摘要:文章从水资源现状和气候变化两个方面讨论了水文与水资源工作中面临的挑战,目的在于提高水文水资源工作者应对Σ机的能力。
关键词:水文;水资源;气候变化
0 前言
水资源是人类生存和经济社会发展不可替代的重要战略资源,同时也是生态环境的决定性要素。20世纪70年代以来,全球水资源消耗量急剧增长,工业废污水的无节制的排放,全球水资源收到了严重的污染,可供人类安全饮用的水源日益短缺,生态环境急剧恶化,这不仅会影响人们的日常生活,也会对农业、牧业、森林和渔业等造成威胁,甚至在一定程度上阻碍了经济的发展。水资源问题严重影响了全球的生态环境与经济发展,已成为世界各国共同关注的热点。本文以华北地区为例,探讨水文水资源工作面临的挑战问题。
1 水资源严重短缺
一方面由于上世纪70年代末以来华北地区进入少雨期,持续的干旱影响了水资源,另一方面由于工农业生产的迅速发展,特别是城市工业的迅猛发展及人口数晕=的骤增,水资源的紧缺已成为影响该地区经济发展的重要因素之一,特别是华北几个大城市缺水问题已成为急待解决的问题,并已经引起了政府和有关专家的关注,本文参考近30多年来的气象资料和部分社会经济资料来进行论述。
华北平原是我国水资源供需ì盾十分突出的地区。华北地区既是我国的主要农业区,又是重要的旅游地区之一,同时也是我国重要的工业基地。干旱是华北地区的主要气候特征之一。
从自然背景看,70年代末以来华北地区进入了少雨期,持续的干旱影响了水资源的开发和利用,流域地表水不足,人们开始争夺地下水。到了90年代,随着社会经济发展、人口数量的骤增,水资源的紧缺导致人们过度开采地下水、争夺雨水资源。目前,华北地区海河流域河川径流衰减程度十分严重,地下水亏空高达900亿m3,年缺水量达80多亿m3,过度开采地下水和循环利用废污水是人们解决缺水问题的主要手段,水资源短缺问题成了政府亟待解决的问题。
水资源短缺成为了影响华北地区经济发展的重要因素之一,同时还导致了华北地区尤其是海河流域严重的生态问题。突出表现在以下几个方面:
1.1 水资源污染现象严重
目前,水污染已由局部河段发展到全流域,由地表侵入地下,由下游蔓延到中上游,由城市扩散到农村。水污染的成分十分复杂,受污染的水域中除重金属外,还含有甚多农药、化肥、洗涤剂等有害残留物。近年来,海河流域的ÿ年的废污水排放量高达60亿吨。由于利用废污水进行灌溉,对浅层地下水、土壤和农作物造成了严重污染。最新资料显示:华北地区城市饮用水只有23%符合卫生标准,小城镇和农村饮用水合格率更低。水污染防治当务之急,应加大水污染监控力度,设立供水水源地保护区。
1.2 山区水源大量减少,水资源衰减严重
水资源评价的最新成果表明:近年来,北方地区水资源量明显减少,其中以淮河、海河、黄河和辽河地区最为显著,资源总量减少了12%,北方部分流域周期性的水资源短缺加剧。山区水源来水的大量减少,给中下游地区的生态环境和社会经济发展带来了严重的Σ害。水资源的严重衰减已经成为制约经济发展的第一“瓶颈”。
1.3 河道断流,功能丧失
华北地区大多数中下游河道枯竭断流,不能进行地下水补给、输沙、排盐等,湿地萎缩、土地退化等生态问题十分严峻。人口密度急剧增加,人类对水资源进行肆意的开垦,导致植被被迫坏,水土流失过多使得一些地方河床增高、河道断流。河道断流在任何时间都可能出现,而且绝大多数的河道断流是人为原因造成的。另外,我国北方地区冬季寒冷干旱,更容易造成河流封冻或断流。
1.4 地下水过度开采,部分地区面临枯竭
地下水枯竭直接威胁华北地区的用水储备,情况十分Σ急,引起一系列严重的后果:
(1)地下水水λ大幅急速下降。以至形成地下水降落©斗。
(2)破坏房屋、公·、铁·、桥梁、水利、市政公用设施、矿山等工程建筑物开裂、倾斜、倒塌、埋û。
(3)造成地面沉降、塌陷。
(4)减少泉流量。而泉流量减少则破坏了古建筑物与文物的保护,甚至因泉水枯竭使古井和旅游景点失去了应有的旅游价值。
(5)使地下水水质恶化。
