水文学12第十二章人类活动对环境的影响

1、第十二章第十二章 人类活动对水环境的影响人类活动对水环境的影响 第一节第一节 水利工程、农业措施对水文要素水利工程、农业措施对水文要素 的影响的影响 第二节第二节 城市水文效应城市水文效应 第三节第三节 水资源规划水资源规划 由于自然或人为因素，使地理环境由于自然或人为因素，使地理环境发生改变，从而引起水循环要素、发生改变，从而引起水循环要素、过程、水文情势发生变化，称为过程、水文情势发生变化，称为水水文效应文效应。 本章所讲的水文效应，主要指本章所讲的水文效应，主要指人类人类活动活动的水文效应，这种效应大多仍的水文效应，这种效应大多仍遵循水与环境关系中固有的自然规遵循水与环境关系中固有的自然

2、规律。律。 人类活动对水文情势的影响可分两类：人类活动对水文情势的影响可分两类： 直接影响直接影响是指人类活动使水循环要素的是指人类活动使水循环要素的量或质、时空分布直接发生变化，如兴量或质、时空分布直接发生变化，如兴建水库、跨流域引水工程、作物灌溉、建水库、跨流域引水工程、作物灌溉、城市供水或排水等。均直接使水循环和城市供水或排水等。均直接使水循环和水资源的量、质发生变化；水资源的量、质发生变化； 间接影响间接影响指人类活动通过改变下垫面状指人类活动通过改变下垫面状况、局地气候，以间接方式影响水循环况、局地气候，以间接方式影响水循环各要素。例如植树造林、发展农业、城各要素。例如植树造林、发展

3、农业、城市化等。市化等。 人类活动对水循环的影响，推动了人类活动对水循环的影响，推动了自然环境的变化。自然环境的变化。 这种变化可能是朝着这种变化可能是朝着有利有利于人类的于人类的方向发展，也可以朝着方向发展，也可以朝着不利不利的方向的方向发展，弄清其机理，在理论上和实发展，弄清其机理，在理论上和实践上，均具有重要的意义践上，均具有重要的意义。第一节第一节 水利工程、农业措施对水水利工程、农业措施对水文要素的影响文要素的影响 一、水库水文效应一、水库水文效应 二、跨流域调水水文效应二、跨流域调水水文效应 三、小型农田水利措施水文效应三、小型农田水利措施水文效应 四、滥伐森林的水文后果四、滥伐森

4、林的水文后果一、水库水文效应一、水库水文效应（一）河川水文情势发生明显的变化（一）河川水文情势发生明显的变化 首先首先，水库拦蓄地表径流、减少入海流，水库拦蓄地表径流、减少入海流量，从而改变了流域内水量平衡要素的量，从而改变了流域内水量平衡要素的对比关系。对比关系。 我国目前水库的拦蓄能力已接近全国年我国目前水库的拦蓄能力已接近全国年径流总量的径流总量的10， 其中海滦河及辽河流域水库的拦蓄能力其中海滦河及辽河流域水库的拦蓄能力更可达本流域年径流总量的一半。更可达本流域年径流总量的一半。 其次其次，筑坝拦水后，筑坝拦水后，坝上游坝上游库区水位壅库区水位壅高，使流速逐渐减缓，引起泥沙淤积，高，使

5、流速逐渐减缓，引起泥沙淤积，水体由河流变成了人工湖泊，水的流动水体由河流变成了人工湖泊，水的流动状态改为波浪，湖流及异重流等；状态改为波浪，湖流及异重流等； 坝下游坝下游河流径流完全在人为的控制之中，河流径流完全在人为的控制之中，洪水期拦蓄，以防洪蓄水，枯水期泄水，洪水期拦蓄，以防洪蓄水，枯水期泄水，增大流量，以利于灌溉航运。增大流量，以利于灌溉航运。 使下游河道中的径流几乎完全失去了洪使下游河道中的径流几乎完全失去了洪峰，全年峰，全年85时间保持在较小的流量状时间保持在较小的流量状态。态。（二）库区产生明显的小气候效应（二）库区产生明显的小气候效应 水库还会使地区的水库还会使地区的热量平衡热

6、量平衡发生变化，发生变化，由于水库比陆地具有更大的热容量，由于水库比陆地具有更大的热容量，故库区会产生明显的小气候效应。故库区会产生明显的小气候效应。 如在大水库周围气温变得冬暖夏凉，如在大水库周围气温变得冬暖夏凉，新安江水库新安江水库周周围的无霜期平均延长围的无霜期平均延长20天，由于库区水面蒸发量的天，由于库区水面蒸发量的增加，改变了附近大气的水汽含量，从而影响到降增加，改变了附近大气的水汽含量，从而影响到降水分布，新安江水库水面上空降水减少水分布，新安江水库水面上空降水减少100150mm，而水库周围山区，则降水量增加而水库周围山区，则降水量增加100mm，最多的甚最多的甚至增加至增加2

