氣候變化對馬蓮河水資源演變的影響

田瀛莉

(甘肅省慶陽水文站,甘肅 慶陽 745000)

0 引 言

我國水文資源研究的內(nèi)容隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展而有很大進(jìn)步,一方面廣泛應(yīng)用各種類型的先進(jìn)技術(shù),另一方面諸多科研部門對水資源管理展開全方位研究,從事水文水資源研究的工作人員日漸注重氣候變化對水資源造成的影響[1]。氣候變化管理水資源的質(zhì)量產(chǎn)生影響,要求相關(guān)單位必須高度重視。

1 馬蓮河基本情況

1.1 馬蓮河徑流基本情況

寧夏麻黃山和陜西定邊白于山是馬蓮河的發(fā)源地,全長366km,在慶陽市境內(nèi)長344km,流域面積1.96萬km2,總落差633m,其流經(jīng)區(qū)域分為東大川和西大川兩部分,穿過環(huán)縣、華池、慶城、合水和寧縣五個縣市,匯合于慶城縣城南,并在寧縣政平流入涇河。

馬蓮河流域處于鄂爾多斯臺地斜,這個位置溝壑縱橫、黃土發(fā)育,水系比較雜亂不對稱。根據(jù)地形勘察結(jié)果得知,區(qū)域范圍內(nèi)有9.2%子午嶺林區(qū),30.8%的高原溝壑區(qū),馬蓮河平均每年的輸沙量為1.34億t,年徑流量為4.47億m3,其中,馬蓮河西川的年徑流量為2.1億m3,比東川0.875億m3多1.225億m3,合水川年徑流量為0.166億m3、九龍川年徑流量為0.15億m3、固城川年徑流量為0.45億m3、湘樂川年徑流量為0.89億m3。馬蓮河年平均流量為每秒14.17m3,年平均徑流深度為23.4mm,年平均含沙量為3294kg/m3,年平均輸沙率為每秒4240kg。

1.2 馬蓮河徑流區(qū)域氣候情況

馬蓮河處于中緯度,氣候類型為溫帶大陸性氣候,冬天寒冷時間長,大氣降水少,春季溫度回升速度快,冷暖變化幅度大,夏天溫度高,時間短,多降水。秋天溫度下降速度快,陰雨天氣多,初霜來得早。馬蓮河流域內(nèi)的光照十分充足,光能豐富,全年平均日照時間為2250～2600h,日照百分率為51%～58%,歷年降水量維系在350～620mm之間。多年平均降水量穩(wěn)定在468mm左右,東南方向降水多,西北地方降水少。

1.3 降水資源

馬蓮河的主要補給水源是天然降水,根據(jù)雨量站調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,慶陽市平均降水量為468.1mm,降水資源量126.9億m3。全市(1966—2000年)系列平均降水量為469.7mm,全市(1956—2000年)系列平均降水量為479.4mm,年降水趨勢、降水量與黃河流域(多年平均降水力量500mm)基本一致,年降水趨勢為遞減。由于受季風(fēng)、緯度、地形、地貌、植被等多種因素的綜合影響,降雨時空分布不均勻,在空間上呈由南向北遞減的趨勢,在350～620mm之間變化,年內(nèi)、年際變化較大,表現(xiàn)為冬季干旱少雨,夏季濕潤多雨,干濕季節(jié)明顯。7、8、9三個月降水量較多,占全年降水量的54.7%,降水常以暴雨、雷雨出現(xiàn)。慶陽市分縣多年平均水資源量如表1所示。

表1 慶陽市分縣多年平均水資源量

2 氣候變化與馬蓮河水資源演變之間的關(guān)系

2.1 降水分布與降水強度

氣候特征對降水特征有最直接的決定性影響,氣候條件的變動,直接影響到流域范圍內(nèi)的總降水量和降水時空變化。降水情況與地表徑流之間有密切的聯(lián)系,深遠(yuǎn)地影響著馬蓮河水資源的質(zhì)量和數(shù)量。受到一年四季氣候特征的變化,馬蓮河領(lǐng)域內(nèi)的降水量分布變化明顯,水量變動顯著,進(jìn)一步影響到周圍農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[2]。除此之外,還會對馬蓮河上的水利工程有序開展產(chǎn)生不良影響,導(dǎo)致水文管理工作出現(xiàn)明顯的變動。在后續(xù)的馬蓮河徑流水利工程管理期間,要與具體情況展開深度結(jié)合,分析氣候條件和馬蓮河水資源,對降水流量做好合理的控制[3]。

