解析干旱区内陆河流域水文与水资源问题

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摘要：本文分析了干旱区内陆河流域水文与水资源存在的问题，并阐述了对内陆河流域水文水资源的研究前景，有一定参考价值。

关键词：干旱区；内陆河流域；水文水资源

中图分类号：TV213 文献标识码：A 文章编号：

1 水文水资源研究的发展阶段及面临的主要问题

1.1 研究发展阶段

(1)河川径流测验研究阶段 我国现代水文学研究始于20世纪30年代末, 50年代中期以后,以河流水文为主的水文研究迅速发展,包括边远地区河流水文调查与全国水文区划的研究。新疆的水文工作亦正始于此,1959年成立了水文局,目前,已建立国家基本水文观测站点102处,形成的水文站网控制了山区径流约80%,积累了近50年的实测水文系列资料,为水资源开发利用、农业发展、防洪抗旱和其他国民经济建设提供了重要的决策依据。

(2)水资源评价阶段

20世纪70~80年代,从河流水文(主要是河口水文)逐渐扩大到其它陆地水体,包括冰川、湖泊与沼泽水文及水文过程(如冰川、高山永久积雪融水、降雨产汇流规律,洪水发生成因,河流泥沙运移条件与动力等)的研究。这一时期开展了全国第一次水资源评价,同时一大批大中河流的流域规划也相继展开,水文水资源工作全面进入流域水资源综合评价阶段。

(3)水资源合理配置阶段

20世纪90年代以来,以水文工作为基础,水资源问题与环境水文研究得以迅速发展。由于生态环境的恶化、水资源危机和供需矛盾的加剧,特别是/环境的持续性0和/可持续发展0战略思想被普遍认同,人们对过去不重视生态环境保护,单纯追求经济发展的水资源开发利用模式进行了深刻的反思。在持续与和谐的原则指导下,提出了水资源开发、利用、治理、配置、节约和保护协调发展的治水新思路,要求在统筹考虑生产、生活和生态3方面需水的要求下合理配置水资源,确保国民经济的可持续发展。

1.2 面临的主要问题

根据内陆干旱区河流的地形地貌和径流形成、扩散、消耗的水循环过程及其特点,流域的水文系统由山区水文、绿洲水文和荒漠生态水文所构成。当前,水文研究工作仍主要偏重于山区水文,注重山区来水及径流分析,对中、高山区水文问题、绿洲水文问题和生态水文问题的研究仍十分贫乏。水循环规律的研究,在“空中”、“地下”和“出山”等3个方面存在着明显的弱势。

2 水文水资源研究的特点和发展方向

2.1 研究领域的特点

水文水资源研究是内陆干旱区当今乃至未来人类社会始终关注的课题之一。人类对天然水体及其演化规律影响的日益加剧,致使水资源问题愈加突出,从而极大地影响和制约了人类的生存和发展,同时也给水文水资源研究不断提出新的要求,赋予新的内涵。水文水资源研究领域的拓展,表现为如下趋势与特点:

(1)复杂性 水文水资源研究的领域愈来愈广泛,研究的问题也越来越复杂。

(2)系统性和整体性 水文水资源的研究已愈来愈注重大水系统与社会经济、生态环境系统相联系的系统性和整体性。

(3)联系性 随着可持续发展观念的深入,水文水资源的研究与为人类服务,解决水问题的联系愈来愈紧密。

(4)先进性 数字地球、数字流域、数字水文概念的提出,进一步推动了水文水资源科学的发展。地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)和遥感技术(RS),在水文水资源研究和应用领域的应用,使得研究整个流域的产汇流过程,对水资源问题进行三维空间的动态模拟仿真成为可能。这些技术的应用对水文水资源学科的发展提供了强有力的技术支撑。利用更多的高新技术和信息技术如水文遥感、水文示踪技术和地理信息系统等,人们将能够更多地获取水循环中的一些重要变量信息,弥补常规观测数据的不足,扩大现有水文研究领域,使得认识水文规律复杂性的能力得到明显提高。

