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生态水文理念下流域水资源评价分析

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  摘 要:基于生态水文理念,水资源评价对象产生了极大变化,从传统径流水水资源逐渐转变为以降水为整体的水资源方向。為客观、合理地评价水资源,本文以某流域水资源为研究对象,运用生态水文理念,对生态水文学理念进行了深入分析,以此实现区域水资源优化配置,且以水资源评价现存问题为出发点,阐述了水资源评价法,以期全面了解我国水资源情况,缓解水资源压力,实现我国水资源持续、健康发展。
  关键词:生态水文理念;流域水资源;评价方法
  中图分类号:TV213.4 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2019)08-0003-02
  0 引言
  作为一个多功能生态系统因子,水是生态、环境与社会的重要构成部分。我国拥有960万平方公里,地域辽阔,然而却面临着水资源严重短缺的局面,水资源不足将对人们的生产、生活用水带来极大的影响,甚至危害国民经济的健康发展,促使生态环境日益恶化。随着社会的不断进步,人们已经充分意识到水资源的重要性,提出了可持续发展观,强调人与自然和谐相处、共同发展。在水资源短缺的背景下,如何实现水资源持续、健康发展,如何充分发挥水资源的应用价值,成为了人们关注的焦点。为实现人与自然的和谐发展,展开水资源调查、评价极为重要,不仅能够充分掌握水资源的现状,也是开展各项水资源工程项目的基础条件,是保障区域经济发展的重要依据。基于生态水文学理论,人们提出了新的理念对水资源进行客观、全面地评价。
  1 生态水文学理念分析
  在波兰2017年举办的国际生态水文学大会中,强调旨在探索融合循环经济理念和基于自然生态系统的解决方案,推进全球气候变化下的国际生态水文学研究与实践。随着社会经济的迅速发展,经济在发展,环境在恶化,水资源作为生态环境的重要一员,也受到了极大的影响。截止2018年底,我国大坝水库数量超过10万座,超过92%的河流不同程度地受到了人类活动的影响。于社会经济而言,开发河流、利用河流,为其提供了能源、水源,但与此同时,也给河流生态环境带来了极大的负面影响。建成水库大坝之后,在自然状态下,将会改变河流的流量、水质等,甚至会出现地区生态退化现象。为此,在河流开发前期,必须具备充分的生态水文论证,避免影响流域生态环境,为此,河流开发统筹规划必须立足于生态水文学。
  作为一门水文学和生态学交叉的新兴发展学科,生态水文学是UNESCO国家水文计划当前与今后20年的重要学科发展方向。其研究方向为地球上水与生态系统间的相互作用。在两者相互作用的整个环节,不可避免地会发生诸多改变,主要发生于河流、草地等水体或陆地生态系统内。基于生态水文学理念进行流域水资源评价、研究更具科学性、合理性。
  2 目前水资源评价中存在的主要问题
  2.1 一元静态认知模式
  人类活动必将引发环境变化,若仍选择还原法,则逐步增大还原比例,使得在河流流域径流量内还原量占据主导地位,这种情况下,将与还原的初衷相背离,同时,还原比例的增高,必然会对还原精度造成一定影响,为此,这种条件下,还原方法根本不能将人类活动对水资源的影响真实反映出来。
  2.2 集总式评价
  分区集总式评价是现行水资源评价的主要方法,这种评价法存有一定缺陷,如分区内水文参数、自然地理条件的空间差异性等考虑不到位。这种评价法下得到的计算值根本无法真实反映分区内水资源的形成过程与空间分异特征,仅能表示一个分区平均的概念。
  2.3 时间尺度局限
  水文要素变化与时间尺度密切相连,时间段不同,则表现出现的水文要素也存在极大差异性。目前,常通过年系列、多年平均值等进行水资源评价,从而了解水资源量的变化趋势,但这种评价方式,时间较长,未涉及以月、日为变化的数据,于水资源合理规划影响较大。
  3 河流流域概况
