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水资源影响与对策探究:城市化对区域水资源的影响与对策
摘要：随着城市化进程的推进，城市人口密度加大、城市建设扩张和企业发展等带来了一系列的水资源问题，保护和改善水资源已成为城市化进程持续发展的重要任务。
关键词：城市化；水资源；影响；对策
引言
随着社会经济的快速发展，城市化进程日新月异，人口的集聚、城市规模的扩张、工业的发展，致使城市对水资源的需求量不断增长，而另一方面区域土地使用性质的改变和人民生产生活活动使地面可渗水面积、绿化面积下降，这种现状带来了水循环被破坏、城市供水不足、水质严重污染等一系列水资源问题。本文以广西南宁为例，分析了城市化对水资源的影响，以及水资源的保护和改善是当前城市化发展必须面临和解决的重要问题。
1 城市化与水资源的关系
城市化是社会经济变化的一个过程，是农业人口非农业化、城市人口规模扩大、城市用地不断向郊区扩展、城市数量不断增加的城市包围农村的变革过程。随着经济的快速发展，城市化的内涵也在不停地发生变化，但人口与产业始终是反映城市化的主体。城市化变革最突出的特征就是人口、物业和产业向城市集中，城市人口密度增大，土地使用性质改变，道路及下水管网等设施使下垫面可渗水面减少，以及改变区域雨洪径流的形成条件等，这些现象直接对区域水资源有着重大影响。
2 城市化对水资源的影响
2.1 对水循环的影响
由于城市兴建和发展，街道、工厂、住宅等建筑物替代了大面积的土壤和天然植被，地上可渗水面积减少，地下水得不到足够的地表水补充，地下土壤和地下水与外界的交流和自我净化调节被破坏，严重影响了自然界水循环。土地覆盖变化导致的水分循环变化进而影响到水量在空间分布上的变化，最直观的就是下垫面的滞水性、渗透性和热力状况的改变，降在不渗水地面上的雨水产流快，汇流时间短，形成洪峰尖瘦。城市化前，蒸发量占40%、地面径流量占10%、入渗地下水量占50%；城市化后，蒸发量占10%、地面径流量占30%、屋顶径流量占13%、入渗地下水量占32%，可见，城市化后的自然降雨，截留、填洼、下渗、蒸发减少，地面径流量增大，而且随着城市下垫面不渗水面积的增大地面径流量也增大，城市化对水循环的影响变化明显。
2.2 对径流的影响
城市的扩大发展，越来越多的周边区域土地被用于兴建工业区、商业区和住宅区，加上排水河道、管网的改造，改变了原生态的汇流特性和雨洪径流形成的条件，当降雨量大于渗透量时，即发生地面径流，雨水由地面流走。因地表多为不渗水的混凝土和沥青，降水均汇集在排水口，由下水道排出，排水口少且小，通常需排水量大于排水口，就形成雨水囤积，或增加下水道道压力出现过载，附近低洼地面下水道漫水，在降雨强度较大时，容易形成城市洪灾。
2.3 对蒸发量的影响
城市人口和人口活动范围扩大，绿地面积相对减少，可渗水面积减少，使得地表及植物的水分蒸发作用减弱，包气带蒸散发下降，总蒸发量减少。大片农田变成混凝土路面和城市建筑群，城市化的建设截断了包气带蒸发，使地表蒸发量减少。
2.4 对水质的影响
城市是人口和工矿业集中的区域，工业废水和生活污水的大量排放，造成城市水体和周边河流水质被严重污染，尤以数量大、成分复杂的工业废水污染严重。城市居民生活废水含悬浮物、有机物、无机物、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体或渗入地下水体，不仅污染供水水源，还加剧了水资源危机。破坏了城市生态环境。据南宁市环境保护监测站监测分析，4条排污支流分别有8项水质检测指标不同程度出现超标，以COD超标最突出，超标率达，亭子冲超标高达28.2倍；其次是BOD5，除心圩江外其余均超标，亭子冲超标29.4倍；朝阳溪硫化物超标5.13倍，已出现厌氧现象。
3 城市水资源问题解决对策
3.1 合理配置水资源，提倡节约用水
