水文效應(yīng)研究方法

水文效應(yīng)的研究與代表性流域和實(shí)驗(yàn)性流域的研究密切相聯(lián)。水文效應(yīng)中參數(shù)變化的定量問題，一般是通過代表性或?qū)嶒?yàn)性流域的手段解決的。現(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)研究可以采用兩個(gè)相似流域，即控制流域與處理流域進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)?？刂屏饔蛑副３衷瓉淼臈l件，不施加人為措施的流域；處理流域則指施加了人為措施的流域。根據(jù)有無施加人為措施的水文觀測(cè)資料進(jìn)行對(duì)比，以確定施加了某種措施后所表現(xiàn)出來的水文效應(yīng)。另一種方法是在單一流域內(nèi)進(jìn)行研究，比較施加人為措施前和后的水文要素變化。以上兩種方法的目的都是相同的。還可根據(jù)觀測(cè)資料分析水文要素形成的規(guī)律性，以建立流域水文數(shù)學(xué)模型。這種方法的基本條件是假設(shè)用作于對(duì)比的參數(shù)都是“獨(dú)立”的，這樣才能把處理措施作為模型的一個(gè)“獨(dú)立”的參數(shù)輸入模型，再根據(jù)模型的輸出來鑒別施加措施后的影響，從而進(jìn)行水文效應(yīng)的研究。這種方法適合在電子計(jì)算機(jī)上進(jìn)行功能仿真模擬，但要求流域不能很大，即系統(tǒng)外部條件要相對(duì)穩(wěn)定。

環(huán)境條件改變引起的水文變化最初只具定性概念。1863年，G.P.馬什發(fā)表的《人與自然》一書，記述了森林對(duì)水文變化的影響。1889年，瑞士進(jìn)行野外試驗(yàn)觀測(cè)，開始了定量研究。國(guó)際水文十年 (IHD,1965～1974)期間，將人類活動(dòng)對(duì)水循環(huán)影響和代表性、實(shí)驗(yàn)性流域研究列為主要研究任務(wù)之一。1975年，聯(lián)合國(guó)教科文組織(UNESCO)在國(guó)際水文計(jì)劃 (IHP)中制定了一系列研究課題和活動(dòng)，并于 1980年6月在赫爾辛基舉行了人類活動(dòng)對(duì)水情影響與代表性、實(shí)驗(yàn)性流域?qū)W術(shù)會(huì)議。會(huì)后出版了論文集。在國(guó)際水文計(jì)劃Ⅲ(1984～1989)和Ⅳ(1990～1994)期間，水文效應(yīng)的研究與水利工程環(huán)境影響評(píng)價(jià)及比較水文學(xué)結(jié)合得更緊密。

水文效應(yīng)可劃分為多種類型。按時(shí)間的不同尺度可分為短暫快速的變化和長(zhǎng)期緩慢的變化；按不同規(guī)?？煞执蟆⑿∷男?yīng)；從性質(zhì)上則可分為可逆和不可逆效應(yīng)等。從人類活動(dòng)的影響來看，水文效應(yīng)可分為以下5類：

1、從河流和地下含水層以及湖泊中直接提取用水，減少了河、湖、地下水的天然數(shù)量，改變了水文情勢(shì)。

2、工農(nóng)業(yè)、城市生活廢水及各種有害物質(zhì)（包括各種重金屬無機(jī)物和農(nóng)藥化肥等有機(jī)物）的排放，污染、惡化了水質(zhì)。

3、土地利用的變化，如森林的砍伐和營(yíng)造、墾殖、草場(chǎng)放牧、沼澤疏干、農(nóng)田灌溉等，活動(dòng)的范圍或尺度很大，對(duì)河流和各種水體數(shù)量及時(shí)空分布的影響相當(dāng)廣泛。

4、水利工程措施，如興建蓄水庫(kù)、蓄洪區(qū)、防洪堤壩、建水閘和大型水電站、航道整治、修建排灌站、河網(wǎng)化以及跨流域引水等，均可直接改變河湖水流、地下水水文情勢(shì)及水量與時(shí)空分布特征。

5、城市化和工業(yè)開發(fā)，包括城市的興建、采礦、開辟工業(yè)區(qū)等，都可使不透水的地面擴(kuò)大，加大地表徑流，加劇洪水威脅。地表下滲量減少，再大量開采地下水，造成地下水位大幅度下降，改變了地下水的天然排泄通道和補(bǔ)給條件。城市附近天然河道的整治、渠化或裁彎取直，可加速洪水的排泄，改變水流性質(zhì)和水質(zhì)，并影響河流的生態(tài)條件。

地理環(huán)境變化引起的水文變化或水文響應(yīng)。環(huán)境條件變化可分自然和人為兩個(gè)方面。當(dāng)代人類活動(dòng)范圍和規(guī)?？涨霸鲩L(zhǎng)，對(duì)水文過程的影響或干擾越來越大。對(duì)水文效應(yīng)的研究大多著重于各種人類活動(dòng)對(duì)水循環(huán)、水量平衡要素及水文情勢(shì)的影響或改變，又稱為人類活動(dòng)對(duì)水文情勢(shì)的影響。這種影響或改變，多遵循著水與環(huán)境關(guān)系的一般規(guī)律，但人為的水文變化比自然的水文變化快。

