[科普中国]-水文效应

释义

地理环境变化引起的水文变化或水文响应。环境条件变化可分自然和人为两个方面。当代人类活动范围和规模空前增长，对水文过程的影响或干扰越来越大。目前对水文效应的研究大多着重于各种人类活动对水循环、水量平衡要素及水文情势的影响或改变，又称为人类活动对水文情势的影响。这种影响或改变，多遵循着水与环境关系的一般规律，但人为的水文变化比自然的水文变化快。1

类型水文效应可划分为多种类型。按时间的不同尺度可分为短暂快速的变化和长期缓慢的变化；按不同规模可分大、小水文效应；从性质上则可分为可逆和不可逆效应等。从人类活动的影响来看，水文效应可分为以下5类：

1、从河流和地下含水层以及湖泊中直接提取用水，减少了河、湖、地下水的天然数量，改变了水文情势。

2、工农业、城市生活废水及各种有害物质（包括各种重金属无机物和农药化肥等有机物）的排放，污染、恶化了水质。

3、土地利用的变化，如森林的砍伐和营造、垦殖、草场放牧、沼泽疏干、农田灌溉等，活动的范围或尺度很大，对河流和各种水体数量及时空分布的影响相当广泛。

4、水利工程措施，如兴建蓄水库、蓄洪区、防洪堤坝、建水闸和大型水电站、航道整治、修建排灌站、河网化以及跨流域引水等，均可直接改变河湖水流、地下水水文情势及水量与时空分布特征。

5、城市化和工业开发，包括城市的兴建、采矿、开辟工业区等，都可使不透水的地面扩大，加大地表径流，加剧洪水威胁。地表下渗量减少，再大量开采地下水，造成地下水位大幅度下降，改变了地下水的天然排泄通道和补给条件。城市附近天然河道的整治、渠化或裁弯取直，可加速洪水的排泄，改变水流性质和水质，并影响河流的生态条件。2

研究历史环境条件改变引起的水文变化最初只具定性概念。1863年，G.P.马什发表的《人与自然》一书，记述了森林对水文变化的影响。1889年，瑞士进行野外试验观测，开始了定量研究。国际水文十年 (IHD,1965～1974)期间，将人类活动对水循环影响和代表性、实验性流域研究列为主要研究任务之一。1975年，联合国教科文组织(UNESCO)在国际水文计划 (IHP)中制定了一系列研究课题和活动，并于 1980年6月在赫尔辛基举行了人类活动对水情影响与代表性、实验性流域学术会议。会后出版了论文集。在国际水文计划Ⅲ(1984～1989)和Ⅳ(1990～1994)期间，水文效应的研究与水利工程环境影响评价及比较水文学结合得更紧密。

研究方法水文效应的研究与代表性流域和实验性流域的研究密切相联。水文效应中参数变化的定量问题，一般是通过代表性或实验性流域的手段解决的。现行的实验研究可以采用两个相似流域，即控制流域与处理流域进行对比实验。控制流域指保持原来的条件，不施加人为措施的流域；处理流域则指施加了人为措施的流域。根据有无施加人为措施的水文观测资料进行对比，以确定施加了某种措施后所表现出来的水文效应。另一种方法是在单一流域内进行研究，比较施加人为措施前和后的水文要素变化。以上两种方法的目的都是相同的。还可根据观测资料分析水文要素形成的规律性，以建立流域水文数学模型。这种方法的基本条件是假设用作于对比的参数都是“独立”的，这样才能把处理措施作为模型的一个“独立”的参数输入模型，再根据模型的输出来鉴别施加措施后的影响，从而进行水文效应的研究。这种方法适合在电子计算机上进行功能仿真模拟，但要求流域不能很大，即系统外部条件要相对稳定。

展望在经济迅速发展、人口日益增长以及人类活动规模不断扩大的今天，水文效应的研究具有特别重要的意义。任何地区水资源系统的合理开发、利用规划和管理，水文效应均是很重要的问题。中国水利工程的可行性评估中,环境影响评价是当前最关心的问题之一，并已列为可行性研究和初步设计报告中的重要部分。在水资源系统研究中，已经综合考虑自然系统和人造系统两者的影响。可以预计，随着社会的发展和科学的进步，人造系统的影响将越来越大。因此，今后水文效应将主要来自流域内人造系统的影响，也必然会成为修正水资源系统规划和管理运行的重要依据。3