从调整城市经济结构和改变居民生活方式以及提高居民节水意识等方面，建设节水型城市，实现水资源合理配置。积极采用新型建材增加下垫面的透水性，改善城市径流条件；推广节水器具和设备，发展节水型工业，限制用水量大的企业；为循环利用水源提供基础设施保障。
3.2 加强水资源污染整治管理
实行转移或关闭资源消耗高、污染严重的企业，对重点工业污染源实行达标排放，用经济、行政手段治理企业乱排污现象；加快建设污水管网和城市污水处理厂，实行城市污水集中排放，并制定切实可行的水资源保护计划，以保障水资源的可持续发展。
3.3 完善城区排水设施建设
加强新区排水设施建设，针对邕宁区、良庆区、仙湖开发区等排水设施不完善区域进行整改，着重以改造市区主要道路排水泵站，并加大清淤疏通现有排水管网工作力度，保障管渠畅通，确保泵站正常运转，以防止和解决强降雨天气区域内涝问题。
3.4 兴建水利工程
在合理开发地下水资源的同时，加大水利工程投入，兴建水利工程体系，充分利用地表水资源，把对地表水资源的开发、利用、治理转变为水资源的再利用。如三峡工程蓄水以后，水库周围温度较之以前有所提高，整年温度升高了0.1~0.3℃，由于水热容量大，冬季升温明显，夏季温度不变或局部有时降低，雨量比以前少5%左右，三峡工程大容量的蓄水能在很大程度上缓解长江中下游地区的干旱，解决水资源匮乏灾害。
4 结语
随着城市化的发展，由城市人口密度增大，土地使用性质改变，道路及下水管网等设施使下垫面可渗水面减少，以及改变区域雨洪径流的形成条件等现象引起的水循环破坏、水资源匮乏、水质污染等问题已成为影响社会发展的重要问题，我们必须兴建水利工程以合理调配地表水资源，加强水资源污染整治管理，合理开采地下水资源，加大城市绿化，提倡节约每一滴水，保护人类生存环境，珍惜地球最宝贵的水资源。
水资源影响与对策探究:气候变化对水文水资源的影响与对策探究
[摘 要]气候变化引发出的一系列水环境问题已经成为成为当前人类面临的一项重大挑战。全球气候的变化破坏了以往正常的水文循环，使水资源系统的结构和功能受到了重大的挑战。水资源是人类和整个生物圈赖以生存和发展的基础，水资源面临各种问题将直接影响到社会经济的发展和国家政治的安全性。因此，研究气候变化对水文水资源的影响具有重大的现实意义，可以为水资源的合理开发利用、水资源的管理和水资源的保护提供可行性的指导建议。本文分析了当前国内外气候变化的趋势和气候变化对水文水环境影响的研究方法，针对气候变化对水文水资源影响的主要表现形式进行了简述，并提出了应对气候变化对水文水资源影响的相应对策。
[关键词]气候变化 水文水资源 适应性对策
引言
气候变化已经成为当今社会公众和社会各界普遍关注的问题，最突出的一个问题就是气温呈现逐年上升的趋势。IPCC（联合国政府间气候变化专门委员会）第四次评估报告的相关数据给出了全球气候变化的具体量化数值。1906-2005年全球地表温度平均上升0.74°C，温度上升的数值几乎是过去100年温度升高数值的2倍之多。相关数据表明，1961年到2003年海平面平均上涨1.8mm，但是近年来海平面的上升趋势明显加快，1991年到2003年平均每年的增高量高达3.1mm。同时，由于全球变暖而导致的水文地质灾害的出现率也显著增长。1991-2000年受到水文地质灾害的人员数量平均每年达到2亿之多，是战争伤亡人数的7倍，由水文地质灾害造成的经济财产的损失程度也是以往几十年平均水平的数十倍。气候变化关系到整个人类的可持续发展，具有全球性的显著特点。气候变化改变了全球的水循环，对水资源进行了重分配，造成了一些列的水资源问题，因此，必须将研究气候变化对水文水资源的影响视为治理全球环境的首要课题。
1 气候变化对水文水资源影响的研究现状
