人类活动影响生态环境,以湄公河区域为例,

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导语:湄公河流域的万居民,其中有约万居住在三角洲区域,湄公河三角洲的河水服务于交通运输、信息产业、渔业、农业等有水利需求的行业以及各种家庭日常用水。随着湄公河下游地区经济的快速发展,基础设施如水坝的建造、河道采砂等活动正在大大改变湄公河流域的水沙输运。

01深入了解湄公河三角洲的现状,大量沼泽湿地正在转变成为农业用地

1、植被分布

三角洲的广大地区曾经由白千层属森林覆盖,但现在保留下来的原始森林相对较少,湄公河三角洲当前存在的大型植被主要为半自然湿地,如Reeds平原,HaTien平原和UMinh湿地。湄公河三角洲开发的特点是将大量沼泽湿地转变为农业用地。

例如,从年到年,疏浚了超过1.65亿立方米的土地,耕作总面积增加了四倍,达到了多万公顷。年的年度土地覆盖类型地图显示,阔叶落叶林和水稻占湄公河下游盆地土地覆盖面积的一半以上。

其次是灌木林,常绿阔叶林、一年生作物、工业种植园和城市地区。C3植物包括阔叶落叶林和水稻主要分布在湄公河中下游流域和三角洲地区,而牧场则主要分布在上游流域。其中阔叶林占流域土地覆盖的30%,水稻占22%。

此外,一些C4植物,包括甘蔗和玉米,分别种植在三角洲地区的低地和堤岸。甘蔗(6.5万公顷)、玉米(4.1万公顷)、花生(1.4万公顷)、甘薯(1.3万公顷)和木薯(7万公顷)等一年生作物占耕地面积不到10%。在Camau半岛,由于水体含盐量高,加上土壤呈酸性,限制了水稻的生长,因此只在小范围内种植单季稻。

红树林主要生长在受海水盐度影响的地区,其种类的多样性因其对盐度和水分的耐受性而有所不同。在三角洲,Avicennia占据了离海最近的部分,Rhizophora则位于向陆的一侧,Nypa位于最靠近淡水的微咸水区。

2、粒度参数季节变化特征

在Mekong汊道上,b3分汊点下游的CoChien及CungHau河段表层沉积物呈现较明显的洪枯季节变化,具体表现为CoChien河段洪季表层沉积物黏土和粉砂含量较低,中值粒径较粗;枯季含泥量增加,中值粒径的最大值、最小值和平均值都明显减小。

位于b4分汊点下游的CungHau河段则与之相反,洪季的表层沉积物以泥为主,泥含量27.2%,中值粒径的平均值为53.3μm、最小值仅为4.8μm;枯季泥质含量减小,砂质组分增加至36.8%,中值粒径的最小值增大为6.7μm,平均值增大为75.4μm。

b3分汊点上游河段仅在距河口约–km河段于洪季出现较高含量的泥质沉积,其余河段季节变化微弱。从粒度频率曲线来看,b3分汊点上游河段洪枯季大部分均呈单峰曲线,且峰形陡,峰值高;b3与b4分汊点间的CoChien河段。

洪枯季都以双峰和多峰曲线为主,枯季的粒度频率曲线较洪季更为平缓,峰值相对偏低;b4分汊点下游的CungHau河段在洪季有两个样品具有较陡的主峰,其余样品的粒度频率曲线与枯季相比较平缓,洪枯季均以双峰及多峰为主。

02湄公河流域及三角洲主要人类活动都有哪些?一般可概括为以下2点

1、筑坝

截至到年,湄公河流域共有64座大坝,另有座正在建造或规划。泰国和老挝在20世纪60年代修建了一些水坝,在20世纪90年代中期之前,地区冲突阻碍了其发展。从20世纪90年代中期到21世纪初,随着澜沧江(湄公河上游在中国境内河段的名称)下游主坝和越南支流大坝的建设,中国和越南的大坝发展加速。

除了大型水电大坝外,流域内还有大量用于农业灌溉和小型水力发电的改道工程,其中包括一些蓄水库,但大多数是直接从河道引水的小型改道工程,大部分集中在地势较低的泰国Khorat高原。水坝对湄公河水系的影响主要由大型的水电大坝控制。

湄公河水电站大坝的运行已经通过减少洪峰流量,增加枯季流量和水位波动而改变了季风驱动的水文循环。如果规划中的大部分大坝完成建造,在Kratie水文站(河流进入柬埔寨之前最下游的站),预计枯季流量将增加约25-%,洪季流量将降低5-24%。由于水坝的蓄水与在水库中引起的泥沙沉积,减少了河流向下游河道的泥沙供应。

澜沧江沿岸的大坝相对于其流入量具有较大的蓄水能力,因此停留时间较长,这足以使大部分的泥沙在此沉降。不过水库的泥沙截留量短期内不一定等于下游输沙量的减少。原因一方面是由于含沙量减小后,大坝下游的径流冲刷河床的能力增强。

