生态环境地质(二滩库区生态地质环境演变分析)4.课件

1、生 态 环 境 地 质孙书勤(4)成都理工大学环境与土木工程学院地质工程系 生态环境地质是研究以人类为主体的生物与地质环境之间关系的科学。“生态地质”则更好的体现了岩石圈、水圈、生物圈和大气圈间的相互作用。 在国外，很难区分生态环境地质与地质生态学、地生态学（地学生态学）、景观生态学的区别，它们的研究内容均体现了地学与生态学的结合。如荒漠化、水土流失、水土资源的开发利用引起的环境恶化等既是环境地质问题，也是生态环境问题。 生态环境地质问题二滩库区生态地质环境演变分析 二滩电站是金沙江流域水电开发的一个先例，对电站蓄水后生态地质环境的演变研究可为全流域水电开发及生态地质环境研究和保护提供经验。

2、对二滩电站库区生态环境的评价将从气候、水文、库岸稳定、植被、湿地、农业结构、水体污染和人居环境等方面论述各因素变化，由此推导库区生态环境的演变及未来的发展趋势。二滩库区生态地质环境演变分析二滩库区背景 二滩水电站位于雅砻江下游河段二滩峡谷区内，以发电为主，水库两岸临江坡高300m400m，河床枯水位高程1011m1012m，水面宽80m100m，水库正常高水位为1200m，发电最低运行水位1155m，总库容58108m3，有效库容33.7108m3，水库面积101km2。 水库区地处青藏高原东南缘，云贵高原北部，攀枝花以北38km处。全区处于横断山系南段高山峡谷区，属于深切割的侵蚀剥蚀中山类型

3、，为以山地地貌为主的川西南山地组成部分。 库区气候属中国亚热带西段金沙江龙川江岛状南亚热带半干热河谷季风气候。 受西风南支急流与西南季风的交替控制，出现明 显的干、湿季气候差异； 年均气温20，年均日照2754小时，无霜期大于 300天，年均降水量1000m； 植被覆盖率约50%； 蓄水后库区滑坡在监测和治理下未发生大的活动。 湿地面积大幅增加，农业结构正结合电站建设作 积极调整，水体污染呈下降趋势，人居环境得到 显著改善。生态环境状况 二滩水电站库区二滩水电站库区二滩库区蓄水对防洪的影响:- 一定范围内的降水量和蒸发量发生变化；- 积水面积和淹没范围增大，天然河道中的洪水波运动变 成水库中的

4、洪水波传播。- 建库后，由于水库干流对支流的壅水作用，改变了中小 支流下段的产汇条件，使洪峰流量增大28左右。- 建库后，库底有一定程度的泥沙淤高，水库通过同量洪 水时，一定区段内的水位比淤积前的水位有所抬高。- 洪峰入库时，水位抬高，回水末端上延；洪峰出库后， 库上、中游段的水位又逐渐回降，回水末端又下缩。随 着库水的下泄还要降至防洪限制水位相应的回水位。- 在这一过程中，库区内超过按常规计算的移民线的临时 淹没，是二滩库区需要注意防洪的问题。蓄水后水文、气象影响分析 通过对二滩电站库区蓄水前后的观察数据对比获知：蓄水后，在库周2-4km(峡谷地区)范围内，年均降水量出现一定的变化，在库周地

5、势高且相对暖湿气流抬升有利的迎风坡，年均降水量增加，其余地区的变化则相对较小。 蓄水后，在年降水量减少区，夏半年降水量减少，而冬半年则略有增加，年均降水量年内分配略偏均匀；在年降水量增加区，增加量主要集中在夏半年，而冬半年变化不大，年内分配略显不均匀。 在判断降水量时序变化特性与水库建成蓄水年份(1998)的关系及库周各雨量站(点)同期降水观测资料系列的时序变化特征时，发现1998年后各站(点)年均降水量比1998年前有一定程度的减少。 水库周围地势较高的迎风坡降雨略有增加。究其原因主要是由于大区域气候变化和局部陆水表面蒸发变化所致。降水量及气温变化分析 在水库对降水的主要影响范围内，由于年降

