導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇?dú)夂蜃兓瘜?duì)水循環(huán)的影響，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：水文循環(huán)；氣候變化；人類活動(dòng)

水文循環(huán)作為地球循環(huán)系統(tǒng)的重要部分，隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，人類通過(guò)生產(chǎn)生活的節(jié)能減排并結(jié)合生態(tài)環(huán)境評(píng)估水利設(shè)施的修建，同時(shí)通過(guò)研究氣候變化對(duì)環(huán)境的影響從而采取合理措施改善環(huán)境。

水文循環(huán)的影響因素可分為氣候變化和人類活動(dòng)，是影響流域水文循環(huán)和水資源演變的兩大因素，兩者是相互作用而共同作用于水文循環(huán)，需要進(jìn)一步了解影響兩者對(duì)水文循環(huán)的影響途徑，更好地改善環(huán)境，保護(hù)水文循環(huán)的良好平衡，促進(jìn)人水和諧的進(jìn)程。

1 水文循環(huán)概念和成因

水文循環(huán)是指地球上的水圈，通過(guò)吸收太陽(yáng)的能量以蒸發(fā)、降水、滲透等形式，從一個(gè)地方轉(zhuǎn)移到另一處，改變狀態(tài)到地球上另外一個(gè)地方。地球上的水圈作為一個(gè)永不停息的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，在一個(gè)足夠的時(shí)期里，全球范圍的總蒸發(fā)量等于總降水量。水循環(huán)的形成有多種原因，目前普遍分為內(nèi)因與外因兩方面，內(nèi)因是水在通常環(huán)境條件下三態(tài)易于轉(zhuǎn)化的特性，外因則是輻射和重力作用。

2 人類活動(dòng)對(duì)水文循環(huán)的影響

人類的自身活動(dòng)對(duì)水文循環(huán)的影響因素不容忽視，自1980年國(guó)際自然同盟提出可持續(xù)發(fā)展以來(lái)，陸續(xù)提出人與自然的和諧共處等觀念，通過(guò)減少行政法規(guī)等方式限制人類活動(dòng)對(duì)包括水文循環(huán)在內(nèi)的環(huán)境影響。人類活動(dòng)對(duì)水文循壞的影響，基本分為直接型（水利工程和農(nóng)田灌溉等）和間接型（土地利用和城市化等）。

（1）水利工程自古是治國(guó)安邦的重要內(nèi)容，從自然分流的都江堰到全球聞名的三峽大壩，水利工程作為防洪灌溉，蓄能發(fā)電的重要途徑，在減少火力發(fā)電等節(jié)能減排等方面貢獻(xiàn)突出，國(guó)內(nèi)眾多流域的洪澇災(zāi)害明顯減少。但水利工程對(duì)水文循環(huán)的影響不容忽視，水利工程由于蓄水等方式導(dǎo)致流域的下墊面發(fā)生變化，影響區(qū)域內(nèi)的地下徑流與水面的蒸發(fā)進(jìn)而形成區(qū)域內(nèi)的小氣候，影響水文循環(huán)。如南水北調(diào)，調(diào)水線路中跨越長(zhǎng)江等四大流域，沿途水分蒸散發(fā)量巨大，長(zhǎng)距離的水資源輸送影響著沿途城市的水資源與分配及其水文循環(huán)。

（2）化石燃料的燃燒，火力發(fā)電等生產(chǎn)生活消耗大量化石燃料，排放產(chǎn)生的CO2已經(jīng)成為全球氣候變暖的主要原因，氣候變暖自然影響全球溫度與全球太陽(yáng)輻射的增強(qiáng)，進(jìn)一步影響流域蒸散發(fā)，影響水文循環(huán)的守恒。

（3）廢氣的排放，除去溫室效應(yīng)主要?dú)怏wCO2，農(nóng)業(yè)和工業(yè)活動(dòng)排放的CH4、CO2、N2O、PFC、HFC、SF等其他溫室氣體同樣可以通過(guò)溫室效應(yīng)增強(qiáng)氣候變暖。

（4）土地的開(kāi)發(fā)利用，導(dǎo)致破壞原有的下墊面生態(tài)環(huán)境，突然改變?cè)鹊牡叵聺B透循壞系統(tǒng)，進(jìn)一步影響原來(lái)的區(qū)域植物的蒸散發(fā)、坑洼截留和地下徑流等，促使流域匯流條件變化。

（5）城市化發(fā)展，由于城市化的迅速發(fā)展，城鎮(zhèn)比的上升，人們逐漸意識(shí)到城市化水平與城市內(nèi)澇的關(guān)系，目前已經(jīng)有專家學(xué)者進(jìn)行海綿城市的研究。城市化水平的變化，同樣將原有的區(qū)域水文循環(huán)打破，通常將原來(lái)分散有序的地下系統(tǒng)通過(guò)給排水工程改變成集中管道供水，導(dǎo)致原先的地下徑流基本不存在，進(jìn)而影響水文循環(huán)。

3 氣候變化對(duì)水文循環(huán)的影響

全球氣候變化，對(duì)水文循環(huán)目前分為溫度變化、降水變化、海平面上升和蒸散發(fā)變化四個(gè)方面。

（1）溫度變化：根據(jù)C-C定律（克勞休斯―克拉珀龍定律）可知大氣溫度越高，大氣的持水能力越強(qiáng)，全球的降水量整體會(huì)增加，同時(shí)蒸發(fā)量和徑流量隨之增加。溫室氣體（CO2）自1957年在夏威夷蒙納羅亞和測(cè)量站進(jìn)行檢測(cè)以來(lái)，CO2的濃度不斷增加，進(jìn)而導(dǎo)致全球溫度上升，溫度上升促進(jìn)水文循環(huán)。同時(shí)溫度升高會(huì)使降水的季節(jié)分配發(fā)生變化，一般情況下會(huì)使冬季降水增多，夏季降水減少，不利于全球與區(qū)域的季節(jié)內(nèi)的水量調(diào)節(jié)。全球范圍內(nèi)，冬季的流量所占的全球流量比有所增加。

（2）降水變化：顯然降水的影響直接影響全球的水文循環(huán)，降水的不確定性會(huì)引發(fā)洪澇災(zāi)害等嚴(yán)重問(wèn)題。隨著氣候的變化，增加了降水量變化的不確定性，增加洪澇災(zāi)害和干旱的出現(xiàn)頻率。降水量的變化，會(huì)導(dǎo)致降水分布不均勻，從20世紀(jì)全球降水變化的檢測(cè)結(jié)果可以看出，對(duì)于北半球的40°-70°緯度（北半球的中高地帶）降水增加62mm/世紀(jì)，南半球的0°-30°之間（副熱帶地區(qū)）降水增加82mm/世紀(jì)。在全球的氣候變化下，降水量明顯增加，因而降水與流量年內(nèi)的變化增大，對(duì)區(qū)域的與年際內(nèi)的水資源調(diào)整影響較大，通常情況下原來(lái)的干旱區(qū)與半干旱區(qū)水資源對(duì)于氣候變化影響極其脆弱，主要表現(xiàn)在降水打破原有的平衡土地調(diào)節(jié)能力，出現(xiàn)洪澇災(zāi)害和旱災(zāi)等現(xiàn)象，降水增加可補(bǔ)償一部分地表水的減少，但由于人口的增加和水需求的速增，地下水也會(huì)明顯減少，在長(zhǎng)期內(nèi)同樣得不到補(bǔ)充，部分地區(qū)甚至多年持續(xù)洪澇災(zāi)害年和干旱年。全球氣候變化使冰川融化和積雪融化現(xiàn)象嚴(yán)峻，這些過(guò)程使年內(nèi)的最大流量轉(zhuǎn)移到春季，或者春季轉(zhuǎn)移到冬季，年際的雨量分布不均勻，增加了流域的水資源脆弱性。

（3）海平面上升：隨著人類活動(dòng)等因素，全球氣候變化引起海平面上升的現(xiàn)象導(dǎo)致地下水與河口鹽漬化面積增加，沿岸區(qū)的淡水供應(yīng)量減少，含水層和河口淡水量的過(guò)度減少，進(jìn)一步使海平面上升作用加劇，形成惡性循環(huán)。同時(shí)海平面上升導(dǎo)致全球的海洋與陸地比例變化，自然水文循環(huán)必然隨之產(chǎn)生變化，達(dá)到新的平衡狀態(tài)。

（4）蒸散發(fā)變化：蒸散發(fā)過(guò)程體現(xiàn)的是物質(zhì)與能量的交換，是全球水文循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)連接著全球水循環(huán)和地表熱量平衡的重要因素。隨著城市化發(fā)展、生產(chǎn)生活等造成的全球變化條件下，溫度、太陽(yáng)輻射、大氣溫度和風(fēng)速風(fēng)向隨之產(chǎn)生變化。通過(guò)上訴的因素導(dǎo)致水域的隱形蒸散發(fā)，會(huì)直接抵消降水增加的效應(yīng)，進(jìn)一步是河川水量減少，加劇降水對(duì)地表徑流的影響。

4 總結(jié)和展望

近年來(lái)，伴隨氣候變化以及大規(guī)模工程建設(shè)，快速城市化U張等劇烈的人類活動(dòng)，水文要素發(fā)生了顯著的趨勢(shì)性變化，極端水文事件發(fā)生的機(jī)率明顯增加，城市內(nèi)澇災(zāi)害等突發(fā)事件日趨頻繁。

為建設(shè)成可持續(xù)發(fā)展、人水和諧的水科學(xué)利用，需要我們約束自身的生產(chǎn)生活，大力推進(jìn)節(jié)能減排，合理新建水利樞紐，合理規(guī)劃分配水資源從而合理促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。同時(shí)應(yīng)當(dāng)建設(shè)和管理河流類型自然保護(hù)區(qū)，對(duì)于現(xiàn)有流域應(yīng)當(dāng)合理規(guī)劃利用；已開(kāi)發(fā)利用的河流適當(dāng)?shù)亻_(kāi)展退耕還湖，限制捕撈等措施恢復(fù)原有的生態(tài)環(huán)境，最終形成節(jié)水優(yōu)先，人水和諧的可持續(xù)發(fā)展觀。

參考文獻(xiàn)

[1]詹道江，徐向陽(yáng)等.工程水文學(xué)[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2013.

[2]丁一匯.人類活動(dòng)與全球氣候及其對(duì)水資源的影響[J].氣候變化觀測(cè)現(xiàn)實(shí)，2008.

[3]宋曉猛，張建云等.氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)水文循環(huán)影響研究進(jìn)展[J].水利學(xué)報(bào)，2013.

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關(guān)鍵詞：和田河流域 氣溫 濕度 蒸發(fā) 降水 徑流

由于人類活動(dòng)影響，目前全球氣候有增溫趨勢(shì)[1，2]，研究氣候變化對(duì)水循環(huán)的影響已成為水文工作者關(guān)注的焦點(diǎn)。和田綠洲氣候變化引起了水循環(huán)要素的變化，蒸發(fā)和空氣濕度呈增加趨勢(shì)，但不明顯；降水異?，F(xiàn)象出現(xiàn)；由于人口增長(zhǎng)，灌溉面積擴(kuò)大，引水量顯著加大，導(dǎo)致河流徑流顯著減小。 1 和田綠洲概況

和田綠洲位于新疆塔里木盆地南部邊緣，曾經(jīng)是絲綢之路上一顆璀璨的明珠。綠洲內(nèi)灌溉農(nóng)業(yè)歷史悠久，形成了獨(dú)具特色的綠洲小氣候。和田綠洲內(nèi)有墨玉縣、和田縣、洛浦縣及和田市，綠洲與沙漠交錯(cuò)分布，生態(tài)環(huán)境極其脆弱[3]。和田綠洲降水稀少，蒸發(fā)劇烈，光熱資源豐富，屬典型的大陸性干旱氣候。綠洲內(nèi)是以維吾爾族為主的少數(shù)民族聚居區(qū)，又是一個(gè)以灌溉農(nóng)業(yè)為生存依據(jù)的經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)，氣候條件及人類活動(dòng)所引起的變化，導(dǎo)致 　　河流徑流銳減，威脅了綠洲的生存。和田綠洲年降水量3.4～100.9mm，多年平均為36.4mm，農(nóng)作物依賴和田河水灌溉。和田河發(fā)源于昆侖山和喀拉昆侖山北麓，流出高山峽谷，澆灌了和田綠洲，自南向北縱貫塔北克拉瑪干大沙漠，匯入塔里木河，目前是塔里木河三大源流之一。和田河多年平均流入和田綠洲的水量為44.8億m3，由于綠洲用水以及沿程蒸發(fā)滲漏損失，注入塔里木河多年平均水量?jī)H10.47億m3。和田河屬冰川融雪及降水混合補(bǔ)給型河流，豐枯與氣候變化密切相關(guān)，直接影響綠洲內(nèi)各種經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，也影響向塔里木河干流的輸水。 2 氣溫變化 　　和田綠洲內(nèi)有洛浦、和田、墨玉3個(gè)氣象站，分析中采用了1954～2000年實(shí)測(cè)的年平均氣溫，以及1971～1995年的月平均氣溫。 　　2.1 氣溫的年際變化 表1列出了1954～1995年實(shí)測(cè)氣溫、比濕、降水和蒸發(fā)變化情況。由表1可知，從1954年到2000年，和田綠洲氣溫持續(xù)上升，增加了0.86℃，說(shuō)明該段時(shí)期氣候處于變暖期，與全球氣候變化相一致[1]。50～60年代氣溫變化不大；而70～80年代氣溫增加顯著。

表1 和田綠洲氣溫及水循環(huán)要素歷年變化

時(shí)段

1954～1959

1960～1969

1970～1979

1980～1989

1990～2000

平均溫度(℃) 平均比濕(%) 平均降水量/mm 平均蒸發(fā)量/mm

12.00 41.33 38.0 2466

12.01 42.04 34.1 2543

12.28 42.47 32.8 2649

篇3

氣候變化對(duì)水文水資源系統(tǒng)影響的研究情況現(xiàn)狀 

中國(guó)氣候變化和全球氣候變化的趨勢(shì)大致相同。這一百年來(lái)，中國(guó)整體氣溫升高0.4℃～0.5℃，略低于全球氣溫升高的0.6℃，在過(guò)去的一個(gè)世紀(jì)里，其間最溫暖的時(shí)間在20世紀(jì)20～40年。在我國(guó)，西北、華北和東北三個(gè)地區(qū)氣溫變暖突出，特別在于我國(guó)西北地區(qū)氣溫升高最為顯著，位于全國(guó)領(lǐng)先地位，但是在華東地區(qū)氣溫變暖不夠明顯。 

1.具體研究步驟 

因?yàn)樯鷳B(tài)環(huán)境是一個(gè)相互作用，聯(lián)系緊密的整體，所以研究水文水資源，就必須從溫度，降水，蒸發(fā)、氣候和其他變化入手，根據(jù)這些和水文水資源息息相關(guān)的因素來(lái)判斷預(yù)測(cè)水文水資源的趨勢(shì)，對(duì)供水領(lǐng)域的供水量變化做出決定。在研究中主要采用“假設(shè)模型”的研究方法，例如通過(guò)檢測(cè)氣候出現(xiàn)了某種變化，進(jìn)而考慮水文循環(huán)主要由哪幾種部分組成，分析這些在這些因素的作用下，分預(yù)測(cè)會(huì)來(lái)各種變化，進(jìn)一步分析氣候變化對(duì)水文水資源的影響，研究主要通過(guò)以下四個(gè)步驟進(jìn)行： 

a.對(duì)氣候變化情景進(jìn)行科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亩x 

b.建立并且驗(yàn)證水文模型 

c.把氣候變化情景輸入水文模型，進(jìn)行科學(xué)模擬，從而分析氣候變化區(qū)域的水文循環(huán)和水文變化流量 

d.根據(jù)模型來(lái)預(yù)測(cè)氣候變化對(duì)水文水資源的影響，并且根本預(yù)測(cè)結(jié)果來(lái)調(diào)整應(yīng)對(duì)措施，從而降低不良影響結(jié)果。建立未來(lái)氣候變化情景水文模型是判斷水文水資源變化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 

2.氣候變化對(duì)水文水資源的具體影響 

氣候變化對(duì)水文水資源的影響是巨大的，主要可以從以下兩個(gè)方面進(jìn)行考慮：第一，氣候變化對(duì)天然徑流量的影響；第二，氣候變化對(duì)水資源系統(tǒng)的供應(yīng)和該區(qū)域水資源需求量的影響。前者可以通過(guò)節(jié)水、節(jié)能來(lái)進(jìn)行產(chǎn)生影響，例如服從自然規(guī)律；后者通過(guò)進(jìn)行人工干預(yù)，例如建設(shè)工程設(shè)施、水資源管理和影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。研究表明氣候?qū)λ乃Y源主要為以下幾個(gè)方面： 

a.根據(jù)研究表明，我們可以看到徑流對(duì)氣候敏感變化的反應(yīng)程度是不同的，主要趨勢(shì)為從南到北、從濕潤(rùn)到干旱地區(qū)敏感程度逐漸上升，并且降水對(duì)溫度變化的敏感程度也很好。中國(guó)河流的年徑流變化的主要形式有：在全國(guó)的主要江河中，淮河以南地區(qū)的河流徑流部門降低其水以上，北部略少。但是因?yàn)闅夂蜃兓驓鉁厣?，我?guó)河流徑流可以產(chǎn)生一下三種變化第一，全國(guó)的大江大河徑流不可避免的減少；第二，北部徑流量減少南部徑流量增加；第三：減少?gòu)搅鞅辈磕蠌搅髁吭黾印?nbsp;

b.根據(jù)實(shí)際情況來(lái)改變水資源管理體系，提高管理效率，盡可能的建立適應(yīng)氣候變化的合理的管理機(jī)制，注意水資源管理和保護(hù)工作，完善相關(guān)法律法規(guī)，治理水資源必須要合法。隨著全球變暖，大多數(shù)流域表現(xiàn)出干化的趨勢(shì)，自然徑流量減少顯著，供水和需求之間的矛盾日益尖銳。 

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關(guān)鍵詞：滇池流域；氣候變化；水資源利用

Abstract: With the gradual change of the climate and environment in Dianchi Lake Basin, the utilization of water resources has also undergone some changes, mainly in the Dianchi Lake Basin water supply, water ecology, flood protection, water conservancy construction, according to the climate changes in the environmentto improve the degree of utilization of water resources, so as to safeguard the security of the urban water and lay the foundation for the economic development of the Dianchi Lake Basin region.Keywords: Dianchi Lake Basin; climate change; utilization of water resources.