7、00mm。这又形成小范围的水循环这又形成小范围的水循环。（三）抬高了上游地区的地下水位抬高了上游地区的地下水位 水库坝上游水位的抬高，同时也水库坝上游水位的抬高，同时也抬高了上游地区的地下水位，增抬高了上游地区的地下水位，增加了水库临近地区的地下水补给加了水库临近地区的地下水补给量，这样也常常会引起土壤次生量，这样也常常会引起土壤次生盐碱化盐碱化。（四）工程地质问题和生态系统的变化（四）工程地质问题和生态系统的变化 水库建成后往往会给周水库建成后往往会给周围的自然环境带来一些围的自然环境带来一些不利的工程地质问题和不利的工程地质问题和生态系统的变化。生态系统的变化。 如库岸滑坍问题，诱发如库岸

8、滑坍问题，诱发地震问题等，据美国地震问题等，据美国米米德水库（德水库（Mead LakeMead Lake）记记载，蓄水后载，蓄水后10年间，曾年间，曾记录到记录到600次地区性地震次地区性地震 我国我国丹江口水库丹江口水库蓄水后蓄水后10年间，共测到年间，共测到426次地震，比建库前次地震，比建库前360年间记录到的年间记录到的地震次数（地震次数（43次）多次）多9倍多。倍多。二、跨流域调水水文效应二、跨流域调水水文效应 跨流域调水工程主要是为了改变水的地区分跨流域调水工程主要是为了改变水的地区分布，将湿润地区的部分水量调到较干旱缺水布，将湿润地区的部分水量调到较干旱缺水的地区，以满足生产和

9、生活的需要。的地区，以满足生产和生活的需要。 大规模的调水工程对水循环和水量平衡将带大规模的调水工程对水循环和水量平衡将带来来深刻的影响：深刻的影响： 改变水循环的改变水循环的路径路径，还会破坏原来已经形成，还会破坏原来已经形成的的生态平衡生态平衡的状态。的状态。 跨流域调水的水文效应可分跨流域调水的水文效应可分3个个影响区影响区来分析：来分析： 水量输出区：水量输出区： 主要是由于水量减少，从而在枯水季节主要是由于水量减少，从而在枯水季节在引水口以下会导致泥沙的沉积，河道在引水口以下会导致泥沙的沉积，河道特性改变，河水自净能力减低，河口海特性改变，河水自净能力减低，河口海水入侵加剧等；水入侵

10、加剧等； 输水通过区：输水通过区： 其水文效应，是由输水环境效应、渗水其水文效应，是由输水环境效应、渗水环境效应、阻水环境效应和蓄水环境效环境效应、阻水环境效应和蓄水环境效应等一系列水文环境效应引起的，调水应等一系列水文环境效应引起的，调水后将抬高输水线两侧和蓄水体周围的地后将抬高输水线两侧和蓄水体周围的地下水位，加重土壤盐碱化，并给水质、下水位，加重土壤盐碱化，并给水质、湖泊水域环境和水生生物带来一定的影湖泊水域环境和水生生物带来一定的影响；响； 水量输入区：水量输入区： 其水文效应是由外水大量引入造成其水文效应是由外水大量引入造成的，可能导致地下水位升高，水溶的，可能导致地下水位升高，水溶

11、盐的积累，蒸发量增加，土壤次生盐的积累，蒸发量增加，土壤次生盐渍化和农田小气候的变化等盐渍化和农田小气候的变化等。三、小型农田水利措施水文效应三、小型农田水利措施水文效应 农田水利措施主要包括灌溉、排水措施、山农田水利措施主要包括灌溉、排水措施、山区梯田谷坊措施、平原圩区的控制措施等，区梯田谷坊措施、平原圩区的控制措施等，其水文效应则各异。其水文效应则各异。 农田灌溉农田灌溉主要通过修建蓄水塘坝或提水工程、主要通过修建蓄水塘坝或提水工程、输配水系统等措施，以满足田间灌溉的需水输配水系统等措施，以满足田间灌溉的需水要求。要求。 这些蓄、提、引、输水措施一旦实施运转，这些蓄、提、引、输水措施一旦实

