環境水文學(水利名詞)

環境水文學，是研究人類活動引起的水文情勢變化及其與環境之間相互關係的學科。

基本介紹

• 中文名：環境水文學
• 外文名：environmental hydrology

發展簡史

環境水文學是隨著水文研究的深化與環境科學的興起而發展起來的。世界上許多國家和有關國際組織，先後在這方面開展了不少的研究，如美國地質調查局於1980年前後開展了環境生態、水質模型、降水水質及地下水質研究；原蘇聯開展了“湖泊與水庫的水文學與生態學”的國際水文研究活動：國際水文計畫列了與環境水文學有關的研究項目（如人對水文循環的影響、特殊地區及其土地上的水文學等）。中國於20世紀70年代開始，進行了開發利用自然資源引起的水質、水量變化及其對生態環境和人群健康的影響等研究。在中國水利學會環境水利研究會主持召開的學術討論會上，發表了不少環境水文學研究成果。1994年制定的《中國21世紀議程》中，已將“水資源、水質和水生態系統的保護”及“氣候變化對水資源的影響及其適應戰略”列入水資源保護與開發利用的主要方案領域。

研究內容

（1）流域、區域水文情勢變化對環境的影響。在人類對水資源開發利用不斷增加的情況下，流域、區域水文情勢發生，一系列的變化，對環境產生了有利與不利的影響。例如，中國海河流域為增加灌溉面積與提高下游的防洪能力，修建了許多水利工程，並大量開採地下水，使山前地區地表徑流減少，地下水水位下降，原有的鹽鹼地逐步得到改良；下游平原區的淺層鹹水的範圍也由於開發利用地下水而減小；由於大量攔蓄地表水與增加灌溉用水量，致使下遊河道、窪淀乾枯，入海水量減少，從而在一定程度上促使了陸地水域的生態環境惡化，河道污染加重，內河航運中斷，甚至造成河流斷流等。

（2）環境的變遷對水文情勢的影響。人類對自然界的改造與資源的開發利用，對人類生存的陸地環境產生很大的影響。例如砍伐森林、修建水利工程和進行城市建設等，對水文情勢會產生深遠的影響。環境的變遷受到自然與人為兩方面因素的作用，全球氣候變化對全球的水文情勢變化產生著深遠的影響，20世紀90年代中國水旱災害頻繁與全球氣候變化有著一定關係，砍伐森林可造成水土流失，使洪澇災害加劇：超量開採地下水，造成地下水水位急劇下降，引起降水、地表水、地下水、土壤水“四水”轉化關係及地表與地下水量的變化，改變地面生態環境。此外，人類生產、生活排放到自然界的廢棄物，在水文循環作用下對水體水質產生著直接或間接影響，如工廠、交通工具排入大氣中的二氧化硫等物質被雨水淋洗形成酸雨，礦山和城市的廢棄物對徑流水質的污染等。

（3）水利工程對環境的影響。水利工程直接影響著工程周圍地區地表水與地下水的水質、水量及熱狀況。例如在河流上建壩，使上游流速減緩，水深增大，水體自淨能力減弱；庫區水體增大後，水溫結構發生變化，對水體密度、溶解氧、微生物和水生生物都可產生影響；由自然的水文情勢改變成人為控制的情勢，使下遊河道的徑污比和魚類繁殖條件發生變化；水庫蓄水後可引起周圍地區的地下水水位上升，導致土壤環境變化等。對修建工程後水文狀況與水質及生態變化關係進行研究，可確定生態環境用水要求，科學地制定出環境庫容和環境流量，使工程趨利避害，更好地發揮綜合效益。

（4）特殊地區如城市、礦區、土壤改良區、森林區等的水文變化規律及其對環境的影響。城市修築大量建築物與道路，改變了自然的水文循環過程。城市中不透水地面的擴大，使水的入滲量減少，徑流總量與峰值增大，不利於下游防洪，並容易造成次生污染和非點源污染；地下水的超采引起地面沉降等。城市地區要研究的環境水文學問題有：城市化對降水的影響及酸雨污染的時空分布規律：地表土壤自然狀態改變引起的特殊暴雨徑流關係；水污染源與水文情勢改變引起的水質變化及對環境生態的影響等。

研究方法

（1）水量平衡分析法。對比各水均衡要素之間的數量關係，確定環境變遷情況下水文情勢的差異與演變趨勢。

（2）時序對比法。分析不同階段的社會經濟活動情況，確定人類活動對水文情勢及其與環境之間的相互關係。例如，對比建庫前後的水量、水質及水生生物情況，可確定水庫建設對水文情勢與環境的影響程度及變化規律。

（3）野外實驗。觀測不同環境條件下的水質和水量變化規律，以及不同水文情勢給環境造成的不同影響。通過野外實驗，既可對水質與水量變化進行精確的研究，又可對環境水文中較突出的問題進行系統、深入的研究。

（4）數學模擬。建立水文模型；通過水量與水質相關分析，建立水質模型，以定量估算污染源的水量和污染物量：研究水體稀釋自淨規律與水文特徵的關係，建立水質管理預報模型，確定控制水質安全的供水與設計流量等。

（5）套用遙感及地理信息技術。對利用遙感及地理信息技術取得的資料進行對比分析，確定區域性經濟活動造成的環境條件變異，進而分析環境與水文情勢之間的相互作用規律，以及該地區的水質與水量的變化。