變化環(huán)境下渭河流域水資源演變機(jī)制分析

汪雅梅

（陜西省江河水庫(kù)管理局 陜西 西安 710018）

1 引言

渭河是黃河的第一大支流，是陜西人民的母親河，隨著近幾年全球大氣候的變化以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，引發(fā)了渭河水資源量的變化以及水資源時(shí)空分布的變化。為了識(shí)別出各個(gè)自然和人工因素對(duì)于渭河流域水資源演變的影響，本文采取情景對(duì)比的方式，具體是只考慮某種因素變化，保持其它因素不變，然后對(duì)比結(jié)果來評(píng)價(jià)該項(xiàng)因素下的水資源演變情況。分別分析了降雨量、人工取用水、下墊面變化、水保措施對(duì)渭河水資源的影響程度。最后認(rèn)為，渭河水資源的變化主要受降雨量的影響，與其他因素關(guān)系不是特別大。

2 渭河流域水資源演變

氣候變化和人類活動(dòng)兩個(gè)因素對(duì)徑流量的影響巨大，影響主要來自大氣環(huán)流變化對(duì)降雨時(shí)空分布、降雨強(qiáng)度、降雨總量以及氣溫、空氣濕度、風(fēng)速等因素，從而影響了產(chǎn)匯流的量。人工取用水直接影響了河道的水資源量，而下墊面的地形、土壤、土地利用等是影響流域水循環(huán)的重要因子。關(guān)于水資源演變的研究多集中于氣候、人類活動(dòng)、下墊面這三個(gè)因素的影響分析，渭河流域在陜西省境內(nèi)屬于黃土山丘平原區(qū)，渭北地區(qū)水土流失問題十分嚴(yán)重，自1980年以來，大力推行退耕還林還草、修建梯田淤地現(xiàn)等水土保持措施，綜合治理流域水土流失問題，減沙效果明顯，但相應(yīng)地也減少了流域河川徑流量，因此，本文除了分析降雨量、人工取用水、下墊面變化之外，將水保措施作為影響渭河水資源的一個(gè)影響因素進(jìn)行分析。

2.1 降雨量對(duì)水資源的影響

降雨量直接構(gòu)成了河流的徑流量、來水量、凈入水量等。對(duì)渭河流域各個(gè)年代的降雨量和水資源量進(jìn)行對(duì)比分析，得出各年代降雨量對(duì)水資源的影響，見表1所示。

從表1可以看出，渭河流域1980～2010系列年均降水量較1956～1979系列低5.9%，徑流性水資源減少20.1%，其中地表水資源偏少21.3%，不重復(fù)地下水資源偏小14.5%。90年代降雨衰減導(dǎo)致水資源衰減厲害，1990～1999系列年均降水量較 1956～1979系列低12.0%，徑流性水資源減少41.6%，其中地表水資源偏少45.6%，不重復(fù)的地下水資源偏小23.3%。

2.2 人工取用水對(duì)于流域水資源演變影響

人工取用水對(duì)于流域水資源演變的定量考察，可以在分析過程中，保持其它的因素不變，而對(duì)有取用水、無取用水兩種情景分別進(jìn)行分析，然后對(duì)比其結(jié)果，即可獲得人工取用水對(duì)流域水資源演變的定量影響。

以1956年～2010年降雨量、徑流、取用水資料為基礎(chǔ)，按照水資源分區(qū)，渭河流域有無取用水兩種情景下的55年系列水資源評(píng)價(jià)結(jié)果見表2。

從表2可以看出，人工取用水對(duì)于渭河流域水資源演變有重要影響。從整個(gè)流域來說地表水資源量減少3.6%，不重復(fù)的地下水資源量減少7.3%，地下水資源量減少10.7%。但從各個(gè)分區(qū)來看，差別很大，前三個(gè)區(qū)地表水資源和地下水資源減少，不重復(fù)的地下水資源量增加；后兩個(gè)區(qū)地表水資源、地下水資源、不重復(fù)地下水資源減少，蒸發(fā)量減少很多，這和前三個(gè)區(qū)有所不同。

表1 渭河流域氣象要素對(duì)水資源的影響 （單位：億m3）

表2 歷史狀況有、無取用水情景下的水資源評(píng)價(jià)對(duì)比 （單位：億m3）

表3 現(xiàn)狀下墊面有、無水保措施情景下的水資源評(píng)價(jià)對(duì)比 （單位：億m3）

表4 80年代和2005年下墊面水資源評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)比 （單位：億m3）