世界气象组织（WHO）、联合国教科文组织（UNESCO）、联合国环境计划署（UNEP）等国际组织率先于20世纪70年代末开展了针对气候变化的相关研究。虽然气候变暖会影响生态和人类的健康已经得到了全球范围内的认可，但是，针对治理方面各国之间如何做到承担共同但有区别的责任涉及到了国际政治经济、能源环境等诸多问题，因而依旧存在很大的分歧。关于气候变化对水资源影响的研究直到上世纪八十年代中期才逐步引起国际水文界的关注。20世纪90年代以来，气候变化对水文水资源的影响得到了国际社会各界的广泛关注，相关研究也逐步增多。国内于20世纪80年代起开始开展了气候变化对水文水资源影响的研究。
2 气候变化对我国水文水资源的影响
2.1 对降水量的影响
通过20世纪全球陆地面上的降水观测资料可以发现，虽然全球陆地总降水量基本保持不变，但是各个区域内的降水量将不再保持原有的平衡。北半球中高纬度的陆地降水量显著增加，30°N-80°N降水量的平均增幅高达7-12%，而低纬度地带的降水量却明显减少，10°N-30°N的降水量减少了3%，南美沙漠地带和非洲北部的降水量减少幅度更大。分析我国近年来的降水量可以发现，我国近100年的年降水量呈现不太明显的年际和年代振荡趋势。相关部门的统计数据表明，我国东北部、华北中南部、山东半岛、四川盆地和青藏高原等地区的降水量呈现明显的下降趋势，1950-2000年黄河、海河、辽河以及淮河流域平均年降水量减少量为50-120mm。而东北北部、西北地区、西南西部以及长江下游等地区降水均出现增长趋势。
2.2 对海平面高度的影响
在全球变暖的趋势下，海水热膨胀，冰川不断消融，使得我国沿海海平面呈现整体上升趋势。1961-2003年全球每年平均海平面上升速度约为1.8mm/年，1993-2003年却高达3.1mm/年。上述数据表明，近年来海平面上升的趋势明显加快。由海平面上升导致的海岸线内移、潮位升高等现象至极导致了沿海地区淡水的盐化和土地盐渍化。同时，海平面上涨使得海浪强度也呈现明显增强的趋势。
2.3 对冰川、径流和水质的影响
地球上有94.47%的水是咸水，而淡水资源还有68.7%是以极地冰川的形式存在的。气候变暖使得冰川急剧退缩，冰川径流发生变化，引起海平面上涨。自1550-1770年小冰期时代以来，退缩成为了冰川最主要的变化趋势。全球范围内冰川面积迅速消减，以阿尔卑斯1850-1975年冰川面积为例，其缩减比例高达35%，到2000年，缩减比例达到50%。
3 针对气候变化对水资源影响的适应性对策
在全球气候变化的大趋势下，研究水资源对气候变化的适应性对策具有非常重要的现实意义，而且也是极其有必要的。世界范围内对水资源的规划当中普遍忽略了对气候变化动态影响的考虑。为了保障水资源可持续发展，我们需要从以下几个方面加强对水资源的管理。及时，节约利用水资源。目前我国北方的大部分地区已然存在用水严重浪费的现状。培养节水意识，不仅可以有效保护水资源的质和量，还可以减少废水、污水的排放量，对于建设区域经济的可持续发展具有重大意义。第二，以人水和谐为指导原则，积极防治水旱灾害。全球范围内水文循环过程的加快使得极端降水和干旱出现的频率显著变大，因此，我们应该坚持人与自然和谐相处为原则，加强人与水的协调，完善洪旱治理和减灾的规划，加强对突发水灾的应急预案处理。第三，完善相关政策法规。建立健全相应的水资源管理体制，加强对水资源的管理和保护，建立可持续发展型的水资源管理机制，完善相关的法律法规条例都可以有效避免水资源的浪费。
4 结束语
为了应对全球气候变化对水文水资源的影响，我们应该积极采取相关措施，做到对水资源的合理的开发和利用，并且应该不断探索新的更有效的对策来实现水资源的可持续发展。
水资源影响与对策探究:水利工程对水资源影响与对策
1对中下游干流水文过程影响
据1953～2012年共60a的水文资料统计可知，上游宜昌站多年平均流量为13652m3/s，多年平均径流量为4307亿m3;中游汉口站多年平均流量为22327m3/s，多年平均径流量为7045亿m3;下游大通站多年平均流量为28252m3/s，多年平均径流量为8915亿m3。
