水利工程論文-環(huán)境變化對河北省可利用水資源的影響.doc

水利工程論文-環(huán)境變化對河北省可利用水資源的影響摘要：環(huán)境變化及其對可利用水資源的影響是復(fù)雜的，根據(jù)50年代以來的大量統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析表明，近30年來，由于自然環(huán)境的變化、人類活動的增強，河北省可利用水資源量處于減少的態(tài)勢。降水量減少、氣溫升高是造成水資源減少的根本原因。地下水超采所引起的地下水位持續(xù)下降，不僅造成地表產(chǎn)流減少，而且使降水對地下水的補給量減少。作物產(chǎn)量水平的提高，在直接消耗大量水資源和土壤水分的同時，也使農(nóng)田蒸散加強，從而造成地表徑流量和地下水補給量的減少。在新一輪水資源評價中，要充分考慮環(huán)境變化對水資源的影響，加強地下水位大埋深條件下，地表產(chǎn)流量，地下水補給量，以及作物產(chǎn)量水平提高對水資源影響的實驗研究，以提高新一輪水資源評價成果的精度。關(guān)鍵詞：可利用水資源氣候變化地表徑流地下水補給作物需水量河北省是全國最嚴(yán)重缺水的省份之一，人均水資源占有量只有全國人均水平的1/6，水資源供需矛盾十分突出。水資源短缺已成為制約河北省經(jīng)濟高速發(fā)展、人民生活水平提高的“瓶頸”?！傲濉?、“七五”期間國家投入大量資金對包括河北省在內(nèi)的華北地區(qū)水資源進行了勘查、評價、實驗、研究等方面的工作，取得了許多成果，為國家的經(jīng)濟建設(shè)作出了貢獻。但是，近幾十年來，特別是近30年來由于全球氣候的變化、人類經(jīng)濟活動的大幅度增加，對水資源的可利用數(shù)量、水環(huán)境質(zhì)量的影響愈來愈大。因此，在新一輪水資源評價中應(yīng)充分考慮這些變化的影響，以便對水資源的數(shù)量作出準(zhǔn)確的、符合實際的評價。本文主要論述環(huán)境變化對河北省可利用水資源量的影響。1氣候變化對可利用水資源的影響11氣溫變化對可利用水資源的影響氣候變化是引起河北省水資源危機的主要原因之一。據(jù)河北省42個氣象臺站的資料統(tǒng)計1，20世紀(jì)5060年代，全省年平均氣溫的增幅大部分臺站為0.10.6；6070年代，年平均氣溫的增幅多為0.10.7；7080年代，增幅多為0.10.6；8090年代，全省各站年平均氣溫的增幅為0.21.2,其增幅最大。在近50年的時間里，從50年代到90年代，河北省各地年平均氣溫上升了0.22.1，全省平均上升了1.0。河北省大部分地區(qū)年平均氣溫50年代最低，90年代最高，其中80年代以來升高最快。統(tǒng)計資料表明年平均氣溫升高（變暖）主要是由于冬季平均氣溫升高及最低氣溫升高（夜間溫度升高）所致，而夏季平均氣溫和最高氣溫（白天溫度）變化較小。若不考慮其它氣象因素的變化，氣溫變化對水資源的影響主要表現(xiàn)為溫度升高使水體的蒸發(fā)量加大，蒸發(fā)強度提高。無論水面蒸發(fā)、土面蒸發(fā)、葉面蒸發(fā)，還是潛水的蒸發(fā)，氣溫的升高都會使水的消耗量增加，造成人們可以利用的水資源數(shù)量的減少。水面蒸發(fā)主要受氣象因素的影響，土面蒸發(fā)、葉面蒸發(fā)、潛水蒸發(fā)除都受氣象因素影響外，還分別與土壤供水能力、作物生理狀況、地下水位埋深等因素有關(guān)，在其它條件相同的情況下，氣溫升高對其產(chǎn)生的影響最為重要，是造成可利用水資源數(shù)量減少的主要原因之一，但，還需加強其定量關(guān)系方面的研究。50年代以來，河北省氣溫隨年代逐漸上升，80年代以來上升最快，往往是高溫干旱同時出現(xiàn)。高溫加劇了旱情，使農(nóng)田需水量增加；高溫也使城市生活用水量增加，加大了城市供水的負(fù)擔(dān)。高溫干旱使水資源的供需矛盾更加突出。12降水量變化對可利用水資源的影響根據(jù)河北省1112個測站的資料統(tǒng)計1，全省平均降水量從50年代至80年代逐漸減少，減幅為79.7mm，平均每10年減少26.6mm其中山區(qū)比平原區(qū)減幅大；90年代后有所回升，但仍比50年代少62.1mm（表1）。