中上游工程对长江口水文的影响

李道季 高 磊

（李道季为华东师范大学河口海岸学国家重点实验室教授；高磊为华东师范大学河口海岸学国家重点实验室副教授)

大型水利工程使入海泥沙量急剧下降。

直接影响入海径流量的季节性变化，导致长江口盐水入侵加剧。

长江入河口营养盐浓度及通量显著下降。

河口是海岸带最重要组成部分,是全流域水系统物质的主汇，也是近海陆源物质的主源。河口区域陆海相互作用特别强烈，生态与环境尤为脆弱。近年来由于流域环境的巨大变化和系列重大水利工程的实施和运行，使长江口物质通量及组成发生了重大变化，导致河口三角洲海岸蚀退，河口湿地萎缩，生态服务功能退化，河口及其邻近海域水质不断恶化，赤潮频发，生态系统衰退，生物资源再生能力和水产品安全受到严重影响，对长江口近海生态系统安全构成严重威胁。

长江的长度、输沙率和径流量分别居世界第三、第四和第五位。在流域人类活动特别是建坝等大型水利工程影响下，近期入海泥沙通量出现急剧下降。

一是三峡工程对长江口水沙通量变化的影响。长江入海径流量年际变化主要受气候控制。长江大通水文站年径流量呈现显著下降趋势，主要原因是降水量变化、人口和经济增长导致耗水量增多以及上游水库的修建。

在1950年代以前，长江入海输沙率呈缓慢上升趋势，主要原因是随着人口增多和植被覆盖面积降低，水土流失加重。1960年代是长江历史上输沙率最大的年代。此后，水库淤积的减沙作用超过水土流失加重的增沙作用，输沙率呈下降趋势。2003年三峡水库蓄水后，输沙量降至有记录以来最低水平。这一下降趋势与气候变化关系不大，也与中下游湖泊的淤积速率变化无关，根本原因是流域修建了大量水库，也与近年退耕还林和采砂等行动有一定关系。近40年（截至2012年）长江入海泥沙通量下降总量中人类活动贡献约占90%；其中三峡工程运行10年中导致长江入海泥沙通量平均下降1.13 亿t/a，占同期泥沙通量下降实际观测值的65%，占40年来泥沙通量下降总量的32%。（在流域极端干旱的2006 和2011年，降水减少的影响超过三峡工程的影响，成为泥沙通量下降的首要原因。）预测今后几十年在金沙江梯级大型水库修建和南水北调等综合影响下，长江入海泥沙通量还将下降约20%。

二是长江上游一大批控制性水利水电工程直接影响入海径流量的季节性变化，影响长江口盐水入侵和长江冲淡水扩展。

三峡工程对长江河口盐水入侵的影响，是通过其调节径流量来体现的。三峡工程调节后的每日径流量随时间变化，10 到11月三峡水库蓄水，径流量下降；1 到4月三峡水库放水，径流量增加。枯水年10月和11月径流量减小，造成盐水入侵提前和加剧。北支盐水倒灌和外海盐水入侵显著增强，盐度大于1.0 等值线范围大幅扩大，达到了南支南岸，南支大部分区域、陈行水库和青草沙水库取不到淡水。因此，秋季三峡蓄水使径流量下降，造成长江口盐水入侵明显加剧。

三是在流域筑坝、长江泥沙通量急剧降低背景下，长江入河口营养盐浓度及通量发生变化，1960年以来和浓度显著增长。其中，三峡大坝蓄水的2003年是长江及长江口营养盐变化的一个转折点。

长江口海域溶解态无机氮（DIN）主要依赖长江径流输送。1996年以来，长江口及近海DIN 浓度表现出一升一降趋势，与流域变化类似。1996年后的DIN 上升趋势应该与化肥施用量增加密切相关。2000年以后，长江口附近海域DIN 含量下降，可能是由于污染源治理力度加大以及长江流域水土流失、农业面源污染控制有关。另外，2003年三峡大坝对营养盐的拦截有可能也对DIN 含量下降起到一定的促进作用。

长江口及近海溶解态磷酸盐（DIP）浓度变化趋势从1996年均值为0.029 mg/L 上升到2003年三峡水库蓄水的0.041mg/L，2004年以来明显回落。

长江口海域的溶解态硅酸盐（DSi）主要也是依赖长江径流输送。溶解态硅酸盐（DSi）浓度从1996年到2003年大体呈现出平稳趋势（约在2.6 mg/L）。三峡大坝开始蓄水以来，长江口DSi 通量有所下降，相比蓄水前长江口及近海DSi 含量下降趋势更加明显。这主要因为，长江流域越来越多的水利工程，尤其是三峡大坝的建成和蓄水，显著降低了长江泥沙含量，再加上长江中氮、磷营养盐含量偏高，刺激浮游植物大量生长，大量的DSi 被吸收并沉降到水库底层。

40 多年来，长江下游营养盐结构发生显著变化，一方面DIN 浓度不断增加，另一方面，DSi 浓度又在持续减少，因此硅氮的摩尔比趋于不平衡，已从上世纪60年代的10 左右下降到目前已接近1.0 的水平，并且还在加剧。低硅氮比值的变化对该区域的浮游植物生长产生影响。虽然，目前我们还不知道整个生态系统对此响应程度，但影响在可预见的将来会持续加强。