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水資源影響與對策探究:城市化對區域水資源的影響與對策
摘要：隨著城市化進程的推進，城市人口密度加大、城市建設擴張和企業發展等帶來了一系列的水資源問題，保護和改善水資源已成為城市化進程持續發展的重要任務。
關鍵詞：城市化；水資源；影響；對策
引言
隨著社會經濟的快速發展，城市化進程日新月異，人口的集聚、城市規模的擴張、工業的發展，致使城市對水資源的需求量不斷增長，而另一方面區域土地使用性質的改變和人民生產生活活動使地面可滲水面積、綠化面積下降，這種現狀帶來了水循環被破壞、城市供水不足、水質嚴重污染等一系列水資源問題。本文以廣西南寧為例，分析了城市化對水資源的影響，以及水資源的保護和改善是當前城市化發展必須面臨和解決的重要問題。
1 城市化與水資源的關系
城市化是社會經濟變化的一個過程，是農業人口非農業化、城市人口規模擴大、城市用地不斷向郊區擴展、城市數量不斷增加的城市包圍農村的變革過程。隨著經濟的快速發展，城市化的內涵也在不停地發生變化，但人口與產業始終是反映城市化的主體。城市化變革最突出的特征就是人口、物業和產業向城市集中，城市人口密度增大，土地使用性質改變，道路及下水管網等設施使下墊面可滲水面減少，以及改變區域雨洪徑流的形成條件等，這些現象直接對區域水資源有著重大影響。
2 城市化對水資源的影響
2.1 對水循環的影響
由于城市興建和發展，街道、工廠、住宅等建筑物替代了大面積的土壤和天然植被，地上可滲水面積減少，地下水得不到足夠的地表水補充，地下土壤和地下水與外界的交流和自我凈化調節被破壞，嚴重影響了自然界水循環。土地覆蓋變化導致的水分循環變化進而影響到水量在空間分布上的變化，最直觀的就是下墊面的滯水性、滲透性和熱力狀況的改變，降在不滲水地面上的雨水產流快，匯流時間短，形成洪峰尖瘦。城市化前，蒸發量占40%、地面徑流量占10%、入滲地下水量占50%；城市化后，蒸發量占10%、地面徑流量占30%、屋頂徑流量占13%、入滲地下水量占32%，可見，城市化后的自然降雨，截留、填洼、下滲、蒸發減少，地面徑流量增大，而且隨著城市下墊面不滲水面積的增大地面徑流量也增大，城市化對水循環的影響變化明顯。
2.2 對徑流的影響
城市的擴大發展，越來越多的周邊區域土地被用于興建工業區、商業區和住宅區，加上排水河道、管網的改造，改變了原生態的匯流特性和雨洪徑流形成的條件，當降雨量大于滲透量時，即發生地面徑流，雨水由地面流走。因地表多為不滲水的混凝土和瀝青，降水均匯集在排水口，由下水道排出，排水口少且小，通常需排水量大于排水口，就形成雨水囤積，或增加下水道道壓力出現過載，附近低洼地面下水道漫水，在降雨強度較大時，容易形成城市洪災。
2.3 對蒸發量的影響
城市人口和人口活動范圍擴大，綠地面積相對減少，可滲水面積減少，使得地表及植物的水分蒸發作用減弱，包氣帶蒸散發下降，總蒸發量減少。大片農田變成混凝土路面和城市建筑群，城市化的建設截斷了包氣帶蒸發，使地表蒸發量減少。
2.4 對水質的影響
城市是人口和工礦業集中的區域，工業廢水和生活污水的大量排放，造成城市水體和周邊河流水質被嚴重污染，尤以數量大、成分復雜的工業廢水污染嚴重。城市居民生活廢水含懸浮物、有機物、無機物、微生物等成分；再加上城市垃圾直接入河或污染物被雨水腐化后流入水體或滲入地下水體，不僅污染供水水源，還加劇了水資源危機。破壞了城市生態環境。據南寧市環境保護監測站監測分析，4條排污支流分別有8項水質檢測指標不同程度出現超標，以COD超標最突出，超標率達，亭子沖超標高達28.2倍；其次是BOD5，除心圩江外其余均超標，亭子沖超標29.4倍；朝陽溪硫化物超標5.13倍，已出現厭氧現象。
3 城市水資源問題解決對策
3.1 合理配置水資源，提倡節約用水
