汾河流域生态环境现状及原因分析

~SHANXI WATER RESOURCESI水生态修复

汾河流域生态环境现状及原因分析

陈刚

(山西省水利水电勘测设计研究院，山西太原 030024)

[摘要]分析了汾河流域生态环境现状存在的主要问题及原因，对指导和合理规划汾河流域生态修复提供了基本 的出发点和任务依据，具有现实指导意义。[关键词]生态环境;水土流失；污染；汾河流域[中图分类号]X171.1 [文献标识码]C [文章编号]1004-7042(2016) 10-0010-02

1汾河流域生态环境存在问题及原因1.1水资源过度开发利用，大量挤占生态用水汾河流域水资源总量31.9亿m3 (1956—2013年）， 占全省的26%，而河川天然径流量仅19.0亿m3，占全省 年径流量的20%，人均年径流量136 m3,仅占全国人均

径流量的6.6%。但全省最好的土地资源5大盆地汾河

流域就有2个，因此，占全省26%的水资源却承担全省

38%的灌溉面积和39%人口的供水任务。据统计资料 显示，1992年流域地表水供水量已达14.8亿m3,地表

水开发利用率高达78.9%。随着国民经济的快速发展，

到2003年万家寨引黄工程南干线通水前，流域水资源 开发利用率高达147%。根据流域1992—2013年统计 分析，多年平均供水量25.6亿m3,而水资源总量仅 24.8亿m3,扣除外调水，流域水资源开发利用率高达