馬蓮河水資源受氣候變化影響而出現(xiàn)水量變化,直接受到大氣降水量作用,區(qū)域范圍內(nèi)的小氣候、蒸發(fā)量等也會隨著發(fā)生相應(yīng)程度的變動。若是水分布情況出現(xiàn)變動,那么會對水利工程有序展開,農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展形成新的挑戰(zhàn)。

2.2 關(guān)于冰川融化的影響

氣候變化還體現(xiàn)在全球氣候變暖,冰川在全球氣候變暖的情況下發(fā)生融化,隨著全球范圍內(nèi)的平均氣溫增加,冰川融化的速度不斷加快,受到此影響,地下水位增加,流入地表徑流的水量增加,間接地對馬蓮河水資源產(chǎn)生影響。隨著冰川融化,自然災(zāi)害也頻繁出現(xiàn),若是沒有就是遏制,或者采取相應(yīng)的應(yīng)對措施,必然會影響到地表徑流流量,降低水資源質(zhì)量。很多河道依賴冰川徑流補給,若是冰川消融的速度超出理想的速度,將會短時間內(nèi)增加地表徑流,增加防汛壓力,久而久之導(dǎo)致河道干涸,為周圍的居民生產(chǎn)、生活等等造成嚴(yán)重的不便[4]。

在這種情況下,當(dāng)?shù)氐乃Y源管理部門和水文管理部門要高度重視氣候變化,在組織開展氣候管理、生態(tài)治理的環(huán)節(jié)中,對水資源系統(tǒng)展開積極監(jiān)測,綜合高質(zhì)量、功能完善的儀器設(shè)備,實現(xiàn)監(jiān)測技術(shù)更新,只有這樣才可以實現(xiàn)合理應(yīng)用水資源,規(guī)避自然災(zāi)害[5]。

3 氣候變化對水資源影響的技術(shù)應(yīng)用

3.1 關(guān)于情景再現(xiàn)生成技術(shù)

在研究水文水資源過程中,情景再現(xiàn)生成技術(shù)是一種比較常見的手段和比較關(guān)鍵的方法,被廣泛地廣泛地推廣和應(yīng)用到科研團隊的研究工作中。科研組織在研究氣候變化對馬蓮河水資源質(zhì)量產(chǎn)生影響的時候,得益于情景在線生成技術(shù)的推廣和應(yīng)用,可在最短時間內(nèi)將水文水資源情景進(jìn)行設(shè)置,同時可查閱相關(guān)歷史資料,對重要的內(nèi)容進(jìn)行管理,為后續(xù)的科研研究提供可靠且有效的依據(jù)[6]。除此之外,科研團隊在經(jīng)過對情景在線生成技術(shù)的靈活應(yīng)用以后,可以及時對馬蓮河流域范圍內(nèi)氣候變化情況做出準(zhǔn)確的預(yù)測,掌握水環(huán)境產(chǎn)生的影響。通過對情景再現(xiàn)生成技術(shù)的應(yīng)用,能夠提前預(yù)判馬蓮河洪水產(chǎn)生的災(zāi)害,并幫助相關(guān)部門更好地管理水資源,為周圍的人們生產(chǎn)和生活創(chuàng)造便利條件。

3.2 水文模型技術(shù)

當(dāng)前在對水文情況實施研究的時候,常見的水文模型技術(shù)可劃分為分布式水文模型、經(jīng)驗統(tǒng)計模型兩種。其中,在構(gòu)建經(jīng)驗統(tǒng)計模型的過程中,要求研究人員要參考馬蓮河徑流量、周圍氣溫變化情況和同期降水量,對比分析這些歷史數(shù)據(jù)資料,對氣候變化規(guī)律予以總結(jié)。在構(gòu)建模型的過程中,要重點分析環(huán)境影響因素,從植被情況、流域面積、地形地貌等常見的環(huán)境因素做出系統(tǒng)性分析。地理位置不同,對馬蓮河水源的蒸發(fā)量影響程度有所不同,發(fā)生洪澇災(zāi)害的頻率也會不同,所以氣溫會因為這種因素而表現(xiàn)出比較顯著的變動[7]。在研究的過程中,研究人員要統(tǒng)計和分析區(qū)域范圍內(nèi)的平均氣溫變化趨勢,統(tǒng)計馬蓮河各種特征數(shù)據(jù),通過參考指標(biāo)分析的方式保障數(shù)據(jù)分析結(jié)果具有準(zhǔn)確性。

3.3 水文模擬技術(shù)

在氣候變化對馬蓮河水文水資源影響情況實施評價的時候,選擇應(yīng)用水文模擬技術(shù)要綜合考慮模型率定和參數(shù)、模型內(nèi)在的精度、模型與GCMs的兼容性、現(xiàn)有資料的精準(zhǔn)性等等。當(dāng)前在對馬蓮河水文水資源受氣候變化影響采取的水文模擬技術(shù)類型進(jìn)行分析,可劃分為分布式水文模擬分析、概念性水文模擬分析、經(jīng)驗統(tǒng)計模擬分析。

