农田计算公式_农田径流量计算

1.农业农村面源污染控制生态工程类型有哪些？各有什么作用？其技术要点是什么？

2.陆地水文过程变化

3.丹江口水库排沙清淤方法探讨？

4.水的基本常识

5.世界一年的水消耗总量

6.人类活动对水循环变化影响综合分析

（一）小平阳示范区

小平阳地下水系统处于红水河一级支流清水河中游二级支流廖平河的上游，系统内凌口河、古梦河两条地表河溪和三洲地下河水在桥宇村汇合成廖平河。地下水系统的主要排泄口为凌口地下河和三洲地下河，具有相对独立的补给、径流、排泄水流循环系统。凌口地下河与地表河有相似的展布态势，汇集小平阳东南部岩溶地下水，由东南向西运移；三洲地下河发育于岩溶平原和峰林谷地交接地带，主要汇集小平阳东北部岩溶地下水，由东北向西径流，排出地表后汇入廖平河。

区内岩溶含水层主要由石炭系和下二叠统碳酸盐岩构成，含水介质具有溶蚀管道-裂隙特征。大气降水是本区地表水和地下水的惟一来源。由于岩溶发育强烈和地形、地层岩性变化的影响，区内“三水转化”关系密切，峰林岩溶区降水入渗系数为0.44，岩溶平原区为0.25。当峰林岩溶区补给来水向平原区汇集时，平原区的溶潭、凌水、湖塘多是地下水的出露点，雨季地下水位上升，溶潭、凌水溢流与地表河溪融合为一体，枯季地下水位下降，溶潭、凌水干枯，小河溪断流。

根据多年平均降水量计算，小平阳地下水系统的降水天然量为2.93×108m3/a；用地表径流模数计算和水库蓄水量调查统计，该地区多年平均径流水总量1.32×108m3/a，单位面积径流量60.8×104m3/（a·km2）；据调查水库蓄水量0.055×108m3/a；据用地下水径流模数法和降水入渗法计算，该地下水系统的天然量分别为0.877×108m3/a和0.842×108m3/a；用枯季径流模数和农田回灌系数计算出地下水可利用量为0.46×108m3/a；根据三洲和凌口地下河流量观测，探明地下河年平均排泄量0.95×108m3/a，枯季平均流量0.16×108m3/a。

岩溶地下水开利用状况调查表明，目前，该区地下水开主要用于生活饮用、农田灌溉及少量工业生产。地下水开以机井、民井、溶潭抽水为主，小平阳镇和各村饮用水源主要提取岩溶地下水。据调查不完全统计，每年地下水开量约0.10×108m3/a，占探明地下水可量的10.5%，可见该区地下水仍有相当大的开发利用潜力。

地表水开利用主要是水库、山塘蓄水和河溪拦坝引水，早期的电灌溉设施因为配套灌渠工程老化、抽水成本太高几乎都已停用。水库、山塘有效库容553×104m3/a，主要用于农田灌溉。

据测算小平阳地区农田灌溉需水量为0.33×108m3/a，除去农田回归水0.13×108m3/a，实际需要补充开发0.20×108m3/a水，就可满足农业生产的需水要求，此需求量约占该区径流量的15.4%，占地下水可利用量的43.5%。

从地下水系统整体上看，所赋存的水对于现状供水需求是有保障的，但是，由于水分布的地带性和季节性及年际非均一性，必须有效地调节、调蓄及合理布置地下水的开，才能满足干旱季节或干旱年份的供水需求。

（二）黎塘示范区

黎塘新埠江地下水系统是一个具有边界完整封闭、相对独立的补给、径流、排泄水流循环系统，岩溶含水介质具有溶蚀管道-裂隙特征，岩溶储水建造接受大气降水和系统内非碳酸盐岩地区地下水的侧向补给。

根据多年平均降水量计算，黎塘新埠江地下水系统的降水量为6.50×108m3/a；用地表径流模数计算和水库蓄水量调查统计，该区地表水量多年平均径流总量3.18×108m3/a，单位面积径流量77.5×104m3/（a·km2）；据调查水库蓄水量0.062×108m3/a；据用地下水径流模数法、降水入渗法和径流分割法计算，该地下水系统的天然量为（1.65～1.68）×108m3/a；用枯季径流模数和农田回灌系数计算出地下水可利用量为0.71×108m3/a；根据勘探和抽水试验，探明可量0.44×108m3/a。

岩溶地下水开利用状况调查表明，目前，地下水开主要用于生活饮用、工业生产及农田灌溉，地下水开已形成了一定规模，主要集中在黎塘镇人口、工业密集分布区，开方式以机井为主，少数挖大口井或直接提取天然岩溶水点的地下水。据调查统计，全区仅以机械抽取（2002年）地下水的开量达0.082×108m3/a，其中生活饮用水约占47.4%，工业生产用水占32.8%，农田灌溉用水占19.8%；利用民井分散取水方式，用于农村人畜供水的地下水开量达0.062×108m3/a，每年地下水开量共计0.144×108m3/a，占探明地下水可量的32.7%。

地表水开量0.73×108m3/a，其中生活和工业用水占21.5%，农业用水占78.5%。

由上所述，黎塘新埠江流域地下水系统的降水总量多年平均达6.50×108m3/a，平均年径流量3.18×108m3/a；其中地下水天然量为（1.65～1.68）×108m3/a，探明的地下水可量0.44×108m3/a。目前已开的地表、地下水量为0.908×108m3/a，占平均年径流量的28.55%；已开的地下水量仅为已探明地下水的32.7%，还有2/3未利用，可见该区的地表、地下水仍具有较大的开发利用潜力。