  某河流流域地处中国北部,拥有丰富的水资源,流域面积可达21.9k㎡,径流量年均16.2亿m3,是我国极为重要的水源地。随着经济发展速度的不断加快,此流域也得到了极大开发,与此同时,还严重损害了当地的生态环境,主要问题如表1所示。为解决生态环境问题,缓解水资源使用压力,基于生态水文理念,相关部门针对当前水资源评价问题,提出了河流流域评价的新思路、新方法,以期合理配置流域内的水资源,推进流域水资源持续、健康发展。
  4 基于生态水文理念的流域水资源评价分析
  现行水资源评价中,自然环境下的生态过程变化和生态格局分布均可通过生态水文理论进行分析与研究。为合理配置流域内的水资源,笔者从生态水文学角度出发,旨在将生态环境充分纳入到水资源评价过程,实现科学利用水资源,以此建立良好的生态环境圈,多生物多样性实施最佳保护,在寻求经济效益的过程中,还能保护生态环境,此评价方法的原则、目标如表2所示。
  层次化、动态化为水资源评价系统的主要特征,在评价系统内,主要以二元演化模型、WEP-L物理评价模型为主,所涉及的理论模块,包含实地勘测、还原分离、耦合等,从广义角度分析,该水资源计算公式如下:
  Ws=(Rs+Rg)+Ep+Ess+Ees
  其中,广义水资源量可由Ws表示;
  地表径流量的水资源可由Rs表示;
  未重复的地下水资源可由Rg表示;
  冠层截流蒸发量可由Rs表示;
  地表截流有效蒸发可由Ess表示;
  未重复的地下水、地表径流量土壤水有效蒸发量可由Ees表示;
  侠义水资源量则通过(Rs+Rg)表示。
  5 基于生态水文理念的流域水资源评价优化策略
  (1)更新传统水资源评价模型,统筹地下水与地表径流间的关系。当前,地下水、地表径流分离问题突出,笔者认为,可通过下述方法进行解决。第一,对两者间的关系进行充分思考,构建二元评价模型,合理梳理两者关系,保证评价的科学性;第二,根据双向评定方法,了解各种类型水资源间的关联性,全面统筹两者间的影响作用,掌握水资源变化趋势。   (2)以全面、详实的基础数据为前提,建立完整的水资源时间评价系统。水资源评价涉及内容较多,关乎多个行业、多个领域发展,为此,必须保证水资源评价系统完整、可行,这种情况下,必须以全面、详实的水资源评价数据為依托,通过整理、汇总大量基础数据,做好水资源配置规划工作。根据具体时间尺度,绘制水资源规律图,掌握水资源变化规律。同时,根据差积曲线,对年均降雨量等因素进行研究。降雨量计算时,需对各个分区近年来的各类降雨数据进行分析,如平均降水量、不同频率降水量等,随后再进行整个区域降水量的计算,从而保证水资源评价的科学性、合理性。
  (3)关注水资源分布规律,合理选择水资源评价方法。针对水资源评价中存在的问题,一般可选用集总式分析法,要求始终坚持正确的生态水文理念,时刻关注水资源分布规律,了解及掌握水资源分布的影响因子与水文要素,合理选择水资源评价方法,只有这样才能保证评价数据真实、有效;评价结果准确、客观,真正接近水资源的演变过程,动态地反映出水资源的变化情况及空间特征。从而更好地进行水资源评价,更好地进行水资源规划,实现水资源持续、健康发展。
  (4)建立水资源评价系统,还原真正参数。“一元-静态型”评价模式,对人类活动影响研究较少,利用还原程序获取的水资源变化情况,不会准确地反映对水资源的影响状况。为此,可通过“二元演化”模型,建立水资源评价系统。这种评价体系,需合理应用“二元动态型”水循环理论,持续、连续更新还原参数,通过合理的还原模式,将水资源变化情况真实再现,这种评价系统不仅能够掌握水资源当前变化规律,还能对未来时段内水资源的变化趋势进行合理地预测。
  6 结语
  综上所述,伴随科学技术的不断进步,各种新技术、新工艺被广泛应用于水资源评价,水资源评价方法越来越多,尤其是RS、GRS、GIS等技术的应用,使得流域水资源评价变的更为便捷化、精确化,同时还大大降低了工作人员的操作难度,将生态水文理念融入到水资源环境保护工作中,更能加大保护力度,更好地了解人类活动对水资源造成的影响程度,更有利于实现人与自然的和谐发展。
  参考文献
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