資料統(tǒng)計表明，5090年代，全省除個別站點年平均降水量有所增加外，絕大多數(shù)站點平均降水量隨年代增加而減少。冀東沿海、太行山北部、冀南平原大部及懷來、遵化等地減少100mm以上，其中邯鄲、青縣等站點減少150mm，其它地區(qū)一般減少幾至幾十毫米不等。一般情況下，一個地區(qū)可利用水資源的數(shù)量主要是指可以恢復(fù)再生的地表水資源量、地下水資源量、以及土壤水資源量。由于土壤水資源不能被人們直接開發(fā)利用，主要為植物所吸收，對人類來講是一種間接資源，并且由于自然條件的復(fù)雜性對此進行準(zhǔn)確評價是非常困難的，因此，在進行區(qū)域水資源評價時，主要考慮地表水資源和地下水資源。地表水資源量主要是指地表水多年平均徑流量，并按流域進行計算；地下水資源量主要是指地下水多年平均補給的淡水（礦化度M2g/L）資源量，并按地下水含水系統(tǒng)（或水文地質(zhì)單元）進行評價。河川徑流量主要來自大氣降水量，其次為山區(qū)地下水的補給；地下水補給量主要來自大氣降水、地表水、以及其它含水層的越流補給，而地表水補給和越流補給歸根結(jié)底都來自大氣降水的補給。因此，一個地區(qū)水資源的豐富程度主要取決于大氣降水量的多少。無論是地表水，還是地下水，它們的最終補給源頭只有一個大氣降水，因此，大氣降水量的減少是導(dǎo)致河北省可利用水資源緊缺的根本原因。2地下水超采對可利用水資源的影響21地下水開采狀況河北省是一個開采利用地下水為主的省份，近年來，地下水開采量達160多億m3/a，地下水實際利用量占全省水資源利用量的75%80%，地下水總量約有85%用于農(nóng)田灌溉，全省地下水開采井?dāng)?shù)量達70多萬眼，使河北省成為全國擁有開采井?dāng)?shù)量最多的省份，地下水開采量居全國之首。回顧近半個世紀(jì)以來，河北省地下水開采量由小到大，開采深度由淺至深。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計2，50年代，全省地下水以開采孔隙潛水為主，開采深度為1015m，地下水開采量約30多億m3/a，井灌面積約67104hm2，地下水處于平衡狀態(tài)。60年代，地下水開采仍以孔隙潛水為主，開采深度2040m，開采量約50億m3/a，井灌面積近133104hm2，地下水仍處于平衡狀態(tài)。70年代，在山前平原出現(xiàn)潛水承壓水混合開采，井深達到6080m；在平原區(qū)，開始大量開采深層承壓水，開采深度為200250m。這一階段地下水開采量達到約110億m3/a，其中河北平原地下水開采量約100多億m3/a（其中深層地下水開采量約10多億m3/a），農(nóng)田抽水井達57萬眼，其中深井達8萬眼，井灌面積達到233104hm2，這一時期地下水水位開始區(qū)域性下降，并出現(xiàn)若干水位下降漏斗。80年代，全省地下水開采總量達130億m3/a，其中河北平原地下水開采量達120億m3/a（其中深層地下水開采量約20億m3/a），配套機井約60萬眼，井灌面積達287104hm2，開采深度為170350m。90年代，全省地下水開采總量達160億m3/a，其中河北平原地下水開采量約135億m3/a（其中深層地下水開采量約30億m3/a），開采井達70多萬眼，井灌面積約280104hm2，開采深度為250380m（見表2）。22地下水超采對可利用水資源的影響河北省從80年代以來，全省地下水開采量約140億150億m3/a，其中河北平原開采量約120億130億m3/a，深層地下水開采量20億40億m3/a，一般每年超采達15億23億m3/a，最高年超采約30億40億m3/a。根據(jù)19851995地下水開采資料2，淺層地下水超采面積17715km2，其中嚴(yán)重超采區(qū)域1780km2，超采量為15.6億m3/a；深層地下水超采面積4.3萬km2，其中嚴(yán)重超采面積3.1萬km