浅析气候变化和人类活动对水文循环的影响

胡安玉

摘 要：水文循环系统是全球气候系统的重要内容，随着社会的发展与全球环境的急剧变化，人类通过一系列水利工程等措施改变原先的水文循环。本文系统地阐述人类活动和气候变化两大因素对水文循环的影响，结合人类生产生活的耗能排放方式和气候变化的现状简单分析其对水文循环产生的影响，并据此提出相关的建议。

关键词：水文循环；气候变化；人类活动

水文循环作为地球循环系统的重要部分，随着人们对环境保护意识的增强，人类通过生产生活的节能减排并结合生态环境评估水利设施的修建，同时通过研究气候变化对环境的影响从而采取合理措施改善环境。

水文循环的影响因素可分为气候变化和人类活动，是影响流域水文循环和水资源演变的两大因素，两者是相互作用而共同作用于水文循环，需要进一步了解影响两者对水文循环的影响途径，更好地改善环境，保护水文循环的良好平衡，促进人水和谐的进程。

1 水文循环概念和成因

水文循环是指地球上的水圈，通过吸收太阳的能量以蒸发、降水、渗透等形式，从一个地方转移到另一处，改变状态到地球上另外一个地方。地球上的水圈作为一个永不停息的动态系统，在一个足够的时期里，全球范围的总蒸发量等于总降水量。水循环的形成有多种原因，目前普遍分为内因与外因两方面，内因是水在通常环境条件下三态易于转化的特性，外因则是辐射和重力作用。

2 人类活动对水文循环的影响

人类的自身活动对水文循环的影响因素不容忽视，自1980年国际自然同盟提出可持续发展以来，陆续提出人与自然的和谐共处等观念，通过减少行政法规等方式限制人类活动对包括水文循环在内的环境影响。人类活动对水文循坏的影响，基本分为直接型（水利工程和农田灌溉等）和间接型（土地利用和城市化等）。

（1）水利工程自古是治国安邦的重要内容，从自然分流的都江堰到全球闻名的三峡大坝，水利工程作为防洪灌溉，蓄能发电的重要途径，在减少火力发电等节能减排等方面贡献突出，国内众多流域的洪涝灾害明显减少。但水利工程对水文循环的影响不容忽视，水利工程由于蓄水等方式导致流域的下垫面发生变化，影响区域内的地下径流与水面的蒸发进而形成区域内的小气候，影响水文循环。如南水北调，调水线路中跨越长江等四大流域，沿途水分蒸散发量巨大，长距离的水资源输送影响着沿途城市的水资源与分配及其水文循环。

（2）化石燃料的燃烧，火力发电等生产生活消耗大量化石燃料，排放产生的CO2已经成为全球气候变暖的主要原因，气候变暖自然影响全球温度与全球太阳辐射的增强，进一步影响流域蒸散发，影响水文循环的守恒。

（3）废气的排放，除去温室效应主要气体CO2，农业和工业活动排放的CH4、CO2、N2O、PFC、HFC、SF等其他温室气体同样可以通过温室效应增强气候变暖。

（4）土地的开发利用，导致破坏原有的下垫面生态环境，突然改变原先的地下渗透循坏系统，进一步影响原来的区域植物的蒸散发、坑洼截留和地下径流等，促使流域汇流条件变化。

（5）城市化发展，由于城市化的迅速发展，城镇比的上升，人们逐渐意识到城市化水平与城市内涝的关系，目前已经有专家学者进行海绵城市的研究。城市化水平的变化，同样将原有的区域水文循环打破，通常将原来分散有序的地下系统通过给排水工程改变成集中管道供水，导致原先的地下径流基本不存在，进而影响水文循环。

3 气候变化对水文循环的影响

全球气候变化，对水文循环目前分为温度变化、降水变化、海平面上升和蒸散发变化四个方面。

（1）温度变化：根据C-C定律（克劳休斯—克拉珀龙定律）可知大气温度越高，大气的持水能力越强，全球的降水量整体会增加，同时蒸发量和径流量随之增加。温室气体（CO2）自1957年在夏威夷蒙纳罗亚和测量站进行检测以来，CO2的浓度不断增加，进而导致全球温度上升，温度上升促进水文循环。同时温度升高会使降水的季节分配发生变化，一般情况下会使冬季降水增多，夏季降水减少，不利于全球与区域的季节内的水量调节。全球范围内，冬季的流量所占的全球流量比有所增加。

（2）降水变化：显然降水的影响直接影响全球的水文循环，降水的不确定性会引发洪涝灾害等严重问题。随着气候的变化，增加了降水量变化的不确定性，增加洪涝灾害和干旱的出现频率。降水量的变化，会导致降水分布不均匀，从20世纪全球降水变化的检测结果可以看出，对于北半球的40°-70°纬度（北半球的中高地带）降水增加62mm/世纪，南半球的0°-30°之间（副热带地区）降水增加82mm/世纪。在全球的气候变化下，降水量明显增加，因而降水与流量年内的变化增大，对区域的与年际内的水资源调整影响较大，通常情况下原来的干旱区与半干旱区水资源对于气候变化影响极其脆弱，主要表现在降水打破原有的平衡土地调节能力，出现洪涝灾害和旱灾等现象，降水增加可补偿一部分地表水的减少，但由于人口的增加和水需求的速增，地下水也会明显减少，在长期内同样得不到补充，部分地区甚至多年持续洪涝灾害年和干旱年。全球气候变化使冰川融化和积雪融化现象严峻，这些过程使年内的最大流量转移到春季，或者春季转移到冬季，年际的雨量分布不均匀，增加了流域的水资源脆弱性。

（3）海平面上升：随着人类活动等因素，全球气候变化引起海平面上升的现象导致地下水与河口盐渍化面积增加，沿岸区的淡水供应量减少，含水层和河口淡水量的过度减少，进一步使海平面上升作用加剧，形成恶性循环。同时海平面上升导致全球的海洋与陆地比例变化，自然水文循环必然随之产生变化，达到新的平衡状态。

（4）蒸散发变化：蒸散发过程体现的是物质与能量的交换，是全球水文循环的重要环节，同时连接着全球水循环和地表热量平衡的重要因素。随着城市化发展、生产生活等造成的全球变化条件下，温度、太阳辐射、大气温度和风速风向随之产生变化。通过上诉的因素导致水域的隐形蒸散发，会直接抵消降水增加的效应，进一步是河川水量减少，加剧降水对地表径流的影响。

4 总结和展望

近年来，伴随气候变化以及大规模工程建设，快速城市化擴张等剧烈的人类活动，水文要素发生了显著的趋势性变化，极端水文事件发生的机率明显增加，城市内涝灾害等突发事件日趋频繁。

为建设成可持续发展、人水和谐的水科学利用，需要我们约束自身的生产生活，大力推进节能减排，合理新建水利枢纽，合理规划分配水资源从而合理促进经济社会发展。同时应当建设和管理河流类型自然保护区，对于现有流域应当合理规划利用；已开发利用的河流适当地开展退耕还湖，限制捕捞等措施恢复原有的生态环境，最终形成节水优先，人水和谐的可持续发展观。

参考文献

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