城市化對水文過程的影響

摘 要：城市水文效應是指城市化所及地區內，水文過程的變化及其對城市環境的影響。城市是自然資源短缺、生態環境脆弱的區域，其高度密集的人口和發達的社會經濟活動導致用水與排水負荷都比較高，如果水污染控制措施跟不上，則城市水環境惡化將難以避免。城市化意味著基礎設施相對完備，居民用水便利，公共市政用水量(如綠地、消防等)也高于小城鎮或農村地區。因此，城市化將使人均生活用水量大幅度提高，城市化水平對生活用水的長期增長趨勢有極大的影響。城市化是促使自然環境變化的最強大的因素之一，城市化的過程，增進了人類社會與周圍環境之間的相互作用過程。

關鍵詞：水資源 水文效應 人類活動 正反饋 負反饋

引言：

從地球在宇宙中生成起，地球及其環境就時刻地都在變化，環境的變化導致地球上生物的出現，從低級生物到高級生物，知道人類出現和人類社會的形成，這一切都和水在地球上形成、分布和通過自然界水文循環而不斷更新有密切關系。水與人類關系非常密切。但是，隨著城市化的進程、人口和經濟活動的加劇，全球的水循環已大大偏離了它的自然狀態，水的流動已發生了顯著的變化。人口迅速增長，加速了水資源的消耗，本文所提及的水文過程的影響主要是指城市化過程中的水文效應。

一、城市化對降水的影響

降雨是人類生存所需的淡水的主要來源，受大氣環流、地形條件、大氣層結和大氣凝結核含量的影響。城市的形成、擴大主要是對局地降雨及降雨機制產生影響。城市化對降水影響主要有以下幾方面的因素：

(1)城市熱島效應。由于城市熱島效應（城內氣溫高于城外的現象）使城市上空氣層的層結不穩定，有利于產生熱力對流。當水汽充足，凝結核豐富或在有利于對流性天氣發生的天氣系統制約下，容易形成對流云和對流性降雨。由于引發的“城市熱島”效應影響了城市降水，經常會出現局部暴雨，東邊日出西邊雨的現象并不鮮見。如2003年8月18日下午3時蘇州市區人民路以東陽光高照，以西則中到大雨，并持續20min。表明城市化直接或間接地改變著水文循環和水資源狀態。

(2)城市阻障效應。城市內因有參差不齊的建筑物，粗糙度比城郊大，不僅能引起機械湍流，造成降雨；而且對移動滯緩的降雨系統有阻障效應。使其移動速度減慢，滯留時間加長。導致城區降雨強度增加，時間延長。

(3)城市凝結核效應。城市化使城市上空的微粒物質及污染物質等顯著增加，凝結核明顯多于城郊，有利于降雨所需的冰核形成。所以在城市區域易于形成降雨。

二、城市化對蒸發的影響

隨著城市化的進程，城市土地利用方式發生了結構性的改變，如清除樹木、平整土地、建造房屋、道路、復蓋排水河道，從而大大增加不透水面積.地表下滲能力逐漸減弱，直接減少了地下水補給量，加之人為抽取地下水，使地下水位降低，地下徑流及土壤含水量減少，蒸發量也相應減小。而且城市地區建筑物林立，下墊面粗糙度顯著增大，使城市市區年平均風速較農村地區減小20％～30％，無風口增加5％～20％，這也影響了蒸發速度，使蒸發量減少。一般來說，水面蒸發的地區變化和年際變化相對較小，水面蒸發量值一般較小。

三、城市化對地下水收支的影響。

城市化的發展加快了人們對地下空間的利用，如上、下水道及地鐵等工程均對地下水的收支產生很大的影響。城市化的發展導致了地下水收支量的失衡，地下水支出量遠大于其收入量，結果導致了大面積的地下水漏斗，即通常所說過分的地下水開采，引起區域性地面沉降。如東京有些地區曾在一年內地面沉降26cm；墨西哥城每天抽取地下水量達3.75Mt，由于過量開采地下水造成嚴重的地面沉降，建立于1934年的國立美術館現已下沉0.3m，16世紀興建的圣弗朗西斯科教堂下沉1.5m，如今不得不加修階梯以便進出；而在中國經濟發達的地區蘇南更有許多事例。總之，城市化的發展徹底改變了區域的本來面貌，破壞了區域正常的水循環，從而引起了水害或其他環境問題。

四、城市化對徑流的影響

城市化的最大特征之一就是原有的透水地區（農田、森林、草地）不斷被混凝土建筑物及瀝青路面所取代。使土壤入滲和地面蒸發相應減少，而由降水形成的地表徑流卻相應增大，而且匯流歷時縮短，從而使城市的雨洪徑流明顯增大。

伴隨著城市化的進程，流域降雨徑流關系隨時間的推移將發生顯著的變化，單位線形狀亦隨之發生改變。城市化的結果使市區地面硬化，不透水面積增加，下墊面糙率顯著減少，排水管網密布，從而改變了受城市化影響地區的產匯流條件，使地表徑流增加，地面漫流的匯流速度顯著增大，而入滲量則隨城市化程度的增加而減少，這些都使洪峰量增加，洪水上漲歷時明顯縮短，洪水過程線變陡，增加了城市洪澇災害發生的機率。

研究城市化對水文過程的影響，為以后正確的開發利用水資源，使水資源向著有利與人類的方向發展，讓人們意識到破壞水資源的就是破壞了生態系統的平衡，破壞了人類的生存環境，我們應協調好人與水的關系，增強人們對水資源的保護意識，合理地配置水資源，使水資源得到保護、恢復和改善，使之向著有利于人類的方向發展。

參考文獻：

1.陳家琦.王浩.楊小柳.《水資源學》 2002.4

2.黃錫荃主編.李惠明.金伯欣.《水文學》

3.王研.《跨流域調水環境影響評價》

4.劉天齊等主編《環境保護概論》

5.沈陣容等.節水新概念——真實節水的研究與應用.北京：中國水利水電出版社，2000.4

6.馬光等編著《環境與可持續發展引論》

7.劉耀林.劉艷芳.梁勤歐編著《城市環境分析》

8.宋永昌.由文輝.王祥榮主編《城市生態學》

9.關伯仁.郭懷成.陳恨法等編著《環境科學基礎教程》

10.徐新華、吳忠標、陳紅編著《環境保護與可持續發展》