气候变化对马莲河水资源演变的影响

田瀛莉

(甘肃省庆阳水文站,甘肃 庆阳 745000)

0 引 言

我国水文资源研究的内容随着现代科学技术发展而有很大进步,一方面广泛应用各种类型的先进技术,另一方面诸多科研部门对水资源管理展开全方位研究,从事水文水资源研究的工作人员日渐注重气候变化对水资源造成的影响[1]。气候变化管理水资源的质量产生影响,要求相关单位必须高度重视。

1 马莲河基本情况

1.1 马莲河径流基本情况

宁夏麻黄山和陕西定边白于山是马莲河的发源地,全长366km,在庆阳市境内长344km,流域面积1.96万km2,总落差633m,其流经区域分为东大川和西大川两部分,穿过环县、华池、庆城、合水和宁县五个县市,汇合于庆城县城南,并在宁县政平流入泾河。

马莲河流域处于鄂尔多斯台地斜,这个位置沟壑纵横、黄土发育,水系比较杂乱不对称。根据地形勘察结果得知,区域范围内有9.2%子午岭林区,30.8%的高原沟壑区,马莲河平均每年的输沙量为1.34亿t,年径流量为4.47亿m3,其中,马莲河西川的年径流量为2.1亿m3,比东川0.875亿m3多1.225亿m3,合水川年径流量为0.166亿m3、九龙川年径流量为0.15亿m3、固城川年径流量为0.45亿m3、湘乐川年径流量为0.89亿m3。马莲河年平均流量为每秒14.17m3,年平均径流深度为23.4mm,年平均含沙量为3294kg/m3,年平均输沙率为每秒4240kg。

1.2 马莲河径流区域气候情况

马莲河处于中纬度,气候类型为温带大陆性气候,冬天寒冷时间长,大气降水少,春季温度回升速度快,冷暖变化幅度大,夏天温度高,时间短,多降水。秋天温度下降速度快,阴雨天气多,初霜来得早。马莲河流域内的光照十分充足,光能丰富,全年平均日照时间为2250～2600h,日照百分率为51%～58%,历年降水量维系在350～620mm之间。多年平均降水量稳定在468mm左右,东南方向降水多,西北地方降水少。

1.3 降水资源

马莲河的主要补给水源是天然降水,根据雨量站调查数据显示,庆阳市平均降水量为468.1mm,降水资源量126.9亿m3。全市(1966—2000年)系列平均降水量为469.7mm,全市(1956—2000年)系列平均降水量为479.4mm,年降水趋势、降水量与黄河流域(多年平均降水力量500mm)基本一致,年降水趋势为递减。由于受季风、纬度、地形、地貌、植被等多种因素的综合影响,降雨时空分布不均匀,在空间上呈由南向北递减的趋势,在350～620mm之间变化,年内、年际变化较大,表现为冬季干旱少雨,夏季湿润多雨,干湿季节明显。7、8、9三个月降水量较多,占全年降水量的54.7%,降水常以暴雨、雷雨出现。庆阳市分县多年平均水资源量如表1所示。

表1 庆阳市分县多年平均水资源量

2 气候变化与马莲河水资源演变之间的关系

2.1 降水分布与降水强度

气候特征对降水特征有最直接的决定性影响,气候条件的变动,直接影响到流域范围内的总降水量和降水时空变化。降水情况与地表径流之间有密切的联系,深远地影响着马莲河水资源的质量和数量。受到一年四季气候特征的变化,马莲河领域内的降水量分布变化明显,水量变动显著,进一步影响到周围农业生产[2]。除此之外,还会对马莲河上的水利工程有序开展产生不良影响,导致水文管理工作出现明显的变动。在后续的马莲河径流水利工程管理期间,要与具体情况展开深度结合,分析气候条件和马莲河水资源,对降水流量做好合理的控制[3]。

马莲河水资源受气候变化影响而出现水量变化,直接受到大气降水量作用,区域范围内的小气候、蒸发量等也会随着发生相应程度的变动。若是水分布情况出现变动,那么会对水利工程有序展开,农业产业健康发展形成新的挑战。

2.2 关于冰川融化的影响

气候变化还体现在全球气候变暖,冰川在全球气候变暖的情况下发生融化,随着全球范围内的平均气温增加,冰川融化的速度不断加快,受到此影响,地下水位增加,流入地表径流的水量增加,间接地对马莲河水资源产生影响。随着冰川融化,自然灾害也频繁出现,若是没有就是遏制,或者采取相应的应对措施,必然会影响到地表径流流量,降低水资源质量。很多河道依赖冰川径流补给,若是冰川消融的速度超出理想的速度,将会短时间内增加地表径流,增加防汛压力,久而久之导致河道干涸,为周围的居民生产、生活等等造成严重的不便[4]。

在这种情况下,当地的水资源管理部门和水文管理部门要高度重视气候变化,在组织开展气候管理、生态治理的环节中,对水资源系统展开积极监测,综合高质量、功能完善的仪器设备,实现监测技术更新,只有这样才可以实现合理应用水资源,规避自然灾害[5]。

