论文标题：A Review of the Eco-Environmental Impacts of the South-to-North Water Diversion: Implications for Interbasin Water Transfers

期刊：Engineering

作者：严晗璐, 林育青, 陈求稳, 张建云, 何术锋, 冯韬, 王智源, 陈诚, 丁珏

DOI：https://doi.org/10.1016/j.eng.2023.05.012

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南水北调工程作为缓解我国水资源分布不均的关键举措，其生态环境影响备受关注。由水文水资源专家、中国工程院院士张建云带领的南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室等机构组成的研究团队在中国工程院院刊《Engineering》2023年11月刊发表了题为“A Review of the Eco-Environmental Impacts of the South-to-North Water Diversion: Implications for Interbasin Water Transfers”（南水北调工程生态环境影响研究综述——跨流域调水的影响）的综述性文章，第一作者严晗璐，通讯作者陈求稳、张建云。文章系统梳理了南水北调工程对水源区、受水区及调水沿线的生态环境影响，为跨流域调水工程的优化提供了重要参考。

图 1. 南水北调中线和东线示意图。背景图使用了中线（左）和东线（右）的现场调研照片。图中相关省级行政区水资源总量（蓝色）、总用水量（黄色）、人均水资源量（橘色）和人均综合用水量（蓝绿色）数据来源：《2020 年中国水资源公报》和《第七次全国人口普查公报》。

南水北调工程于2002年启动，旨在解决我国北方地区水资源短缺问题，包含东线、中线和西线三条输水线路，预计2050年调水总量达448亿立方米。工程建成后将连通四大流域，在国家水网建设中意义重大。

中线工程从丹江口水库引水至京津冀地区，全长1432公里。其运行使汉江中下游流量减少，水质恶化，水华风险增加，2015 - 2021年多次暴发大规模水华。鱼类繁殖及栖息地也受影响，“四大家鱼”自然繁殖受挑战，部分鱼类产卵场下游转移。中线工程输水渠道独立，水质演变受多种因素影响，生态系统稳定性差，微生物群落演变有独特规律，藻类碎屑降解产物是溶解性有机质重要来源。

图 2. 南水北调工程中线（混凝土渠道）和东线（基于连通现有河道）对水源区（左）、输水沿线（中）和受水区（右）的主要生态环境影响示意图。图中重要符号的注释列于图下方。生态系统转换（ecosystem transition）指由于生态系统的结构、功能和（或）组成发生重大变化从一种类型生态系统转换为另一种类型生态系统。湿地复湿（wetland rewetting）指通过恢复退化湿地的自然水文条件来恢复退化湿地或排水湿地的过程。土壤盐渍化（soil salinization）指由于地下水位的上升而导致土壤中盐分积累。污染物扩散（pollutant dispersion）指随着地下水流污染物的迁移扩散。

东线工程从长江下游取水，经京杭大运河及其平行河道向山东和天津供水，全长1466公里，利用13级泵站提水。工程取水口靠近长江河口，受盐水入侵影响，枯水期影响加剧，还会减缓河口滩涂淤涨速率。东线工程连通现有河道及湖泊，调水后水质明显改善，氮含量和有机污染物降低，但也造成污染物输移扩散，影响部分湖泊水质。调水促进了沿线湿地恢复，但也引发地下水位上升，导致土壤盐渍化和污染风险增加，沿线生物群落结构和多样性发生改变，生物同质化风险增加。

受水区方面，华北平原受益于南水北调工程，缺水问题得到缓解，地下水过度开采状况改善，预计2050年地下水储量将显著增加。但调水也改变了受水区水体理化特征，密云水库调水后河岸缓冲区面积和生物量减少，生物入侵风险增加，如东线骆马湖、南四湖等出现鱼类入侵，中线面临沼蛤入侵风险，且对本地物种造成环境压力。此外，调水改变供水结构，虽短期有“红水”现象，但长期有助于改善供水稳定性。

全球气候变化给南水北调工程带来更多不确定性，西线工程因水源区生态环境脆弱，面临更大挑战。

研究最后总结了南水北调工程带来的关键影响和启示：

1. 供水流域：取水导致下游流量减少，影响水质和生物生境，靠近河口取水需关注海水入侵，水利工程综合调度至关重要。

2. 输水沿线：不同调水方式影响各异。新开挖渠道对水环境影响有限，但新生态系统脆弱，需关注水质生物稳定性；连通现有河道调水，改变水文情势，沿线物种群落有退化 - 恢复过程，需严控水污染。

3. 受水区：调水补充水资源，缓解多方面用水压力，利于地下水恢复，但要注意地下水水位上升引发的土壤盐渍化和污染物迁移问题。同时，生物入侵、生物同质化及供水稳定性等问题也需关注。

4. 应对气候变化：气候变化增加了调水量计算难度，西线工程受影响更大，建立精准预测模型是未来调水工程关键任务。

南水北调为大型跨流域调水工程提供了宝贵的经验和启示，其对水环境水生态的影响还需进一步深入研究，如何在流域尺度或者更大尺度上系统评估和预测调水工程的生态环境效应需要更多研究者的关注。文章强调，调水工程作为优化水资源配置的选择之一，应与再生水回用等节约用水措施有机结合，以此建立可持续发展的水资源系统。

文章信息：

A Review of the Eco-Environmental Impacts of the South-to-North Water Diversion: Implications for Interbasin Water Transfers

南水北调工程生态环境影响研究综述——跨流域调水的影响

作者：

严晗璐, 林育青, 陈求稳, 张建云, 何术锋, 冯韬, 王智源, 陈诚, 丁珏

引用：

Hanlu Yan, Yuqing Lin, Qiuwen Chen, Jianyun Zhang, Shufeng He, Tao Feng, Zhiyuan Wang, Cheng Chen ,Jue Ding. A Review of the Eco-Environmental Impacts of the South-to-North Water Diversion: Implications for Interbasin Water Transfers. Engineering, 2023, 30(11): 161–169 https://doi.org/10.1016/j.eng.2023.05.012

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开放获取全文

https://www.engineering.org.cn/engi/EN/10.1016/j.eng.2023.05.012

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