2.2 研究发展的方向

围绕/资源水利的治水新思路和水资源开发、利用、治理、配置、节约和保护的现代水利发展要求,内陆干旱区水文水资源研究发展的方向主要表现在以下3个方面:

(1)基础研究 水文极值理论与计算;水文预报理论与新方法和新技术运用;产流与汇流水文过程数字模型;特殊水环境水文定位观测的试验水文研究;绿洲水文;荒漠生态水文;冰川水文等都是当前内陆干旱区水文学研究的主要方向,同时也是水资源问题所关注的基础问题。

(2)应用研究 水循环与水平衡。作为水文基本理论的水循环与水平衡研究,正在宏观与微观尺度上不断扩展与深化。加强人类活动对水循环影响的研究,开发研制具有水文过程模拟、水污染控制、水资源规划与管理功能的流域规划决策支持系统软件等,既是发展水资源确切评价方法的基础,也是农田节水调控、农业合理用水的依据,具有重要的意义和广阔的应用前景。

水资源评价体系。在可持续发展思想指导下,水资源评价不仅进行水量评价,而且包括水质、水资源保护、水资源经济、水资源管理、水资源节约等全方位的评价指标体系。

水循环与水盐平衡。水盐平衡是评价内陆干旱区水循环系统良莠和可持续灌溉农业发展的重要标志。从微观尺度到宏观尺度研究盐分的产生、迁移、分布与积累规律,特别是监测灌区内部的盐分活动与盐分排出,研究荒漠区的容泄能力与绿洲盐分排泄出路,通过绿洲水资源的合理使用,控制盐分在流域内的分布。从理论上深入认识溶质迁移的特有规律,从实践上解决水盐耦合的数值模拟与流域盐分安全调控方案(例如灌区排水出路与排放标准、竖井排灌技术参数、作物种植结构与耕作模式等)。

生态环境耗水与生态水权管理。加强定点实验研究和监测评价工作,并运用/3S0技术拓宽研究时空范围,从生态环境保护、天然植被的生长与延续出发,研究不同植被耗水机理与耗水量、地下水位与各种植被的生长关系和天然植被耐盐程度等,为揭示荒漠区水循环规律与自然生态保护奠定科学基础。通过生态耗水量的分析研究,科学合理地确定生态保护区的范围、目标和需水总量,明晰生态水权,加强对河道引水监控,为保证流域水资源的有效管理和生态环境的有效保护提供决策依据。

水环境问题研究。研究预测河流水环境质量的变化趋势;生态环境最小需水量定量化理论和应用研究,建立河流生态环境预警系统;点污染、线污染和面污染研究并举,建立流域水循环与水资源保护动态模拟模型;污染物总量控制与浓度控制标准以及污染综合治理技术;水体富营养化变化规律及改善措施;地下水污染防治措施等。

(3)综合研究 基于可持续发展的水资源规划理论和水资源的可持续利用;水资源的合理利用;水资源开发战略和策略;人类活动对水环境的影响、水资源开发利用与生态环境之间的相互影响;地下水资源合理开发利用与保护;节水灌溉技术与经济政策;维护干旱区水资源可持续利用的政策法规体系和水管理体制;现代化水资源管理体系,包括管理信息系统和管理决策支持系统,水资源适时监控系统;水资源经济及决策理论与方法,建立水资源经济指标体系等方面的研究。

3 结语

水文学及水资源学是一门应用叉学科,水资源学是以水文学为基础,水文学研究以服务于水资源问题为发展导向。水文与水资源的学科研究发展方向,决不是相互取代,而是你中有我、我中有你、相互依存、共同发展的交叉融合关系。因此,应当倡导在进一步加强水文研究的同时,更多地联系水资源问题。深入研究解决水资源问题,首先应立足对水文学基本理论问题和对大水文循环系统规律性的认识。水资源与水文循环的联系是认识和解决水资源问题的基础,在此基础上更高层次上的交叉与结合则是推动水文及水资源研究发展的方向。

参考文献:

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[2]陈家琦1论水文学与水资源学的关系[J]1水科学进展, 1999,10(3):215-2171