從調整城市經濟結構和改變居民生活方式以及提高居民節水意識等方面，建設節水型城市，實現水資源合理配置。積極采用新型建材增加下墊面的透水性，改善城市徑流條件；推廣節水器具和設備，發展節水型工業，限制用水量大的企業；為循環利用水源提供基礎設施保障。
3.2 加強水資源污染整治管理
實行轉移或關閉資源消耗高、污染嚴重的企業，對重點工業污染源實行達標排放，用經濟、行政手段治理企業亂排污現象；加快建設污水管網和城市污水處理廠，實行城市污水集中排放，并制定切實可行的水資源保護計劃，以保障水資源的可持續發展。
3.3 完善城區排水設施建設
加強新區排水設施建設，針對邕寧區、良慶區、仙湖開發區等排水設施不完善區域進行整改，著重以改造市區主要道路排水泵站，并加大清淤疏通現有排水管網工作力度，保障管渠暢通，確保泵站正常運轉，以防止和解決強降雨天氣區域內澇問題。
3.4 興建水利工程
在合理開發地下水資源的同時，加大水利工程投入，興建水利工程體系，充分利用地表水資源，把對地表水資源的開發、利用、治理轉變為水資源的再利用。如三峽工程蓄水以后，水庫周圍溫度較之以前有所提高，整年溫度升高了0.1~0.3℃，由于水熱容量大，冬季升溫明顯，夏季溫度不變或局部有時降低，雨量比以前少5%左右，三峽工程大容量的蓄水能在很大程度上緩解長江中下游地區的干旱，解決水資源匱乏災害。
4 結語
隨著城市化的發展，由城市人口密度增大，土地使用性質改變，道路及下水管網等設施使下墊面可滲水面減少，以及改變區域雨洪徑流的形成條件等現象引起的水循環破壞、水資源匱乏、水質污染等問題已成為影響社會發展的重要問題，我們必須興建水利工程以合理調配地表水資源，加強水資源污染整治管理，合理開采地下水資源，加大城市綠化，提倡節約每一滴水，保護人類生存環境，珍惜地球最寶貴的水資源。
水資源影響與對策探究:氣候變化對水文水資源的影響與對策探究
[摘 要]氣候變化引發出的一系列水環境問題已經成為成為當前人類面臨的一項重大挑戰。全球氣候的變化破壞了以往正常的水文循環，使水資源系統的結構和功能受到了重大的挑戰。水資源是人類和整個生物圈賴以生存和發展的基礎，水資源面臨各種問題將直接影響到社會經濟的發展和國家政治的安全性。因此，研究氣候變化對水文水資源的影響具有重大的現實意義，可以為水資源的合理開發利用、水資源的管理和水資源的保護提供可行性的指導建議。本文分析了當前國內外氣候變化的趨勢和氣候變化對水文水環境影響的研究方法，針對氣候變化對水文水資源影響的主要表現形式進行了簡述，并提出了應對氣候變化對水文水資源影響的相應對策。
[關鍵詞]氣候變化 水文水資源 適應性對策
引言
氣候變化已經成為當今社會公眾和社會各界普遍關注的問題，最突出的一個問題就是氣溫呈現逐年上升的趨勢。IPCC（聯合國政府間氣候變化專門委員會）第四次評估報告的相關數據給出了全球氣候變化的具體量化數值。1906-2005年全球地表溫度平均上升0.74°C，溫度上升的數值幾乎是過去100年溫度升高數值的2倍之多。相關數據表明，1961年到2003年海平面平均上漲1.8mm，但是近年來海平面的上升趨勢明顯加快，1991年到2003年平均每年的增高量高達3.1mm。同時，由于全球變暖而導致的水文地質災害的出現率也顯著增長。1991-2000年受到水文地質災害的人員數量平均每年達到2億之多，是戰爭傷亡人數的7倍，由水文地質災害造成的經濟財產的損失程度也是以往幾十年平均水平的數十倍。氣候變化關系到整個人類的可持續發展，具有全球性的顯著特點。氣候變化改變了全球的水循環，對水資源進行了重分配，造成了一些列的水資源問題，因此，必須將研究氣候變化對水文水資源的影響視為治理全球環境的首要課題。
1 氣候變化對水文水資源影響的研究現狀
