于沿河两岸的农田灌溉，污水灌溉对浅层地下水、土壤和农作物造成污染，形成恶性循环。

4.2 水利工程实施对水环境的影响

1950～2000 年，山东省海河流域水利工程建设经历了三个阶段：20 世纪50～60 年代，为满足流域内人口激增、城市发展，以及农业灌溉用水需求，流域内进行了大规模的水利工程建设。20 世纪60～80 年代，是流域中下游以防洪排水工程为主的建设期。该阶段对徒骇河、马颊河、德惠新河及支流河道进行了大规模治理，兴建了大量节制闸，对水的控制、利用能力得到加强，形成了比较完善的防洪排涝体系，在防洪、灌溉、发电等方面发挥了重要作用。但改变了河道形态和水的自然流势，且随着工农业用水量的增加，河道流量随之减少，以至断流，河流生态遭到破坏。这一阶段发生了几个干旱年，多次掀起打井高潮，地下水被超量开发利用，开始形成地下水漏斗。20 世纪80～90 年代，开始出现流域性的供水危机，工业废水、生活污水排放量不断增加，水污染问题日渐显现。

4.3 农业生产结构不合理对水环境的影响

农业生产结构不合理，粮经比例失调，高耗水作物和高耗水企业使水资源总量不足；农业生产过程中，化肥、农药、农膜等的大量使用，已经造成了严重的大气、土壤和水污染。具体表现在温室气体不断增多；重金属、硝态氮在土壤中累积，土壤板结，肥力下降；地表水出现富营养化；地下水也受到了污染的威胁，主要来自于地表或土壤水的下渗，农用氮肥以及垃圾中的油、酚污染着地下水，氮肥中的硝酸盐一旦进入地下，便转变为亚硝酸盐，它在人体中能够转变成致癌物质。地面植被的破坏和湿地的排水，减少了地表水的渗透，从而降低了潜水面。由于城市和工业的过度需要，淡水不断被抽出作为生活和工业用水，然后作为地表污水重新排放，因而还会导致潜水面的进一步下降。另一方面，大量频繁的灌溉可以增强渗透作用，使潜水面一直升到地表。

4.4 流域生态环境趋于干燥、生态恶化

山东省海河流域浅层地下水位普遍降低，加上降水的减少，加速了地表河流、水体干涸进程，造成湿地面积减少。土壤水剧烈变动带由过去的表层以下1m，增加到3m，土壤最大缺水量增加了50%以上。浅层地下水漏斗主要分布在沿卫运河、漳卫新河一带，主要有莘县—冠县、夏津—武城、德城—宁津三大片，面积6100km2，最大埋深22.7m。深层地下水漏斗主要分布在德城区境内，已与沧州、衡水漏斗连成一片，最大埋深100m。由于发生地面沉降等地质灾害，导致广大平原区表层土壤出现干化，水生植物和动物数量锐减，很多河段的植物因缺水而大面积枯死，一些水生动物绝迹，因而也造成沿河及周围水环境的恶化。

由于环境干燥，入海水量锐减，改变了水平衡系统，造成河道及河口淤积。同时，为避免海水上溯淤积，各河口相继建闸拒咸蓄淡，导致鱼类洄游线路被切断，渤海湾的大黄鱼等优良鱼种已基本消失，依存于河口并在咸淡水混合区产卵的蟹类生物已经绝迹，河口生态系统遭到严重破坏。入海水量的减少，使流域生态系统由开放型逐渐向封闭式和内陆式转化，河流生物物种转向低级化。

4.5 河川径流自然萎缩的影响

山东省海河流域属资源性缺水地区，随着河道天然径流的减少，而流域内引用水量的逐年增加，开发利用手段、布局和技术不尽合理，河道断流及平原地区河流枯萎已成为又一个严重的水环境问题。徒骇河在1986～2004 年间，年平均断流天数达200d，马颊河沙王庄~王铺闸断流情况比较严峻，年平均300d。

河道径流逐年减少，地下水补给量也相应减少；加上过度开采地下水，使下游地下水位下降最大达19m，井深发展到200m。截至2004 年，山东省海河流域共打机电井250670 眼，通过水利工程向农业、工业、城镇生活供水56.76 亿m3 / a，如此高的耗水，导致流域内一些自然湖泊、湿地的水量和面积急剧减少。德州市在1977年共有洼地675 个，总面积23.26 万hm2，其中万亩以上的洼地75 个，如今只剩下3.25 万hm2，减少了86%。因此，南水北调东线工程的实施，是解决山东省海河流域缺水的重要途径。

5 结语

从近2000 年山东省海河流域的自然史可以看出，黄河北流和南徙对海河流域演变影响较大，但是，长时序降雨、湿润度等变化趋势不明显，因此，气候因素对水环境演变的影响并不显著，主要还是人类自身的因素。特别是当代，不论是水资源的浪费，还是区域人口、数量、经济社会的快速发展，由于人类活动的影响，都远远超出了现有水资源的承载能力，从而导致水环境逐渐恶化。因此，要寻求建立山东省海河流域生态系统的良性循环模式。

作者简介：翟继光，男，工程师，主要从事水利工程规划设计工作研究。

来源：《山东水利》2008.4

推荐访问:海河山东省成因流域演变