6、水量有增有减，平均看来，水库在短期内对库周围地区的平均年降水量的影响是不大的。 一般说来，由于夏季库面上气温较陆面低，库面气温层构比陆面稳定，上升运动减弱，故抑雨作用（称为水库低温效应）较强，在库面及库周一定范围内降水量有所减少。冬季则与上述相反，库面气温高于陆面，气温层构不稳定，降水量有所增加，但由于冬季气温低，大气中水汽含量少，所以降水量会有所增加，但量值不大。综合来看，年均降水量有所减少。1987-2001年年均降水量统计表 根据二滩水电站库区渔门气象剖面的观测资料（表6-3），水库蓄水后总体上的微小变化包括：平均相对湿度增大，太阳日照时数正常并略有减少，极端高温降低，极端低温升高，气候

7、出现干季有降雨、雨季无大涝的新特点。二滩库区及周边地区干热河谷气候发生了有利于植被生长、动物生存的变化，两栖、爬行类动物有了更好的生存环境，有利于生物多样性。 -二滩库区原有的湿地主要分布在金河、红坭河和兴隆河与雅砻江的交汇处，湿地从坝址向库尾呈递增趋势，原有湿地面积合计8km2。 -蓄水后，库区的湿地类型包括：湖泊、河流、滞蓄洪区、河口三角洲、滩涂、池塘、水稻田等，尤其是水库回水所及的范围大部分成为湿地， -新增湿地面积约50 km2，洪枯水位变化对湿地产生重要的影响。湿地对局部气候的调节作用十分明显，降水和气温的良性变化正是湿地作用的反应，与湿地伴生的生物群落发展起来，极大丰富了库区的物种

8、，为水生生物和陆生动物提供了丰富的食源。蓄水后湿地变化主要森林植被类型： 二滩库区地处干热河谷，森林植被主要有：稀树灌丛、稀树灌草丛和草坡等类型。阳坡主要有少量块状分布的稀疏草丛和大面积的荒草坡；阴坡、半阴坡有斑块状或小块状的稀树灌丛,主要分布于干热河谷区上缘和沟谷。其主要植被种类有：栎类、滇黄杞灌丛、滇黄杞灌丛、小桐子灌丛、车桑子、余甘子灌丛、车桑子、黄荆灌丛、番石榴灌丛、台湾相思灌丛、车桑子灌丛、余甘子灌丛、台湾相思(人工幼林)等。蓄水后库区植被演变分析植被生物量： 二滩库区植被生物量变化情况见表6-6及图6-3。从表6-6可以看出，蓄水和天然林保护工程的有效实施，使得该区生物量从2000

9、年到2003年呈逐年增长趋势。区域内总生物量从2000年的2974.4104t增长到2003年的3361.22104t，增长了13%。林下植被（灌木、草本）的生物量也呈逐年递增趋势，蓄水与生物量的增加是否有密切关系有待进一步研究。图6-3 二滩库区生物量变化图盖度：指植物地上部分投影的面积占地面的比率。又称为投影 盖度。 盖度是影响水土流失强度的主要因素之一，从1988年和2003年两个时期的情况看，2003年土地利用地类（表6-7）比例趋良，植被盖度明显趋好（表6-8，图6-4，5，6，7），植被盖度的增大能够提高土壤保持水的能力，对库区地质灾发育起到抑制作用。 图6-5 二滩地区2003年

10、卫星遥感图像图6-4 二滩地区1988年卫星遥感图像图6-7图6-6-修电站前，二滩地区由于长期不合理的开发（垦荒、伐木、开矿、修路等），致使区域内森林植被大量破坏，森林分布不均，林分质量差，覆盖率逐年减少，成为生态环境脆弱地带，水土流失十分严重，泥石流、滑坡等自然灾害频繁发生，河流含沙量逐渐增多。1998年库区土壤侵蚀总面积达3698.72km2，占库区总面积的64.8%；年土壤侵蚀总量达到1087.45104t。-二滩库区建成蓄水后，由于谷底气候发生了变化，气候变化利于库区植被的恢复和发展，加上 “天然林保护工程”、“退耕还林(草)”等措施实施，二滩库区的水土流失得到遏制。实践证明，植被是

