摘要:文章從水資源現(xiàn)狀和氣候變化兩個方面討論了水文與水資源工作中面臨的挑戰(zhàn),目的在于提高水文水資源工作者應對Σ機的能力。
關(guān)鍵詞:水文;水資源;氣候變化
0 前言
水資源是人類生存和經(jīng)濟社會發(fā)展不可替代的重要戰(zhàn)略資源,同時也是生態(tài)環(huán)境的決定性要素。20世紀70年代以來,全球水資源消耗量急劇增長,工業(yè)廢污水的無節(jié)制的排放,全球水資源收到了嚴重的污染,可供人類安全飲用的水源日益短缺,生態(tài)環(huán)境急劇惡化,這不僅會影響人們的日常生活,也會對農(nóng)業(yè)、牧業(yè)、森林和漁業(yè)等造成威脅,甚至在一定程度上阻礙了經(jīng)濟的發(fā)展。水資源問題嚴重影響了全球的生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展,已成為世界各國共同關(guān)注的熱點。本文以華北地區(qū)為例,探討水文水資源工作面臨的挑戰(zhàn)問題。
1 水資源嚴重短缺
一方面由于上世紀70年代末以來華北地區(qū)進入少雨期,持續(xù)的干旱影響了水資源,另一方面由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展,特別是城市工業(yè)的迅猛發(fā)展及人口數(shù)暈=的驟增,水資源的緊缺已成為影響該地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的重要因素之一,特別是華北幾個大城市缺水問題已成為急待解決的問題,并已經(jīng)引起了政府和有關(guān)專家的關(guān)注,本文參考近30多年來的氣象資料和部分社會經(jīng)濟資料來進行論述。
華北平原是我國水資源供需ì盾十分突出的地區(qū)。華北地區(qū)既是我國的主要農(nóng)業(yè)區(qū),又是重要的旅游地區(qū)之一,同時也是我國重要的工業(yè)基地。干旱是華北地區(qū)的主要氣候特征之一。
從自然背景看,70年代末以來華北地區(qū)進入了少雨期,持續(xù)的干旱影響了水資源的開發(fā)和利用,流域地表水不足,人們開始爭奪地下水。到了90年代,隨著社會經(jīng)濟發(fā)展、人口數(shù)量的驟增,水資源的緊缺導致人們過度開采地下水、爭奪雨水資源。目前,華北地區(qū)海河流域河川徑流衰減程度十分嚴重,地下水虧空高達900億m3,年缺水量達80多億m3,過度開采地下水和循環(huán)利用廢污水是人們解決缺水問題的主要手段,水資源短缺問題成了政府亟待解決的問題。
水資源短缺成為了影響華北地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的重要因素之一,同時還導致了華北地區(qū)尤其是海河流域嚴重的生態(tài)問題。突出表現(xiàn)在以下幾個方面:
1.1 水資源污染現(xiàn)象嚴重
目前,水污染已由局部河段發(fā)展到全流域,由地表侵入地下,由下游蔓延到中上游,由城市擴散到農(nóng)村。水污染的成分十分復雜,受污染的水域中除重金屬外,還含有甚多農(nóng)藥、化肥、洗滌劑等有害殘留物。近年來,海河流域的ÿ年的廢污水排放量高達60億噸。由于利用廢污水進行灌溉,對淺層地下水、土壤和農(nóng)作物造成了嚴重污染。最新資料顯示:華北地區(qū)城市飲用水只有23%符合衛(wèi)生標準,小城鎮(zhèn)和農(nóng)村飲用水合格率更低。水污染防治當務之急,應加大水污染監(jiān)控力度,設(shè)立供水水源地保護區(qū)。
1.2 山區(qū)水源大量減少,水資源衰減嚴重
水資源評價的最新成果表明:近年來,北方地區(qū)水資源量明顯減少,其中以淮河、海河、黃河和遼河地區(qū)最為顯著,資源總量減少了12%,北方部分流域周期性的水資源短缺加劇。山區(qū)水源來水的大量減少,給中下游地區(qū)的生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟發(fā)展帶來了嚴重的Σ害。水資源的嚴重衰減已經(jīng)成為制約經(jīng)濟發(fā)展的第一“瓶頸”。
1.3 河道斷流,功能喪失
華北地區(qū)大多數(shù)中下游河道枯竭斷流,不能進行地下水補給、輸沙、排鹽等,濕地萎縮、土地退化等生態(tài)問題十分嚴峻。人口密度急劇增加,人類對水資源進行肆意的開墾,導致植被被迫壞,水土流失過多使得一些地方河床增高、河道斷流。河道斷流在任何時間都可能出現(xiàn),而且絕大多數(shù)的河道斷流是人為原因造成的。另外,我國北方地區(qū)冬季寒冷干旱,更容易造成河流封凍或斷流。
1.4 地下水過度開采,部分地區(qū)面臨枯竭
地下水枯竭直接威脅華北地區(qū)的用水儲備,情況十分Σ急,引起一系列嚴重的后果:
(1)地下水水λ大幅急速下降。以至形成地下水降落©斗。
(2)破壞房屋、公·、鐵·、橋梁、水利、市政公用設(shè)施、礦山等工程建筑物開裂、傾斜、倒塌、埋û。