從對(duì)比結(jié)果我們可以看到，人工取用水改變了產(chǎn)水條件，影響了水資源量的構(gòu)成，人工取用水通過襲奪基流減少了地下水的河川排泄量，從而使得河川徑流量有明顯減少。開采地下水導(dǎo)致包氣帶加厚，地表水不容易補(bǔ)給地下水，則會(huì)減少地下水資源量，減少潛水蒸發(fā)。如果集中開采地下水，由于影響范圍不大，潛水蒸發(fā)減少的幅度小于開采凈消耗增加的幅度，導(dǎo)致不重復(fù)地下水增加。人工取用水造成地下水位下降，包氣帶增厚，一定程度上增加了有效的土壤水資源量，有利于降雨的就地利用。雖然總的水資源量沒有太大變化，但水資源的構(gòu)成變化帶來一系列生態(tài)環(huán)境后效，包括河流生態(tài)系統(tǒng)的維護(hù)以及地下水超采負(fù)面生態(tài)環(huán)境后效等問題。

2.3 水保措施對(duì)水資源的影響

80年代以后，在渭河流域內(nèi)開展了許多水土保持措施，其對(duì)水資源的影響不容忽視。水保措施對(duì)于流域水資源演變的定量影響，可以在對(duì)比分析中，保持其它因素不變，分兩種情景分別進(jìn)行模擬，然后對(duì)比其結(jié)果，即可獲得水保措施對(duì)流域水資源演變的定量結(jié)果。以1956年～2010年降雨量、徑流量資料、水土保持面積資料為基礎(chǔ)，分別考慮有水土保持和無水土保持兩種情景下的55年系列水資源評(píng)價(jià)結(jié)果見表3。

可見，水保措施對(duì)于渭河流域水資源演變發(fā)生重要影響，有水保措施和無水保措施相比，地表水資源量減少5.4%、不重復(fù)的地下水資源量增加4.6%、地下水資源量增加7.9%，水資源總量減少3.1%。水保措施通過改變局部地形、地表糙度、攔截溝道水量減少水分的水平運(yùn)動(dòng)，同時(shí)增加垂直入滲和蒸發(fā)，在水資源構(gòu)成上表現(xiàn)為地表水資源量減少、地下水資源量增加，雖然水資源總量減少，但是為生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)作物直接利用的水量增加。

2.4 下墊面變化對(duì)于流域水資源演變影響

從50年代到現(xiàn)在，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，流域內(nèi)的下墊面條件發(fā)生了很大的變化，在對(duì)比分析中，保持其它的因素不變，而對(duì)不同時(shí)期下墊面情景分別進(jìn)行模擬，然后對(duì)比其結(jié)果，即可獲得下墊面對(duì)流域水資源演變的定量影響。本次以1956年～2010年水文系列和2005年無人工取用水為背景，分別對(duì)80年代和2005現(xiàn)狀年兩期下墊面條件下的水資源進(jìn)行評(píng)價(jià)。不同下墊面情景下的水資源評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)比情況分別見表4。2005年下墊面與80年代下墊面相比，地表水資源量減少了2.5%，不重復(fù)量增加了2.1%，狹義水資源總量減少了1.5%，地下水資源量增加了10.2%。

3 結(jié)論

本文根據(jù)渭河流域水循環(huán)現(xiàn)狀，通過對(duì)比分析可得到如下結(jié)論。

（1）渭河流域1980～2010系列年均降水量較1956～1979系列低5.9%，徑流性水資源減少20.1%，其中地表水資源減少21.3%，不重復(fù)地下水資源偏小14.5%。

（2）人工取用水對(duì)于渭河流域水資源演變有影響。從整個(gè)流域來說，地表水資源量減少3.6%，不重復(fù)地下水資源量減少7.3%，地下水資源量減少10.7%。

（3）水保措施對(duì)于渭河流域水資源演變有影響，有水保措施和無水保措施相比，地表水資源量減少5.4%、不重復(fù)地下水資源量增加4.6%、地下水資源量增加7.9%。

（4）2005年下墊面與80年代下墊面相比，地表水資源量減少了2.5%，不重復(fù)量增加了2.1%，地下水資源量增加了10.2%。

綜上所述，降雨量變化是引起渭河流域水資源變化的主要原因，相對(duì)而言，人工取用水、下墊面變化和水土保持措施對(duì)水資源的影響比較小。陜西水利