中圖分類號(hào)：[R122.7]文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-2104（2013）

21世紀(jì)在世界范圍內(nèi)發(fā)生的最大問(wèn)題就是氣候環(huán)境的變化問(wèn)題，氣候的變化還會(huì)引起一連串的變化，涉及到生活生產(chǎn)的方方面面。氣候的變化的問(wèn)題也已經(jīng)得到國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注，根據(jù)相關(guān)的調(diào)查研究顯示，由于氣候的變化，全球水文循環(huán)的狀況也會(huì)跟著改變，水循環(huán)要素的各個(gè)部分都會(huì)受到影響，包括蒸發(fā)環(huán)節(jié)，降水環(huán)節(jié)，徑流環(huán)節(jié)，土壤濕度等，因而在時(shí)間與空間上，水資源會(huì)進(jìn)行重新的分配，自然水循環(huán)的變化也會(huì)影響到人類社會(huì)中的用水情況，水資源的管理系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。滇池流域的氣候環(huán)境也影響到了水循環(huán)的情況，因而要對(duì)水資源進(jìn)行合理的利用才可以實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)發(fā)展。

一、滇池流域氣候變化背景下的供水安全問(wèn)題

在氣候變化的背景下，滇池流域的供水情況也受到了一定的影響。自然環(huán)境在人類活動(dòng)的影響下發(fā)生了巨大的變化，水文的具體演變情況也受到人類環(huán)境的影響，在全球性的資源危機(jī)加重的條件下，各個(gè)國(guó)家也建立起了新的資源安全觀念，尤其在水資源的安全性上都非常重視，因此加強(qiáng)對(duì)水資源的宏觀調(diào)控具有重要的戰(zhàn)略性。滇池流域地處云南高原的中部地區(qū)，屬于長(zhǎng)江、紅河、珠江三大水系的分水嶺地帶。滇池流域是昆明市經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的地區(qū)，人口比較密集，相應(yīng)地城市化的水平非常高，所以城市工業(yè)與生活用水量非常大，也導(dǎo)致水資源短缺問(wèn)題頗為嚴(yán)重，氣候的變化深化了這一問(wèn)題。水資源主要依賴自然降雨形成的地表水和地下水，滇池流域的氣候?qū)儆诟咴撅L(fēng)氣候區(qū)，該區(qū)域受到西南季風(fēng)和東南季風(fēng)的相互影響，在滇池流域內(nèi)的降水情況不僅僅受到大氣環(huán)流的作用，同時(shí)還會(huì)受到復(fù)雜的地理環(huán)境的影響，在一年之內(nèi)的降雨情況會(huì)有所變化。昆明水資源時(shí)空分布不均勻，多年平均降水量約為1000毫米，大部分降雨集中在6—9月，同時(shí)降水的不穩(wěn)定也在很大程度上影響了滇池的水量，水資源緊缺而隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，昆明市的用水量也在持續(xù)增長(zhǎng)，滇池的水量也在逐漸變少，水資源的安全性不容樂(lè)觀。在滇池流域，對(duì)水資源開(kāi)發(fā)利用的過(guò)程中，因人為的原因而造成水資源過(guò)度開(kāi)發(fā)與使用的問(wèn)題也常常發(fā)生。滇池流域水資源利用率高達(dá)161%，昆明市是全國(guó)14個(gè)嚴(yán)重缺水的城市之一，人均的水資源量不足300m3，嚴(yán)重影響了昆明市經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。為了緩解城市用水的壓力，昆明市加大了對(duì)地下水的開(kāi)采量，甚至很多地方都出現(xiàn)了過(guò)度開(kāi)采地下水的問(wèn)題，超采的區(qū)域也不是一個(gè)兩個(gè)，已經(jīng)達(dá)到十幾個(gè)，這對(duì)昆明市的進(jìn)一步發(fā)展造成了很大程度的影響。如果地下水開(kāi)采量過(guò)大，超過(guò)了規(guī)定的限度，就會(huì)引起一系列的地面塌陷，土地開(kāi)裂，房屋變形等問(wèn)題，這些也會(huì)給人們的生活造成很多的不便。

受到全球氣候變暖的影響，滇池流域的水資源蒸發(fā)速度也加快了很多，水資源的可利用程度也呈現(xiàn)出下降的態(tài)勢(shì)，必須嚴(yán)格水資源的管理，保證居民的日常用水安全，同時(shí)也要利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)建立起比較完善的水資源安全防御體系。

二、滇池流域氣候變化背景下的水生態(tài)平衡問(wèn)題

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隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，一些弊端也在不斷顯露，隨之帶來(lái)的就是過(guò)度的開(kāi)發(fā)，使然環(huán)境受到了極大的污染，21世紀(jì)以來(lái)，由于經(jīng)濟(jì)的過(guò)度膨脹開(kāi)發(fā)，使得全球變暖現(xiàn)象嚴(yán)重，人為的破壞嚴(yán)重影響了氣候變化，從而在國(guó)際上產(chǎn)生一系列的問(wèn)題，尤其是因?yàn)闅夂蜃兓o水文水資源帶來(lái)的巨大影響，威脅著人類的生存和活動(dòng)，破壞了整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，水資源對(duì)人類的發(fā)展不可或缺，本文就氣候變化與水文水資源之間的聯(lián)系，以及氣候變化對(duì)水文水資源的影響分析，提供出解決水資源污染缺乏方案。

【關(guān)鍵詞】

氣候變化，水文水資源，影響分析

近年來(lái)溫室效應(yīng)嚴(yán)重，人為排放二氧化碳使其不斷增加的溫室氣體引起了全球范圍內(nèi)的氣候變化，氣候變化變化嚴(yán)重又可能給各個(gè)地區(qū)帶來(lái)強(qiáng)烈的自然災(zāi)害，例如干旱，洪澇等，這就對(duì)我們的水文水資源產(chǎn)生了極大的影響作用，所以研究氣候變化與水文水資源之間的聯(lián)系，找出氣候變化對(duì)水文水資源的具體影響，就可以在一定程度上緩解水資源的缺乏污染問(wèn)題。

1.氣候變化與水文水資源的作用關(guān)系

就我國(guó)來(lái)說(shuō)，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展已經(jīng)加劇了氣候的變化，對(duì)水文水資源的影響已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重，極大的破壞來(lái)了生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定跟可持續(xù)發(fā)展，縱觀全球來(lái)說(shuō)，生態(tài)環(huán)境的破壞已經(jīng)到到達(dá)了一個(gè)臨界點(diǎn)，近幾年以來(lái)，越來(lái)越多的地區(qū)發(fā)生干旱洪澇等自然災(zāi)害，追究其原因，就是由于一系列的氣候變化所帶來(lái)的對(duì)水資源的破壞。氣候的主要變化就是全球變暖現(xiàn)象，平均氣候升高，就會(huì)帶來(lái)一系列的生態(tài)環(huán)境的變化，例如氣候上升將會(huì)引起海平面上升，當(dāng)海平面上升到一定范圍后，就會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定，全球變暖趨勢(shì)不斷加深，這就在一定程度上促進(jìn)了那些冰川海洋的融化，一些積雪開(kāi)始消融，導(dǎo)致海平面不斷地上升，再加上溫度上升對(duì)水的一個(gè)擴(kuò)張作用，這樣循環(huán)往復(fù)不斷地惡化，就在一定的情況下影響了降水的正常穩(wěn)定情況，加劇了洪澇以及干旱的發(fā)生幾率，長(zhǎng)此久往，只會(huì)形成一個(gè)惡性循環(huán)，全球繼續(xù)變暖，氣候變化更加莫測(cè)，對(duì)水資源的影響也是更加嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境持續(xù)破壞。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人口的增加，對(duì)水資源的需求也就更大，用水增加，污水排放也就更多，水文水資源污染更加嚴(yán)重。氣候變化會(huì)對(duì)水循環(huán)造成極大的影響，可利用的水資源數(shù)量將會(huì)減少，水資源在空間跟時(shí)間上的利用也會(huì)重新分配，這就加劇了生態(tài)環(huán)境的惡化，對(duì)人類的生存跟發(fā)展造成了阻礙。

2.氣候變化對(duì)水文水資源的影響分析

目前，在全球范圍上都產(chǎn)生了明顯的氣候變化，它的顯著特征就是氣溫的逐漸上升趨勢(shì)，全球變暖就會(huì)引起水文循環(huán)的變化，在一定程度上影響著降水的功能，使得不同地區(qū)的洪澇干旱災(zāi)害嚴(yán)重。為了生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定，也為了我們?nèi)祟惖纳婧桶l(fā)展，我們就要去研究氣候變化對(duì)水文水資源的具體影響分析。研究氣候?qū)λ乃Y源的影響，有利于我們保護(hù)整個(gè)生態(tài)平衡，對(duì)于環(huán)境保護(hù)，以后的可持續(xù)發(fā)展，運(yùn)行規(guī)劃管理都有著重要的作用。我國(guó)很早就開(kāi)展了氣候變化對(duì)水文水資源影響的研究，通過(guò)大量的研究以及現(xiàn)存的實(shí)際情況，我們可以大致清楚的知道目前氣候變化對(duì)水文水資源的影響。氣候變化對(duì)冰川積雪的影響。隨著全球氣溫的不斷升高，溫室效應(yīng)嚴(yán)重，這就造成了一部分的冰川積血融化，冰雪的提前不正常消退必定影響著河流量以及流向，這就造成了那些高緯度地區(qū)依靠積雪冰川的正常消融的水資源減少，在持續(xù)的升溫作用下冰川積雪甚至能夠完全消融，到時(shí)候高緯度地區(qū)的水源將消失，威脅著人們的生活。氣候變化對(duì)河流的影響。氣候變化對(duì)那些河川徑流起著很大的影響力，氣溫變化，不僅會(huì)使河水的流向發(fā)生變化，還會(huì)使河水縮減，部分地區(qū)將大面積出現(xiàn)河流干枯現(xiàn)象，再加上人們的污水排放，對(duì)河流的污染就更加嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了水文水資源。

氣候變化對(duì)降水量的影響。全球變暖現(xiàn)象，不僅在氣候上影響著人們的生活，還會(huì)通過(guò)各種因素的相互作用而徹底的威脅著人們的生活。氣溫升高，就會(huì)使海洋冰川融化，使海平面上升，另外溫度的升高也會(huì)使海水?dāng)U張，從而蒸發(fā)量增大，這就形成一個(gè)惡性循環(huán)，長(zhǎng)期作用下，必定會(huì)使降水量發(fā)生嚴(yán)重的變化，使得一些地區(qū)發(fā)生洪澇災(zāi)害，特別是對(duì)干旱地區(qū)的危害更大，會(huì)加劇干旱的程度。降水量發(fā)生變化，也在一定程度上污染了江流湖泊的水質(zhì)，在持續(xù)惡化的基礎(chǔ)上，加速了水資源的污染匱乏，也加劇了生態(tài)環(huán)境的破壞。氣候變化導(dǎo)致的缺水問(wèn)題。經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人口的急劇增加，本身就對(duì)水資源的需求量不斷地加大，用水量的增加也造成了排水量的增加，一些廢水污水的不合理排放不僅會(huì)污染水源，還會(huì)加劇環(huán)境的破壞，這就使得水資源更加的緊張。目前干旱跟缺水情況嚴(yán)峻，甚至在非洲一些干旱地區(qū)加劇缺水現(xiàn)象更加嚴(yán)重。水資源有限，如果再這樣繼續(xù)的不合理利用，只顧經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，忽略經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)所帶來(lái)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，就會(huì)使水資源的可利用率大大降低，這就導(dǎo)致在不久的未來(lái)缺水問(wèn)題嚴(yán)峻。氣候變化對(duì)水文水資源的影響非常巨大，水資源的儲(chǔ)備減少，又會(huì)影響自然生態(tài)以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)，人文發(fā)展的各個(gè)方面。

3.國(guó)內(nèi)外有關(guān)氣候變化對(duì)水文水資源的研究進(jìn)展

國(guó)際上很早就出現(xiàn)了關(guān)于氣候變化對(duì)水文水資源的研究，早在20世紀(jì)80年代世界氣象組織就概述了氣候變化水文水資源影響，國(guó)際上多次進(jìn)行氣候變化評(píng)估，以及探索氣候變化對(duì)水文水資源的影響分析，國(guó)際上成立有專門的氣候變化組織，并且舉辦有多場(chǎng)科技大會(huì)，探討研究氣候變化對(duì)水文水資源的問(wèn)題，探索研究在人類活影響下，全球氣候變化與水文水資源的影響規(guī)律。我國(guó)也開(kāi)展了氣候變化對(duì)水文水資源資源的研究分析，分析在不同地區(qū)，氣候變化對(duì)水文水資源的具體影響，通過(guò)降水，氣溫，水蒸發(fā)等的變化來(lái)具體研究影響規(guī)律，預(yù)測(cè)未來(lái)氣候變化趨勢(shì)，進(jìn)行提前控制。

4.研究如何應(yīng)對(duì)氣候變化對(duì)水文水資源的影響

為了生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定，在保證經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)也要保證水文水資源的合理運(yùn)用，這就要求我們?cè)谌驓夂蜃兓那闆r下，研究對(duì)水文水資源的優(yōu)化管理，水資源是人們賴以生存的必要環(huán)境因素，氣候變化如此急速，就要求我們要保障水文水資源的正常運(yùn)行。目前的情況不容樂(lè)觀，氣候變化已經(jīng)開(kāi)始通過(guò)降水等變化使得海平面上升，導(dǎo)致一系列的干旱洪澇災(zāi)害，尤其是對(duì)干旱地區(qū)來(lái)說(shuō)，旱災(zāi)更為嚴(yán)重，氣候變化與水文水資源的變化緊密聯(lián)系，這就需要一些相關(guān)人員加快對(duì)水文水資源的分析進(jìn)展。經(jīng)濟(jì)建設(shè)是很重要，但是，決不能以犧牲環(huán)境為代價(jià)獲取短暫的經(jīng)濟(jì)進(jìn)步，目前不止各個(gè)地區(qū)發(fā)生不同程度的干旱洪澇，還有一部分地區(qū)出現(xiàn)水資源短缺問(wèn)題，我們要對(duì)這些水資源問(wèn)題進(jìn)行有效的分析。實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，注重環(huán)境保護(hù)，一些工廠的廢水污水排放要經(jīng)過(guò)凈化處理，不能污染水資源，減少溫室氣體的排放，緩解氣候變化情況，并且要有相關(guān)專業(yè)人員，健全水資源管理制度，研究氣候變化跟水資源的關(guān)系，掌握氣候變化對(duì)水文水資源的具體影響。在現(xiàn)存的環(huán)境下，也要加大對(duì)干旱缺水地區(qū)的供水，對(duì)于洪澇多發(fā)地，也要采取一定的措施，減少氣候變化對(duì)水文水資源的影響。