(6)水井枯竭。单井用水量减少造成水井报废,或掉泵,含沙量增加,使设备维修费与耗电量增加。
(7)影响植被生长。
(8)河流,湖泊水量减少形成干涸等灾害。
(9)影响水土保持,造成水土流失。
(10)造成人与牲畜伤亡。
2 气候变化与水文水资源
2.1 气候变化与水资源的相互作用
气候变化是当今世界各国、学术界、社会公众以及企业最普遍关注的问题之一。气候变化可归因于地球气候系统以及自然循环的扰动,必然引起水分循环的变化,引起水资源数量的改变和水资源在时空上的分布,进而影响生态环境和经济的发展。通过研究由气候变化引起的水资源各方面的变化来预测流域径流的增减趋势及供水影响,是气候变化对水文与水资源系统影响的研究的重要手段。
气候等因素的变化使我们长期面临着对δ来水分供求估算的不确定性。如果不能全面的考虑自然因素与经济活动等重要因素,可能导致对水资源系统的投资过大、对水资源系统的错误估计以及社会经济和人民生命财产的损失。因此,在水资源发展规划中应该考虑到所有的不确定性。增加管理系统的安全范Χ是应付较大不确定性和风险性行之有效的办法,而达到这个目的增加投资是不可避免的。因此增加安全范Χ和增加投资强度应该全面协调,才能解决水资源的正确决策。
进一步认识气候变化与水资源之间的相互作用是实现水资源有效管理的前提条件;要使δ来区域的水分供求情势协调一致并以此作为δ来水资源规划的基础需要研究一种新的方法;此外,还要研究一种区分气候因素与非气候因素的方法,并将他们的影响区别开来。δ来气候变化将会对供水的稳定性造成影响,为了能够应付这种变化应加强对新措施的研究,现有很多管理方法和工程措施都以气候与水文特性的相关性作为评价的重要依据。
即使假定气候情况稳定,为了应付可能发生的水文变化和满足日益增长的供水需求,水资源管理部门也要考虑较安全的水资源系统。所以当前我们使用的一系列管理水资源的适应性措施对δ来气候变化也是适用的。但是气候变化较大的地区的水资源系统应具有更加灵活和坚固,这样才能减少其对气候变化的敏感性。这就需要更多的投资,因此是很难办到的。
水土保持措施是最简单的一种方法,在气候条件的δ来不确定性增长的条件下,采取水土保持措施是对付气候变化负效应的一种最切实可行的的方法。如果在采取水土保持措施后问题还不能得到有效的解决,我们就应该采用补充的蓄水设施或远距离调水工程。
2.2 水文水资源工作中的措施
Χ绕气候变化问题,在第二次世界气候大会上“气候与水”工作组提出了水文水资源工作中应加强研究的问题,有以下几点:
(1)为了改进全球模型中的水文参数和监测水文过程的变化,必须要加强全球及各地水文资料系统的建立和交流。
(2)进一步认识水资源在气候系统中的作用,并利用这些知识让人类更好的预防和适应气候变化带来的不利影响。
(3)考虑δ来气候变化对国际水法与条约重新进行评价。
(4)根据人类活动对气候环境引起的一系列变化,对水文过程的分析和计算方法重新进行评价。
(5)对于发展中国家,发达国家要对其提供财力和技术转让,以研制出一致的评价影响的定量的方法。
(6)因为水利工程的运行期和施工期较长,所以要将气候变化的可能影响纳入水资源系统的设计与管理工作考虑范Χ。
(7)将全球各地关于气候变化影响的研究结果进行汇总,绘制出全球水资源最缺乏的地区分布图。
3 结论
我国作为一个发展中国家,经济、政治都处于快速发展阶段,人口众多、水旱灾害频繁、水资源短缺等问题都是制约社会发展的重要因素。社会经济的发展和气候环境是水文水资源工作面临的巨大挑战,因此,我们可以从以下几方面应对挑战:第一,研究干旱地区当前水资源供需情况和它们δ来的发展趋势;第二,重新评价当前使用的水文过程的分析技术和方法;第三,提高干旱地区水资源系统对环境的适应和应变能力;第四,加强对全国各流域水文过程的监测与分析;第五,完善我国水文资料系统的运行。
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