3 气候变化对水资源影响的技术应用

3.1 关于情景再现生成技术

在研究水文水资源过程中,情景再现生成技术是一种比较常见的手段和比较关键的方法,被广泛地广泛地推广和应用到科研团队的研究工作中。科研组织在研究气候变化对马莲河水资源质量产生影响的时候,得益于情景在线生成技术的推广和应用,可在最短时间内将水文水资源情景进行设置,同时可查阅相关历史资料,对重要的内容进行管理,为后续的科研研究提供可靠且有效的依据[6]。除此之外,科研团队在经过对情景在线生成技术的灵活应用以后,可以及时对马莲河流域范围内气候变化情况做出准确的预测,掌握水环境产生的影响。通过对情景再现生成技术的应用,能够提前预判马莲河洪水产生的灾害,并帮助相关部门更好地管理水资源,为周围的人们生产和生活创造便利条件。

3.2 水文模型技术

当前在对水文情况实施研究的时候,常见的水文模型技术可划分为分布式水文模型、经验统计模型两种。其中,在构建经验统计模型的过程中,要求研究人员要参考马莲河径流量、周围气温变化情况和同期降水量,对比分析这些历史数据资料,对气候变化规律予以总结。在构建模型的过程中,要重点分析环境影响因素,从植被情况、流域面积、地形地貌等常见的环境因素做出系统性分析。地理位置不同,对马莲河水源的蒸发量影响程度有所不同,发生洪涝灾害的频率也会不同,所以气温会因为这种因素而表现出比较显著的变动[7]。在研究的过程中,研究人员要统计和分析区域范围内的平均气温变化趋势,统计马莲河各种特征数据,通过参考指标分析的方式保障数据分析结果具有准确性。

3.3 水文模拟技术

在气候变化对马莲河水文水资源影响情况实施评价的时候,选择应用水文模拟技术要综合考虑模型率定和参数、模型内在的精度、模型与GCMs的兼容性、现有资料的精准性等等。当前在对马莲河水文水资源受气候变化影响采取的水文模拟技术类型进行分析,可划分为分布式水文模拟分析、概念性水文模拟分析、经验统计模拟分析。

4 改善气候环境的措施

4.1 增加植被覆盖面积

为了降低气候环境变化对马莲河水资源的不良影响,控制环境恶劣产生的危害,当地政府部门要正确认识当地经济发展和与生态环境保护之间的关系,平衡两者的比重,既要金山银山,又要碧水蓝天。在管理期间可采取植树造林的方式,适当性地将马莲河领域范围内的植被覆盖率增加,从而改善当地气候环境,补充当地的水资源情况,强调人与自然和谐相处。在改善当地气候环境的时候,除了种植树木之外,还要适当性地充实水地,设置景观带,增加人工辅助,尽可能地减少旱情出现的概率,调节水源与生产之间的关系。

4.2 加大生态环境保护力度

生态环境保护是指保护环境,构建人与自然和谐相处的生态环境。河流生态系统水文条件和气候因素共同作用下形成,在开发利用中要充分考虑到不同地区、不同时代的发展情况。我国是人口大国,人均水资源占有量远远低于世界平均水平,随着社会经济生活不断加快,人类活动对自然资源需求也越来越大,导致了生态环境保护问题日益突出且严峻。所以,在马莲河水资源保护和气候调节中,必须重视保护环境和改善生态环境的关系,在保护生态环境的同时要充分利用和开发水资源,做到经济与环境相协调,生态效益、社会效益三者相结合。在马莲河水资源短缺的情况下,必须对其进行合理规划,制定有效措施,加强流域内水环境保护工作。在发展经济时,不能只注重眼前利益而忽视长远利益。要想实现可持续发展,就需要将保护生态环境放在首位,提高人口素质和生活质量、改善环境污染状况,为子孙后代提供更好的生存条件。重视生态建设问题,加大宣传力度,增强人们的环保意识以及法律法规观念。最后,加强水资源管理部门对其进行监督与指导,做到严格执法且定期检查地下水情况,从而实现水资源利用的最大化。

4.3 注重水资源的合理利用

在对河流进行开发利用的过程中,应注重保护好现有自然环境,使其不受气候影响,保持自然生态系统和生物多样性。同时也要注意开发新能源、节能减排技术与绿色工程建设,提高水资源的使用效率、减少环境污染。通过合理的规划设计,将各种资源有效结合,实现生态效益最大化,是目前最主要解决方法之一。在对河流进行开发利用的过程中,不仅要考虑其经济效益,也应该充分地发挥它自身优势,将水资源、地质地貌等自然因素和社会环境因素综合起来。同时还要注意保护好原有自然环境。例如:可以通过改变河网布局来增加水源涵养面积,减少水灾害发生次数,有效提高河流承载力,达到缓解目前河道污染问题的目的。在对河流进行开发利用的过程中也要注意保护好自然环境。

5 结 语

每个地区的气候与水文循环的过程都是按照着不同的尺度进行变化,而这一过程也不单单是有大气内部的参与,同时要有大气边界的干涉。气候与每个地区的日常生活都是息息相关,在对该区域进行气候改善时,也要采取专业的应对措施,在科学高效的基础上做出最正确的分析。