大型水利水電工程建設的特點之一是對生態(tài)環(huán)境造成的影響較大，這已是較為普遍的問題[1-4].南水北調中線工程，作為一項特大型跨流域調水工程，戰(zhàn)線漫長，項目組成較多，涉及區(qū)域廣泛，工程對生態(tài)環(huán)境影響的因素眾多而復雜。中線工程北京段位于工程末端，主要內容為輸水渠道建設，全線擬用管涵方案，因此，北京段對生態(tài)環(huán)境的影響主要體現在施工期。渠道穿越北京市房山、豐臺、海淀3個行政區(qū)，全長80.3 km，涉及自然、農業(yè)和城市3類生態(tài)系統(tǒng)，其中，農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)范圍最廣，其環(huán)境影響是評價重點。

　　本文基于大量的環(huán)境現狀調查，以北京段施工活動及其所涉農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)為研究對象，研究了各項施工活動對沿線農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)產生影響的對象、范圍和程度，分析了其影響特點，確定了重點保護目標，提出了對策措施，從環(huán)境保護的角度為工程設計、施工提供了科學依據。本文的研究成果對南水北調工程實施有重要的現實意義。

　　1、工程概況

　　南水北調中線工程北京段，起點為與河北省相接的北拒馬河中支南岸，終點為團城湖，自南而北跨越房山、豐臺、海淀3個行政區(qū)，全長80.3 km，工程地理位置見圖1.工程主要建筑物包括北拒馬河暗渠（約1.7 km）、惠南莊泵站（155 m）、加壓管道（約57.1 km）、大寧調壓池（70 m）、永定河倒虹吸（約2.6 km）、盧溝橋倒虹吸（約5.2 km）、西四環(huán)倒虹吸（約12.7 km）和團城湖明渠（約800 m）。設計流量為50 m3/s.永久占地80.7 h平米，臨時占地713.5 h平米.工程建成后，從丹江口水庫引水，多年平均向北京市供水10億立方米，通過聯合調度，實現水資源的合理利用，解決北京市的水資源緊缺問題。工程總投資約67.8億元，施工期為3 a.

　　2、工程沿線環(huán)境現狀

　　2.1 自然環(huán)境工程位于北京市西南太行山山前區(qū)，為典型的暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，年平均氣溫11℃～12℃，多年平均降水量595 mm，多集中在夏季。全年無霜期為180～200 a.冬春季多風沙。沿線河流主要有北拒馬河、永定河、大石河，交叉處均已多年干涸。

　　工程穿越區(qū)可劃分為低山丘陵區(qū)和傾斜平原區(qū)兩大部份，長度基本各占一半，呈現出兩端低、中間高的特點。兩端分別為拒馬河、永定河沖洪積扇的中上部，高程一般為50～60 m；中間低山丘陵區(qū)分布于石窩～瓦井以及�？谟�～賀照云一帶，高程一般為60～90 m.干渠沿線土壤以礫質輕壤質為主，礫質砂壤及中壤次之。平原地區(qū)土壤主要是沖洪積物，以輕壤質為主。沿線無原生植被和自然保護區(qū)，林木覆蓋率較低，占總面積的5.2%（以渠線兩側2 km統(tǒng)計），主要為人工經濟林、城市綠化帶和生態(tài)公益林，除銀杏外，均為普通樹種。

　　2.2 社會環(huán)境工程涉及3個行政區(qū)，總面積約2 831 km2，人口約435萬人。房山區(qū)主要從事種植業(yè)生產，是北京市主要糧果產區(qū)之一，全區(qū)耕地面積占總面積的20.4%.豐臺區(qū)以房地產、商貿業(yè)、服務業(yè)、旅游業(yè)等第三產業(yè)為經濟主導產業(yè)。海淀區(qū)是國家重點建設的文化教育科研基地，全國著名的高新技術產業(yè)區(qū)和文化教育區(qū)。

　　區(qū)域內（渠線兩側2 km范圍）面積最大的土地利用類型為耕地，占總面積的47.6%，多為旱田，且集中在房山區(qū)；居民地面積占總面積的30.1%，僅次于耕地；干河道、河渠面積占總面積的5.9%，為第3大類型；林地、綠地面積占總面積的5.2%；其它類型的面積均小于3%.