2对中下游干流和河口地区水资源利用影响
2.1水资源利用及取水现状长江从湖北宜昌以下至河口为中下游，干流河长1893km，流经湖北、湖南、江西、安徽、江苏、上海等5省1市。其中宜昌以下至徐六泾的中下游干流全长约1711km，从徐六泾至50号灯标区段为长江口，全长182km。长江中下游两岸及河口地区经济发达、人口密集，是长江防洪、供水、灌溉、航运及河道治理、水资源开发保护的重点区域。据调查统计，2010年长江中下游干流及长江口共取水超过500亿m3，相当于大通站年径流总量的6%。长江中下游各引江工程既有城镇集中供水，一般工业用水自备水源和火电厂的取水口，也有农业灌溉用水和生态环境补水工程，还包括各类用水对象的综合水利工程。供水对象既有本流域内的用水，也有如南水北调东线工程的跨流域调水。随着今后中下游地区社会经济的进一步发展，从长江干流取水规模将会进一步增加，预计到2020年，仅长江下游大通以下沿江引江工程的取水量就将增加到600亿m3左右。虽然中下游干流来水总量较为丰富，但是存在季节变化大，河道排污量大，河口地区盐水入侵等问题。干流河道需要的合理流量与中下游地区的用水需求存在着一些矛盾，特别是在枯水季节容易出现缺水。此外，长江流域还承担着向干旱的北方黄淮海流域调水的重任，是南水北调工程的水源地，南水北调东线工程更是直接从长江下游干流取水，这将进一步影响长江干流的水量，中下游地区的用水矛盾较为突出。
2.2对中下游干流水资源利用的影响近年来，长江流域已建成的控制性水库具有较大的调节库容，可提高对区域和流域水资源的调控能力，对水资源开发和利用总体有利，但对中下游局部地区和部分时段上也带来了一些不利影响。
2.3对长江口地区水资源利用的影响来自干流的过境水资源存在很强的季节性，在枯季水量并不多，多年低月平均流量仅11000m3/s，特枯年2月份平均流量更是低至8130m3/s，1月份的平均流量也仅9240m3/s。长江口是咸淡水交汇的地方，环境条件复杂多变。河口水流的许多重要理化特征和生物特征都具有其特殊性，使河口成为一个结构独特、功能多样的生态系统。由于河口环境因子变化影响，生态系统的结构有明显的脆弱性和敏感性。三峡水库调度明显改善了干流枯水年的水情条件，使大通站下泄流量小于10000m3/s的时间明显减少。另外，枯水期长江口入海流量增加1000～1500m3/s，能有效减轻咸水入侵的影响，使上海市水源地陈行水库不能取水的天数减少3～12d，有效缓解河口地区用水与生态之间的矛盾。需注意的是，长江中下游引江工程规模庞大，尤其是南水北调东线工程(远期年调水总量148亿m3，调水流量为800m3/s)、引江济淮、引江济太等大型引调水工程实施后，大量取水势必将减少长江口的入海流量，对下游及河口地区水资源利用是不利的。也就是说，即使有上游水库补水，但如果各类工程无序取水，也将会导致河口盐水入侵加剧，因此必须对大通以下引调水行为进行有效管理。
3对策措施建议
(1)继续在上游兴建一批调节能力强的控制性水库，增强水库群的调控能力。尽管长江流域内已建控制性水库规模庞大，但总的调节库容不到年径流总量的10%，相对于欧美发达国家而言，径流调控能力还不足。但如今新建控制性水库工程所遇到的社会阻力和生态环境保护压力越来越大，而长江中下游干流河床坡度小，不适合建坝建库。因此还是有必要继续按照长江流域综合规划，在上游干支流合适地点修建一批控制性水库工程，增强调洪补枯能力。但新建水库，一般会占用或者淹没土地资源，需要搬迁移民，可能会影响第三方利益，对于生态环境也会有一定的影响，需要建立水利水电工程项目的协调机制，以处理好开发和保护与移民安稳致富之间的关系。