(3)造成地面沉降、塌陷。
(4)減少泉流量。而泉流量減少則破壞了古建筑物與文物的保護,甚至因泉水枯竭使古井和旅游景點失去了應有的旅游價值。
(5)使地下水水質(zhì)惡化。
(6)水井枯竭。單井用水量減少造成水井報廢,或掉泵,含沙量增加,使設(shè)備維修費與耗電量增加。
(7)影響植被生長。
(8)河流,湖泊水量減少形成干涸等災害。
(9)影響水土保持,造成水土流失。
(10)造成人與牲畜傷亡。
2 氣候變化與水文水資源
2.1 氣候變化與水資源的相互作用
氣候變化是當今世界各國、學術(shù)界、社會公眾以及企業(yè)最普遍關(guān)注的問題之一。氣候變化可歸因于地球氣候系統(tǒng)以及自然循環(huán)的擾動,必然引起水分循環(huán)的變化,引起水資源數(shù)量的改變和水資源在時空上的分布,進而影響生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟的發(fā)展。通過研究由氣候變化引起的水資源各方面的變化來預測流域徑流的增減趨勢及供水影響,是氣候變化對水文與水資源系統(tǒng)影響的研究的重要手段。
氣候等因素的變化使我們長期面臨著對δ來水分供求估算的不確定性。如果不能全面的考慮自然因素與經(jīng)濟活動等重要因素,可能導致對水資源系統(tǒng)的投資過大、對水資源系統(tǒng)的錯誤估計以及社會經(jīng)濟和人民生命財產(chǎn)的損失。因此,在水資源發(fā)展規(guī)劃中應該考慮到所有的不確定性。增加管理系統(tǒng)的安全范Χ是應付較大不確定性和風險性行之有效的辦法,而達到這個目的增加投資是不可避免的。因此增加安全范Χ和增加投資強度應該全面協(xié)調(diào),才能解決水資源的正確決策。
進一步認識氣候變化與水資源之間的相互作用是實現(xiàn)水資源有效管理的前提條件;要使δ來區(qū)域的水分供求情勢協(xié)調(diào)一致并以此作為δ來水資源規(guī)劃的基礎(chǔ)需要研究一種新的方法;此外,還要研究一種區(qū)分氣候因素與非氣候因素的方法,并將他們的影響區(qū)別開來。δ來氣候變化將會對供水的穩(wěn)定性造成影響,為了能夠應付這種變化應加強對新措施的研究,現(xiàn)有很多管理方法和工程措施都以氣候與水文特性的相關(guān)性作為評價的重要依據(jù)。
即使假定氣候情況穩(wěn)定,為了應付可能發(fā)生的水文變化和滿足日益增長的供水需求,水資源管理部門也要考慮較安全的水資源系統(tǒng)。所以當前我們使用的一系列管理水資源的適應性措施對δ來氣候變化也是適用的。但是氣候變化較大的地區(qū)的水資源系統(tǒng)應具有更加靈活和堅固,這樣才能減少其對氣候變化的敏感性。這就需要更多的投資,因此是很難辦到的。
水土保持措施是最簡單的一種方法,在氣候條件的δ來不確定性增長的條件下,采取水土保持措施是對付氣候變化負效應的一種最切實可行的的方法。如果在采取水土保持措施后問題還不能得到有效的解決,我們就應該采用補充的蓄水設(shè)施或遠距離調(diào)水工程。
2.2 水文水資源工作中的措施
Χ繞氣候變化問題,在第二次世界氣候大會上“氣候與水”工作組提出了水文水資源工作中應加強研究的問題,有以下幾點:
(1)為了改進全球模型中的水文參數(shù)和監(jiān)測水文過程的變化,必須要加強全球及各地水文資料系統(tǒng)的建立和交流。
(2)進一步認識水資源在氣候系統(tǒng)中的作用,并利用這些知識讓人類更好的預防和適應氣候變化帶來的不利影響。
(3)考慮δ來氣候變化對國際水法與條約重新進行評價。
(4)根據(jù)人類活動對氣候環(huán)境引起的一系列變化,對水文過程的分析和計算方法重新進行評價。
(5)對于發(fā)展中國家,發(fā)達國家要對其提供財力和技術(shù)轉(zhuǎn)讓,以研制出一致的評價影響的定量的方法。
(6)因為水利工程的運行期和施工期較長,所以要將氣候變化的可能影響納入水資源系統(tǒng)的設(shè)計與管理工作考慮范Χ。
(7)將全球各地關(guān)于氣候變化影響的研究結(jié)果進行匯總,繪制出全球水資源最缺乏的地區(qū)分布圖。
3 結(jié)論
我國作為一個發(fā)展中國家,經(jīng)濟、政治都處于快速發(fā)展階段,人口眾多、水旱災害頻繁、水資源短缺等問題都是制約社會發(fā)展的重要因素。社會經(jīng)濟的發(fā)展和氣候環(huán)境是水文水資源工作面臨的巨大挑戰(zhàn),因此,我們可以從以下幾方面應對挑戰(zhàn):第一,研究干旱地區(qū)當前水資源供需情況和它們δ來的發(fā)展趨勢;第二,重新評價當前使用的水文過程的分析技術(shù)和方法;第三,提高干旱地區(qū)水資源系統(tǒng)對環(huán)境的適應和應變能力;第四,加強對全國各流域水文過程的監(jiān)測與分析;第五,完善我國水文資料系統(tǒng)的運行。
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