5.結(jié)束語(yǔ)

正確認(rèn)識(shí)到經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系，了解氣候變化對(duì)水文水資源的影響，在發(fā)展的同時(shí)要保證生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定，要學(xué)會(huì)關(guān)注氣候的變化，減少對(duì)大自然的傷害，合理的開(kāi)發(fā)利用水資源，保護(hù)我們的生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]林而達(dá)，氣候變化與人類，2011,01（1）,50-86

篇6

關(guān)鍵詞：氣候變化；蒸發(fā)皿蒸發(fā)量；Penpan模型；敏感性分析；額濟(jì)納三角洲

中圖分類號(hào)：X171.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-1683（2013）03-0001-05

在水循環(huán)過(guò)程中，受氣候變化影響最直接的一個(gè)環(huán)節(jié)是蒸發(fā)，而實(shí)際蒸發(fā)量的測(cè)定卻非常困難[1]。利用蒸發(fā)皿測(cè)定的蒸發(fā)量雖然不能直接代表實(shí)際蒸發(fā)量，但兩者之間存在很密切的相關(guān)關(guān)系[25]，因此蒸發(fā)皿蒸發(fā)量的變化趨勢(shì)是認(rèn)識(shí)實(shí)際蒸發(fā)量變化方向的重要線索[3]。蒸發(fā)皿蒸發(fā)量是包括太陽(yáng)輻射、氣溫、風(fēng)速、空氣濕度在內(nèi)的多種因素共同作用的結(jié)果，識(shí)別這些因素變化對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量變化的影響，不僅有助于揭示蒸發(fā)皿蒸發(fā)量變化的原因，而且在定量研究氣候變化對(duì)區(qū)域水循環(huán)的影響、深入理解水熱轉(zhuǎn)換及農(nóng)業(yè)灌溉管理有重要意義[5]。

在我國(guó)，由于20蒸發(fā)皿應(yīng)用廣泛且其觀測(cè)資料累積序列長(zhǎng)，因此20蒸發(fā)皿蒸發(fā)量是研究氣候變化對(duì)區(qū)域水循環(huán)影響的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。一些學(xué)者采用相關(guān)分析、逐步回歸等方法分析了我國(guó)不同地區(qū)20蒸發(fā)皿蒸發(fā)量的變化趨勢(shì)及原因[68]。不過(guò)，統(tǒng)計(jì)分析方法只能夠定性地說(shuō)明蒸發(fā)皿蒸發(fā)量變化與氣象要素變化的關(guān)系密不可分[9]，而不能定量分析氣象要素變化對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量變化的影響。有學(xué)者提出了不同形式的基于物理機(jī)制的蒸發(fā)皿蒸發(fā)量估算模型，如Thom模型[10]、Pereira模型[11]、Rotstayn 的Penpan模型[1213]，但這些模型只適用于A級(jí)蒸發(fā)器（classA pan）。20蒸發(fā)皿的結(jié)構(gòu)不同于A級(jí)蒸發(fā)器，所以Rotstayn 的Penpan模型不能直接用來(lái)估算20蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量。為此，Yang等人[14]將Rotstayn 的Penpan模型進(jìn)行了改進(jìn)，取得很好的應(yīng)用效果。由此可見(jiàn)，基于物理機(jī)制模型的敏感性分析是定量研究氣象要素變化對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量影響的有效方式[15]。常用的敏感性分析方法是假定其他參數(shù)不變來(lái)確定蒸發(fā)皿蒸發(fā)量對(duì)單個(gè)參數(shù)的敏感系數(shù)，并據(jù)此分析單個(gè)參數(shù)的變化對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量的影響。但是，由于蒸發(fā)皿蒸發(fā)量的變化不僅受其氣候敏感性影響，同時(shí)還與各氣象要素的變化程度有關(guān)[16]，所以此時(shí)得出的敏感系數(shù)只能反映某氣象要素發(fā)生變化時(shí)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量的相應(yīng)變化程度，只有將敏感性分析與該要素的實(shí)際變化情況結(jié)合起來(lái)，得出該要素發(fā)生變化所帶來(lái)的蒸發(fā)皿蒸發(fā)量的實(shí)際變化量[17]。

額濟(jì)納三角洲位于我國(guó)西北極端干旱區(qū)，冬季干冷，夏季酷熱，多年平均降水量?jī)H35 mm（1961年-2011年），水資源短缺，生態(tài)環(huán)境脆弱，對(duì)氣候變化非常敏感。本文選擇額濟(jì)納三角洲作為研究區(qū)，利用20蒸發(fā)皿蒸發(fā)量數(shù)據(jù)率定Penpan模型參數(shù)，并運(yùn)用該模型定量分析研究區(qū)氣象要素對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量的影響。研究結(jié)果有助于深入理解氣候變化對(duì)我國(guó)西北極端干旱區(qū)水循環(huán)的影響，并能夠?yàn)轭~濟(jì)納三角洲水資源優(yōu)化配置及農(nóng)業(yè)灌溉管理提供基礎(chǔ)參考。

1數(shù)據(jù)與方法

1.1數(shù)據(jù)

本文的研究數(shù)據(jù)來(lái)自額濟(jì)納旗氣象站1961年-2011年的月平均氣溫、月日照時(shí)數(shù)、距地面10 m處月平均風(fēng)速、月平均相對(duì)濕度。由于額濟(jì)納旗氣象站從2002年開(kāi)始在4月-10月份使用E601型蒸發(fā)皿進(jìn)行觀測(cè)，因此本文采用1961年-2001年20蒸發(fā)皿蒸發(fā)量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，2002年-2011年的蒸發(fā)皿蒸發(fā)量數(shù)據(jù)是通過(guò)相關(guān)氣象要素估算而獲得的。另外，額濟(jì)納旗氣象站從1993年開(kāi)始進(jìn)行太陽(yáng)輻射觀測(cè)，因此，本文在率定Penpan模型時(shí)采用1993年-2011年間的月總輻射及月直接輻射。

1.2方法

1.2.1PenPan模型

Rotstayn等人[12]提出的Penpan模型是用來(lái)估算A級(jí)蒸發(fā)器的蒸發(fā)量的，但經(jīng)過(guò)修改后該模型同樣可以用來(lái)估算20蒸發(fā)皿的蒸發(fā)量。PenPan模型的基本形式如下：

EPan=Δ1Δ+aγ Rn1λ+ aγ1Δ+aλfq（U）D1λ（1）

式中：EPan為蒸發(fā)皿蒸發(fā)量（mm）；Δ為飽和水汽壓斜率（kPa/℃）；γ為干濕表常數(shù)（kPa/℃）；λ為汽化潛熱（MJ/kg）；D為水汽壓差（kPa）；a為熱量傳輸與水汽傳輸?shù)挠行娣e之比，根據(jù)Yang等人[14]取5。

Rn為蒸發(fā)皿凈輻射（MJ/d），根據(jù)下式求得：

Rn=（1-aP）Rsp-F（2）

式中：F為蒸發(fā)皿有效輻射（MJ/d），因?yàn)榕c蒸發(fā)皿總輻射相比，其值較小，本文采用估算水面有效輻射的鄧根云式[18]求得；aP為蒸發(fā)皿反射率，根據(jù)Yang等人[14]取014；Rsp為蒸發(fā)皿總輻射（MJ/d），根據(jù)下式求得：

Rsp=[Pradfdir+2（1-fdir）+2α]Rs（3）

式中：Rs為地表總輻射，根據(jù)童宏良式[19]求得；Prad為蒸發(fā)皿輻射系數(shù)，根據(jù)Yang等人[14]式求得；fdir為直接輻射占總輻射的比；α為氣象站地面發(fā)射率，根據(jù)Yang等人[14]取023。

fq（U）為風(fēng)速函數(shù)，其形式如下：

fq（U）=a+bU（4）

式中：U為距地面15 m處風(fēng)速（m/s），由距地面10 m處風(fēng)速轉(zhuǎn)換得到，a、b為常數(shù)。

1.2.2敏感系數(shù)與貢獻(xiàn)度

本文的敏感系數(shù)為EPan相對(duì)變化量與單個(gè)氣象要素相對(duì)變化量之比，見(jiàn)下式：

SVi=lim1ΔVi0ΔEPan/EPan1ΔVi/Vi=EPan1Vi·Vi1EPan（5）

式中：SVi為EPan關(guān)于氣象要素Vi的敏感系數(shù)，無(wú)量綱，為正表示EPan隨Vi的增加而增加，為負(fù)表示EPan隨Vi的減少而減少；其絕對(duì)值的大小表明EPan的變化對(duì)Vi變化的敏感程度，值越大敏感程度越高。

貢獻(xiàn)度指氣象要素實(shí)際變化所引起的EPan的實(shí)際變化，為正表明引起EPan增加，為負(fù)表明引起EPan減少。將單個(gè)氣象要素的敏感系數(shù)與該要素的多年相對(duì)變化相乘可得到該要素對(duì)EPan的貢獻(xiàn)度[16]，如下：

ConVi=SVi·RCVi（6）

RCVi=51·Trend1|av|·100%（7）

式中：ConVi為氣象要素Vi對(duì)EPan變化的貢獻(xiàn)度（%）；RCVi為Vi的多年相對(duì)變化（%）；av為Vi51年的平均值；Trend為Vi的逐年變化率（%）。

2結(jié)果分析

2.1Penpan模型參數(shù)率定及驗(yàn)證

在應(yīng)用Penpan模型之前，需對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行率定?？紤]到直接輻射比率fdir的時(shí)間變異性，采用額濟(jì)納旗氣象站1993年-2011年的月總輻射及月直接輻射數(shù)據(jù)，求得各月月總輻射及月直接輻射的多年平均值，進(jìn)而得到fdir在各月的值，見(jiàn)表1。

為驗(yàn)證參數(shù)率定后模型的合理性，采用1991年-2001年間的氣象要素實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算月蒸發(fā)皿蒸發(fā)量，并與實(shí)測(cè)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果（見(jiàn)圖2）顯示計(jì)算值與實(shí)測(cè)值的一致性很好（決定系數(shù)R2= 0963 7，均方根誤差RMSE=109 mm/月），表明率定后的Penpan模型能有效地表達(dá)額濟(jì)納三角洲蒸發(fā)皿蒸發(fā)量與相關(guān)氣象要素的關(guān)系。

2.2蒸發(fā)皿蒸發(fā)量及相關(guān)氣象要素的變化

由于缺少2002年-2011年的20蒸發(fā)皿蒸發(fā)量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，本文根據(jù)公式（1）估算該時(shí)段的蒸發(fā)皿蒸發(fā)量，以形成1961年-2011年的蒸發(fā)皿蒸發(fā)量序列，見(jiàn)圖3，可以看出1961年-2011年，額濟(jì)納三角洲蒸發(fā)皿蒸發(fā)量呈下降趨勢(shì)（通過(guò)了α=005的MannKendall顯著性檢驗(yàn)），其氣候傾向率為-2155 mm/10a。蒸發(fā)皿蒸發(fā)量變化并不是單調(diào)的，在20世紀(jì)60年代前期急劇下降，后期緩慢上升，70年代前期較平穩(wěn)，70年代后期開(kāi)始下降至2002年達(dá)最低值后抬升并趨于穩(wěn)定。

圖3額濟(jì)納三角洲蒸發(fā)皿蒸發(fā)量的變化

Fig.3Variation of pan evaporation in the Ejina Delta

研究時(shí)段內(nèi)，額濟(jì)納三角洲地區(qū)風(fēng)速、平均氣溫、總輻射、相對(duì)濕度等要素的變化趨勢(shì)見(jiàn)圖4?？梢钥闯?，1961年-2011年，風(fēng)速呈下降趨勢(shì)，其氣候傾向率為-02 m/（s·10a）。平均氣溫呈上升趨勢(shì)，其氣候傾向率為048 ℃/10a。總輻射呈下降趨勢(shì)，其氣候傾向率為-015 MJ/（m2·d·10a）。相

圖4額濟(jì)納三角洲風(fēng)速、平均氣溫、總輻射、相對(duì)濕度的變化

Fig.4Variations of wind speed，mean air temperature，total

radiation，and relative humidity in the Ejina Delta

對(duì)濕度呈下降趨勢(shì)，其氣候傾向率為23 %/10a。除總輻射外，風(fēng)速、平均氣溫、相對(duì)濕度的變化趨勢(shì)均通過(guò)了α=005的MannKendall顯著性檢驗(yàn)。

通過(guò)圖4還可以發(fā)現(xiàn)風(fēng)速、平均氣溫、總輻射、相對(duì)濕度在1961年-2011年間也呈現(xiàn)不同的變化特征。風(fēng)速在20世紀(jì)60年代后期有較大幅度增加，此后持續(xù)下降，到20世紀(jì)90年代后期有小幅增加后保持平穩(wěn)。平均氣溫在60年代后期有較大幅度下降后迅速回升，從70年代至今持續(xù)上升?？傒椛湓?0年代呈下降趨勢(shì)，70年代及80年代呈上升趨勢(shì)，90年代中期開(kāi)始有所下降，此后有小幅增加并保持平穩(wěn)。相對(duì)濕度在60年代有小幅增加，此后持續(xù)下降但趨勢(shì)不明顯。

2.3蒸發(fā)皿蒸發(fā)量對(duì)相關(guān)氣象要素的敏感性分析

2.3.1蒸發(fā)皿蒸發(fā)量對(duì)相關(guān)氣象要素的敏感系數(shù)

根據(jù)式（5）及率定后的Penpan模型，計(jì)算得出額濟(jì)納三角洲蒸發(fā)皿蒸發(fā)量對(duì)相關(guān)氣象要素的敏感系數(shù)，結(jié)果見(jiàn)圖5。

從各月的蒸發(fā)皿蒸發(fā)量對(duì)相關(guān)氣象要素的敏感系數(shù)（圖5（a））可以看出：蒸發(fā)皿蒸發(fā)量對(duì)風(fēng)速和總輻射的敏感系數(shù)均為正值，表明蒸發(fā)皿蒸發(fā)量隨風(fēng)速和總輻射的增大而增大；對(duì)相對(duì)濕度的敏感系數(shù)均為負(fù)值，表明蒸發(fā)皿蒸發(fā)量隨相對(duì)濕度的增大而減?。粚?duì)平均氣溫的敏感系數(shù)在3月-10月為正值，在11月-2月為負(fù)值，表明氣溫大于零時(shí)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量隨氣溫的增加而增加，氣溫小于零時(shí)，氣溫越低對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)的抑制作用越明顯。從蒸發(fā)皿蒸發(fā)量對(duì)氣象要素的敏感系數(shù)的絕對(duì)值大小可以看出：總體上，蒸發(fā)皿蒸發(fā)量對(duì)風(fēng)速最敏感，其次是相對(duì)濕度、總輻射，對(duì)平均溫度最不敏感；在較冷季節(jié)（12月-1月）蒸發(fā)皿蒸發(fā)量對(duì)相對(duì)濕度最敏感，在2月-10月對(duì)風(fēng)速最敏感；在1月對(duì)風(fēng)速最不敏感，在2月、3月及10月-12月份對(duì)平均氣溫最不敏感，在4月-6月份對(duì)相對(duì)濕度最不敏感，7月-8月對(duì)總輻射最不敏感。

從蒸發(fā)皿蒸發(fā)量對(duì)氣象要素的敏感系數(shù)的季節(jié)差異（見(jiàn)圖5（b））可以看出，一年四季中蒸發(fā)皿蒸發(fā)量均對(duì)風(fēng)速最敏感，而不同季節(jié)其最不敏感的氣象要素卻不相同：在春季和冬季對(duì)平均氣溫最不敏感，在夏季對(duì)相對(duì)濕度最不敏感，在秋季對(duì)總輻射最不敏感。