世界氣象組織（WHO）、聯合國教科文組織（UNESCO）、聯合國環境計劃署（UNEP）等國際組織率先于20世紀70年代末開展了針對氣候變化的相關研究。雖然氣候變暖會影響生態和人類的健康已經得到了全球范圍內的認可，但是，針對治理方面各國之間如何做到承擔共同但有區別的責任涉及到了國際政治經濟、能源環境等諸多問題，因而依舊存在很大的分歧。關于氣候變化對水資源影響的研究直到上世紀八十年代中期才逐步引起國際水文界的關注。20世紀90年代以來，氣候變化對水文水資源的影響得到了國際社會各界的廣泛關注，相關研究也逐步增多。國內于20世紀80年代起開始開展了氣候變化對水文水資源影響的研究。
2 氣候變化對我國水文水資源的影響
2.1 對降水量的影響
通過20世紀全球陸地面上的降水觀測資料可以發現，雖然全球陸地總降水量基本保持不變，但是各個區域內的降水量將不再保持原有的平衡。北半球中高緯度的陸地降水量顯著增加，30°N-80°N降水量的平均增幅高達7-12%，而低緯度地帶的降水量卻明顯減少，10°N-30°N的降水量減少了3%，南美沙漠地帶和非洲北部的降水量減少幅度更大。分析我國近年來的降水量可以發現，我國近100年的年降水量呈現不太明顯的年際和年代振蕩趨勢。相關部門的統計數據表明，我國東北部、華北中南部、山東半島、四川盆地和青藏高原等地區的降水量呈現明顯的下降趨勢，1950-2000年黃河、海河、遼河以及淮河流域平均年降水量減少量為50-120mm。而東北北部、西北地區、西南西部以及長江下游等地區降水均出現增長趨勢。
2.2 對海平面高度的影響
在全球變暖的趨勢下，海水熱膨脹，冰川不斷消融，使得我國沿海海平面呈現整體上升趨勢。1961-2003年全球每年平均海平面上升速度約為1.8mm/年，1993-2003年卻高達3.1mm/年。上述數據表明，近年來海平面上升的趨勢明顯加快。由海平面上升導致的海岸線內移、潮位升高等現象至極導致了沿海地區淡水的鹽化和土地鹽漬化。同時，海平面上漲使得海浪強度也呈現明顯增強的趨勢。
2.3 對冰川、徑流和水質的影響
地球上有94.47%的水是咸水，而淡水資源還有68.7%是以極地冰川的形式存在的。氣候變暖使得冰川急劇退縮，冰川徑流發生變化，引起海平面上漲。自1550-1770年小冰期時代以來，退縮成為了冰川最主要的變化趨勢。全球范圍內冰川面積迅速消減，以阿爾卑斯1850-1975年冰川面積為例，其縮減比例高達35%，到2000年，縮減比例達到50%。
3 針對氣候變化對水資源影響的適應性對策
在全球氣候變化的大趨勢下，研究水資源對氣候變化的適應性對策具有非常重要的現實意義，而且也是極其有必要的。世界范圍內對水資源的規劃當中普遍忽略了對氣候變化動態影響的考慮。為了保障水資源可持續發展，我們需要從以下幾個方面加強對水資源的管理。及時，節約利用水資源。目前我國北方的大部分地區已然存在用水嚴重浪費的現狀。培養節水意識，不僅可以有效保護水資源的質和量，還可以減少廢水、污水的排放量，對于建設區域經濟的可持續發展具有重大意義。第二，以人水和諧為指導原則，積極防治水旱災害。全球范圍內水文循環過程的加快使得極端降水和干旱出現的頻率顯著變大，因此，我們應該堅持人與自然和諧相處為原則，加強人與水的協調，完善洪旱治理和減災的規劃，加強對突發水災的應急預案處理。第三，完善相關政策法規。建立健全相應的水資源管理體制，加強對水資源的管理和保護，建立可持續發展型的水資源管理機制，完善相關的法律法規條例都可以有效避免水資源的浪費。
4 結束語
為了應對全球氣候變化對水文水資源的影響，我們應該積極采取相關措施，做到對水資源的合理的開發和利用，并且應該不斷探索新的更有效的對策來實現水資源的可持續發展。
水資源影響與對策探究:水利工程對水資源影響與對策
1對中下游干流水文過程影響
據1953～2012年共60a的水文資料統計可知，上游宜昌站多年平均流量為13652m3/s，多年平均徑流量為4307億m3;中游漢口站多年平均流量為22327m3/s，多年平均徑流量為7045億m3;下游大通站多年平均流量為28252m3/s，多年平均徑流量為8915億m3。
2對中下游干流和河口地區水資源利用影響