　　3 施工對農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的主要影響

　　按所占土地利用類型的不同，可將渠道劃為2段：郊區(qū)段和城區(qū)段。郊區(qū)段：從渠首至永定河倒虹吸出口，長約61 km，主要位于房山區(qū)，占用的主要土地類型為耕地；城區(qū)段：從永定河倒虹吸出口至團城湖，長約19 km，位于豐臺區(qū)和海淀區(qū)，多為地下施工。因此，施工對生態(tài)系統(tǒng)的主要影響體現在對農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響，地點集中在房山區(qū)。

　　3.1 對表土的影響表土是植物生長的根本，是構成生態(tài)金字塔的基礎。它是由微生物及各種生物，在漫長歲月的加工下，形成的松軟且富含營養(yǎng)成分的土壤。如果沒有表土，就無法形成豐富的生態(tài)系統(tǒng)。土地一旦失去表土，生產力就很難恢復，植物無法生長。

　　在工程沿線拒馬河、永定河沖洪積平原上，表土層一般較薄（30～60 cm），表土以下均為砂石、土壤、礫石的混合物，因此，區(qū)域內土層結構較為脆弱。施工開挖深度一般7～9 m，開挖活動擾動土層，將表土以下的沙石層翻上地面，易造成土壤沙石化，使土層結構發(fā)生不可逆轉的變化。一旦土層結構遭受破壞，失去表土，植物、農作物將難以生長。

　　3.2 臨時占地對農業(yè)生產的影響房山區(qū)山地多、平原少，人口密度大，加上城鎮(zhèn)化發(fā)展，區(qū)域耕地資源緊缺。據實地考察，工程沿線40處村莊一般人均耕地0.03～0.04 hm2（如大苑上村），個別土地資源較多的村莊人均0.05 hm2（如惠南莊村），部分村莊耕地不足0.02 hm2（如大寧村），也有村莊幾乎無耕地（如城關鎮(zhèn)的西街村、洪寺村）。農業(yè)灌溉多取自地下水，由于水資源不足，農業(yè)生產受到極大限制。耕地一般為旱田，種植玉米、小麥，因缺水，蔬菜地非常少。部分村莊，由于土壤貧瘠和水源匱乏，將大量耕地改種苗圃，以獲取更好的收益。

　　施工臨時占地713.5 h平米，包括各類堆料場，工程指揮部、停車場、生活區(qū)、臨時工廠、混凝土拌和站、水泥、鋼筋倉庫、炸藥庫、油庫、綜合倉庫，布置于渠線兩側。其中，占用耕地376.9 h平米、苗圃69.4 h平米、果園28.1 h平米，涉及房山區(qū)眾多村莊（調查統(tǒng)計有37個自然村）。除西甘池、皇后臺、大苑上村等局部地區(qū)位于山前丘陵地帶，耕地類型為起伏緩坡地外，其它地區(qū)多位于北拒馬河、大石河和永定河沖洪積平原上，土壤肥沃，屬于國家基本農田保護區(qū)。

　　據估算，施工臨時占用的國家基本保護農田總面積約280 h平米，占臨時被占耕地面積的2/3.如果渠道建成后永久占用這些土地，將造成本區(qū)耕地資源的減少，加劇耕地資源緊張的矛盾，影響村民的糧食自給能力。同時，這與國家保護基本農田的基本國策也相違背。因此，本著盡量減少占用耕地的原則，工程建成后，應立即對施工期間臨時占用的農田進行復耕，并盡可能的減少永久占用的農田面積。對耕地受影響的農民及時按規(guī)定補償。