2.3.2蒸發(fā)皿蒸發(fā)量對(duì)相關(guān)氣象要素敏感性的變

化趨勢(shì)

從1961年-2011年額濟(jì)納三角洲蒸發(fā)皿蒸發(fā)對(duì)相關(guān)氣象要素的敏感系數(shù)的年際變化情況（見(jiàn)圖6）來(lái)看：蒸發(fā)皿蒸發(fā)量對(duì)風(fēng)速的敏感系數(shù)呈下降趨勢(shì)，其氣候傾向率為-002/10a，表明蒸發(fā)皿蒸發(fā)量對(duì)風(fēng)速的敏感性在下降；蒸發(fā)皿蒸發(fā)量對(duì)平均氣溫的敏感系數(shù)呈上升趨勢(shì)，其氣候傾向率為0008/10a。表明蒸發(fā)皿蒸發(fā)量對(duì)平均氣溫的敏感性在上升；蒸發(fā)皿蒸發(fā)量對(duì)總輻射的敏感系數(shù)呈上升趨勢(shì)，其氣候傾向率為0009/10a，表明蒸發(fā)皿蒸發(fā)量對(duì)總輻射的敏感性在上升；蒸發(fā)皿蒸發(fā)量對(duì)相對(duì)濕度的敏感系數(shù)呈上升趨勢(shì)，其氣候傾向率為002/10a，表明蒸發(fā)皿蒸發(fā)量對(duì)相對(duì)濕度的敏感性在下降。以上變化趨勢(shì)均通過(guò)了α=005的MannKendall顯著性檢驗(yàn)。

圖6額濟(jì)納三角洲蒸發(fā)皿蒸發(fā)量對(duì)氣象要

素敏感系數(shù)的年際變化

Fig.6Interannual variations of sensitivities of pan evaporation

to climatic variables in the Ejina Delta

2.3.3相關(guān)氣象要素對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量變化的貢獻(xiàn)度

從表2可以看出，51年間，風(fēng)速437 %的減小量導(dǎo)致了蒸發(fā)皿蒸發(fā)量219 %的減少量；平均氣溫272 %的增加量導(dǎo)致了蒸發(fā)皿蒸發(fā)量49 %的增加量；總輻射45 %的增加導(dǎo)致了蒸發(fā)皿蒸發(fā)量17 %的增加；相對(duì)濕度275 %的增加量導(dǎo)致了蒸發(fā)皿蒸發(fā)量107 %的減少量?？梢?jiàn)，四項(xiàng)氣象要素中風(fēng)速是蒸發(fā)皿蒸發(fā)量變化最敏感的因素，其多年相對(duì)變化最大，因此對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量變化的貢獻(xiàn)度最大；平均氣溫是蒸發(fā)皿蒸發(fā)量變化最不敏感的因素，但其多年相對(duì)變化較大，使得其對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量變化的貢獻(xiàn)度也較大；蒸發(fā)皿蒸發(fā)量對(duì)總輻射的敏感性比對(duì)平均氣溫的敏感性高，但其多年相對(duì)變化小，使得其對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量變化的實(shí)際貢獻(xiàn)很??；四項(xiàng)氣象要素中，相對(duì)濕度的多年相對(duì)變化、蒸發(fā)皿蒸發(fā)對(duì)其的敏感性及其對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)的貢獻(xiàn)度都處于中等水平。

3結(jié)論

本文根據(jù)額濟(jì)納旗氣象站1961年-1990年的常規(guī)氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)率定了Penpan模型中的參數(shù)，采用1991年-2001年的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證，從而建立了額濟(jì)納三角洲蒸發(fā)皿蒸發(fā)量與相關(guān)氣象要素的關(guān)系模型。據(jù)此，通過(guò)利用額濟(jì)納三角洲2002年-2011年常規(guī)氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)估算，形成了1961年-2011年完整時(shí)間序列的蒸發(fā)皿蒸發(fā)量。最后按照敏感性分析方法，定量分析了相關(guān)氣象要素對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量的影響。得出了以下主要結(jié)論。

（1）1961年-2011年，額濟(jì)納三角洲20蒸發(fā)皿蒸發(fā)量呈下降趨勢(shì)，其氣候傾向率為-2155 mm/10a。平均氣溫呈上升趨勢(shì)，風(fēng)速、總輻射、相對(duì)濕度均呈下降趨勢(shì)。

（2）總體上，蒸發(fā)皿蒸發(fā)量對(duì)風(fēng)速變化最敏感，對(duì)相對(duì)濕度、總輻射變化較敏感，而對(duì)平均氣溫最不敏感。1961年-2011年，蒸發(fā)皿蒸發(fā)量對(duì)風(fēng)速、相對(duì)濕度的敏感性呈下降趨勢(shì)，對(duì)總輻射、平均氣溫的敏感性呈上升趨勢(shì)。

（3）1961年-2011年對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量變化的貢獻(xiàn)度最大的是風(fēng)速變化，其次是相對(duì)濕度、平均氣溫，總輻射的變化對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量變化的貢獻(xiàn)度最小。

參考文獻(xiàn)（References）：

[1]Huntington T.G.Evidence for Intensification of the Global Water Cycle：Review and Synthesis[J].Journal of Hydrology，2006，319（14）：8395.

[2]Brutsaert W.，Parlange M.B.Hydrologic Cycle Explains the Evaporation Paradox[J].Nature，1998，396（6706）：3030.

[3]Ohmura A.，Wild M.Is the Hydrological Cycle Accelerating[J].Science，2002，298（5597）：13451346.

[4]曾燕，邱新法，劉昌明，等.1960-2000年中國(guó)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量的氣候變化特征[J].水科學(xué)進(jìn)展，2007，18（03）：311318.（ZENG Yan，QIU Xinfa，LIU Changming，et al.Changes of Pan Evaporation in China in 19602000[J].Advances in Water Science，2007，18（03）：311318.（in Chinese））

[5]劉昌明，張丹.中國(guó)地表潛在蒸散發(fā)敏感性的時(shí)空變化特征分析[J].地理學(xué)報(bào)，2011，66（05）：579588.（LIU Changming，ZHANG Dan.Temporal and Spatial Change Analysis of the Sensitivity of Potential Evapotranspiration to Meteorological Influencing Factors in China[J].Acta Geographica Sinica，2011，66（05）：579588.（in Chinese））

[6]LIU B.，XU M.，Henderson M.，et al.A Spatial Analysis of Pan Evaporation Trends in China，19552000[J].Journal of Geophysical Research，2004，109（D15）：D5102.

[7]SHEN Y.，LIU C.，LIU M.，et al.Change in Pan Evaporation over the Past 50 years in the Arid Region of China[J].Hydrological Processes，2010，24（2）：225231.

[8]ZHENG H.，LIU X.，LIU C.，et al.Assessing Contributions to Panevaporation Trends in Haihe River Basin，China[J].Journal of Geophysical Research，2009，114（D24）：D24105.

[9]侯蘭功，肖洪浪，鄒松兵，等.額濟(jì)納綠洲生長(zhǎng)季參考作物蒸散發(fā)敏感性分析[J].中國(guó)沙漠，2011，31（05）：12551259.（HOU Langong，XIAO Honglang，ZOU Songbing，et al.Sensitivity of Reference Evapotranspiration During Growing Season to Major Climatic Variables in the Ejina Oasis[J].Journal of Desert Research，2011，31（05）：12551259.（in Chinese））

[10]Thom A.S.，Thony J.L.，Vauclin M.On the Proper Employment of Evaporation Pans and Atmometers in Estimating Potential Transpiration[J].Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society，1981，107（453）：711736.

[11]Pereira A.R.，Villa Nova N.A.，Pereira A.S.，et al.A Model For the Class A Pan Coefficient[J].Agricultural and Forest Meteorology，1995.76（2）：7582.

[12]Leon D.Rotstayn，Michael L.Roderick，F(xiàn)arquhar G.D.A Simple Panevaporation Model for Analysis of Climate Simulations：Evaluation over Australia[J].Geographysical Research Letters，2006，33（17）：5.

[13]Linacre E.T.Estimating U.S.Class A Pan Evaporation from Few Climate Data[J].Water International，1994，19（1）：514.

[14]YANG H.，YANG D.Climatic Factors Influencing Changing Pan Evaporation Across China from 1961 to 2001[J].Journal of Hydrology，2012，414–415（0）：184193.

[15]Roderick M.L.，Rotstayn L.D.，F(xiàn)arquhar G.D.，et al.On the Attribution of Changing Pan Evaporation[J].Geographysical Research Letters，2007，34（17）：L17403.

[16]曹雯，申雙和，段春鋒.西北地區(qū)生長(zhǎng)季參考作物蒸散變化成因的定量分析[J].地理學(xué)報(bào)，2011，66（03）：407415.（CAO Wen，SHEN Shuanghe，DUAN Chunfeng.Quantification of the Causes for Reference Crop Eapotranspiration Changes in Growing Season in Northwest China[J].Acta Geographica Sinica，2011，66（03）：407415.（in Chinese））

[17]YIN Y.，WU S.，CHEN G.，et al.Attribution Analyses of Potential Evapotranspiration Changes in China Since the 1960s[J].Theoretical and Applied Climatology，2010，101（1）：1928.

篇7

關(guān)鍵詞 青銅峽灌區(qū)；水循環(huán)；因子；演變

中圖分類號(hào) P343.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2016）20-0143-03

Study on Main Factors and Evolution Law of Water Cycle in Qingtongxia Irrigation District

SU Xin 1 CHANG Bu-hui 1 HUANG Fu-gui 1 QIAO Zhen-fang 2

（1 Yellow River Institute of Hydraulic Research，Zhengzhou Henan 450000； 2 Yijinhuoluo Banner Water Conservancy Burea）

Abstract At present，the study on the trait and simulation model of water cycle model has become a hotspot in regional water cycle process.The evapotranspiration，precipitation，water diversion and displacement were selected，which had direct impact on the groundwater system.It's important to identify the evolution of irrigation district hydrological cycle，relieve a variety of water issue based on analyzing their trends.The results showed that the evapotranspiration，water diversion，displacement decreased significantly since 2000.The reason was that irrigation rehabilitation and water saving renovation project were carried out in Qingtongxia irrigation district since 2000，which improved the utilization rate of water resources.

Key words Qingtongxia irrigation district；water cycle；factor；evolution

青銅峽灌區(qū)屬干旱半干旱地區(qū)，降水少、蒸發(fā)大，蒸發(fā)量是降雨量的6倍左右[1]。該區(qū)域引水條件便利，引黃灌溉渠系發(fā)達(dá)，是氣候變化的敏感區(qū)和人類活動(dòng)的密集區(qū)。灌區(qū)水循環(huán)要素與降水、蒸發(fā)等氣候因子和人類活動(dòng)因子（人工開(kāi)采及灌排活動(dòng)）息息相關(guān)。通過(guò)對(duì)灌區(qū)水循環(huán)主要因子的科學(xué)認(rèn)知，分析“自然―人工”雙重驅(qū)動(dòng)力作用下的灌區(qū)水循環(huán)特點(diǎn)，可以揭示人類活動(dòng)對(duì)灌區(qū)水資源演化影響的內(nèi)在機(jī)理[2]，而水又是灌區(qū)土壤侵蝕、泥沙運(yùn)移以及污染物遷移的載體。因此，加強(qiáng)灌區(qū)水循環(huán)的研究就成了解決目前水資源和水管理問(wèn)題的基礎(chǔ)[3]。

灌區(qū)地下水是水資源循環(huán)系統(tǒng)的一個(gè)主要組成部分。已有研究文獻(xiàn)表明[4]，地下水位動(dòng)態(tài)的影響因素由大到小的排序?yàn)檎舭l(fā)、降水、渠首引水量、地下水開(kāi)采。因此，選取蒸發(fā)量、降水量、引水量和排水量等對(duì)地下水系統(tǒng)有直接影響的因子，分析其變化趨勢(shì)，對(duì)于查明青銅峽灌區(qū)水循環(huán)特征及演變規(guī)律，緩解各種水問(wèn)題，提出灌區(qū)水資源管理方案至關(guān)重要。

1 灌區(qū)概況

寧夏青銅峽灌區(qū)是我國(guó)古老的特大型灌區(qū)之一，位于寧夏北部，黃河上游下段，屬于黃河河套平原（前套）的重要組成部分。灌區(qū)地處銀川平原，南起青銅峽水利樞紐，北至石嘴山，西抵賀蘭山，東至鄂爾多斯臺(tái)地西緣，位于北緯37°74′～39°25′，東經(jīng)105°85′～106°90′，為寧夏平原地勢(shì)的最低之處。

青銅峽灌區(qū)多年平均降水量為180～220 mm，年均蒸發(fā)量為1 000～1 550 mm。灌區(qū)多年平均氣溫8.5 ℃，年>10 ℃平均積溫為3 630～3 830 ℃，日照時(shí)數(shù)為2 870～3 080 h，無(wú)霜期164 d。灌區(qū)總土地面積70萬(wàn)hm2，現(xiàn)灌溉面積33萬(wàn)hm2，其中自流30萬(wàn)hm2，揚(yáng)水3萬(wàn)hm2。

2 氣候因子及演變規(guī)律

通過(guò)中國(guó)氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享中心收集了灌區(qū)氣象資料，包括最高/最低氣溫、相對(duì)濕度、平均風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)、降雨量、蒸發(fā)量等。分析了氣象因子的影響。灌區(qū)的主要站點(diǎn)資料如表1所示。

2.1 蒸散量演變規(guī)律

根據(jù)3個(gè)氣象站的海拔高度、經(jīng)緯度、風(fēng)高以及近26年的最高/最低氣溫、相對(duì)濕度、平均風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)和降雨量等氣象資料，采用FAO推薦的1998年修正Penman-Monteith公式來(lái)計(jì)算3個(gè)氣象站的逐月ET0，其結(jié)果具體如圖1、2所示。

從ET0值的年際變化來(lái)看，青銅峽灌區(qū)多年平均ET0值介于1 000 mm左右，其中惠農(nóng)站最高，而且ET0值呈現(xiàn)逐年減小的趨勢(shì)。2000年參考作物蒸發(fā)蒸騰量急劇減小，達(dá)到一個(gè)谷值，2000年之后到2012年比較平穩(wěn)?？赡苁?000年灌區(qū)實(shí)施續(xù)建配套與節(jié)水改造工程后，提高了灌溉水利用系數(shù)，改變了以往大引大排的模式，灌區(qū)引黃水量減少，耗水量隨之減少。

從ET0值的年內(nèi)變化來(lái)考察，發(fā)現(xiàn)各站參考作物蒸發(fā)蒸騰量的年內(nèi)變化規(guī)律基本上是一致的，具體如圖3所示。1―5月ET0呈遞增狀態(tài)，峰均出現(xiàn)在6月或7月，7―12月ET0逐漸減少。

2.2 降水量演變規(guī)律

銀川站、惠農(nóng)站、陶樂(lè)站1987―2012年降水基本在均值線上下波動(dòng)?；旧鲜敲?0年1次低降水（谷值）、1次高降水（峰值）。年降水的峰值一般在200～300 mm，降水量谷值在100 mm以下。最大值和最小值之間波動(dòng)比較大，如圖3所示。

對(duì)各站多年降水量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示。

3 人類活動(dòng)因子及演變規(guī)律

3.1 引水量演變規(guī)律

青銅峽灌區(qū)由河西灌區(qū)和河?xùn)|灌區(qū)兩部分組成。自流灌溉系統(tǒng)采用干、支、斗、農(nóng)4級(jí)或干、支、農(nóng)3級(jí)組成渠系灌溉網(wǎng)，干渠總長(zhǎng)度1 026 km，引水能力685 m3/s。揚(yáng)水灌溉分布在自流灌區(qū)周邊；此外灌區(qū)西部及渠道末梢灌水困難地區(qū)還有機(jī)井灌溉面積約0.7萬(wàn)hm2。各分區(qū)引水量均由各渠口設(shè)站進(jìn)行水文觀測(cè)，控制引水量95%以上。

1980年以來(lái)，青銅峽灌區(qū)的引水量呈逐步遞增趨勢(shì)，到1999年達(dá)到68.7億m3，1999年以后引水量呈明顯下降趨勢(shì)，并在2003年降至近年來(lái)的最小值40.6億m3，如圖4所示。從年代平均引水量來(lái)看，20世紀(jì)80―90年代，平均引水量逐步增加，分別為56.0億、63.9億m3，21世紀(jì)后平均引水量大幅度回落至50.3億m3。

