人類活動的水文效應，人類活動引起的水文循環狀況和水量平衡要素在時間、空間和數量上的變化。
基本介紹
- 中文名：人類活動的水文效應
- 所屬學科：社會學
人類在河流上興修水工建築物、大面積灌溉和排水、土地利用方式的改變和都市化及工業化等活動，直接或間接地改變水文情勢，產生各種水文效應。例如使蒸發量、降水量及其時空分布，河川徑流形成過程，徑流的年內分配，土壤水和地下水水量、水質，河流含沙量、輸沙量和河水熱動態等發生變化。這些變化有的是在短期內突變，有的是在長時期內逐漸變化，有的則是不規則變化。定量計算人類活動的水文效應是困難的，因為天然因素的變化同時在起作用。人類活動的水文效應只能估算，有時甚至只能作出定性分析。估算人類活動的水文效應的常用方法大致分為兩類：第一類，根據長期水文觀測資料，進行對比分析和估算；第二類，根據水量平衡原理(熱量平衡原理、鹽量平衡原理)，建立水量（熱量、鹽量）平衡的物理或數學模型，變動模型中某項因素，估算該項因素受人類活動影響的單獨效應。水庫的水文效應 修建水庫，可以調節徑流。年調節水庫可以調節徑流的年內分配；多年調節水庫可以調節徑流的年際分配。水庫調節的水文效應的估算方法，是根據實測的水庫出流過程和庫水位變化過程還原成天然的徑流過程。建庫後，水庫下游的洪峰流量減小，而枯季最小流量提高。如果管理不當，前期蓄水過多突然以大流量泄放，會在下游造成比沒有水庫時更大的洪峰。建庫後，流域內水面面積擴大，蒸發量增加，庫面增加的蒸發量等於單位面積上的水面蒸發量和陸面蒸發量之差與水庫水面面積的乘積；建庫後，庫區及其周圍地區地下水位升高，增加了土壤含水量。一般建庫10～20年後庫底原來的包氣帶達到飽和，庫區周邊地下水位升高的範圍隨水文地質條件而異，一般可擴散到水庫周邊以外10～20公里。灌溉的水文效應 大規模灌溉，引起河川徑流量及其年內分配、流域蒸發、地下水位、灌區氣溫和濕度等顯著變化，影響範圍常超出灌區。灌溉會使土壤鹽分排入河流，改變河水化學組成。灌溉的水文效應可用系統分析方法估算。方法是，把灌區分成若干子系統，建立水量、沙量、鹽量和熱量平衡的數學模型，根據較大範圍的水文、水文地質、水化學和土壤化學等觀測數據，確定數學模型中的參數，結合灌區主要的引水、配水工程的觀測數據，估算灌溉後的水量、沙量、鹽量和熱量的變化。沼澤疏乾的水文效應 這種效應主要表現為河川徑流增加和沼澤地蒸散發減少。估計沼澤疏乾的水文效應常用實驗流域對比法和水量平衡法。實驗流域對比是把兩個其他條件相似，但一個有排水系統而另一個沒有排水系統的流域的水文要素進行對比，找出沼澤改良中水文情勢變化的控制因素及其與工程條件（如排水溝的間距和深度等）的關係。水量平衡法是根據沼澤排水前、後，沼澤蒸散發量及土壤蓄水量發生明顯變化，降雨量不受排水影響的特點，建立沼澤地排水前後水量平衡方程，估算排水面積上蒸散發、下滲和徑流特性的變化。森林和水土保持的水文效應 林區土壤的下滲率一般都大於非林區的，故林區的表層土壤含水量大。在總徑流中，表層流和地下徑流占的比重比非林區的大，而地面徑流比重小。在一次相同暴雨下，林區的洪峰流量模數小於非林區的，表現出削減洪峰的作用。在連續大雨的情況下，土壤處於超飽和狀態，這種削減洪峰的作用顯著減小。森林的水文效應，可通過實驗流域研究，在兩個自然地理條件相似、鬱閉度相近的林區小流域，同步觀測若干年，然後把一個小流域的樹木全部採伐（或間伐），繼續觀測，根據觀測資料，對比分析流域的水平衡，估算林區與非林區的徑流、蒸發、地面徑流、表層流和地下徑流比例的變化。裸露或植被很差的坡地，洪峰模數很大，水土流失嚴重。高標準水土保持措施，能減小坡面水流速度，降低坡面沖刷，顯著削減洪峰。用對比實驗流域的資料，通過水量平衡和沙量平衡計算，可估算水土保持對徑流和地表侵蝕的水文效應（見流域產沙）。都市化和工業化的水文效應 工業生產和居民生活向河流、湖泊、地下和海洋排放大量廢水，引起水體污染；工廠向空中排放大量煙塵，為空中水汽凝結創造有利條件，城區降雨機會增多，一般城區比郊區降水量約大5～10％；城市的發展使天然植被和農田為大面積建築和不透水路面所取代，地面滯留和下滲能力大大降低，減少了補給地下水的水量，增加了地表徑流，一般徑流係數達到60～70％，建築物密度大的城區可達80～90％。由於地面糙率變小，宅基和路面抬高，排水坡度增加，縮短了地表水匯流時間，使洪峰流量模數增大。接納城市排洪的中等河流，遇到2～5年一遇的常見洪水時，都市化可使河流洪峰流量增加50～80％；許多城市為滿足用水量不斷增長的需要而過度開採地下水，使地下水位急劇下降，引起城市地面沉降，沿海城市地面沉降後，加劇了城市洪水和風暴潮的威脅。都市化和工業化的水文效應採用都市水量和水質模型方法估算。