4 改善氣候環(huán)境的措施

4.1 增加植被覆蓋面積

為了降低氣候環(huán)境變化對馬蓮河水資源的不良影響,控制環(huán)境惡劣產(chǎn)生的危害,當(dāng)?shù)卣块T要正確認(rèn)識當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展和與生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系,平衡兩者的比重,既要金山銀山,又要碧水藍(lán)天。在管理期間可采取植樹造林的方式,適當(dāng)性地將馬蓮河領(lǐng)域范圍內(nèi)的植被覆蓋率增加,從而改善當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境,補充當(dāng)?shù)氐乃Y源情況,強調(diào)人與自然和諧相處。在改善當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境的時候,除了種植樹木之外,還要適當(dāng)性地充實水地,設(shè)置景觀帶,增加人工輔助,盡可能地減少旱情出現(xiàn)的概率,調(diào)節(jié)水源與生產(chǎn)之間的關(guān)系。

4.2 加大生態(tài)環(huán)境保護(hù)力度

生態(tài)環(huán)境保護(hù)是指保護(hù)環(huán)境,構(gòu)建人與自然和諧相處的生態(tài)環(huán)境。河流生態(tài)系統(tǒng)水文條件和氣候因素共同作用下形成,在開發(fā)利用中要充分考慮到不同地區(qū)、不同時代的發(fā)展情況。我國是人口大國,人均水資源占有量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平,隨著社會經(jīng)濟生活不斷加快,人類活動對自然資源需求也越來越大,導(dǎo)致了生態(tài)環(huán)境保護(hù)問題日益突出且嚴(yán)峻。所以,在馬蓮河水資源保護(hù)和氣候調(diào)節(jié)中,必須重視保護(hù)環(huán)境和改善生態(tài)環(huán)境的關(guān)系,在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的同時要充分利用和開發(fā)水資源,做到經(jīng)濟與環(huán)境相協(xié)調(diào),生態(tài)效益、社會效益三者相結(jié)合。在馬蓮河水資源短缺的情況下,必須對其進(jìn)行合理規(guī)劃,制定有效措施,加強流域內(nèi)水環(huán)境保護(hù)工作。在發(fā)展經(jīng)濟時,不能只注重眼前利益而忽視長遠(yuǎn)利益。要想實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,就需要將保護(hù)生態(tài)環(huán)境放在首位,提高人口素質(zhì)和生活質(zhì)量、改善環(huán)境污染狀況,為子孫后代提供更好的生存條件。重視生態(tài)建設(shè)問題,加大宣傳力度,增強人們的環(huán)保意識以及法律法規(guī)觀念。最后,加強水資源管理部門對其進(jìn)行監(jiān)督與指導(dǎo),做到嚴(yán)格執(zhí)法且定期檢查地下水情況,從而實現(xiàn)水資源利用的最大化。

4.3 注重水資源的合理利用

在對河流進(jìn)行開發(fā)利用的過程中,應(yīng)注重保護(hù)好現(xiàn)有自然環(huán)境,使其不受氣候影響,保持自然生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性。同時也要注意開發(fā)新能源、節(jié)能減排技術(shù)與綠色工程建設(shè),提高水資源的使用效率、減少環(huán)境污染。通過合理的規(guī)劃設(shè)計,將各種資源有效結(jié)合,實現(xiàn)生態(tài)效益最大化,是目前最主要解決方法之一。在對河流進(jìn)行開發(fā)利用的過程中,不僅要考慮其經(jīng)濟效益,也應(yīng)該充分地發(fā)揮它自身優(yōu)勢,將水資源、地質(zhì)地貌等自然因素和社會環(huán)境因素綜合起來。同時還要注意保護(hù)好原有自然環(huán)境。例如:可以通過改變河網(wǎng)布局來增加水源涵養(yǎng)面積,減少水災(zāi)害發(fā)生次數(shù),有效提高河流承載力,達(dá)到緩解目前河道污染問題的目的。在對河流進(jìn)行開發(fā)利用的過程中也要注意保護(hù)好自然環(huán)境。

5 結(jié) 語

每個地區(qū)的氣候與水文循環(huán)的過程都是按照著不同的尺度進(jìn)行變化,而這一過程也不單單是有大氣內(nèi)部的參與,同時要有大氣邊界的干涉。氣候與每個地區(qū)的日常生活都是息息相關(guān),在對該區(qū)域進(jìn)行氣候改善時,也要采取專業(yè)的應(yīng)對措施,在科學(xué)高效的基礎(chǔ)上做出最正確的分析。