從年內(nèi)各月引水量來(lái)看，青銅峽灌區(qū)引水量主要在每年的4―11月。其中5―8月平均引水流量在360 m3/s以上。從20世紀(jì)80―90年代，4―8月、11月平均引水量呈增加趨勢(shì)；21世紀(jì)以來(lái)，除4月平均引水量增加外，其他各月引水量均有所減少如，如圖5所示。

3.2 排水量演變規(guī)律

青銅峽灌區(qū)排水主要以明溝排水為主，灌區(qū)直接排入黃河大小排水溝103條（不包括陶樂(lè)7條）。水文站控制20條，控制排水面積4 034.2 km2，占總排水面積的80.7%。

1980年以來(lái)，青銅峽灌區(qū)總排水量呈現(xiàn)3個(gè)階段：緩慢增長(zhǎng)期（1980―1998年）、快速減小期（1998―2003年）、緩慢減小期（2003―2012年）。在1998年達(dá)到歷史最大值34.8億m3，之后在2003年急劇下降到近40年的最小值15.9億m3，如圖6所示。

從年代變化情況來(lái)看，非灌溉期1―3月、12月排水量呈緩慢增加趨勢(shì)，灌溉期各月排水量受引水量減少的影響，具體如圖7所示，1990―1999年達(dá)到高峰后，2000―2012年排水量明顯減少，其中5―9月排水量下降都在40%以上。主要是從 2000年開(kāi)始，青銅峽灌區(qū)開(kāi)展了續(xù)建配套與節(jié)水改造工程，在灌溉面積逐年增加的情況下減少了引黃水量，既保證了農(nóng)業(yè)灌溉，也保證了寧夏一些重大建設(shè)項(xiàng)目的用水需求[9]。

4 結(jié)論

4.1 蒸散量演變規(guī)律

青銅峽灌區(qū)多年平均ET0值介于1 000 mm左右，其中惠農(nóng)站最高。從年際變化來(lái)看，ET0值呈現(xiàn)逐年減小的趨勢(shì)。2000年參考作物蒸發(fā)蒸騰量急劇減小，達(dá)到一個(gè)谷值，2000年之后到2012年比較平穩(wěn)。

各站參考作物蒸發(fā)蒸騰量的年內(nèi)變化規(guī)律基本上是一致的。1―5月ET0呈遞增狀態(tài)，峰均出現(xiàn)在6月或7月，7―12月ET0逐漸減少。

4.2 降水量演變規(guī)律

3站1987―2012年降水基本在均值線上下波動(dòng)?；旧鲜敲?0年1次低降水（谷值）、1次高降水（峰值）。年降水的峰值一般在200～300 mm，降水量谷值在100 mm以下。最大值和最小值之間波動(dòng)比較大。

4.3 引水量演變規(guī)律

1980年以來(lái)，青銅峽灌區(qū)的引水量呈逐步遞增趨勢(shì)，到1999年達(dá)到68.7億m3，1999年以后引水量呈明顯下降趨勢(shì)，并在2003年降至近年來(lái)的最小值40.6億m3。從年代平均引水量來(lái)看，20世紀(jì)80―90年代，平均引水量逐步增加，分別為56.0億、63.9億m3，21世紀(jì)后平均引水量大幅度回落至50.3億m3。

從年內(nèi)各月引水量來(lái)看，青銅峽灌區(qū)引水量主要在每年的4―11月。其中5―8月平均引水流量在360 m3/s以上。從20世紀(jì)80―90年代，4―8月、11月平均引水量呈增加趨勢(shì)；21世紀(jì)以來(lái)，除4月平均引水量增加外，其他各月引水量均有所減少。

4.4 排水量演變規(guī)律

1980年以來(lái)，青銅峽灌區(qū)總排水量呈現(xiàn)3個(gè)階段：緩慢增長(zhǎng)期（1980―1998年）、快速減小期（1998―2003年）、緩慢減小期（2003―2012年）。在1998年達(dá)到歷史最大值34.8 億m3，之后在2003年急劇下降到近40年的最小值15.9億m3。

從年代變化來(lái)看，非灌溉期1―3月、12月排水量呈緩慢增加趨勢(shì)，灌溉期各月排水量受引水量減少影響，1990―1999年達(dá)到高峰后，2000―2012年排水量明顯減少，其中 5―9月排水量下降都在40%以上。

5 參考文獻(xiàn)

[1] 姜秀芳，張霞，張欽武，等.青銅峽灌區(qū)引黃用水與地下水位響應(yīng)關(guān)系分析[J].水資源與水工程學(xué)報(bào)，2012，23（4）：148-150.

[2] 王浩，秦大庸，陳曉軍.水資源評(píng)價(jià)準(zhǔn)則及其計(jì)算口徑[J].水利水電技術(shù)，2004（2）：1-4.

[3] 張濟(jì)世，陳仁升，呂世華，等.物理水文學(xué)―水循環(huán)物理過(guò)程[M].鄭州：黃河水利出版社，2007.

[4] 韓葉珍.基于變化環(huán)境的灌區(qū)地下水動(dòng)態(tài)時(shí)空變異規(guī)律研究[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2010.

[5] 楊志勇，胡勇，袁矗等.井灌區(qū)水循環(huán)研究進(jìn)展[J].灌溉排水學(xué)報(bào)，2015（3）：56-60.

[6] 王彩鴿.涇惠渠灌區(qū)水循環(huán)特征及其主要驅(qū)動(dòng)因素研究[J].水利與建筑工程學(xué)報(bào)，2015（4）：173-177.

[7] 黃曉榮.灌區(qū)水循環(huán)模擬研究進(jìn)展[J].水資源與水工程學(xué)報(bào)，2010（2）：53-55.

篇8

[關(guān)鍵詞]地質(zhì)災(zāi)害 耦合作用 內(nèi)外動(dòng)力

[中圖分類號(hào)] F416.1 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2013）-11-191-1

一直以來(lái)，地質(zhì)災(zāi)害都是影響社會(huì)進(jìn)步和發(fā)展的重要災(zāi)害類型，其中，滑坡災(zāi)害則是最嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害類型，滑坡在我國(guó)分布最廣，危害最嚴(yán)重，每年都會(huì)造成大量的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。人們?cè)谶^(guò)去總是孤立地對(duì)重大地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行研究，沒(méi)有把地質(zhì)災(zāi)害和地質(zhì)環(huán)境相融合在自然演變的整個(gè)系統(tǒng)中進(jìn)行全面的研究。

近年來(lái)，對(duì)地球內(nèi)外力作用尤其是氣候變化與小面積滑坡之間的關(guān)系的研究十分火熱，研究者充分認(rèn)識(shí)到了內(nèi)外動(dòng)力耦合作用對(duì)重大地質(zhì)災(zāi)害形成原因的影響，卻沒(méi)有大量的定量研究，缺乏有力依據(jù)。

1地質(zhì)災(zāi)害的空間分布與內(nèi)外動(dòng)力作用的關(guān)系

1.1滑坡空間分布特征

滑坡在空間上的分布有沒(méi)有規(guī)律是研究滑坡形成原因和內(nèi)外動(dòng)力作用之間關(guān)系的重要依據(jù)。某地庫(kù)區(qū)水量豐富，洪水多發(fā)于7月到8月，其滑坡、崩塌大約260個(gè)，總量約16× 立方米。該庫(kù)區(qū)的主要破壞形式為滑坡，且大型滑坡居多。

該庫(kù)區(qū)的滑坡分布具有非常顯著的地域特征，某些地段的大中型滑坡密集存在，而有些地區(qū)則鮮有滑坡。這一特性與地層巖性以及它的組合相關(guān)性極大。從巖性組合的角度來(lái)看，滑坡的發(fā)生主要是相對(duì)軟弱的層狀巖層中，尤其是軟硬相問(wèn)的層狀碎屑巖，其破壞變形比較強(qiáng)烈，而強(qiáng)度較低的巖種在該區(qū)廣泛分布。

岸坡對(duì)滑坡的分布和發(fā)育的程度起到了直接控制的作用，能夠綜合體現(xiàn)地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造等。

1.2滑坡發(fā)育時(shí)間特征

通過(guò)研究古老的滑坡發(fā)生的時(shí)間以及地質(zhì)構(gòu)造的運(yùn)動(dòng)歷史等關(guān)系來(lái)分析滑坡發(fā)育時(shí)間和內(nèi)外動(dòng)力耦合的關(guān)系。很多地區(qū)發(fā)生滑坡等地質(zhì)災(zāi)害都與地震發(fā)生的頻率有關(guān)，因此，地震是促使滑坡的重要原因之一。

2地質(zhì)災(zāi)害形成的內(nèi)外動(dòng)力耦合作用機(jī)制

2.1外動(dòng)力耦合作用下滑帶形成機(jī)制

滑帶的形成能夠直接對(duì)基巖順層滑坡的發(fā)育、發(fā)生、復(fù)活和解題進(jìn)行控制，其演變也對(duì)滑坡的穩(wěn)定與否起著決定性作用。盡管對(duì)于不同區(qū)域滑坡的滑帶有大量的研究，但是卻很少有人對(duì)地球內(nèi)外動(dòng)力耦合作用下滑帶的形成機(jī)制進(jìn)行研究。下面以某庫(kù)區(qū)的滑坡為例，研究滑帶形成的內(nèi)外動(dòng)力耦合作用機(jī)制。

該庫(kù)區(qū)長(zhǎng)約600km，其水系以長(zhǎng)江為主，水量充沛，且雨季常發(fā)洪水。大氣降水會(huì)直接誘發(fā)滑坡發(fā)生?；聟^(qū)內(nèi)雨量豐富，雨季大雨和暴雨的時(shí)常發(fā)生，這是滑坡形成的主要外部條件。

據(jù)調(diào)查訪問(wèn)，1982―07大暴雨過(guò)程中在滑坡后緣酒廠一帶發(fā)生過(guò)突水.附近地面產(chǎn)生過(guò)蠕滑，這證明大暴雨對(duì)滑坡的形成與復(fù)活起著重要的作用。

其次，由于地層沉積時(shí)的古氣候特征、區(qū)域的結(jié)構(gòu)、沉積的物質(zhì)等都對(duì)地層巖性起著控制作用，所以對(duì)于地層巖性來(lái)說(shuō)，地層的沉積環(huán)境十分重要。

該庫(kù)區(qū)的潮濕氣候下淡水湖沉積巖層的物理力學(xué)性質(zhì)較差于干熱氣候狀況下的泛濫平原相沉積巖層的物理力學(xué)性，軟硬互層的結(jié)構(gòu)由沉積特征形成。其滑坡災(zāi)害的主要滑面大多數(shù)在軟硬互層間的軟巖中發(fā)育，所以，該庫(kù)區(qū)的滑坡滑帶廣泛發(fā)育的沉積學(xué)基礎(chǔ)是淡水湖相沉積和泛濫平原相沉積。

進(jìn)而，層間剪切帶是因?yàn)閷娱g軟巖在受到構(gòu)造運(yùn)動(dòng)之后，巖層會(huì)發(fā)射管傾斜，層間軟巖和硬巖會(huì)發(fā)生應(yīng)力集中在一起，經(jīng)過(guò)多次構(gòu)造，層間軟巖連接結(jié)構(gòu)就會(huì)受到破壞從而形成的。層間剪切帶的結(jié)構(gòu)在重力地質(zhì)作用下會(huì)再次遭受破壞，那么地下水循環(huán)的空間就逐步擴(kuò)大了。

最后地下水的動(dòng)力作用能夠增多層間剪切帶的含水量，致使其結(jié)構(gòu)松散，繼而泥化最后形成泥化夾層。泥化夾層的物理力學(xué)性質(zhì)不斷變化，在經(jīng)受剪切變形之后就形成了滑帶。

該庫(kù)區(qū)滑帶是由層間軟巖、層間剪切帶、泥化夾層和滑帶這四個(gè)階段逐漸形成的，內(nèi)外動(dòng)力耦合作用致使這四個(gè)階段的發(fā)生。

2.2滑坡形成的內(nèi)外動(dòng)力耦合作用機(jī)制

某滑帶是在侏羅系下統(tǒng)的黑色頁(yè)巖中發(fā)育的，其在侏羅紀(jì)早期屬于內(nèi)陸河湖，砂巖和泥巖互層的地層層序在干濕循環(huán)的氣候下沉積，在一定程度的溫度和壓力下，在砂泥沉積層的縫隙中的水逐漸排出，形成了砂泥巖互層的地層結(jié)構(gòu)。

而后，經(jīng)過(guò)多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，該巖層剪切帶不斷形成并演變，最后，該區(qū)的黑色頁(yè)巖形成了疏松結(jié)構(gòu)的層間剪切帶。受暖濕氣候影響，剪切區(qū)的結(jié)構(gòu)遭到再次破壞，顆粒不斷分散，縫隙較小，最后發(fā)生泥化。

3小結(jié)

滑坡的形成及演變受地殼抬升、斷層的活動(dòng)和地震等內(nèi)動(dòng)力作用影響很大，氣候變化作為一種外動(dòng)力作用，對(duì)地形地貌等外部環(huán)境的影響也十分重大。根據(jù)調(diào)查研究可知，內(nèi)外動(dòng)力耦合作用是滑坡廣泛發(fā)生的重要原因。層間軟巖、層間剪切帶、泥化夾層和滑帶是滑坡滑帶形成并進(jìn)行演變的4個(gè)階段，那么其形成條件為：滑帶的沉積學(xué)物質(zhì)基礎(chǔ)離不開(kāi)淡水湖相沉積以及泛濫平原相沉積，滑帶的發(fā)育條件需要軟硬兼?zhèn)涞膸r層層序，而滑帶的形成內(nèi)動(dòng)力則是多次的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，最后，滑帶的外部?jī)?nèi)動(dòng)力為暖濕的氣候環(huán)境以及重力地質(zhì)的作用力。

另外，在特殊的沉積相等條件下，滑坡的發(fā)育需要經(jīng)歷以下幾個(gè)步驟：軟硬兼?zhèn)涞牡貙咏Y(jié)構(gòu)和層間軟巖形成之后，在多次偶早運(yùn)動(dòng)之后，受剪切作用的影響形成層間剪切帶，而后，受暖濕氣候的影響，地下水動(dòng)力作用巨大，致使層間剪切帶逐漸泥化繼而形成泥化夾層，這些都是內(nèi)外動(dòng)力耦合作用的結(jié)果。

總之，必須加快對(duì)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的研究，為人們的生活質(zhì)量提供基礎(chǔ)保障。

參考文獻(xiàn)

[1]李孝平，王世梅，王卓娟，等.千將坪滑坡非飽和土土一水特征曲線試驗(yàn)研究[J].三峽大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007（01）.