在經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展、人口日益增長(zhǎng)以及人類活動(dòng)規(guī)模不斷擴(kuò)大的今天，水文效應(yīng)的研究具有特別重要的意義。任何地區(qū)水資源系統(tǒng)的合理開發(fā)、利用規(guī)劃和管理，水文效應(yīng)均是很重要的問題。中國(guó)水利工程的可行性評(píng)估中,環(huán)境影響評(píng)價(jià)是當(dāng)前最關(guān)心的問題之一，并已列為可行性研究和初步設(shè)計(jì)報(bào)告中的重要部分。在水資源系統(tǒng)研究中，已經(jīng)綜合考慮自然系統(tǒng)和人造系統(tǒng)兩者的影響。可以預(yù)計(jì)，隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)的進(jìn)步，人造系統(tǒng)的影響將越來越大。因此，今后水文效應(yīng)將主要來自流域內(nèi)人造系統(tǒng)的影響，也必然會(huì)成為修正水資源系統(tǒng)規(guī)劃和管理運(yùn)行的重要依據(jù)。 2100433B

調(diào)水區(qū)是指調(diào)出水的地區(qū)，其水文效應(yīng)主要有分水效應(yīng)和減水效應(yīng)。

調(diào)水水文效應(yīng)分水效應(yīng)

分水效應(yīng)是指調(diào)水區(qū)因修建攔蓄工程和輸水工程，部分或全部改變調(diào)水水體的流向，在引水口附近發(fā)生的水文要素變化；

調(diào)水水文效應(yīng)減水效應(yīng)

減水效應(yīng)是指調(diào)水區(qū)因調(diào)出部分水量，引起調(diào)水河流或蓄水湖庫(kù)水文過程的變化。

調(diào)水水文效應(yīng)分析說明

輸水區(qū)指輸水渠通過的地區(qū)，其水文效應(yīng)主要有輸水效應(yīng)、阻水效應(yīng)、滲水效應(yīng)和蓄水效應(yīng)。輸水效應(yīng)是指水文要素包括化學(xué)物質(zhì)和固體物質(zhì)在輸水渠道內(nèi)的沿程變化及其同兩岸的交換關(guān)系；阻水效應(yīng)是指輸水渠同其他河渠交叉或渠上建筑物的興建阻滯渠水流動(dòng)，引起附近地區(qū)地下水位抬升等水文變化；滲水效應(yīng)是指輸水渠水位因高出兩側(cè)地面，使地下水位抬高的作用；蓄水效應(yīng)是指蓄水體及其周邊地區(qū)水溫、泥沙和地下水等變化。

受水區(qū)是指接受水的地區(qū)，其水文效應(yīng)主要有增水效應(yīng)和環(huán)境水文效應(yīng)。增水效應(yīng)是指因區(qū)域供水量的增加，引起灌區(qū)地下水、土壤水的變化和區(qū)域水量平衡關(guān)系的變化；環(huán)境水文效應(yīng)，是受水區(qū)水文情勢(shì)變化帶來的環(huán)境后效。

調(diào)水的目的是發(fā)展生產(chǎn)，造福人類，其經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益應(yīng)當(dāng)大于不利因素的影響。但就具體工程而言，調(diào)水引起的水文效應(yīng)以及由水文效應(yīng)產(chǎn)生的環(huán)境變化，其表現(xiàn)結(jié)果可能是正效益也可能是負(fù)效益。因此調(diào)水工程的可行性報(bào)告，應(yīng)包括調(diào)水水文環(huán)境效應(yīng)的研究分析。在工程設(shè)計(jì)和實(shí)施中應(yīng)盡量減少和避免不利影響，增加調(diào)水效益。

研究調(diào)水水文效應(yīng)，一般先劃分出調(diào)水區(qū)、輸水區(qū)和受水區(qū) 3個(gè)類型區(qū)。再分區(qū)調(diào)查原有水文要素的狀況、分析調(diào)水后水文要素的變化，判斷各種水文效應(yīng)影響的范圍和程度，提出防止對(duì)環(huán)境不利影響的途徑和措施。

大規(guī)模的調(diào)水工程對(duì)水循環(huán)和水量平衡將帶來深刻的影響，首先是改變水循環(huán)的路徑，此外還會(huì)破壞原來已經(jīng)形成的生態(tài)平衡的狀態(tài)。

最近20年來，環(huán)繞著我國(guó)“南水北調(diào)”的工程的實(shí)施，開展了大量的調(diào)水水文效應(yīng)研究工作，取得了豐碩的成果?！哆h(yuǎn)距離調(diào)水》一書的出版及各種刊物大量論文的刊出，標(biāo)志著我國(guó)調(diào)水水文效應(yīng)的研究已進(jìn)入重要的階段。