2.1水資源利用及取水現狀長江從湖北宜昌以下至河口為中下游，干流河長1893km，流經湖北、湖南、江西、安徽、江蘇、上海等5省1市。其中宜昌以下至徐六涇的中下游干流全長約1711km，從徐六涇至50號燈標區段為長江口，全長182km。長江中下游兩岸及河口地區經濟發達、人口密集，是長江防洪、供水、灌溉、航運及河道治理、水資源開發保護的重點區域。據調查統計，2010年長江中下游干流及長江口共取水超過500億m3，相當于大通站年徑流總量的6%。長江中下游各引江工程既有城鎮集中供水，一般工業用水自備水源和火電廠的取水口，也有農業灌溉用水和生態環境補水工程，還包括各類用水對象的綜合水利工程。供水對象既有本流域內的用水，也有如南水北調東線工程的跨流域調水。隨著今后中下游地區社會經濟的進一步發展，從長江干流取水規模將會進一步增加，預計到2020年，僅長江下游大通以下沿江引江工程的取水量就將增加到600億m3左右。雖然中下游干流來水總量較為豐富，但是存在季節變化大，河道排污量大，河口地區鹽水入侵等問題。干流河道需要的合理流量與中下游地區的用水需求存在著一些矛盾，特別是在枯水季節容易出現缺水。此外，長江流域還承擔著向干旱的北方黃淮海流域調水的重任，是南水北調工程的水源地，南水北調東線工程更是直接從長江下游干流取水，這將進一步影響長江干流的水量，中下游地區的用水矛盾較為突出。
2.2對中下游干流水資源利用的影響近年來，長江流域已建成的控制性水庫具有較大的調節庫容，可提高對區域和流域水資源的調控能力，對水資源開發和利用總體有利，但對中下游局部地區和部分時段上也帶來了一些不利影響。
2.3對長江口地區水資源利用的影響來自干流的過境水資源存在很強的季節性，在枯季水量并不多，多年低月平均流量僅11000m3/s，特枯年2月份平均流量更是低至8130m3/s，1月份的平均流量也僅9240m3/s。長江口是咸淡水交匯的地方，環境條件復雜多變。河口水流的許多重要理化特征和生物特征都具有其特殊性，使河口成為一個結構獨特、功能多樣的生態系統。由于河口環境因子變化影響，生態系統的結構有明顯的脆弱性和敏感性。三峽水庫調度明顯改善了干流枯水年的水情條件，使大通站下泄流量小于10000m3/s的時間明顯減少。另外，枯水期長江口入海流量增加1000～1500m3/s，能有效減輕咸水入侵的影響，使上海市水源地陳行水庫不能取水的天數減少3～12d，有效緩解河口地區用水與生態之間的矛盾。需注意的是，長江中下游引江工程規模龐大，尤其是南水北調東線工程(遠期年調水總量148億m3，調水流量為800m3/s)、引江濟淮、引江濟太等大型引調水工程實施后，大量取水勢必將減少長江口的入海流量，對下游及河口地區水資源利用是不利的。也就是說，即使有上游水庫補水，但如果各類工程無序取水，也將會導致河口鹽水入侵加劇，因此必須對大通以下引調水行為進行有效管理。
3對策措施建議
(1)繼續在上游興建一批調節能力強的控制性水庫，增強水庫群的調控能力。盡管長江流域內已建控制性水庫規模龐大，但總的調節庫容不到年徑流總量的10%，相對于歐美發達國家而言，徑流調控能力還不足。但如今新建控制性水庫工程所遇到的社會阻力和生態環境保護壓力越來越大，而長江中下游干流河床坡度小，不適合建壩建庫。因此還是有必要繼續按照長江流域綜合規劃，在上游干支流合適地點修建一批控制性水庫工程，增強調洪補枯能力。但新建水庫，一般會占用或者淹沒土地資源，需要搬遷移民，可能會影響第三方利益，對于生態環境也會有一定的影響，需要建立水利水電工程項目的協調機制，以處理好開發和保護與移民安穩致富之間的關系。