(2)进一步优化控制性水利工程的运行调度方案，施行水库群联合多目标综合调度。在上游新建控制性水库工程的同时，还应进一步挖掘已建工程的调蓄能力，由防洪发电调度，转向多目标的综合调度，包括抗旱、供水和生态调度。一方面可以通过优先蓄水方案，尽量提前蓄水和实施动态蓄水，多拦蓄汛末洪水;另一方面可通过干支流水库群联合调度，提高水库整体调节能力。不仅可以发挥更大的调洪补枯作用，还可避免9～11月集中蓄水而出现的河道流量锐减现象。据模拟计算结果，若以供水、防洪、发电和综合利用原则对上游大型水库群进行统一的优化调度，多年平均可将691亿m3的汛期洪水转化为非汛期水资源。
(3)针对局部冲刷河段，做好取水口调整和取水设施改造，以适应变化后的水位和流量条件，对两湖入江口调控工程进行科学论证，以避免湖区出现极端的低估水位而影响湖区周边水资源综合利用。
(4)进一步贯彻落实最严格水资源管理制度，加强中下游沿线引调水工程管理。长江中下游水资源形势复杂，干旱缺水现象时有发生，目前各引江取水工程的管理归属不同的部门和地区，各地区各部门各自为政，缺乏统一有效的管理和协调机制，在枯季缺水时很容易出现用水矛盾，缺水时各工程大量取水，也使河道内生态环境难以保障，公共利益容易受到侵害。当前应加强长江中下游引江工程的统一管理工作，在调查分析长江中下游水资源供需形势及三峡等工程影响的基础上，按照最严格水资源管理制度和三条红线要求，编制科学合理的水库调度方案和中下游引江调度方案，为实现水资源合理开发、高效利用、优化配置和有效保护提供科学依据。同时理顺管理关系，加强流域层次的管理和统筹协调，科学规范上游水库水量调度并有力约束中下游取水行为。
(5)针对枯水年份和干旱季节，需制定上游水库补水与当地水资源协调配置方案。单靠三峡等上游水库的调度补水，难以保障枯水条件下的中下游取用水安全和避免河口咸潮入侵。毕竟上游水库的调控能力和作用范围有限，对下游和河口地区的补水效应也有限。特别是特枯年份和严重干旱季节，中下游地区均缺水，如果任由现有的引调水工程争相取水，将会给下游及河口地区带来严重后果。因此在加强中下游引调水工程管理的同时，要制定多水源的配置方案，统筹上游水库补水和当地水之间的配置途径和优先次序。例如对长江口，遇特枯水条件，咸水倒灌无法避免，若要减少其不利影响，单靠三峡水库来压咸还不行，需要采取多水源避咸方案，要做好长江口青草沙、陈行、宝钢等水库与三峡水库的联合调配，同时还需控制中下游干流取用水。
(6)充分利用沿江湖泊湿地和蓄滞洪区的调蓄能力，蓄洪补枯，在提高洪水资源利用的同时，恢复湖泊和湿地水生态环境，提高中下游及河口生态流量保障率。一方面可以实施蓄滞洪区与上游水库的联合运用。这其中关键是蓄滞洪区建设和管理，若仅仅加强蓄滞洪区的防洪安全工程建设是不够的，需要正确处理好蓄洪与经济社会发展和湿地生态环境保护之间的关系。建议按照当前生态文明理念，做好蓄滞洪区的水生态文明建设规划和顶层设计，逐步构建布局合理、生态良好，引排得当、循环通畅，蓄泄兼筹、丰枯调剂，多源互补、调控自如的蓄滞洪区江河湖水系连通体系。另一方面要做好通江湖泊的科学调控，适度恢复部分湖泊的江湖连通关系。江河湖库水系连通是优化水资源配置、增强防御水旱灾害能力、改善水生态环境的重要途径。长江中下游沿江湖泊是天然的洪水调蓄空间，如洞庭湖、鄱阳湖、洪湖等。传统的通过建闸和建坝方式来调蓄洪水，不仅容易阻隔江湖水力连通，而且容易将自然湖泊变成人工水库，对水生态环境不利。建议借鉴都江堰模式，建设湖口生态水利工程，顺势而为，适度调控，以避免湖区出现不利于生态环境的极端水文条件，同时提高洪水资源利用率，补给干流枯季径流。
(7)建议尽快按照新的水文情势，结合沿江地区水资源供需变化和国家生态文明建设需求，加强跨流域调水工程全部实施后对长江中下游水资源利用叠加累积影响研究，加强气候变化和人类活动双重影响下的流域水资源配置研究，加强引调水工程管理制度、资源有偿使用和生态补偿机制等研究，为制定全流域一盘棋的水资源统一调配和管理提供科技支撑。此外，还需研究水生态文明建设要求下的水资源利用与保护新思路。（本文来自于《人民长江》杂志。《人民长江》杂志简介详见.）
作者：许继军陈进常福宣单位：长江科学院水资源所