篇9

志之一，多少年來(lái)，吸引著人類無(wú)數(shù)的目光。2005年5月，中國(guó)的科學(xué)家們?cè)僖淮蔚巧现榉?，完成了一系列的科考活?dòng)。

本期的“百科聚焦”我們邀請(qǐng)有關(guān)專家撰寫了珠峰科考的文章。但遺憾的是,直到發(fā)稿為止，關(guān)于珠峰海拔高度的最新精確數(shù)字，有關(guān)部門仍未公布。我們只好以文章先饗讀者，再追補(bǔ)有關(guān)的數(shù)字了。

屹立于喜馬拉雅山脈中段的世界最高峰――珠穆朗瑪峰，因其獨(dú)特的自然地理?xiàng)l件、復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造和舉世無(wú)雙的高度，有著極為重要的科學(xué)意義。自1959年我國(guó)已先后對(duì)珠峰地區(qū)進(jìn)行了3次較為系統(tǒng)的多學(xué)科綜合考察和多次的單項(xiàng)考察。然而，在近20年來(lái)全球增溫背景下，珠峰地區(qū)的環(huán)境變化仍是目前亟需研究的課題之一。所以今年開(kāi)展的對(duì)珠峰高度的測(cè)量以及對(duì)珠峰地區(qū)大氣物理、大氣化學(xué)成分、冰川變化、生物多樣性、生態(tài)與環(huán)境變化及地質(zhì)等方面的觀測(cè)研究，將是對(duì)以往歷次考察資料和成果的補(bǔ)充和升華，有助于認(rèn)識(shí)該地區(qū)大氣環(huán)境的基本特征以及在全球氣候變化中的作用；評(píng)估全球升溫對(duì)冰川變化的影響以及未來(lái)冰川變化的趨勢(shì)；研究全球變化條件下該地區(qū)30年來(lái)生態(tài)與環(huán)境變化過(guò)程以及生物多樣性特征；解釋生態(tài)與環(huán)境對(duì)氣候變化產(chǎn)生的響應(yīng)；了解珠峰高度變化的過(guò)程，進(jìn)而綜合評(píng)估珠峰地區(qū)對(duì)全球變化的響應(yīng)。

更為重要的是，珠峰科考將以點(diǎn)帶面，全面提升對(duì)整個(gè)青藏高原的科學(xué)研究水平。青藏高原被稱為除北極、南極之外的地球“第三極”，面積達(dá)250萬(wàn)平方千米，平均海拔近5000米，是全球海拔最高也極其獨(dú)特的一個(gè)地域單元。其隆升是印度和歐亞板塊在大約5000萬(wàn)年前碰撞的結(jié)果，并且伴隨著地殼的增厚和縮短，平均厚度是正常地殼厚度的兩倍，最大厚度達(dá)80千米，縮短量在1500千米～2500千米。上述這些地質(zhì)作用目前仍在進(jìn)行，并且伴隨著頻繁的地震和巖漿活動(dòng)。此外，青藏高原的隆起對(duì)亞洲乃至全球的氣候變化造成很大的影響：改變了行星風(fēng)系，引發(fā)了季風(fēng)，大氣降水發(fā)生了重組，使得亞洲的中央地域變干，而東部地域變得溫暖濕潤(rùn)，否則我國(guó)的華中地區(qū)應(yīng)與非洲的撒哈拉沙漠一樣干燥。從某種角度來(lái)看，整個(gè)亞洲的氣候、環(huán)境和生態(tài)與青藏高原的演化息息相關(guān)，因此，青藏高原形成演化研究具有極大的科學(xué)意義。

北半球大氣環(huán)境最佳監(jiān)測(cè)點(diǎn)

珠峰地區(qū)正是青藏高原特殊大氣過(guò)程集中表現(xiàn)的典型區(qū)域。喜馬拉雅山區(qū)的高海拔導(dǎo)致該地區(qū)與自由對(duì)流層大氣最為接近，使得該地區(qū)成為地面大氣與自由大氣間物質(zhì)能量交換的理想?yún)^(qū)域，同時(shí)也是監(jiān)測(cè)北半球大氣環(huán)境的最佳地點(diǎn)。平均海拔6000～7000米的山體通過(guò)山谷風(fēng)等多種大氣環(huán)流系統(tǒng)將青藏高原地面的大氣與其上空的自由大氣相聯(lián)系，對(duì)污染物質(zhì)的交換有重要的作用。因此，研究珠峰地區(qū)的局地環(huán)流系統(tǒng)對(duì)正確認(rèn)識(shí)喜馬拉雅山體在污染物分布、交換、遷移中的作用有非常重要的理論意義。

溫室氣體的增加已成為導(dǎo)致全球氣候變暖的主要原因。對(duì)大氣中各種溫室氣體的連續(xù)監(jiān)測(cè)已持續(xù)了近20年，但長(zhǎng)期以來(lái)全球取樣網(wǎng)站注重于海氣交換界面，而陸地系統(tǒng)一直被忽視。喜馬拉雅山復(fù)雜的地形和強(qiáng)烈的太陽(yáng)輻射形成了該地區(qū)獨(dú)特的大氣環(huán)流系統(tǒng)以及氣候和環(huán)境特征。由于大氣環(huán)流的作用，該地區(qū)的溫室氣體及大氣氣溶膠含量也在不斷地發(fā)生變化。此外，這一特殊的地理單元對(duì)于全球碳循環(huán)的貢獻(xiàn)及響應(yīng)如何，目前我們知之甚少，這也正是全球相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)家關(guān)注的焦點(diǎn)。

近年來(lái)，大氣中碳黑氣溶膠備受關(guān)注，主要是由于其具有重要的氣候、環(huán)境及生理學(xué)負(fù)面效應(yīng)。碳黑是大氣顆粒物中吸收太陽(yáng)輻射的主要成分，因此具有重要的直接輻射效應(yīng)。近地層大氣碳黑氣溶膠可以將直接吸收到的太陽(yáng)輻射能量，通過(guò)加熱周圍的空氣而轉(zhuǎn)化為空氣分子的內(nèi)能，增加地－氣系統(tǒng)對(duì)太陽(yáng)輻射能量的吸收，從而對(duì)大氣起增溫作用。由于碳黑氣溶膠與硫酸鹽氣溶膠的排放具有同源性，而且在大氣中以混合方式存在，通常在氣溶膠的輻射強(qiáng)迫作用研究中同時(shí)考慮這兩種氣溶膠。碳黑氣溶膠與硫酸鹽氣溶膠有外部混合和內(nèi)部混合兩種方式：當(dāng)以外部混合方式存在時(shí)，兩者的輻射強(qiáng)迫作用相反，并相互抵消；如以內(nèi)部混合方式存在，兩者物理化學(xué)形態(tài)相互影響，光學(xué)性質(zhì)變得更為復(fù)雜，并使得碳黑氣溶膠的光學(xué)吸收作用得到加強(qiáng)，從而在更大程度上削弱硫酸鹽氣溶膠的負(fù)輻射強(qiáng)迫作用。青藏高原發(fā)育有大量的冰川，又位于人類活動(dòng)的地理中心，那么，對(duì)冰芯及表層雪樣中碳黑提取分析及大氣的同步觀測(cè)，對(duì)碳黑與氣候變化的關(guān)系研究無(wú)疑具有積極的作用。

上世紀(jì)90年代，意大利科學(xué)家在珠峰南坡啟動(dòng)“金字塔”(Pyramid)計(jì)劃，已經(jīng)進(jìn)行了近10年的大氣和環(huán)境過(guò)程監(jiān)測(cè)研究。由于珠峰南北坡存在巨大的地理和環(huán)境特征差異，在珠峰北坡進(jìn)行大氣和環(huán)境過(guò)程觀測(cè)可以與“金字塔”計(jì)劃進(jìn)行對(duì)比研究，從而進(jìn)一步認(rèn)識(shí)珠峰地區(qū)在全球變化中的作用。因此，在珠峰地區(qū)進(jìn)行大氣與地表過(guò)程及溫室氣體和大氣氣溶膠含量綜合觀測(cè)研究，對(duì)于全面準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)青藏高原在全球變化中的作用及其對(duì)全球變化的響應(yīng)具有重要科學(xué)意義，同時(shí)也可以促進(jìn)人們正確認(rèn)識(shí)該地區(qū)的氣候和天氣災(zāi)害，提高氣候和天氣預(yù)報(bào)水平，為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

大陸動(dòng)力學(xué)研究天然實(shí)驗(yàn)室

近10年來(lái)，地球科學(xué)對(duì)各圈層相互作用的研究迅速增加，并特別注重構(gòu)造－氣候和地球表面過(guò)程之間相互作用的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。一方面是由于人們對(duì)全球變化的知識(shí)的渴求；另一方面是由于技術(shù)和理論的進(jìn)步。目前，在構(gòu)造－表面過(guò)程-氣候的耦合（耦合是指兩個(gè)或兩個(gè)以上主體之間相互作用，相互演變及其最后發(fā)展的結(jié)果）方面的研究不斷涌現(xiàn)成功實(shí)例，比如南美洲干濕變化－太平洋板塊的俯沖速率－南美高原的隆升－弧前盆地沉積速率變化的相互關(guān)系；我國(guó)東喜馬拉雅構(gòu)造結(jié)剝蝕速率與地殼熔融及高壓變質(zhì)作用的耦合等。但是總體說(shuō)來(lái)，該領(lǐng)域的研究在國(guó)際上也剛剛起步，關(guān)于構(gòu)造－表面過(guò)程－氣候三者反饋的機(jī)制，相互作用程度，相互作用的門檻，響應(yīng)時(shí)間等一系列最基本的理論問(wèn)題還無(wú)法回答。

以珠峰為代表的特高海拔地區(qū)是全球構(gòu)造作用最活躍的現(xiàn)代造山帶，這里每年的抬升速度約為10毫米；其南坡為恒河水系和前陸沉積盆地，同時(shí)珠峰地區(qū)也是冬夏季風(fēng)作用的場(chǎng)所，快速的巖石圈抬升，較強(qiáng)的降雨和恒河水系的巨大剝蝕造就了世界上最大的孟加拉灣海底沉積扇。因而，以珠峰為代表的高喜馬拉雅地區(qū)是研究構(gòu)造－氣候反饋?zhàn)饔米罾硐氲牡貐^(qū)之一，充分利用珠峰地區(qū)的優(yōu)勢(shì)，抓住構(gòu)造－氣候反饋研究在國(guó)際上剛剛開(kāi)展的契機(jī)，將使我國(guó)在未來(lái)各圈層相互作用研究方面占領(lǐng)制高點(diǎn)。

全球升溫背景下的冰川變遷

冰川資源作為一種動(dòng)態(tài)資源, 是隨著氣候變化而不斷變化的，表現(xiàn)為冰川厚度的增減，末端的前進(jìn)和后退，面積的擴(kuò)大和縮小。冰川的變化主要取決于冰川物質(zhì)平衡值的變動(dòng)。目前在東絨布冰川上已開(kāi)展了物質(zhì)平衡的觀測(cè)。本次考察對(duì)珠峰地區(qū)絨布冰川及其各支流冰川基本物理特征展開(kāi)進(jìn)一步的系統(tǒng)觀測(cè)，如冰川物質(zhì)平衡、冰體厚度、運(yùn)動(dòng)速度和冰川溫度等；對(duì)冰川進(jìn)退變化觀測(cè)，如通過(guò)航空攝影、GPS定位和雷達(dá)測(cè)厚等技術(shù)手段，并與前期相關(guān)資料進(jìn)行對(duì)比，獲得冰川形態(tài)、規(guī)模和儲(chǔ)量等的變化；最后建立氣候變化與冰川波動(dòng)之間的耦合關(guān)系并評(píng)估未來(lái)冰川資源的變化趨勢(shì)。

20世紀(jì)以來(lái), 隨著氣候變暖, 全球范圍內(nèi)的冰川開(kāi)始退縮。而90年代以來(lái), 冰川退縮強(qiáng)于20世紀(jì)的任何一個(gè)時(shí)期，而且冰川的退縮幅度急劇增加。強(qiáng)烈的冰川退縮導(dǎo)致了由冰川融水補(bǔ)給河流徑流量大增。適時(shí)正確評(píng)估冰川變化及其原因, 揭示冰川變化對(duì)冰川水資源及其河流徑流量的影響將具有重要科學(xué)和現(xiàn)實(shí)意義。

珠峰地區(qū)冰川也同時(shí)由于全球變暖而出現(xiàn)重大變化。1959～1960年的考察結(jié)果認(rèn)為，絨布冰川處于退縮狀態(tài)。1966～1968年考察中對(duì)比此前所測(cè)地形圖發(fā)現(xiàn)，中絨布冰川末端處于穩(wěn)定狀態(tài)，只是冰塔區(qū)不斷上移，其平均速度為6米/年，而東絨布冰川冰塔林下限在1959～1966年平均每年上移78米。實(shí)際上該冰川接近末端的一段區(qū)域?yàn)楸泶兏采w區(qū)，表磧的不斷增厚抑制了下伏冰的消融，特別是末端處表磧厚度可達(dá)數(shù)米，表磧之下的冰得到很好的保護(hù)。上游冰體則因消融增大而持續(xù)減薄，最后冰磧覆蓋區(qū)與上游斷開(kāi)成為死冰。因此，這是氣候持續(xù)變暖、冰川不斷退縮的反映，并非冰川真的處于穩(wěn)定狀態(tài)。

1997年中美聯(lián)合考察隊(duì)在珠峰絨布冰川考察期間采用GPS 技術(shù)對(duì)冰川末端位置進(jìn)行了測(cè)量，同1966～1968 年考察時(shí)的地形測(cè)繪結(jié)果對(duì)比，得出絨布冰川末端30年來(lái)的變化趨勢(shì)：中絨布冰川冰塔林下限退縮270米，東絨布冰川退縮170米，遠(yuǎn)東絨布冰川退縮230米，年平均退縮量分別為8.7米，5.5米和7.4米。

珠峰和希夏邦瑪峰地區(qū)的冰芯記錄已揭示了近2000年來(lái)氣候環(huán)境變化和南亞季風(fēng)的演化規(guī)律。該地區(qū)冰芯記錄與太陽(yáng)活動(dòng)、大氣環(huán)流等關(guān)系密切。同時(shí)冰芯積累量反映出20世紀(jì)60年代以來(lái)該地區(qū)降水的迅速減少。即使在這些高海拔地區(qū)，雪冰化學(xué)的研究也檢測(cè)到人類活動(dòng)對(duì)大氣環(huán)境的污染。因此，在珠峰地區(qū)展開(kāi)進(jìn)一步的雪冰現(xiàn)代過(guò)程研究，將是通過(guò)該地區(qū)冰芯記錄準(zhǔn)確重建氣候環(huán)境變化的基礎(chǔ)。

另一方面，冰川融水補(bǔ)給河流的水文觀測(cè)也可以評(píng)估冰川消融強(qiáng)弱的變化。本次考察中，在珠峰大本營(yíng)設(shè)立水文自動(dòng)觀測(cè)站，監(jiān)測(cè)絨布河水文特征，并同前期的觀測(cè)資料進(jìn)行對(duì)比分析，研究全球變暖情景下冰川融水補(bǔ)給河流的變化規(guī)律及其未來(lái)的變化趨勢(shì)。同時(shí)監(jiān)測(cè)冰川消融區(qū)冰面徑流場(chǎng)的消融深度，蒸發(fā)、輻射平衡及不同冰磧物的消融效應(yīng)，調(diào)查冰內(nèi)冰下排水系統(tǒng)，定量了解水分在各種時(shí)間尺度（時(shí)，日，季節(jié)）的過(guò)程，以確定冰川融水對(duì)河流的貢獻(xiàn)以及生態(tài)水文效應(yīng)，這將是珠峰乃至于喜瑪拉雅山北坡冰雪水循環(huán)的第一步，此前無(wú)人涉及。

獨(dú)一無(wú)二的環(huán)境本底

珠峰地區(qū)人類活動(dòng)稀少，是全球研究環(huán)境本底的關(guān)鍵地區(qū)之一。珠峰地區(qū)環(huán)境本底不僅具有南北極同等重要的科學(xué)價(jià)值，而在環(huán)境本底垂直分異特點(diǎn)為南北極所沒(méi)有，是全球獨(dú)一無(wú)二的。鑒于環(huán)境本底值研究與人類及生物的生存息息相關(guān)，該領(lǐng)域越來(lái)越被人們所重視。

1975年珠峰綜合考察取得了大量的基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)，得出了初步的研究成果，表明珠峰地區(qū)土壤重金屬含量較低，不超過(guò)土壤中重金屬自然本底含量。雖然由于地帶性引起一定的差異，但土壤本身剖面變化卻顯示了本底狀況；人類活動(dòng)促進(jìn)了土壤的形成和發(fā)展，但未造成土壤重金屬的污染。對(duì)人發(fā)、青稞等生物的本底值測(cè)定表明：珠峰地區(qū)人發(fā)中的鉛、鎘、汞的含量均為正常狀態(tài)。1975年的考察，為研究珠峰地區(qū)的生態(tài)與環(huán)境變化提供了不可替代的重要參考和對(duì)比資料。30年來(lái)，珠峰地區(qū)土壤與生物環(huán)境背景值是否發(fā)生改變、改變程度與動(dòng)因、趨勢(shì)如何等問(wèn)題急待回答。

獨(dú)特的自然條件造就了珠峰地區(qū)較為完整的垂直自然帶。在珠峰地區(qū)，地質(zhì)、地貌等非地帶性因素的作用遠(yuǎn)比地帶性因素要強(qiáng)烈得多。在這種特殊的過(guò)程與環(huán)境條件中，生物可能以基因的特殊變異和生理生態(tài)的某些性質(zhì)的改變與之相適應(yīng)，形成了適于各自然帶中的特殊生命特征與現(xiàn)象。

篇10

摘要：干旱區(qū)流域水資源短缺與生態(tài)惡化問(wèn)題日趨嚴(yán)重，水文-生態(tài)過(guò)程耦合分析與模擬問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)干旱區(qū)流域水安全與生態(tài)安全亟待解決的核心科學(xué)問(wèn)題。在總結(jié)國(guó)內(nèi)外水文-生態(tài)過(guò)程耦合研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，探討當(dāng)前干旱區(qū)流域水文-生態(tài)過(guò)程耦合研究面臨的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，初步提出干旱區(qū)流域水文-生態(tài)過(guò)程耦合研究框架，包括水文-生態(tài)過(guò)程的作用機(jī)制、耦合關(guān)系和耦合模擬研究，旨在為干旱區(qū)流域水文-生態(tài)耦合研究提供參考。

關(guān)鍵詞：干旱區(qū)流域；水文-生態(tài)過(guò)程；作用機(jī)制；耦合關(guān)系；耦合模擬

中圖分類號(hào)：TV11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-1683（2012）01-0102-04

Discussion of Research Framework of Coupled Analysis and Simulation of Hydro-ecological Processes in Arid Watersheds

ZUO Qi-ting1,GUO Li-jun2,PING Jian-hua1,LIANG Shi-kui1

(1.Center for Water Science Research,Zhengzhou University,Zhengzhou 450001,China；

2.Xinjiang Survey and Design Institute of Water Resources and Hydropower,Urumqi 830000,China)

Abstract:The shortage of water resources and the deterioration of ecosystem have become increasingly serious in the arid watersheds.Coupled analysis and simulation of the hydro-ecological processes are believed to be a core science to realize the water and ecological safety in the arid watersheds.This paper summarized the current worldwide research progress of the hydro-ecological processes,discussed the key scientific problems in the hydro-ecological processes at present,and proposed the research framework for the coupled analysis of the hydro-ecological processes in the arid watersheds,including the mechanism,coupled relationship and simulation of the hydro-ecological process.This framework can provide references for the research of coupled hydro-ecological processes in the arid watersheds.