(2)進一步優化控制性水利工程的運行調度方案，施行水庫群聯合多目標綜合調度。在上游新建控制性水庫工程的同時，還應進一步挖掘已建工程的調蓄能力，由防洪發電調度，轉向多目標的綜合調度，包括抗旱、供水和生態調度。一方面可以通過優先蓄水方案，盡量提前蓄水和實施動態蓄水，多攔蓄汛末洪水;另一方面可通過干支流水庫群聯合調度，提高水庫整體調節能力。不僅可以發揮更大的調洪補枯作用，還可避免9～11月集中蓄水而出現的河道流量銳減現象。據模擬計算結果，若以供水、防洪、發電和綜合利用原則對上游大型水庫群進行統一的優化調度，多年平均可將691億m3的汛期洪水轉化為非汛期水資源。
(3)針對局部沖刷河段，做好取水口調整和取水設施改造，以適應變化后的水位和流量條件，對兩湖入江口調控工程進行科學論證，以避免湖區出現極端的低估水位而影響湖區周邊水資源綜合利用。
(4)進一步貫徹落實最嚴格水資源管理制度，加強中下游沿線引調水工程管理。長江中下游水資源形勢復雜，干旱缺水現象時有發生，目前各引江取水工程的管理歸屬不同的部門和地區，各地區各部門各自為政，缺乏統一有效的管理和協調機制，在枯季缺水時很容易出現用水矛盾，缺水時各工程大量取水，也使河道內生態環境難以保障，公共利益容易受到侵害。當前應加強長江中下游引江工程的統一管理工作，在調查分析長江中下游水資源供需形勢及三峽等工程影響的基礎上，按照最嚴格水資源管理制度和三條紅線要求，編制科學合理的水庫調度方案和中下游引江調度方案，為實現水資源合理開發、高效利用、優化配置和有效保護提供科學依據。同時理順管理關系，加強流域層次的管理和統籌協調，科學規范上游水庫水量調度并有力約束中下游取水行為。
(5)針對枯水年份和干旱季節，需制定上游水庫補水與當地水資源協調配置方案。單靠三峽等上游水庫的調度補水，難以保障枯水條件下的中下游取用水安全和避免河口咸潮入侵。畢竟上游水庫的調控能力和作用范圍有限，對下游和河口地區的補水效應也有限。特別是特枯年份和嚴重干旱季節，中下游地區均缺水，如果任由現有的引調水工程爭相取水，將會給下游及河口地區帶來嚴重后果。因此在加強中下游引調水工程管理的同時，要制定多水源的配置方案，統籌上游水庫補水和當地水之間的配置途徑和優先次序。例如對長江口，遇特枯水條件，咸水倒灌無法避免，若要減少其不利影響，單靠三峽水庫來壓咸還不行，需要采取多水源避咸方案，要做好長江口青草沙、陳行、寶鋼等水庫與三峽水庫的聯合調配，同時還需控制中下游干流取用水。
(6)充分利用沿江湖泊濕地和蓄滯洪區的調蓄能力，蓄洪補枯，在提高洪水資源利用的同時，恢復湖泊和濕地水生態環境，提高中下游及河口生態流量保障率。一方面可以實施蓄滯洪區與上游水庫的聯合運用。這其中關鍵是蓄滯洪區建設和管理，若僅僅加強蓄滯洪區的防洪安全工程建設是不夠的，需要正確處理好蓄洪與經濟社會發展和濕地生態環境保護之間的關系。建議按照當前生態文明理念，做好蓄滯洪區的水生態文明建設規劃和頂層設計，逐步構建布局合理、生態良好，引排得當、循環通暢，蓄泄兼籌、豐枯調劑，多源互補、調控自如的蓄滯洪區江河湖水系連通體系。另一方面要做好通江湖泊的科學調控，適度恢復部分湖泊的江湖連通關系。江河湖庫水系連通是優化水資源配置、增強防御水旱災害能力、改善水生態環境的重要途徑。長江中下游沿江湖泊是天然的洪水調蓄空間，如洞庭湖、鄱陽湖、洪湖等。傳統的通過建閘和建壩方式來調蓄洪水，不僅容易阻隔江湖水力連通，而且容易將自然湖泊變成人工水庫，對水生態環境不利。建議借鑒都江堰模式，建設湖口生態水利工程，順勢而為，適度調控，以避免湖區出現不利于生態環境的極端水文條件，同時提高洪水資源利用率，補給干流枯季徑流。
(7)建議盡快按照新的水文情勢，結合沿江地區水資源供需變化和國家生態文明建設需求，加強跨流域調水工程全部實施后對長江中下游水資源利用疊加累積影響研究，加強氣候變化和人類活動雙重影響下的流域水資源配置研究，加強引調水工程管理制度、資源有償使用和生態補償機制等研究，為制定全流域一盤棋的水資源統一調配和管理提供科技支撐。此外，還需研究水生態文明建設要求下的水資源利用與保護新思路。（本文來自于《人民長江》雜志。《人民長江》雜志簡介詳見.）
作者：許繼軍陳進常福宣單位：長江科學院水資源所
