基于人类活动影响的水文要素变异分析

孙云秀

摘 要：水资源是人类活动中必不可少的重要部分，人们在消耗水资源的同时也会因为活动的变化导致水文要素的变异，进而形成人类、自然、水资源的动态关联模式。水文要素的变化引发水资源特征和水文特征规律的变化，进而影响人与自然的和谐发展。本文从深受人类活动和气候变化影响的水文变异中分析水文特征和水资源特征，进而为合理调控水资源提供保障，为经济社会发展发展和水资源可持续利用提出新的解决思路。

关键词：水资源 人类活动 水文要素 变异

中图分类号：P331文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）06（b）-00

人们对水文特征的观测多数情况下是基于物理成因的，水资源的物理要素在外界条件一定的情况下通常是不会发生改变的。但在自然界中，长期的人类活动对自然的影响越来越剧烈，这种影响作用于气象因素、地质因素、环境因素等会改变这些因素的外在表现，进而对水文要素或水文特征变化的自然规律产生影响，比如水位、水量、水循环要素、径流等，这种特征上的改变被称为水文要素发生了变异。这种基于人类活动影响的水文因素变异也被称作人类活动的水文效应。水文要素的变异对人们观察水文特征带来了影响和挑战，会导致水文观测出现偏差，因此对水文要素变异进行深入研究具有积极的现实意义。

1 人类活动的水文效应研究

1.1 定性研究

水文要素变异主要受两类因素的影响，即人类活动驱动因素和气候变化驱动因素。从气候和人类的驱动因素入手进行定性分析，可分析出水文要素变异产生的机理、洪旱灾害频发、水质污染加剧等问题的原因和对策结论等。通过对水文要素变异的定性研究，能够明确人类活动与水质环境间的互动关系类型，进而进行针对性的协调和规划。此外，通过定性研究还可了解人类活动对水文要素的影响，以及带来的水文要素的变化。比如陈晓宏等人采用珠江三角洲网河区数十年来的人类活动和水文特征资料，对人类活动和水文特征之间的关系进行了深入的研究分析，明确了该地区水文因素因人类活动而发的变异。

1.2 定量研究

近些年来，水文相关部分及专家学者对水文因素变异的定量研究展现出诸多学术成果，为推动人类活动水文效应的更深、更广层次的研究提供了支持。其中最主要的研究成果是人类活动影响下，水资源系统的某些特征值进行定量研究或预测、对系统模型的一些参数进行率定等，给出人类活动导致的水文要素变异大小的量化指标。国内外对水文要素变异进行了大量的定量研究，目前较为人们的研究为对径流序列影响因子进行分割量化。

2 人类活动水文效应的因素

人类活动因子和水文生态的多个因素进行耦合分析研究时揭示人类活动的水文效应机理的核心。随着科学技术的不断进步，更多的新科学技术手段被运用到人类活动水文效应研究中，研究的模式也逐渐从传统的定性研究转向定量研究，研究的因素也有单因素向多因素变化，同时研究方法也在不但发生变化。目前对人类活动的水文效应研究所采用的方法主要是流域水文模型法。

通过对人类活动水文效应的定性和定量分析发现，人类活动对水文要素变异的影响因素主要关注五个方面，水库群拦蓄径流的影响，地下水资源抽取引起的水位下降是地面径流减少的影响，饮水、用水对河川径流的影响，城市化对径流影响以及水土保持对水沙的影响等。

3 地下水资源引发的表生生态环境效应

3.1 水量变化引发的生态环境效应

地下水资源水位消沉是地表水快速下渗和蒸发，进而造成地表河川、湖泊、泉流等径流量衰减，使得地下水水量和地表水水量大幅减少，最终导致地下水水位下降。地下水文下降使得地下水资源对地表的水支持大大减弱，一方面会造成地表水快速损失，另一方面也是地表无法给地下水资源提供充足的水补充，这打破了地表水与地下水资源间的循环平衡状态，改变了局域水力条件。地表水与地下水之间的循环平衡被打破，使得地表湖泊萎缩甚至消失，地表河流出现断流现象，进而会引发土壤沙漠化和植被退化。

3.2 水质变化引发的生态环境效应

人类活动不仅需要消耗水资源，而且还会对水资源产生破坏，比如生活垃圾、工业生产废物等都会对水资源产生根本的破坏，使水质发生变化，这是社会发展到现阶段，人类活动对水文特征造成的最严重的破坏之一。人类活动产生的污染物不仅会污染地表水，还且还会渗入地下对地下水造成污染，引发水质变化。地下水质变化使得动植物对水的需求日趋严峻，甚至会造成地表环境不适合植物生长和动物生存，进而造成大区域范围内的水循环能力下降，水体的自净功能减弱。

4 水文要素变异的驱动因素及其贡献

4.1 分离气候变化对流域水文要素变异的贡献

前文所讲，水文要素变异的影响因素主要有两类，一类是气候变异驱动因素，一类是人类生活驱动因素，那么在对水文要素变异贡献研究中，需要分离气候变化和人类活动的影响。一般来说，研究方法有两类：第一类，分享调查法，在进行研究分析前，首要要设定人类活动与气候变化之间不存在相互的影响关系，二者对水文要素变异的影响是相互独立的，那么将人类活动驱动因素作为因变量进行定量分析，即可获得人类活动各因素对水文要素变异的贡献。第二类，水文模型法，结合一定时间段内人类活动对水文要素变异贡献的实测结果和气象资料，建立水文模型，然后将人类活动驱动因素作为不变量，固定模型的各种参数，然后将气象变化个因素带入水文模型，经过实测可获得气象变化驱动中各因素对水文要素变异的贡献。

4.2 覆被变化对水文资源效应

人类活动不仅表现在自身对自然资源的索取上，还表现在对自然系统的修复上，因此人类活动对自然的影响是双向的。人类活动驱动因素对自然系统的作用的结果，必然会在不同程度上改变土地的覆被状态。覆被状态的改变会影响地表水与地下水资源间的循环平衡状态，这就是覆被变化带来的水文资源效应。在目前的研究领域，覆被变化对水文资源的影响的研究多采用水文模型法来揭示影响过程与机理。

参考文献

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