Key words:arid watersheds；hydro-ecological processes；mechanisms；coupled relationship；coupled simulation

水是干旱區(qū)最為稀缺的資源，不僅是制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵因素，也是維系生態(tài)系統(tǒng)健康的關(guān)鍵因子。干旱區(qū)水資源匱乏，生態(tài)脆弱，由水資源開(kāi)發(fā)利用引起的綠洲萎縮、沙塵暴肆虐、土壤鹽漬化等生態(tài)問(wèn)題日益凸顯。干旱區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)用水的快速增長(zhǎng)及其對(duì)生態(tài)用水的嚴(yán)重?cái)D占，使水資源短缺與生態(tài)退化成為實(shí)現(xiàn)干旱區(qū)流域可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵障礙。

在干旱區(qū)，水資源系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)之間相互聯(lián)系、相互影響。僅僅獨(dú)立地研究區(qū)域/流域水文過(guò)程或生態(tài)過(guò)程，不能系統(tǒng)地揭示水與自然生態(tài)相互作用的客觀規(guī)律，也難以解決淡水資源短缺、水質(zhì)惡化和生物多樣性減少等生態(tài)問(wèn)題。針對(duì)干旱區(qū)流域水資源短缺與生態(tài)惡化問(wèn)題，綜合考慮水文要素與生態(tài)要素的關(guān)聯(lián)，研究水文過(guò)程和生態(tài)過(guò)程相互作用的物理和化學(xué)機(jī)制，尋求對(duì)生態(tài)有利、水資源可持續(xù)利用的管理方式是當(dāng)前亟待開(kāi)展的核心研究問(wèn)題［1-2］。《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）》明確提出要加強(qiáng)尤其是要加強(qiáng)干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題研究，其中“水文-生態(tài)過(guò)程作用機(jī)制的研究和水文生態(tài)綜合集成研究”是綱要的優(yōu)先主題［3］?？梢?jiàn)，干旱區(qū)流域水文-生態(tài)過(guò)程耦合分析與模擬研究正面臨著國(guó)家重大需求的歷史機(jī)遇。

1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

水文過(guò)程與生態(tài)過(guò)程耦合研究是現(xiàn)代水文科學(xué)最為活躍的領(lǐng)域之一［4-5］。國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃的“水循環(huán)的生物圈方面（BAHC）”和國(guó)際教科文組織（UNESCO）的國(guó)際水文計(jì)劃（IHP）等國(guó)際研究計(jì)劃以認(rèn)識(shí)陸地生態(tài)系統(tǒng)與區(qū)域水文過(guò)程的耦合機(jī)制為核心內(nèi)容［6］。

1.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀

20世紀(jì)50-60年代，Petts等通過(guò)研究河渠、河網(wǎng)、集水區(qū)的形成與演化開(kāi)展了最初的水文-生態(tài)研究［7］。早期的水文-生態(tài)研究大多是在濕地、水陸過(guò)渡帶等水生生態(tài)系統(tǒng)開(kāi)展水文-生態(tài)的耦合特征研究。自20世紀(jì)80年代起，水文-生態(tài)研究的范圍開(kāi)始轉(zhuǎn)向陸地水域、水陸交錯(cuò)帶、森林和干旱區(qū)等水文過(guò)程和生態(tài)過(guò)程耦合作用的敏感區(qū)。國(guó)際上許多學(xué)者在這些區(qū)域開(kāi)展了深入的研究工作。

1.1.1 干旱區(qū)水文-生態(tài)過(guò)程作用關(guān)系研究

目前，有關(guān)干旱區(qū)水文-生態(tài)過(guò)程作用關(guān)系的研究，多是從單一方面的效應(yīng)研究入手，即水文變化的生態(tài)效應(yīng)或生態(tài)變化對(duì)水文過(guò)程的影響效應(yīng)，缺乏系統(tǒng)的、綜合的耦合研究。

在“水文變化的生態(tài)效應(yīng)”方面，Klijin等（1999）指出可以利用水的流量、流速等水文要素對(duì)生境進(jìn)行重塑并控制植被群落［8］；Garcia等（2000）指出水文過(guò)程可以調(diào)整配置景觀內(nèi)的“流”（包括營(yíng)養(yǎng)物、污染物、礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)），水質(zhì)的惡化和水位（特別是地下水淺水位）變化、水化學(xué)特征及其變化，影響植物的群落結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)、分布和演替［9］；Dakova等（2000）、Snyder 等（2006）認(rèn)為水文過(guò)程可以通過(guò)多種水文要素，如水文、水力影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在淡水生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的分布與富集；干旱、半干旱區(qū)降水事件引起的土壤水分與養(yǎng)分等資源的脈動(dòng)，深刻影響著植物生活史、種群動(dòng)態(tài)、群落變化、入侵恢復(fù)以及生態(tài)系統(tǒng)流［10-11］。

在“生態(tài)變化對(duì)水文過(guò)程的影響效應(yīng)”方面，Glaser等（1990）研究了植被對(duì)水化學(xué)和水文梯度的影響，指出植被對(duì)水化學(xué)梯度很敏感，水化學(xué)梯度（主要是pH值和Ca含量）對(duì)植被群落演替具有重要作用［12］；Bromley等（1997）指出大尺度上，大面積自然植被的破壞，特別是熱帶雨林的破壞可能造成降水量的減少，并改變整個(gè)區(qū)域的水文循環(huán)模式［13］； Armando等（2007）指出影響水文過(guò)程的最顯著的土地利用變化之一是植被變化［14］；Amenu等（2008）認(rèn)為植被能夠通過(guò)根系的水力重分布機(jī)制傳輸土壤水，從而改變表層土壤水分和深層土壤水分的分布，并影響水文過(guò)程［15］。

1.1.2 水文-生態(tài)過(guò)程模擬研究

水文生態(tài)模型是在揭示區(qū)域水文過(guò)程機(jī)理的基礎(chǔ)上，建立的模擬預(yù)測(cè)水文生態(tài)耦合作用關(guān)系和演變趨勢(shì)的模型，近年來(lái)成為水文-生態(tài)研究的熱點(diǎn)。在水文生態(tài)模型的構(gòu)建上，德國(guó)、澳大利亞、荷蘭等國(guó)走在世界前列，探索開(kāi)發(fā)了SWM模型、TOPOG模型和DEMNAT模型等諸多水文生態(tài)模型。

目前，國(guó)際上成功開(kāi)發(fā)并應(yīng)用的水文生態(tài)模型主要有：① 德國(guó)開(kāi)發(fā)的SWM模型，可用于模擬水文、植被生長(zhǎng)、侵蝕、養(yǎng)分（N和P）等過(guò)程，主要適用于中尺度（100~10 000 km2）或同數(shù)量級(jí)尺度地區(qū)的水文-生態(tài)過(guò)程［16］；② 澳大利亞開(kāi)發(fā)的TOPOG模型，是基于地形分析的小流域水文模型，用于模擬流域瞬時(shí)水文及其對(duì)流域植被變化的響應(yīng)、植被生長(zhǎng)及其對(duì)水量平衡的影響等［17］；③ 荷蘭開(kāi)發(fā)的國(guó)家生態(tài)水文預(yù)測(cè)模型DEMNAT及陸地生態(tài)系統(tǒng)水文影響評(píng)價(jià)模型ITORS。DEMNAT主要用于模擬水文變化的生態(tài)效應(yīng)，在全國(guó)和區(qū)域尺度上表現(xiàn)良好［18］。ITORS可描述植物種群和生境因子（如土壤、地下水和土地管理）之間的相互關(guān)系，可用來(lái)評(píng)價(jià)人類活動(dòng)引起環(huán)境變化條件下的植物種群響應(yīng)機(jī)制［19］；④ ICHORS生態(tài)水文模型，可用于預(yù)測(cè)化學(xué)和水文生物因子對(duì)植物種群響應(yīng)的影響；⑤ 包含了部分生態(tài)分析功能的具有代表性的分布式水文模型（MIKESHE、SWAT、HYDROGEOSHPERE等）。

當(dāng)前，國(guó)際水文-生態(tài)過(guò)程耦合分析與模擬研究總的趨勢(shì)為：不再是獨(dú)立地研究區(qū)域水文過(guò)程或生態(tài)過(guò)程，而是耦合水文-生態(tài)過(guò)程并放到區(qū)域、流域尺度，從水文-生態(tài)過(guò)程的作用機(jī)制及耦合關(guān)系進(jìn)行綜合研究。

1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

近10年來(lái)，我國(guó)開(kāi)始重視水文-生態(tài)過(guò)程的耦合研究，主要側(cè)重于干旱區(qū)、濕地、森林生態(tài)系統(tǒng)局部尺度上土壤-植被-大氣傳輸中水與植被的相互影響。由于我國(guó)西北干旱區(qū)水資源短缺與生態(tài)退化問(wèn)題較為突出，在干旱區(qū)水文-生態(tài)過(guò)程耦合研究中取得的成果較多。

1.2.1 干旱區(qū)水文-生態(tài)過(guò)程作用關(guān)系研究

目前，此方面研究主要側(cè)重于研究植被結(jié)構(gòu)與功能變化對(duì)水文過(guò)程變化的響應(yīng)，土地利用/覆被變化對(duì)水文過(guò)程變化的響應(yīng)以及植被與地下水的相互作用。國(guó)家“九五”科技攻關(guān)計(jì)劃《西北地區(qū)水資源合理開(kāi)發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究》初步揭示了干旱區(qū)水分-生態(tài)相互作用機(jī)理［20］；陳亞寧等（2003）分析了塔里木河下游斷流河道地下水埋深對(duì)天然植被的組成、分布及長(zhǎng)勢(shì)的影響［21］；張麗等（2004）分析了干旱區(qū)地下水位、土壤鹽分對(duì)植被覆蓋度、頻度的影響［22］；左其亭（2006）分析了博斯騰湖向塔里木河下游實(shí)施生態(tài)應(yīng)急輸水效果以及對(duì)下游生態(tài)環(huán)境的影響［23］；周可法等（2006）探討了干旱區(qū)人類過(guò)度利用上游河水對(duì)下游生態(tài)環(huán)境的脅迫機(jī)理［24］；王水獻(xiàn)等（2011）研究了焉耆盆地的地下水埋深與土壤鹽堿化、植被生長(zhǎng)與潛水蒸發(fā)的相互關(guān)系［25］。

1.2.2 水文-生態(tài)過(guò)程模擬研究

在水文-生態(tài)過(guò)程模擬研究方面，我國(guó)學(xué)者也做了大量的研究工作。比如，穆宏強(qiáng)等（2001）研究了分布式流域水文生態(tài)模型的建模理論［26］；羅毅（2001）等建立了模擬農(nóng)田SPAC系統(tǒng)（土壤-植被-大氣連續(xù)體中）的水、熱、CO2通量和光合作用的模型（CropS模型）［27］；莫興國(guó)等（2001）基于陸地生態(tài)系統(tǒng)能量收支、水文循環(huán)和碳氮循環(huán)開(kāi)發(fā)了植被界面過(guò)程的生態(tài)水文動(dòng)力學(xué)模型（VIP模型）［28］；左其亭等（2002）提出了“多箱模型方法”，建立了陸面水量-水質(zhì)-生態(tài)耦合模型［29］；趙成義等（2003）建立了內(nèi)陸河流域二維地下水運(yùn)動(dòng)模擬模型，研究?jī)?nèi)陸河流域植被變化與地下水運(yùn)動(dòng)［30］；方創(chuàng)琳等（2004）根據(jù)黑河流域生態(tài)、生產(chǎn)和生活三系統(tǒng)相互作用形成的水-生態(tài)-經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展耦合關(guān)系，建立了黑河流域水-生態(tài)-經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展耦合模型［31］；劉昌明等（2009）開(kāi)發(fā)了分布式生態(tài)水文模型EcoHAT，包括水分循環(huán)、營(yíng)養(yǎng)元素循環(huán)和植物生長(zhǎng)三大部分［32］。

總體來(lái)看，我國(guó)干旱區(qū)流域水文-生態(tài)過(guò)程耦合分析與模擬研究目前還處于理論和方法體系探索階段。水文-生態(tài)過(guò)程的作用機(jī)制研究不夠深入，水文-生態(tài)過(guò)程耦合模擬研究還比較缺乏，已建立的水文生態(tài)模型多借鑒生態(tài)學(xué)、水文學(xué)以及其它學(xué)科的模型。

2 關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題

從國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀來(lái)看，干旱區(qū)流域水文-生態(tài)過(guò)程的耦合分析與模擬研究越來(lái)越受到人們的重視，但水文-生態(tài)過(guò)程的耦合研究仍面臨著以下關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。

① 干旱區(qū)流域水文-生態(tài)過(guò)程的作用機(jī)制是什么？

干旱區(qū)流域生態(tài)系統(tǒng)與水文系統(tǒng)相互影響、相互作用，水文情勢(shì)變化如何改變流域生態(tài)格局，生態(tài)演變?nèi)绾斡绊懰倪^(guò)程？植被面積、長(zhǎng)勢(shì)與水文條件（地表水、土壤水、地下水、人工引水）之間的關(guān)系（規(guī)律、機(jī)制、原理）如何？總體來(lái)說(shuō)，水文-生態(tài)過(guò)程的作用機(jī)制還不明確，這是水文-生態(tài)過(guò)程耦合研究的重要基礎(chǔ)，是亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

② 干旱區(qū)流域水文-生態(tài)過(guò)程有哪些耦合關(guān)系？如何模擬其相互作用？

當(dāng)前的分布式水文模型（具有代表性的MIKESHE、SWAT、HYDROGEOSHPERE等），包含或增加了部分生態(tài)分析功能，主要是描述生態(tài)格局與變化形成的水文機(jī)制和過(guò)程，難以反映出生態(tài)過(guò)程對(duì)水文過(guò)程變化的響應(yīng)作用，即仍缺乏定量模擬基于水文機(jī)制下的生態(tài)格局與響應(yīng)。因此，針對(duì)干旱區(qū)以“耗散”為主要特征的水文-生態(tài)過(guò)程，構(gòu)建分布式水文生態(tài)模型，是水文-生態(tài)過(guò)程耦合研究的核心問(wèn)題。

3 水文-生態(tài)過(guò)程耦合研究框架

根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和干旱區(qū)流域水文-生態(tài)過(guò)程的相互作用，總結(jié)得出干旱區(qū)流域水文-生態(tài)過(guò)程耦合分析與模擬的研究框架（見(jiàn)圖1），主要內(nèi)容包括以下方面。