　　施工臨時占用耕地376.9 h平米，因戰(zhàn)線較長，施工采取分段式，以施工占地平均時間2年計，耕地年產量9 000 kg/h平米計，則施工期間共計少生產糧食約6 784 t，減少收入約6 78.4萬元。

　　施工臨時占用果園28.1 h平米，需拆遷果樹93 875株。以果樹產量7 500 kg/h平米計，施工期間共計減少生產果實約421 t，減少收入約126萬元。

　　施工臨時占用苗圃69.4 h平米，需拆遷樹苗485 008株。參考拆遷補償費，以平均每株20元計，則施工臨時占用苗圃共減少村民970萬元的收入。

　　由上可見，施工臨時占地對沿線農業(yè)生產影響較大。由于耕地是農民生存的基本，是一種永恒的物質條件。因此，工程實施中應把保護農田放在特別重要的地位。

　　3.3 對農村飲用水源的影響由于區(qū)域地表水資源匱乏，郊區(qū)村鎮(zhèn)飲用水源大多取自地下水。一般地下水水位較深，旱季用水較為緊張。尤其房山區(qū)的大苑上村、大寧村的水源問題突出，在此為例進行分析。

　　大苑上村，農戶300戶，約980人。由于地下水位下降，致使部分水井斷水，目前僅一處水井未斷（直徑約6 m，水深15～16 m），只能在每日中午提供1 h水源。井里設有30多臺水泵，供村里生活用水、農業(yè)灌溉和農副業(yè)用水。村里平均每戶用水200 L/d，農戶日常生活及農副業(yè)生產都受到水源不足的影響與限制，旱季用水困難較大。水井正位于輸水渠道開挖區(qū)，施工時如果處理不當，會對村民生活與生產造成嚴重影響。

　　大寧村，農戶380戶，人口1 300人左右。村內近年已開采不出地下水，唯一的水源來自大寧水庫內的一處深水井（深約28 m）。施工開挖時，將破壞水井及供水系統(tǒng)，處理不好會影響村民的生產與生活。

　　此外，郊區(qū)段施工區(qū)設有15處營地，均靠近村莊，生活用水就地取用，在旱季會形成搶水局面，給缺水村莊造成影響。

　　3.4 對農村節(jié)水灌溉設施的影響工程沿線農業(yè)節(jié)水灌溉管網已基本普及。根據北京市“十五”規(guī)劃，平原地區(qū)將全面實現農業(yè)節(jié)水。

　　據現場調查，除局部渠段（如南泉水河、馬刨泉附近）地下水位較淺，有泉水出露，水源較豐富，未實行節(jié)水灌溉措施外，平原區(qū)農田灌溉一般都采用噴灌方式，因此，農田（主要是國家基本保護農田）內埋設有大量的噴灌管網，一般為直徑40 cm左右的塑料管，埋深約70 cm，造價約為4 500元/hm2.渠道施工開挖會破壞農田噴灌管網。由于這些管網相互聯通，具有整體統(tǒng)一性，因此，施工開挖，不僅破壞局部被占地段的管網，而且可能截斷整個村莊的管網系統(tǒng)，影響農田灌溉，進而影響農業(yè)生產。

　　4 對策與措施

　　4.1 優(yōu)化設計方案

　　4.1.1 選址優(yōu)化 施工營地、臨時工廠等工程輔助性臨時設施，占用農田較多，對農業(yè)生產影響較大，由于這些輔助設施的選址相對比較靈活，工程設計中應當遵循保護農田的原則，進行選址優(yōu)化。

　　優(yōu)化原則包括：縮減營地數量，以減少環(huán)境影響范圍，利于施工期統(tǒng)一管理，節(jié)約工程投資；盡量不占用國家基本保護農田，必須占用時，應當考慮所占地的可恢復性問題；盡量租用現有場地、院落，減少占地和新建工程的廢水、廢氣、廢渣等對周圍環(huán)境的影響。