可以部分补偿泥沙供应的减少,但这种影响只能持续到储存的泥沙耗尽为止,通常是几年到几十年的时间尺度。在湄公河,这些补偿机制的效果可能有限,因为湄公河下游的大部分地区是基岩控制的,所以从河床侵蚀的泥沙补给非常有限。

另一个原因是与水库建设同时发生的土地利用变化可以增加下游支流的泥沙产量,这也可以部分补偿上游泥沙供应的减少。自年修建漫湾大坝以来,湄公河下游最上游的测量站——ChiangSaen的输沙量已经明显减少。按计划修建的所有大坝将大大减少输送到三角洲的泥沙量,一旦河道中的泥沙储存耗尽,预计输沙量将减少60%至96%。

2、采砂

大坝并不是影响湄公河泥沙输移的唯一原因,河床采砂活动通过大规模改变河床地貌,也影响了泥沙输运。Mekong和Bassac汊道的河床在-8年之间显著加深,被认为是大规模采砂造成:年至8年,Mekong与Bassac汊道分别损失了万立方米和1.1亿立方米的河床沉积物。

根据对比与8年湄公河三角洲平原分流河道河床形态发现,在10年对比期内,河床演变程度并非由自然变化驱动,河道形态的显著变化可归因于两种主要的人类活动。这两种活动也被视为三角洲泥沙亏损的主要成因:即大坝和三角洲河道及其上游河道的采砂活动。

研究发现河床采砂对Bassac汊道河床形态的改变较Mekong-MyTho汊道更加明显,前者河床侵蚀率达到了70%。从河道中开采砂石用于建设或土地围垦在全球很普遍,在东南亚的许多河流中,采砂活动正在日益增强。河床采砂主要在低流量季节进行,湄公河三角洲分流河道的采砂活动一直都很活跃。

年,湄公河下游的年采砂量达到万立方米,即吨,其中大部分(90%)为砂,少量为砾石(8%)和卵石(1%);–年,柬埔寨是采砂量最大的国家(60%),越南(22%)和泰国(13%)分别是第二和第三。河床采砂造成的河道形态变化会进而影响沉积物的输移及三角洲地貌的其他变化。

由于采砂导致的河床深坑对沉积物的捕获作用,推移质和悬浮的粗砂及中砂无法到达河口或海岸,部分细砂仍可能作为悬浮物通过湄公河入海口。同时采砂造成的河床加深也可能会加剧河岸的侵蚀与枯季盐水入侵的增强,采砂造成的河流入海泥沙不足也会导致海岸线的严重侵蚀。

03了解表层沉积物粒度空间分布对泥沙输移的指示,以及其普遍的规律

粒度分析结果显示,无论是洪季还是枯季,湄公河三角洲平原分流河道上下游都具有明显差异。砂质沉积物主要分布在Mekong和Bassac两个汊道上游河段、即距离河口–km上游,这两个分界点下游的洪枯季表层沉积物都以泥质沉积物为主。

对湄公河三角洲平原潮控段与河控段的划分吻合,也符合以潮汐作用为主的沉积体系的河海过渡带的普遍规律。同时粒度频率曲线表明Mekong汊道与Bassac汊道上游河段表层沉积物的沉积由单一的作用力(即河流作用)控制。地貌学分析显示,潮控河口的河床,从陆向海先加深、再向海变浅,并且在河控段向潮控段过渡的区域达到最深。

因此,以床砂质方式输移的粗颗粒泥沙难以越过该过渡区,潮控河段因此缺乏河流输入的床砂质沉积。而以细颗粒悬移质沉积为主的潮控河段粒度的空间和季节变化,则反映了河口最大浑浊带、即陆源和海源悬浮颗粒物的汇聚区的迁移以及相应的沉积动力变化。

粒度参数显示,Mekong-CoChien-CungHau汊道的泥质汇聚区位置随季节而变化。在枯季,泥质沉积主要发生在CoChien河段(分汊点b3与b4之间);而在洪季,泥质沉积主要发生在CungHau河段(分汊点b4下游)。

这种汇聚区的季节性迁移与在其他河口(如亚马逊河口)观测到的河口最大浑浊带的季节性迁移相似,主要原因是入海径流量的季节变化。CoChien-CungHau河段洪枯季细颗粒物质的沉积,说明在潮控河口,入海径流遇到涨潮流后流速减缓,利于其携带的悬浮物质发生沉降,尤其涨落潮转换期间的低流速有利于细颗粒物质的沉降。

同时,随涨潮流入侵的盐水会促进细颗粒物质发生絮凝作用,盐水入侵产生的河口环流还利于口外的细颗粒物质向汊道内输运。这些过程,都是最大浑浊带的形成机制。不过,这种洪季在汊道内形成最大浑浊带的现象,与Bassac-DinhAn汊道形成鲜明对比,后者洪季的细颗粒悬浮物都向口外输送,汊道内仅落淤少量粗颗粒的砂质沉积物。

结语:无论是洪季还是枯季,河床表层沉积物的粒度组成均具明显的沿程变化,主要表现为三角洲平原上游河段沉积物粒度较粗、下游河段较细,与上游河段河流作用占主导、下游河段以潮流作用为主的动力分区一致。




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