12、施运转，就会改变天然河道的流量过程及水量的空间就会改变天然河道的流量过程及水量的空间分布。分布。 排水排水的效应，主要是加速地下水消的效应，主要是加速地下水消退，降低地下水位，减少潜水蒸发，退，降低地下水位，减少潜水蒸发，从而加大地下水对河流的补给量，从而加大地下水对河流的补给量，使水流量增加。使水流量增加。 同时，排水能减少地面积水和蒸发，同时，排水能减少地面积水和蒸发，改善汇流条件，加速水流的汇集，改善汇流条件，加速水流的汇集，从而增加河川径流量。从而增加河川径流量。四、滥伐森林的后果四、滥伐森林的后果 历史上森林覆盖面曾占历史上森林覆盖面曾占陆地面积的陆地面积的2/3，达，达76亿公顷，

13、随着人口剧增，亿公顷，随着人口剧增，毁林垦荒，砍柴获薪，毁林垦荒，砍柴获薪，森林被大量砍伐。森林被大量砍伐。 1 1、大面积毁林会使宝、大面积毁林会使宝贵的水源变成水患：贵的水源变成水患： 对比一场夏季暴雨后森林砍伐后的流量对比一场夏季暴雨后森林砍伐后的流量过程线与控制的流量过程线，前者比后过程线与控制的流量过程线，前者比后者峰量增大者峰量增大6倍之多，倍之多，径流总量径流总量也有十也有十分明显的分明显的增加增加。 同时，由于森林每年能从土壤中吸取同时，由于森林每年能从土壤中吸取50cm水深的水分，则森林的砍伐会水深的水分，则森林的砍伐会使地使地下水位上升下水位上升， 减少地下水的调节能力，从

14、而加剧了洪减少地下水的调节能力，从而加剧了洪水灾害水灾害。 丹麦森林试验站的研究结果丹麦森林试验站的研究结果: 森林森林砍伐前砍伐前地下水有明显的季节地下水有明显的季节变化，夏季由于植物根系大量吸变化，夏季由于植物根系大量吸水，地下水有明显的下降，水，地下水有明显的下降， 森林森林砍伐后砍伐后季节变化趋势完全消季节变化趋势完全消失，终年保持较高的水位失，终年保持较高的水位。 森林森林在未经砍伐前，一般河流的输在未经砍伐前，一般河流的输沙量很低，沙量很低，砍伐后流域输沙量大增砍伐后流域输沙量大增。 如美国一个如美国一个10平方公里的实验流域平方公里的实验流域表明，森林砍伐前全流域悬沙产沙表明，森

15、林砍伐前全流域悬沙产沙量每年量每年900吨，砍伐后第一年增为吨，砍伐后第一年增为4600吨，第二年为吨，第二年为18000吨。吨。第二节第二节 城市水文效应城市水文效应 城市水文效应是指城市化所及地区内，城市水文效应是指城市化所及地区内，水文过程的变化及其对城市环境的影响。水文过程的变化及其对城市环境的影响。 城市化的水文效应，城市化的水文效应，主要反映在主要反映在雨洪变化雨洪变化、水资源需要量增长水资源需要量增长以及以及水质污染水质污染三个方面。三个方面。第三节第三节 水资源规划水资源规划意义：水资源规划水资源规划定义：指在统一的方针、任务和目标指导下，通过调整水资源的天然时空分布，协调防洪

16、抗旱、开源节流、供需平衡以及发电、通航、水土保持、景观与环境保护等方面的关系，以提高区域水资源的综合利用效益和效率为目标而制定的总体计划与安排，并就规划方案实施后可能对经济、社会和环境产生的潜在影响进行评价。213有效地促进水资源的合理利用；促进水资源开发、经济社会与环境保护之间的协调与可持续发展；可实现社会、经济和环境效益的综合最优。水资源水资源规划的规划的类型类型区域水资源规划流域水资源规划跨流域水资源规划专门水资源规划二、水资源规划的原则二、水资源规划的原则水资源规划是全面落实国家或地区实施可持续发展战略的要求，适应经济社会发展和水资源的时空动态变化，着力缓解水资源短缺、水环境恶化等水问题的一项重要工作。它是根据国家或地区的社会、经济、资源和环境总体发展规划，以区域水文特征及水资源状况为基础来进行的。 遵守有关法律和规范规划原则全面规划，统筹兼顾系统分析与综合开发利用协调发展可持续利用因时、因地制宜依法治水科学治水实施的可行性三、水资源规划的目标三、水资源规划的目标为国家或地区水资源可持续利用和管理提供规划基础，要在进一步查清区域水资源及其开发利用现状、分析和评价水资源承载能力的