100%，按水资源合理的开发利用率40%考虑，国民经

济发展用水挤占生态环境水量12.4亿m3。

万家寨引黄工程南干线通水后，太原盆地的供水 矛盾逐步缓解，到2010年后随着引沁人汾工程和禹门

口东扩工程的实施，临汾盆地供水矛盾逐渐缓解， 2012年随着外调水的增加和地下水压采，流域水资源

开发利用率逐渐低于80%。

1.2地下水严重超采，水位大幅下降

由于地表径流不能满足经济社会发展的要求， 20世纪80年代以后，在2012年之前的40余年中，太原

盆地地下水位埋深由20世纪80年代初的7.6 m下降至

2012年的89 m，下降幅度达81.4 m;临汾盆地地下水位 埋深由13.8 m下降至81.9 m，下降幅度达68.1 m。其主

要因素体现在以下方面。

1.2.1 地下水开采量增加

20世纪80年代前，流域地下水年开采量约4.8亿m3。80年代以后，随着国民经济的发展，用水需求不断增 大，地下水开采量加大，1995年年开采量达到17亿m3，

当年超采约6亿m3，累计超采地下水量76亿m3。汾河

流域集中了山西省的主要城市，由于城市大量抽取地 下水，在城市建成区及周边形成了地下水超采漏斗， 据调查，流域内超采区面积6 763 km2,占流域盆地平

川区的66%，严重超采区开采系数高达2.06。1.2.2大规模煤炭开采对地下水造成破坏

根据《山西省第二次水资源评价》成果，每开采1 t

煤破坏的水资源量为2.48 m3。2012年流域内煤炭开采

量为2亿t，对水资源的影响在4亿~6亿m3之间。同时由 于采煤带来一系列的地质灾害，如地面沉降导致房屋

倾倒或裂缝等。1.2.3河道防洪堤防工程大面积压缩河道宽度汾河宽度由历史上的2~3 km压缩至250~300 m，

将历史上的水域、湿地变为良田，大幅度减少了河流 对地下水的补给面积和补给量。由于河道缩窄，河道

两岸的滩涂地被大量开发、利用，导致两侧的水域湿 地面积不足，水生态严重破坏，具体表现为河滨植被、

河流植物的大面积减少，微生态环境的生物多样性降 低，鱼类的产卵条件发生变化，鸟类、两栖动物和昆虫

的栖息地改变或避难所消失，造成物种的数量减少和 某些物种的消亡。1.2.4岩溶泉破坏严重，泉水流量衰减甚至干枯

一是泉水流量衰减严重，区域岩溶水位持续下 降。由于经济社会用水增长迅速，岩溶泉逐渐成为区

域城市生活和工农业的重要水源，大部分岩溶大泉的 开发方式由泉口提引水转为水井开采为主。这一不合 理的开发方式导致1988年兰村泉断流，1994年晋祠泉

断流，1999年古堆泉断流，洪山泉濒临断流，近10年泉

山西水

利山西水利

水流量衰减比较严重的为郭庄泉。岩溶地下水位区域 性持续下降，年下降速度一般为1~2 m，个别泉域甚至

达到2.5 m以上。目前，兰村泉泉口水位埋深达35 m，古 堆泉泉口水位埋深达50 m。

二是泉域水环境进一步恶化。由于采矿排水严重 污染地下水，导致泉域地质灾害和水环境进一步恶

化。受采煤破坏比较严重的岩溶大泉有晋祠泉、洪山 泉、郭庄泉。随着工业化和城镇化进程加快，生产、生

活废污水排放量增大，且不达标排放普遍存在，一些 工业企业利用渗坑渗井和缝隙排放废水甚至打井排

污;农业灌溉使用城市污水、过量使用化肥农药等污

染因素逐渐增多。污染源的不断增加，使岩溶地下水 污染日趋严重。目前，全流域8个岩溶大泉中仅雷鸣寺

泉、兰村泉、霍泉为n类水质，其他泉域为类水，

岩溶地下水质保护刻不容缓。

三是泉源区环境破坏严重。全流域岩溶大泉中有

很多泉群泉组曾是历代游览胜地，著名的有晋祠泉、 兰村泉、霍泉，泉水断流和干涸使得许多泉源区景观

不复存在;泉源区分布的厂矿企业、宾馆、娱乐设施等 不仅破坏了泉源区的自然景观，由此产生的生产生活

废弃物更是极大地破坏了泉源区环境卫生;对泉水不 合理的开发利用，如掩盖泉口取水、泉源区打井取水

等行为不仅人为扼杀了泉水的生态、景观、旅游功能， 更使污染水体向开采漏斗内倒灌污染地下水;泉口周

围及泉域灰岩裸露带的点面污染源及补给渗漏段地 表水污染造成岩溶泉水的污染，致使岩溶泉水水质恶

化，郭庄泉、龙子祠泉等均有水质污染恶化的现象。1.3地表径流量不断减少，汾河中下游河道断流根据汾河干流水文站实测资料，1985—2011年

间，该段枯水段汾河干流出现断流现象，断流主要发 生在兰村以下的中下游河段，以中游河段断流发生最 为频繁。从兰村水文站到义棠水文站160 km的河道在

非灌溉引水期基本处于断流状态，河道内仅有少量污 水。兰村水文站2001年断流天数一直在250 d以上，最

多一年断流天数达278 d。汾河二坝和义棠水文站的断 流天数也超过了 140 d。直到2008年实施万家寨引黄南 干线工程调水1.0亿~1.5亿m3补充河道基流才实现了

