俄乌冲突中卡霍夫卡大坝被毁的环境影响研究:短期破坏与长期威胁

【字体: 时间:2025年03月14日 来源:SCIENCE 44.7

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  为分析卡霍夫卡大坝(Kakhovka Dam)军事破坏的环境影响,研究人员开展相关研究,发现其造成污染等危害,意义重大。

  在当今世界,战争带来的伤痛不仅仅局限于人员伤亡和经济损失,它对环境的破坏同样触目惊心。在俄乌冲突这场残酷的较量中,一个看似坚固无比的 “巨人”—— 卡霍夫卡大坝,成为了战争的牺牲品。这座位于乌克兰南部的大坝,原本肩负着为农业灌溉提供水源等重要使命,却在 2023 年 6 月的战火中轰然倒塌。大坝的崩塌引发了一系列的连锁反应,洪水肆虐,大量的水汹涌而下,淹没了周边的土地,无数的房屋被冲毁,居民被迫撤离家园。更令人担忧的是,随着大坝的毁坏,其水库沉积物中积累的污染物被释放出来,就像一颗隐藏的 “定时炸弹”,随时可能对周边的生态环境造成长期的危害。这些污染物不仅威胁着淡水生态系统,还可能随着水流扩散到河口和海洋,影响海洋生物的生存。
在这样严峻的背景下,为了深入了解卡霍夫卡大坝被毁所带来的环境影响,研究人员展开了一系列的研究。他们来自不同的研究机构(文中未明确提及具体机构),通过多方面的研究方法,试图揭开这场灾难背后隐藏的生态危机。这项研究成果发表在《SCIENCE》上,引起了广泛的关注。

研究人员采用了多种关键技术方法来开展研究。首先,他们利用遥感技术,从高空获取了大坝周边地区的图像,通过分析这些图像,能够直观地了解到大坝被毁后,周边地区的土地覆盖变化、洪水的蔓延范围等情况。其次,他们构建了水动力模型,基于实地和摄影测量调查得到的水深数据,以及洪水高峰期遥感测量的水面范围,模拟水流的运动,计算水流深度(D)和速度(V)的乘积(DV),评估洪水对不同区域的影响程度。此外,还结合了实地调查,获取沉积物样本、监测水质变化等,为研究提供了丰富的一手数据。

下面来看看具体的研究结果:

  • 卡霍夫卡大坝引发了有毒 “定时炸弹”:在大坝建成后的几十年里,卡霍夫卡水库(K-LRF)的生态系统发生了显著变化。营养物质浓度和水温的增加,使得生物生产力得到提升,各类生物的生物量都有了一定的规模。然而,由于大坝位于第聂伯河水库梯级的下游末端,约 98% 的泥沙负荷被上游水库截留,导致湖床积累了一层 0.3 至 1.5 米厚的细粉砂沉积物。这些沉积物中吸附了大量来自工业和农业的污染物,如重金属(铅(Pb)、镉(Cd)、镍(Ni)等)、氮和磷等。这些污染物就像隐藏在沉积物中的 “毒药”,一旦释放,将对生态环境造成严重威胁。
  • 洪水、排水和羽流扩散的短期影响:大坝决口后,根据水力学理论,形成了向上下游传播的波浪,大量的水涌入下游,形成了蔓延至黑海的羽流。洪水的影响范围广泛,在卡霍夫卡和赫尔松之间,平均 DV 值约为 10 m2/s,洪水造成了 110,000 人和 60,000 座建筑物受灾,84 人丧生。洪水不仅对人类造成了危害,还对生态系统产生了巨大的冲击。水流冲刷导致大量泥沙被卷入水中,同时还释放了约 450 吨石油产品。浮游植物大量释放,水体浊度增加,毒性上升,导致大量大型无脊椎动物和幼鱼死亡,洪水还淹没了洪泛平原的草地,破坏了两栖动物、鸟类和哺乳动物的栖息地。此外,洪水还影响了河口和黑海北部的水质,导致盐度下降,氮和磷浓度升高,贻贝种群数量减少。
  • 长期污染威胁和生态系统重建趋势:大坝决口带来了两个主要的长期威胁,一是大面积受污染沉积物的暴露,二是灌溉用水短缺。研究发现,水库排水暴露的湖床沉积物中累计含有约 83.3 万吨高毒性重金属,尽管排水过程中可能只释放了不到 1%,但剩余的重金属仍会通过地表径流和季节性洪水进入河流,影响周边地区的人类健康。不过,生物修复方法,如植物修复,可能是短期内减轻重金属污染的有效策略。在生态系统重建方面,研究人员发现,到 2023 年 8 月中旬,先锋河岸植被已在新洪泛平原 18% 的区域生长。通过对生态系统条件的遥感数据和概念模型的分析,研究人员预测,在五年内,生态系统有望恢复到未建坝状态的 80%,河流环境的生物多样性也有望在两年内增加。

综合来看,这项研究全面地揭示了卡霍夫卡大坝被毁所带来的环境影响。研究结果表明,大坝的破坏不仅在短期内造成了洪水泛滥、生态系统受损等问题,还带来了长期的污染威胁。同时,研究也为生态系统的重建提供了一定的参考依据,发现植被在生态系统自我修复过程中发挥着重要作用。然而,目前仍面临诸多挑战,如战争导致大坝重建困难,新的导弹袭击威胁依然存在等。这一研究提醒我们,在战争背景下,保护大坝等关键基础设施至关重要,国际社会应高度重视,制定相关措施,减少因战争引发的环境灾难,保护人类和生态环境的安全。
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