淺析氣候變化和人類活動對水文循環的影響

胡安玉

摘 要：水文循環系統是全球氣候系統的重要內容，隨著社會的發展與全球環境的急劇變化，人類通過一系列水利工程等措施改變原先的水文循環。本文系統地闡述人類活動和氣候變化兩大因素對水文循環的影響，結合人類生產生活的耗能排放方式和氣候變化的現狀簡單分析其對水文循環產生的影響，并據此提出相關的建議。

關鍵詞：水文循環；氣候變化；人類活動

水文循環作為地球循環系統的重要部分，隨著人們對環境保護意識的增強，人類通過生產生活的節能減排并結合生態環境評估水利設施的修建，同時通過研究氣候變化對環境的影響從而采取合理措施改善環境。

水文循環的影響因素可分為氣候變化和人類活動，是影響流域水文循環和水資源演變的兩大因素，兩者是相互作用而共同作用于水文循環，需要進一步了解影響兩者對水文循環的影響途徑，更好地改善環境，保護水文循環的良好平衡，促進人水和諧的進程。

1 水文循環概念和成因

水文循環是指地球上的水圈，通過吸收太陽的能量以蒸發、降水、滲透等形式，從一個地方轉移到另一處，改變狀態到地球上另外一個地方。地球上的水圈作為一個永不停息的動態系統，在一個足夠的時期里，全球范圍的總蒸發量等于總降水量。水循環的形成有多種原因，目前普遍分為內因與外因兩方面，內因是水在通常環境條件下三態易于轉化的特性，外因則是輻射和重力作用。

2 人類活動對水文循環的影響

人類的自身活動對水文循環的影響因素不容忽視，自1980年國際自然同盟提出可持續發展以來，陸續提出人與自然的和諧共處等觀念，通過減少行政法規等方式限制人類活動對包括水文循環在內的環境影響。人類活動對水文循壞的影響，基本分為直接型（水利工程和農田灌溉等）和間接型（土地利用和城市化等）。

（1）水利工程自古是治國安邦的重要內容，從自然分流的都江堰到全球聞名的三峽大壩，水利工程作為防洪灌溉，蓄能發電的重要途徑，在減少火力發電等節能減排等方面貢獻突出，國內眾多流域的洪澇災害明顯減少。但水利工程對水文循環的影響不容忽視，水利工程由于蓄水等方式導致流域的下墊面發生變化，影響區域內的地下徑流與水面的蒸發進而形成區域內的小氣候，影響水文循環。如南水北調，調水線路中跨越長江等四大流域，沿途水分蒸散發量巨大，長距離的水資源輸送影響著沿途城市的水資源與分配及其水文循環。

（2）化石燃料的燃燒，火力發電等生產生活消耗大量化石燃料，排放產生的CO2已經成為全球氣候變暖的主要原因，氣候變暖自然影響全球溫度與全球太陽輻射的增強，進一步影響流域蒸散發，影響水文循環的守恒。

（3）廢氣的排放，除去溫室效應主要氣體CO2，農業和工業活動排放的CH4、CO2、N2O、PFC、HFC、SF等其他溫室氣體同樣可以通過溫室效應增強氣候變暖。

（4）土地的開發利用，導致破壞原有的下墊面生態環境，突然改變原先的地下滲透循壞系統，進一步影響原來的區域植物的蒸散發、坑洼截留和地下徑流等，促使流域匯流條件變化。

（5）城市化發展，由于城市化的迅速發展，城鎮比的上升，人們逐漸意識到城市化水平與城市內澇的關系，目前已經有專家學者進行海綿城市的研究。城市化水平的變化，同樣將原有的區域水文循環打破，通常將原來分散有序的地下系統通過給排水工程改變成集中管道供水，導致原先的地下徑流基本不存在，進而影響水文循環。

3 氣候變化對水文循環的影響

全球氣候變化，對水文循環目前分為溫度變化、降水變化、海平面上升和蒸散發變化四個方面。

（1）溫度變化：根據C-C定律（克勞休斯—克拉珀龍定律）可知大氣溫度越高，大氣的持水能力越強，全球的降水量整體會增加，同時蒸發量和徑流量隨之增加。溫室氣體（CO2）自1957年在夏威夷蒙納羅亞和測量站進行檢測以來，CO2的濃度不斷增加，進而導致全球溫度上升，溫度上升促進水文循環。同時溫度升高會使降水的季節分配發生變化，一般情況下會使冬季降水增多，夏季降水減少，不利于全球與區域的季節內的水量調節。全球范圍內，冬季的流量所占的全球流量比有所增加。

（2）降水變化：顯然降水的影響直接影響全球的水文循環，降水的不確定性會引發洪澇災害等嚴重問題。隨著氣候的變化，增加了降水量變化的不確定性，增加洪澇災害和干旱的出現頻率。降水量的變化，會導致降水分布不均勻，從20世紀全球降水變化的檢測結果可以看出，對于北半球的40°-70°緯度（北半球的中高地帶）降水增加62mm/世紀，南半球的0°-30°之間（副熱帶地區）降水增加82mm/世紀。在全球的氣候變化下，降水量明顯增加，因而降水與流量年內的變化增大，對區域的與年際內的水資源調整影響較大，通常情況下原來的干旱區與半干旱區水資源對于氣候變化影響極其脆弱，主要表現在降水打破原有的平衡土地調節能力，出現洪澇災害和旱災等現象，降水增加可補償一部分地表水的減少，但由于人口的增加和水需求的速增，地下水也會明顯減少，在長期內同樣得不到補充，部分地區甚至多年持續洪澇災害年和干旱年。全球氣候變化使冰川融化和積雪融化現象嚴峻，這些過程使年內的最大流量轉移到春季，或者春季轉移到冬季，年際的雨量分布不均勻，增加了流域的水資源脆弱性。

（3）海平面上升：隨著人類活動等因素，全球氣候變化引起海平面上升的現象導致地下水與河口鹽漬化面積增加，沿岸區的淡水供應量減少，含水層和河口淡水量的過度減少，進一步使海平面上升作用加劇，形成惡性循環。同時海平面上升導致全球的海洋與陸地比例變化，自然水文循環必然隨之產生變化，達到新的平衡狀態。

（4）蒸散發變化：蒸散發過程體現的是物質與能量的交換，是全球水文循環的重要環節，同時連接著全球水循環和地表熱量平衡的重要因素。隨著城市化發展、生產生活等造成的全球變化條件下，溫度、太陽輻射、大氣溫度和風速風向隨之產生變化。通過上訴的因素導致水域的隱形蒸散發，會直接抵消降水增加的效應，進一步是河川水量減少，加劇降水對地表徑流的影響。

4 總結和展望

近年來，伴隨氣候變化以及大規模工程建設，快速城市化擴張等劇烈的人類活動，水文要素發生了顯著的趨勢性變化，極端水文事件發生的機率明顯增加，城市內澇災害等突發事件日趨頻繁。

為建設成可持續發展、人水和諧的水科學利用，需要我們約束自身的生產生活，大力推進節能減排，合理新建水利樞紐，合理規劃分配水資源從而合理促進經濟社會發展。同時應當建設和管理河流類型自然保護區，對于現有流域應當合理規劃利用；已開發利用的河流適當地開展退耕還湖，限制捕撈等措施恢復原有的生態環境，最終形成節水優先，人水和諧的可持續發展觀。

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