3.1 水文-生態(tài)過(guò)程演變趨勢(shì)與作用機(jī)制研究

① 水文過(guò)程演變趨勢(shì)研究。選取典型研究區(qū)，收集研究區(qū)的水文、生態(tài)等資料，建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。根據(jù)流域水資源開(kāi)發(fā)利用歷史，對(duì)比分析流域水文過(guò)程變化趨勢(shì)及影響因素，主要包括：揭示研究區(qū)的水質(zhì)、水量變化特征，分析氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)流域水循環(huán)系統(tǒng)、水化學(xué)系統(tǒng)的影響作用，建立干旱區(qū)流域水循環(huán)系統(tǒng)演變模式。

② 生態(tài)過(guò)程演變趨勢(shì)研究?；赗S技術(shù)，根據(jù)流域植被覆蓋、土地利用結(jié)構(gòu)、生態(tài)格局演變歷史，對(duì)比分析流域生態(tài)系統(tǒng)演變趨勢(shì)，重點(diǎn)分析與水資源開(kāi)發(fā)利用密切關(guān)聯(lián)的生態(tài)系統(tǒng)演變趨勢(shì)及影響因素。

③ 水文-生態(tài)過(guò)程作用機(jī)制研究?；诹饔蛩摹⑸鷳B(tài)過(guò)程演變趨勢(shì)，分析流域水文過(guò)程變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的脅迫與驅(qū)動(dòng)機(jī)制，包括水資源開(kāi)發(fā)利用引起的土地利用/植被覆蓋變化、植被多樣性變化等；分析生態(tài)格局與功能演變對(duì)流域水文過(guò)程的影響。

3.2 水文-生態(tài)過(guò)程耦合關(guān)系研究

3.2.1 “多水耦合”研究

水循環(huán)把水圈中的所有水體聯(lián)系在一起，包括大氣水、地表水、地下水、土壤水以及構(gòu)成自然界的水。根據(jù)水循環(huán)機(jī)理和水平衡原理，研究“大氣水-地表水-地下水-土壤水-植物水”五水的相互作用和相互轉(zhuǎn)化過(guò)程，分析流域水文-生態(tài)過(guò)程的多水耦合作用機(jī)制。

3.2.2 “多場(chǎng)耦合”研究

在干旱區(qū)，地下水是陸生植被生存的重要來(lái)源，植被結(jié)構(gòu)和功能與地下水滲流場(chǎng)、水化學(xué)場(chǎng)及溫度場(chǎng)之間存在互饋關(guān)系。根據(jù)“滲流場(chǎng)-水化學(xué)場(chǎng)-溫度場(chǎng)”三場(chǎng)之間的相互作用關(guān)系和影響，分析水文-生態(tài)過(guò)程的耦合關(guān)系。耦合模擬地下水滲流場(chǎng)、水化學(xué)場(chǎng)和溫度場(chǎng)，分析“三場(chǎng)”的時(shí)空變化特征及互饋關(guān)系，進(jìn)而分析“三場(chǎng)”與植被之間的相互作用關(guān)系。

3.2.3 “多系統(tǒng)耦合”研究

按植被類型研究其對(duì)地表水、土壤水、地下水的依賴；分析植被依賴地表水、土壤水、地下水(水質(zhì)、水位和水量)的程度；確定不引起植被功能發(fā)生大的改變的水資源變量(地表水資源和地下水資源)的安全變化范圍；計(jì)算維護(hù)植被功能不發(fā)生大的改變的條件下能開(kāi)發(fā)利用的水資源量(地表水資源和地下水資源)。

3.3 水文-生態(tài)過(guò)程耦合模擬研究

3.3.1 水循環(huán)模擬研究

模擬干旱區(qū)流域水循環(huán)過(guò)程，包括蒸發(fā)蒸騰、融雪、坡面流、非飽和流、河流和湖泊、地下水流及其之間的相互作用；模擬水流運(yùn)動(dòng)過(guò)程和水量轉(zhuǎn)化過(guò)程、溶質(zhì)（主要是鹽分）和熱的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程。

3.3.2 水文過(guò)程與生態(tài)過(guò)程作用關(guān)系模擬研究

設(shè)計(jì)不同的變化環(huán)境情景（氣候變化和人類活動(dòng)），模擬植被結(jié)構(gòu)和功能與水文循環(huán)的相互影響，即水文過(guò)程和生態(tài)過(guò)程的相互作用。

3.3.3 構(gòu)建分布式水文生態(tài)模型

基于GIS平臺(tái)，以“耗散”為主要特點(diǎn)，進(jìn)行水文過(guò)程與生態(tài)過(guò)程的尺度轉(zhuǎn)換，建立水文過(guò)程與生態(tài)過(guò)程的概念模型，并遴選參數(shù)。通過(guò)模型參數(shù)傳遞將水文模型與生態(tài)模型相耦合，建立分布式水文生態(tài)模型，模擬不同情景下水文-生態(tài)過(guò)程的相互作用。

4 結(jié)語(yǔ)

干旱區(qū)流域水文系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)相互作用、相互影響，水文-生態(tài)過(guò)程的耦合分析與模擬是干旱區(qū)亟待開(kāi)展的核心研究。針對(duì)干旱區(qū)以“耗散”為主要特點(diǎn)的綠洲平原區(qū)，本文從“多水耦合”、“多場(chǎng)耦合”、“多系統(tǒng)耦合”分析干旱區(qū)流域水文-生態(tài)過(guò)程耦合關(guān)系，探索干旱區(qū)流域水文-生態(tài)過(guò)程作用機(jī)制。

參考文獻(xiàn)（References）：

［1］ 宋長(zhǎng)青.冷疏影.21世紀(jì)中國(guó)地理學(xué)綜合研究的主要領(lǐng)域［J］.地理學(xué)報(bào)，2005，60（4）：546-552.（SONG Chang-qing,LENG Shu-ying.Some Important Scientific Problems of Integrative Study of Chinese Geography in 5 to 10 Years［J］.Acta Geographica Sinica.2005,60(4):546-552.(in Chinese)）

［2］ 夏軍,左其亭.國(guó)際水文科學(xué)研究的新進(jìn)展［J］.地球科學(xué)進(jìn)展，2006，21（3）：256-261.(XIA Jun,ZUO Qi-ting.Advances in International Hydrological Science Research［J］.Advances In Earth Science,2006,21(3):256-261.(in Chinese))

［3］ 程國(guó)棟，肖洪浪，徐中民，等.中國(guó)西北內(nèi)陸河水問(wèn)題及其應(yīng)對(duì)策略--以黑河流域?yàn)槔跩］.冰川凍土，2006，28（3）：406-413.( CHENG Guo-dong,XIAO Hong-lang,XU Zhong-min,et al.Water Issue and Its Countermeasure in the Inland River Basins of Northwest China--A Case Study in Heihe River Basin［J］.Journal of Glaciology and Geocryology.2006,28(3):406-413(in Chinese))

［4］ Covich A.Water and Ecosystems.In:P.H.Gleick,ed.Water in Crisis:A Guide to the World′s Fresh Water Resources［M］.New York:Oxford University,1993.

［5］ Liu C M.Analysis of Balance about Water Supply and Demand in the 21st Century of China:Ecological Water Resource Studying［J］.China Water Resources,1999 (10):18-20.

［6］ Zalewski M,Janauer G A,Jolankaj G.Ecohydrology:A New Paradigm for the Sustainable Use of Aquatic Resource［A］.In:Conceptual Back-ground,Working Hypothes is.Rational and Scientific Guidelines for the Implementation of IHP-V Project 2.3-2.4,Technical Document in Hydrology［C］.Paris:UNESCO,1997:55-80.

［7］ Petts G E,Bradley C.Hydrological and Ecological Interactions within River Corridors［J］.In:Wilby RL,Contemporary Hydrology,John Wiley and Sons,1997:241-271.

［8］ Klijn F,WitteJ-PM.Ecohydrology:Ground Water Flow and Site Factors in Plantecology［J］.Hydrogeology Journal,1999(7):65-77.

［9］ Garcia N F,Merino J.Pattern and Process in the Dune System of the Donana National Park［J］.In:vander Maarel,ed.Southwestern Spain:Dry Coastal Ecosystems,General Aspects,Elsevier,Amsterdam,2000:349-362.

［10］ Dakova SN Y,Uzonov D,Mandadjiev.Low Flow-the River Ecosystem's Limiting Factor［J］.Ecological Engneering,2000,16(l):167-174

［11］ Snyder K A,Tartowski S L.Multi-scale Temporal Variation in Water Availability:Implications for Vegetation Dynamics in Arid and Semi-arid Ecosystems［J］.Journal of Arid Environments,2006,65(2):219-234

［12］ Glaser P H,Janssens J A,Siegel D I.The Response of Vegetation to Chemieal and Hydrologieal Gradients in the Lost River Peatland,NorthernMinnesota［J］.Joumal of Eeology,1990,78(2):1021-1048

［13］ Bromley J,Brouwer J,Barker A P,et al.The Role Surface Water Redistribution in an Area of Patterned Vegetation in a Semi-arid Environment,Southwest Nirger［J］.Journal of Hydrology,1997(198):1-29

［14］ Armando M,Gerard G,Veerle V,et al.Runoff Generation in a Degraded and an Ecosystem Interaction of Vegetation Cover and Land Use［J］.Catrna,2007,71(2):357-370

［15］ Amenu G G,Kumar P.A Model for Hydraulic Redistribution Incorporating Coupled Soil-root Moisture Transport［J］.Hydrology and Earth System Science,2008(12):55-74

［16］ Krysanova V,Wohlfeil D,Becker A.Development and Test of a Spatially Distributed Hydrological/Water Quality Model for Meso Scale Watershed［J］.Ecological Modelling,1998,106(2 /3):261-289

［17］ Dawes W R,Zhang L,HattonT J,et al.Evaluation of a Distributed Parameter Ecohydrological Model (TOPOG_IRM) on a Small Cropping Rotation Catchment［J］.Journal of Hydrology,1997,191(1/4):64-86

［18］ Ek R V,Witte J M,Runhaar H,et al.Ecological Effects of Water Management in the Netherlands:The Model DEMNAT［J］.Ecological Engineering,2000,16(1):127-141

［19］ Ertsen A C D.Ecohydrological Impact Assessment Modeling:An Example for Terrestrial Ecosystems in Noord-Holland［J］.The Netherlands Environmental Modeling and Assessment,1999,16(4):13-22

［20］ 中國(guó)水利水電科學(xué)研究院.西北地區(qū)水資源合理開(kāi)發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究［J］.中國(guó)水利，2001,（5）：9-11.（China Institute of Water Resources and Hydropower Research.Study on a Rational Development and Utilization of Water Resources and Environment Protection in the Northwest Region［J］.China Water Resources.2001,(5):9-11.(in Chinese))

［21］ 陳亞寧，李衛(wèi)紅，徐海量，等.塔里木河下游地下水位對(duì)植被的影響［J］.地理學(xué)報(bào)，2003,（4）:542-549.(CHEN Ya-ning,LI Wei-hong,XU Hai-liang,et al.The Influence of Groundwater on Vegetation in the Lower Reaches of Tarim River,China［J］.Acta Geographica Sinica.2003,(4):542-549.(in Chinese))

［22］ 張麗，董增川，黃曉玲.干旱區(qū)典型植物生長(zhǎng)與地下水位關(guān)系的模型研究［J］.中國(guó)沙漠，2004，24（1）：110-113.(ZHANG Li,DONG Zeng-chuan,HUANG Xiao-ling.Modeling on Relation between Major Plants Growth and Groundwater Depth in Arid Area［J］.Journal of Desert Research,2004,24(1):110-113.(in Chinese))

［23］ 左其亭.博斯騰湖向塔里木河生態(tài)輸水效果及風(fēng)險(xiǎn)［J］.地理科學(xué),2006，26（5）：564-568.(ZUO Qit-ing.Effect and Risk of Ecological Water Transportation from Bosten Lake to Tarim River［J］.Scientia Geographica Sinica,2006,26(5):564-568.(in Chinese))

［24］ 周可法，張清，陳曦,等.中亞干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境變化的特點(diǎn)和趨勢(shì)［J］.中國(guó)科學(xué)（D 輯）（增刊Ⅱ），2006,（36）：133-139.(ZHOU Ke-fa,ZHANG Qing,CHEN Xi,et al.The Features and Trends of Ecological Environment in Arid Area of Central Asia［J］.Science in China(Series D:Earth Sciences)(Supp.Ⅱ) 2006,(36):133-139.(in Chinese))

［25］ 王水獻(xiàn)，吳彬，楊鵬年，等.焉耆盆地綠洲灌區(qū)生態(tài)安全下的地下水埋深合理界定 ［J］.資源科學(xué)，2011，33（3）：422-430.(WANG Shui-xian,WU Bin,YANG Peng-nian,et al.Determination of the Ecological Groundwater Depth Considering Ecological Integrity over Oasis Irrigation Areas in the Yanqi Basin［J］.Resources Science，2011,33(3):422-430.(in Chinese))

［26］ 穆宏強(qiáng)，夏軍，王中根.分布式流域水文生態(tài)模型的理論框架［J］.長(zhǎng)江職工大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，18（1）：1-5.

(MU Hong-qiang,XIA Jun,WANG Zhong-gen.Theoretical Frame of Hydroecological Model in the Yangtze River Valley［J］.Journal of Changjiang Vocational University,2001,18(1):1-5.(in Chinese))

［27］ 羅毅，于強(qiáng)，歐陽(yáng)竹，等.SPAC系統(tǒng)中的水熱CO2通量與光合作用的綜合模型（Ⅰ）模型建立［J］.水利學(xué)報(bào)，2001，1（2）：90-97.（LUO Yi,YU Qiang,OUYANG Zhu,et al.An Integrated Model for Water Heat CO2 Flux and Photosynthesis in SPAC System(I).Establishment of Model［J］.Journal of Hydraulic Engineering,2001,1(2):90-97.(in Chinese))

［28］ 莫興國(guó)，劉蘇峽，林忠輝.植被界面過(guò)程（VIP）生態(tài)水文動(dòng)力學(xué)模式研究進(jìn)展［J］.資源科學(xué)，2009，31（2）：180-181.(MO Xing-guo,LIU Su-xia,LIN Zhong-hui.The Study on dynamic model in eco-hydrological of Vegetation Interface Process［J］.Resources Science,2009,31(2):180-181.(in Chinese))

［29］ 左其亭，夏軍.陸面水量-水質(zhì)-生態(tài)耦合系統(tǒng)模型研究［J］.水利學(xué)報(bào)，2002，33（2）：61-65.(ZUO Qi-ting,XIA Jun.Study on the Modeling Method of Water Quantity-water Quality-ecology Coupling System［J］.Journal of Hydraulic Engineering 2002,33(2):61-65.(in Chinese))

［30］ 趙成義，王玉朝，李保國(guó).內(nèi)陸河流域植被變化與地下水運(yùn)動(dòng)的耦合關(guān)系［J］.水利學(xué)報(bào)，2003，（12）：59-65.(ZHAO Cheng-yi,WANG Yu-chao,LI Bao-guo.Coupling Relationship Between Vegetation Evolution and Groundwater Flow in Internal continent River Basin［J］.Journal of Hydraulic Engineering,2003，(12):59-65.(in Chinese))

［31］ 方創(chuàng)琳，鮑超.黑河流域水-生態(tài)-經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合模型及應(yīng)用［J］.地理學(xué)報(bào)，2004，59（5）：781-790.(FANG Chuang-lin,BAO Chao.The Coupling Model of Water-Ecology-Economy Coordinated Development and Its Application in Heihe River Basin ［J］.Acta Geographica Sinica,2004,59(5):781-790.(in Chinese))［32］ 劉昌明，楊勝天，溫志群，等.分布式生態(tài)水文模型EcoHAT系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用［J］.中國(guó)科學(xué)（E輯），2009，39（6）：1112-1121.(LIU Chang-ming,YANG Sheng-tian,WEN Zhi-qun,et al.The System Development and Application of Distributed Eco-hydrological Model EcoHAT［J］.Science in China(Series E:Technological Sciences),2009,39(6):1112-1121.省略/kcms/detail/13.1334.TV.20120226.1621.001.html