　　4.1.2 前期勘測 施工營地選址盡量離開缺水村莊一定距離，避免施工用水加重當地用水矛盾。重點做好大苑上村和大寧村的地質水文勘測及可替代水井的選址工作。

　　對被占地區(qū)的農田灌溉設施進行詳細調查，為施工前期修建替代管道提供基礎資料。

　　4.1.3 合理安排工期 占用農田的渠道施工盡量在秋收以后或冬季進行，以減少農業(yè)生產損失。

　　4.2 工程措施

　　4.2.1 保護表土 施工中應采取嚴格的措施保護表土，避免造成不可恢復的影響。施工開挖時，將表層土（建議厚度約50 cm）單獨收集堆放，并采取水土流失防治措施。施工結束后，先將地下土回填，之后再將表土均勻覆蓋于表面，將場地進行平整，以減輕對耕地質量的影響。施工中臨時踏壓的土地會硬化、板結，在施工結束后應立即翻耕，恢復其疏松狀態(tài)。

　　4.2.2 水源保護 在前期勘測的基礎上，對需挖占水井的村莊（如大苑上村），施工前，另挖水井，保證村民用水。對距離施工區(qū)較近，可能受施工影響的水井（如大寧村），應在其周圍建立圍護設施，保護水井水質，防止施工廢水、廢氣、廢渣對其污染。

　　4.2.3 修建節(jié)水灌溉設施 如果施工區(qū)開挖破壞村內噴灌的主管道，則在開挖前，另行修建替代管道，避免中斷當地的農業(yè)灌溉。施工營地、加工廠如占用農田，盡量不要占用布有主管道的地段，如占用，也應在開挖前，另行修建替代管道。

　　4.3 管理措施在開挖、取土、運輸、填筑過程中，加強施工管理，減少水土流失。尤其是夏季，天氣易變、雨水較多，松散土料極易隨水流失，不宜露天大量堆放。

　　對施工營地用水進行管理，節(jié)約用水，減少浪費。

　　加強施工隊伍的管理，嚴格各項規(guī)章制度，教育施工人員注意保護環(huán)境、提高環(huán)保意識，避免施工機械、人員對占用場地周圍其他農田的破壞。施工中的環(huán)境保護措施可按北京市建委及環(huán)保局的有關規(guī)定執(zhí)行。

　　4.4 資金補償工程臨時占地，補償金應足額、及時、到位，嚴格按照政策與合同實行。工程建成后，應對被占用農田的農民補償復耕費用。對挖占節(jié)水灌溉設施的農田，也可以采用補償措施解決。

　　5 結論

　　（1）南水北調中線工程北京段施工對農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響集中于房山區(qū)，主要表現為擾動表土、減少農業(yè)生產、影響飲用水源、破壞節(jié)水灌溉設施等幾個方面。

　　（2）工程沿線平原區(qū)，表土層一般較薄（30～60 cm），土層結構較脆弱。施工活動擾動地表，將表土以下的沙石層翻上地面，易造成土壤沙化，使土層結構發(fā)生不可逆轉的變化，植物、農作物將難以生長。

　　（3）工程臨時占用耕地376. hm2、苗圃69.4 hm2、果園28.1 hm2，涉及房山區(qū)眾多村莊，主要為國家基本保護農田，施工占用3 a，對沿線農業(yè)生產損失影響較大。

　　（4）挖占破壞水井、營地用水等，會給沿線村莊飲用水源帶來較大影響，尤其以房山區(qū)大苑上村、大寧村的問題突出。工程沿線農業(yè)節(jié)水灌溉措施已基本普及，施工會破壞農田噴灌管網系統(tǒng)，影響農田灌溉，進而影響農業(yè)生產。

　�。�5）工程施工對農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響可以通過優(yōu)化設計、工程措施、加強管理、資金補償等措施得到減免。