汾河干流不断流。汾河断流不但有人类活动因素也有自然枯水因 素。人为因素主要是大规模开发地表水和岩溶泉域的

岩溶水，尤其是中游段太原市对兰泉村和晋祠泉的大 量开发。地表水过度开发利用是河道断流的一个主要 原因，流域1998—2002年地表径流基本上被开发，地

表水开发利用率达90%以上。水生态修复.2016年第10期

流域内有雷鸣寺泉、兰村泉、晋祠泉、洪山泉、郭 庄泉、霍泉、龙子祠泉和古堆泉等8处岩溶大泉，这8处 大泉的泉域面积达到15 122 km2，占全流域面积的

38.3%，泉水流量在20世纪60年代之前为28.7 m3/s，合 年径流量9亿m3。从20世纪70年代开始，随着经济的发

展，大量开采地下水，尤其是岩溶水，导致地下水位大 幅下降，8处岩溶大泉自然出流量严重衰减，目前流量 仅8.7 m3/s，减少了70%，其中中游段的晋祠泉、兰村

泉、下游的古堆泉三处泉水断流，中游的洪山泉接近

断流，这些泉水的断流，是河道断流的直接原因。

根据汾河流域1956—2013年降水的差积曲线和 天然径流10年滑动平均线来看，流域1985年以来处于 枯水段，尤其是1994一2008年这15年为特枯年份，平

均降水量仅473.1 mm，1997年仅309.4 mm。2009年后 流域降水量逐渐增加，2011年降水量高达627.3 mm，

径流随着降水的增加而逐渐恢复。

综上所述，汾河流域1956—2013年平均降雨量为 507 mm，平均地表径流量为19.0亿m3。

地表径流量的减少有降雨因素，也有地表产流条 件(下垫面)变化的因素。与1956—1979年系列相比， 1980—2000年系列降水量减少9.8%，地表径流量每年

减少9.1亿m3,其中受降水因素减少影响4.1亿m3,占 45%，受地表产流条件影响5亿m3,占55%。2001 —

2013年地表径流量和1956—1979年相比，降水量减少 2.6%，径流量减少13.2亿m3,其中受降水因素减少影

响1.4亿m3,占11%，受地表产流条件影响11.8亿m3,

占 89%。

1.4盆地平川区水域面积不断萎缩

汾河流域水库、湖泊形成的水域面积现有 104 km2，其中142座大中小型水库面积近100 km2,天

然湖泊面积约5 km2;除水库、湖泊外，汾河干流河道占

地面积180 km2,但60%的河道面积每年只在汛期短期 过流，过流时间一般不超过20 d。即使如此，以上水库 与干流河道的面积最大不超过300 km2,仅占流域总面

积的0.75%，加上各支流占地面积约600 km2,占比不

到2%，远低于历史时期的湖泊面积。

水域减少除历史原因外，另一重要因素是从20世

纪70年代开始的汾河治理，受当时治河理念的影响，

在治理中一直把防洪保安和河滩地开发放在首要位 置，汾河干流河道渠化严重，使原本属于河道的大量

滩涂、水域被开发成农田，包含支流在内，流域内占用 的水域面积超过400 km2;仅太原、临汾两大盆地在汾

河干流上开发利用滩涂地就达340 km2,其中：晋中

66.7 km2,临汾 143 km2,运城 133.4 km2;(下转第 19 页)

2016 年 10 月 1

1山西水利

累计超采地下水量达76亿m3。2008年以来，通过实施

汾河清水复流、调引客水进行生态补水，实现了汾河

干流常年不断流，有效地促进了流域地下水位的回 升，根据近3年（2012—2014年)监测数据，流域平均地

下水位累计回升1.69 m，年均回升0.56 m，但回升速度

不快、幅度有限，太原、临汾盆地地下水位距地表仍 有65~85m之多。3.2大规模煤炭开采对地下水造成破坏

根据《山西省第二次水资源评价》成果，每开采1 t

煤破坏的水资源量为2.48 m3。2012年流域内煤炭开采

量为2亿t，对水资源的影响在4亿~6亿m3之间。同时，

由于采煤带来了一系列的地质灾害，如地面沉降导致 房屋倾倒或产生裂缝等。3.3河道防洪堤防工程大面积压缩河道宽度汾河宽度由历史上的2~3 km压缩至250~300 m，

将水域、湿地变为良田，大幅度减少了河流对地下水

的补给面积和补给量。由于河道缩窄，河道两岸的滩 涂地被大量开发、利用，导致两侧的水域湿地面积不

足，水生态严重破坏，具体表现为河滨植被、河流植物 的大面积减少，微生态环境的生物多样性降低，鱼类

的产卵条件发生变化，鸟类、两栖动物和昆虫的栖息 地改变或避难所消失，造成物种的数量减少和某些物

种的消亡。3.4岩溶泉破坏严重

由于经济社会用水增长迅速，岩溶泉逐渐成为区

(上接第11页）汾河干流河宽由原来的2~3 km缩窄到

现在的250~300 m。盆地内水域面积大幅减少，严重减

弱了河流的蓄滞洪水能力，降低了河流对地下水的补

给功能。

1.5水土流失严重，河流污染突出汾河流域现有森林面积仅6 180 km2,森林覆盖率

仅15.7%，高郁闭度森林覆盖率更低，而森林的林冠和