氣候變化對馬蓮河水資源演變的影響

田瀛莉

(甘肅省慶陽水文站,甘肅 慶陽 745000)

0 引 言

我國水文資源研究的內容隨著現代科學技術發展而有很大進步,一方面廣泛應用各種類型的先進技術,另一方面諸多科研部門對水資源管理展開全方位研究,從事水文水資源研究的工作人員日漸注重氣候變化對水資源造成的影響[1]。氣候變化管理水資源的質量產生影響,要求相關單位必須高度重視。

1 馬蓮河基本情況

1.1 馬蓮河徑流基本情況

寧夏麻黃山和陜西定邊白于山是馬蓮河的發源地,全長366km,在慶陽市境內長344km,流域面積1.96萬km2,總落差633m,其流經區域分為東大川和西大川兩部分,穿過環縣、華池、慶城、合水和寧縣五個縣市,匯合于慶城縣城南,并在寧縣政平流入涇河。

馬蓮河流域處于鄂爾多斯臺地斜,這個位置溝壑縱橫、黃土發育,水系比較雜亂不對稱。根據地形勘察結果得知,區域范圍內有9.2%子午嶺林區,30.8%的高原溝壑區,馬蓮河平均每年的輸沙量為1.34億t,年徑流量為4.47億m3,其中,馬蓮河西川的年徑流量為2.1億m3,比東川0.875億m3多1.225億m3,合水川年徑流量為0.166億m3、九龍川年徑流量為0.15億m3、固城川年徑流量為0.45億m3、湘樂川年徑流量為0.89億m3。馬蓮河年平均流量為每秒14.17m3,年平均徑流深度為23.4mm,年平均含沙量為3294kg/m3,年平均輸沙率為每秒4240kg。

1.2 馬蓮河徑流區域氣候情況

馬蓮河處于中緯度,氣候類型為溫帶大陸性氣候,冬天寒冷時間長,大氣降水少,春季溫度回升速度快,冷暖變化幅度大,夏天溫度高,時間短,多降水。秋天溫度下降速度快,陰雨天氣多,初霜來得早。馬蓮河流域內的光照十分充足,光能豐富,全年平均日照時間為2250～2600h,日照百分率為51%～58%,歷年降水量維系在350～620mm之間。多年平均降水量穩定在468mm左右,東南方向降水多,西北地方降水少。

1.3 降水資源

馬蓮河的主要補給水源是天然降水,根據雨量站調查數據顯示,慶陽市平均降水量為468.1mm,降水資源量126.9億m3。全市(1966—2000年)系列平均降水量為469.7mm,全市(1956—2000年)系列平均降水量為479.4mm,年降水趨勢、降水量與黃河流域(多年平均降水力量500mm)基本一致,年降水趨勢為遞減。由于受季風、緯度、地形、地貌、植被等多種因素的綜合影響,降雨時空分布不均勻,在空間上呈由南向北遞減的趨勢,在350～620mm之間變化,年內、年際變化較大,表現為冬季干旱少雨,夏季濕潤多雨,干濕季節明顯。7、8、9三個月降水量較多,占全年降水量的54.7%,降水常以暴雨、雷雨出現。慶陽市分縣多年平均水資源量如表1所示。

表1 慶陽市分縣多年平均水資源量

2 氣候變化與馬蓮河水資源演變之間的關系

2.1 降水分布與降水強度

氣候特征對降水特征有最直接的決定性影響,氣候條件的變動,直接影響到流域范圍內的總降水量和降水時空變化。降水情況與地表徑流之間有密切的聯系,深遠地影響著馬蓮河水資源的質量和數量。受到一年四季氣候特征的變化,馬蓮河領域內的降水量分布變化明顯,水量變動顯著,進一步影響到周圍農業生產[2]。除此之外,還會對馬蓮河上的水利工程有序開展產生不良影響,導致水文管理工作出現明顯的變動。在后續的馬蓮河徑流水利工程管理期間,要與具體情況展開深度結合,分析氣候條件和馬蓮河水資源,對降水流量做好合理的控制[3]。

馬蓮河水資源受氣候變化影響而出現水量變化,直接受到大氣降水量作用,區域范圍內的小氣候、蒸發量等也會隨著發生相應程度的變動。若是水分布情況出現變動,那么會對水利工程有序展開,農業產業健康發展形成新的挑戰。

2.2 關于冰川融化的影響

氣候變化還體現在全球氣候變暖,冰川在全球氣候變暖的情況下發生融化,隨著全球范圍內的平均氣溫增加,冰川融化的速度不斷加快,受到此影響,地下水位增加,流入地表徑流的水量增加,間接地對馬蓮河水資源產生影響。隨著冰川融化,自然災害也頻繁出現,若是沒有就是遏制,或者采取相應的應對措施,必然會影響到地表徑流流量,降低水資源質量。很多河道依賴冰川徑流補給,若是冰川消融的速度超出理想的速度,將會短時間內增加地表徑流,增加防汛壓力,久而久之導致河道干涸,為周圍的居民生產、生活等等造成嚴重的不便[4]。

在這種情況下,當地的水資源管理部門和水文管理部門要高度重視氣候變化,在組織開展氣候管理、生態治理的環節中,對水資源系統展開積極監測,綜合高質量、功能完善的儀器設備,實現監測技術更新,只有這樣才可以實現合理應用水資源,規避自然災害[5]。

