变化环境下渭河流域水资源演变机制分析

2015-07-25汪雅梅

陕西水利 2015年6期

汪雅梅

（陕西省江河水库管理局陕西西安 710018）

1 引言

渭河是黄河的第一大支流，是陕西人民的母亲河，随着近几年全球大气候的变化以及经济社会的发展，引发了渭河水资源量的变化以及水资源时空分布的变化。为了识别出各个自然和人工因素对于渭河流域水资源演变的影响，本文采取情景对比的方式，具体是只考虑某种因素变化，保持其它因素不变，然后对比结果来评价该项因素下的水资源演变情况。分别分析了降雨量、人工取用水、下垫面变化、水保措施对渭河水资源的影响程度。最后认为，渭河水资源的变化主要受降雨量的影响，与其他因素关系不是特别大。

2 渭河流域水资源演变

气候变化和人类活动两个因素对径流量的影响巨大，影响主要来自大气环流变化对降雨时空分布、降雨强度、降雨总量以及气温、空气湿度、风速等因素，从而影响了产汇流的量。人工取用水直接影响了河道的水资源量，而下垫面的地形、土壤、土地利用等是影响流域水循环的重要因子。关于水资源演变的研究多集中于气候、人类活动、下垫面这三个因素的影响分析，渭河流域在陕西省境内属于黄土山丘平原区，渭北地区水土流失问题十分严重，自1980年以来，大力推行退耕还林还草、修建梯田淤地现等水土保持措施，综合治理流域水土流失问题，减沙效果明显，但相应地也减少了流域河川径流量，因此，本文除了分析降雨量、人工取用水、下垫面变化之外，将水保措施作为影响渭河水资源的一个影响因素进行分析。

2.1 降雨量对水资源的影响

降雨量直接构成了河流的径流量、来水量、净入水量等。对渭河流域各个年代的降雨量和水资源量进行对比分析，得出各年代降雨量对水资源的影响，见表1所示。

从表1可以看出，渭河流域1980～2010系列年均降水量较1956～1979系列低5.9%，径流性水资源减少20.1%，其中地表水资源偏少21.3%，不重复地下水资源偏小14.5%。90年代降雨衰减导致水资源衰减厉害，1990～1999系列年均降水量较 1956～1979系列低12.0%，径流性水资源减少41.6%，其中地表水资源偏少45.6%，不重复的地下水资源偏小23.3%。

2.2 人工取用水对于流域水资源演变影响

人工取用水对于流域水资源演变的定量考察，可以在分析过程中，保持其它的因素不变，而对有取用水、无取用水两种情景分别进行分析，然后对比其结果，即可获得人工取用水对流域水资源演变的定量影响。

以1956年～2010年降雨量、径流、取用水资料为基础，按照水资源分区，渭河流域有无取用水两种情景下的55年系列水资源评价结果见表2。

从表2可以看出，人工取用水对于渭河流域水资源演变有重要影响。从整个流域来说地表水资源量减少3.6%，不重复的地下水资源量减少7.3%，地下水资源量减少10.7%。但从各个分区来看，差别很大，前三个区地表水资源和地下水资源减少，不重复的地下水资源量增加；后两个区地表水资源、地下水资源、不重复地下水资源减少，蒸发量减少很多，这和前三个区有所不同。

表1 渭河流域气象要素对水资源的影响（单位：亿m3）

表2 历史状况有、无取用水情景下的水资源评价对比（单位：亿m3）

表3 现状下垫面有、无水保措施情景下的水资源评价对比（单位：亿m3）

表4 80年代和2005年下垫面水资源评价结果对比（单位：亿m3）

从对比结果我们可以看到，人工取用水改变了产水条件，影响了水资源量的构成，人工取用水通过袭夺基流减少了地下水的河川排泄量，从而使得河川径流量有明显减少。开采地下水导致包气带加厚，地表水不容易补给地下水，则会减少地下水资源量，减少潜水蒸发。如果集中开采地下水，由于影响范围不大，潜水蒸发减少的幅度小于开采净消耗增加的幅度，导致不重复地下水增加。人工取用水造成地下水位下降，包气带增厚，一定程度上增加了有效的土壤水资源量，有利于降雨的就地利用。虽然总的水资源量没有太大变化，但水资源的构成变化带来一系列生态环境后效，包括河流生态系统的维护以及地下水超采负面生态环境后效等问题。

2.3 水保措施对水资源的影响

80年代以后，在渭河流域内开展了许多水土保持措施，其对水资源的影响不容忽视。水保措施对于流域水资源演变的定量影响，可以在对比分析中，保持其它因素不变，分两种情景分别进行模拟，然后对比其结果，即可获得水保措施对流域水资源演变的定量结果。以1956年～2010年降雨量、径流量资料、水土保持面积资料为基础，分别考虑有水土保持和无水土保持两种情景下的55年系列水资源评价结果见表3。

可见，水保措施对于渭河流域水资源演变发生重要影响，有水保措施和无水保措施相比，地表水资源量减少5.4%、不重复的地下水资源量增加4.6%、地下水资源量增加7.9%，水资源总量减少3.1%。水保措施通过改变局部地形、地表糙度、拦截沟道水量减少水分的水平运动，同时增加垂直入渗和蒸发，在水资源构成上表现为地表水资源量减少、地下水资源量增加，虽然水资源总量减少，但是为生态系统和农作物直接利用的水量增加。

2.4 下垫面变化对于流域水资源演变影响

从50年代到现在，随着经济社会的发展，流域内的下垫面条件发生了很大的变化，在对比分析中，保持其它的因素不变，而对不同时期下垫面情景分别进行模拟，然后对比其结果，即可获得下垫面对流域水资源演变的定量影响。本次以1956年～2010年水文系列和2005年无人工取用水为背景，分别对80年代和2005现状年两期下垫面条件下的水资源进行评价。不同下垫面情景下的水资源评价结果对比情况分别见表4。2005年下垫面与80年代下垫面相比，地表水资源量减少了2.5%，不重复量增加了2.1%，狭义水资源总量减少了1.5%，地下水资源量增加了10.2%。