11、库区防治水土流失最积极、最重要的措施，尤其是森林植被，它通过林冠截流、枯枝落叶层阻滞雨水和根系固结土体，从而减轻径流，增加地下渗透，控制水土流失。 库区植被的水源涵养及水土保持效益分析水源涵养效益： 森林通过林冠、枯落物和林地土壤三个功能层次对降雨起着调蓄、转换、传递作用。以林地050cm土层蓄水容量(包括降水贮量、田间最大持水量)和枯落物最大持水量来计算。二滩库区森林总蓄水容量6.77108m3，其中，天然林总蓄水容量占89.01%，人工林占10.99% （表6-9）。水土保持效益： 研究表明：水土流失量的多少与降雨量及森林植被类型有很大关系。一般说来，雨量越大，水土流失得越多；而森林覆盖率

12、越大，林下植被（灌草）越丰富，水土流失得越少。 从表6-10表明山地区天然林平均年径流量与无植被裸地相比，减少70%以上，与灌草坡相比，减少11%以；干热河谷区灌草植被平均年径流量与无植被裸地相比，减少39%以上。天然林保土效果良好，天然林减少土壤侵蚀量89%以上。 二滩库区由于林地发育，覆盖度增高，水土流失变化趋良。从1988年到2003年，轻度、中度、强度、极强度、剧烈类型水土流失不同程度地向次级类型水土流失转化(表6-11)，微度水土流失面积比提高，滞留泥沙量(2000年2003年)明显增加(表6-12)。在2000年到2003年的水土流失减少量逐渐减少，渐趋稳定，可见区内生态环境稳定性

13、增强，水土流失将逐渐减少最后至生态环境可接受水平。 库区农业结构演变 二滩库区农业结构的变化对生态环境的保护具有积极作用,尤其是产业结构的调整，将人类活动的影响减到最小，随着库区旅游(图6-1)、林业(6-2)、矿业等资源的综合开发，库区的资金、技术投入增加，农业对生态系统的正面作用将不断增强。图8-1 二滩森林生态公园图8-2 二滩林区蓄水后水体污染： 对二滩库区水体污染的应将二滩、雅砻江、金沙江三个水文站的情况综合起来评价。对三个水文站全年采样六次，采样的时间按枯水期(三月)、丰水期(八月)、平水期(十一月)三个水期进行，每个水期采样2次。 采得的水样监测包括水温、PH值、悬浮物、溶解氧、

14、总硬度、总(粪)大肠菌群以及一些化学物质在内的26个项目，而在水文站断面作为水源水质监测断面，增测氟化物和细菌总数两个项目，共28项。 水质情况：二滩断面1999、2000是清洁； 雅砻江断面1996-2000年是较清洁。丰水期： 二滩断面1999年是清洁，2000年是较清洁； 雅砻江断面1996年是重污染，1997、1999年是中污 染，1998、2000年是严重污染；金江断面1996、 1998、1999、2000年是严重污染，1997年是中污染。 平水期：二滩断面1999、2000年是清洁；雅砻江断面1996- 2000年是较清洁；金江断面，1996，1998年是较污 染，1999、20

15、00年是中污染。 从各断面水质情况可见：枯水期除二滩断面各水质指标都可以达到3类标准外，其余断面总(粪)大肠菌群都不能达到5类标准；丰水期各断面都至少一个指标不能达到5类标准；平水期除二滩断面各水质指标都可以达到9类标准外，其余断面都至少一个指标不能达到3类标准，雅砻江断面最低为5类，金江断面总(粪)大肠菌群不能达到5类标准。 从前面的分析结果可以看到：除枯水期和平水期金沙江断面水质污染综合指数在1996-2000年期间有显著上升的趋势外，其余监测断面的污染综合指数在各水期和全年都没有显著上升的趋势。 研究1990-2000年十年趋势，金沙江断面全年的污染综合指数有显著上升的趋势。上游来水污染对金沙江各监测断面的水质造成影响；金江断面作业攀枝花市地面水监测的消减断面，其功能是判断全市污染物经过一定水体自身净化的结果，其水质的持续下降及其所占污染负荷比的上升，说明金沙江攀枝花段水域环境污染容量下降，