3 氣候變化對水資源影響的技術應用

3.1 關于情景再現生成技術

在研究水文水資源過程中,情景再現生成技術是一種比較常見的手段和比較關鍵的方法,被廣泛地廣泛地推廣和應用到科研團隊的研究工作中。科研組織在研究氣候變化對馬蓮河水資源質量產生影響的時候,得益于情景在線生成技術的推廣和應用,可在最短時間內將水文水資源情景進行設置,同時可查閱相關歷史資料,對重要的內容進行管理,為后續的科研研究提供可靠且有效的依據[6]。除此之外,科研團隊在經過對情景在線生成技術的靈活應用以后,可以及時對馬蓮河流域范圍內氣候變化情況做出準確的預測,掌握水環境產生的影響。通過對情景再現生成技術的應用,能夠提前預判馬蓮河洪水產生的災害,并幫助相關部門更好地管理水資源,為周圍的人們生產和生活創造便利條件。

3.2 水文模型技術

當前在對水文情況實施研究的時候,常見的水文模型技術可劃分為分布式水文模型、經驗統計模型兩種。其中,在構建經驗統計模型的過程中,要求研究人員要參考馬蓮河徑流量、周圍氣溫變化情況和同期降水量,對比分析這些歷史數據資料,對氣候變化規律予以總結。在構建模型的過程中,要重點分析環境影響因素,從植被情況、流域面積、地形地貌等常見的環境因素做出系統性分析。地理位置不同,對馬蓮河水源的蒸發量影響程度有所不同,發生洪澇災害的頻率也會不同,所以氣溫會因為這種因素而表現出比較顯著的變動[7]。在研究的過程中,研究人員要統計和分析區域范圍內的平均氣溫變化趨勢,統計馬蓮河各種特征數據,通過參考指標分析的方式保障數據分析結果具有準確性。

3.3 水文模擬技術

在氣候變化對馬蓮河水文水資源影響情況實施評價的時候,選擇應用水文模擬技術要綜合考慮模型率定和參數、模型內在的精度、模型與GCMs的兼容性、現有資料的精準性等等。當前在對馬蓮河水文水資源受氣候變化影響采取的水文模擬技術類型進行分析,可劃分為分布式水文模擬分析、概念性水文模擬分析、經驗統計模擬分析。

4 改善氣候環境的措施

4.1 增加植被覆蓋面積

為了降低氣候環境變化對馬蓮河水資源的不良影響,控制環境惡劣產生的危害,當地政府部門要正確認識當地經濟發展和與生態環境保護之間的關系,平衡兩者的比重,既要金山銀山,又要碧水藍天。在管理期間可采取植樹造林的方式,適當性地將馬蓮河領域范圍內的植被覆蓋率增加,從而改善當地氣候環境,補充當地的水資源情況,強調人與自然和諧相處。在改善當地氣候環境的時候,除了種植樹木之外,還要適當性地充實水地,設置景觀帶,增加人工輔助,盡可能地減少旱情出現的概率,調節水源與生產之間的關系。

4.2 加大生態環境保護力度

生態環境保護是指保護環境,構建人與自然和諧相處的生態環境。河流生態系統水文條件和氣候因素共同作用下形成,在開發利用中要充分考慮到不同地區、不同時代的發展情況。我國是人口大國,人均水資源占有量遠遠低于世界平均水平,隨著社會經濟生活不斷加快,人類活動對自然資源需求也越來越大,導致了生態環境保護問題日益突出且嚴峻。所以,在馬蓮河水資源保護和氣候調節中,必須重視保護環境和改善生態環境的關系,在保護生態環境的同時要充分利用和開發水資源,做到經濟與環境相協調,生態效益、社會效益三者相結合。在馬蓮河水資源短缺的情況下,必須對其進行合理規劃,制定有效措施,加強流域內水環境保護工作。在發展經濟時,不能只注重眼前利益而忽視長遠利益。要想實現可持續發展,就需要將保護生態環境放在首位,提高人口素質和生活質量、改善環境污染狀況,為子孫后代提供更好的生存條件。重視生態建設問題,加大宣傳力度,增強人們的環保意識以及法律法規觀念。最后,加強水資源管理部門對其進行監督與指導,做到嚴格執法且定期檢查地下水情況,從而實現水資源利用的最大化。

4.3 注重水資源的合理利用

在對河流進行開發利用的過程中,應注重保護好現有自然環境,使其不受氣候影響,保持自然生態系統和生物多樣性。同時也要注意開發新能源、節能減排技術與綠色工程建設,提高水資源的使用效率、減少環境污染。通過合理的規劃設計,將各種資源有效結合,實現生態效益最大化,是目前最主要解決方法之一。在對河流進行開發利用的過程中,不僅要考慮其經濟效益,也應該充分地發揮它自身優勢,將水資源、地質地貌等自然因素和社會環境因素綜合起來。同時還要注意保護好原有自然環境。例如:可以通過改變河網布局來增加水源涵養面積,減少水災害發生次數,有效提高河流承載力,達到緩解目前河道污染問題的目的。在對河流進行開發利用的過程中也要注意保護好自然環境。

5 結 語

每個地區的氣候與水文循環的過程都是按照著不同的尺度進行變化,而這一過程也不單單是有大氣內部的參與,同時要有大氣邊界的干涉。氣候與每個地區的日常生活都是息息相關,在對該區域進行氣候改善時,也要采取專業的應對措施,在科學高效的基礎上做出最正確的分析。