黎塘镇耕地面积7.9万亩，其中：水田4.9万亩，旱地3.0万亩。现有小（一）型水库5座，总库容696×104m3，设计灌溉面积2.5万亩；小（二）型水库4座，总库容107×104m3，灌溉面积0.38万亩。电灌站12座，装机容量120 kW，灌溉面积0.5万亩。共计灌溉面积3.38万亩。由于水库工程老化失修、干渠及配套设施损毁渗漏，没能发挥应有的灌溉效益，致使0.55万亩保水田变成单造田，有0.万亩水田改成旱田。每年缺水量为340×104m3。研究区内，地下水与地表水水力联系密切，在枯水季节（10～12 月份），大气降水急剧减少，区内新埠江地表水均由地下水排泄所补给，上游支流随着地下水位下降河道干枯、断流。这段时间是该区旱情高发季节，地表水不足的情况下，地下水是农业生产的惟一供水水源。根据地下水开发利用潜力和地下水开发条件分析，合理布井，取分散、小规模的地头大口井，沿地下水径流网络，建立浅层岩溶水灌溉井网，将地下水的开利用率提高到50%，可增加农田供水量761×104m3，不仅解决当前的供需矛盾，而且为发展高效种植业和产业结构的调整奠定基础。

（三）马坪示范区

马坪示范区处于柳江右岸之西北部，发育柳江一级支流高龙河，起源于马坪乡北部非岩溶丘陵区，在示范区南部汇入柳江，流域面积222.92km2，多年平均径流量为4.94 m3/s。

由该流域构成的马坪高龙河流域地下水系统，主要含水岩组是石炭系碳酸盐岩，具有岩溶裂隙 溶洞含水介质特征。地下水的补给来源主要是大气降水、地表水和农田回灌下渗。

据计算，该地下水系统的降水量为131.94×104m3/km2，平均降水量为2.94×108m3/a。

地表水，用地表径流模数计算和水库蓄水量调查统计，高龙河流域内的多年平均径流水总量1.62×108m3/a，单位面积平均径流量为72.6×104m3/（a·km2），径流模数为23 L/（s·km2）。主要水库有丰收水库、龙旦水库、六冲水库、山头水库等中小型水库12座，总库容约0.6×108m3，多年平均水库蓄水量0.55×108m3/a。此外，在东南部有柳江过境，河段长4.5km，最大流量2.04×104m3/s，最小流量0.017×104m3/s，年平均流量0.165×104m3/s，年径流量520.1×108m3。

地下水，据用地下水径流模数法和降水入渗法计算，该地下水系统的天然量为（1.003～1.176）×108m3/a；用枯季径流模数和农田回灌系数计算出地下水可利用量为0.787×108m3/a。

该区地表水较丰富，但主要是柳江的过境水，分布于东南边界，曾于20世纪70年代修建了多级电灌体系，设计灌溉面积3.5万亩，到19年实际灌溉面积仅1.06万亩，不足设计规模的1/3，并且，由于年久失修，渠道及配套设施损坏严重，防渗效果差，岩溶区段的渠道渗漏严重，灌区水利用率仅0.175。

在旱片综合治理技术示范项目实施中，通过地下水开发与岩溶生态重建，辅以地表水开发与调蓄，应用遥感探测、地下水井技术和农田节水技术，开展农田科学灌溉、高效节水农业开发，提高水利用率，改善示范区的水利基础设施和群众生产与生活条件，解决人畜饮水、农业灌溉用水问题，发展当地特色农业，提高农业综合效益和示范区的防旱抗旱能力。

农业农村面源污染控制生态工程类型有哪些？各有什么作用？其技术要点是什么？

一、地下水均衡计算

（一）地下水均衡计算条件

1.计算范围

全淡水区，即山区和平原界线以南，咸淡水界线以北，面积2062.47km2。

鉴于各类含水层中的地下水，有着较密切的水力联系，在任何一种含水层取水，都是开本区地下水总的一部分。因此，水均衡计算时将各含水层视为整体。

2.计算方法

均衡法。

3.均衡计算年份

从1991～2000年降雨量来看，19年为枯水年，为了使地下水多年均衡计算的各项参数有可靠的保证，选择19年典型年为均衡期，进行水均衡计算。

4.计算单元的划分

在水文地质亚区划分的基础上，根据含水层综合岩性划分成10个均衡计算单元（图7-1）。

图7-1 地下水计算单元图

（二）地下水均衡计算公式

根据水量均衡原理，地下水补给量与排泄量之差应等于地下水储存变化量。区域水均衡补给要素中，大气降水为主要补给项，其次为山区侧向径流流入量、地表水体入渗补给量、农田灌溉渗漏补给量等。排泄要素中，人工开为主要排泄项，其次为侧向径流流出量及潜水蒸发量。由于地下水的长期开，地下水位在绝大部分地区已经超过潜水蒸发极限深度，因此潜水蒸发量很小。地下水均衡计算公式如下：

华北平原地下水潜力调查及评价方法研究

式中：Q储变——地下水储存量的变化量（亿m3·a-1）；

Q降渗——大气降水入渗补给量（亿m3·a-1）；

Q井灌渗——井灌回渗补给量（亿m3·a-1）；

Q表灌渗——地表水灌溉渗漏补给量（亿m3·a-1）；

Q渠渗——渠道渗漏补给量（亿m3·a-1）；

Q侧入——侧向径流流入量（亿m3·a-1）；

Q库渗——水库渗漏补给量（亿m3·a-1）；

Q河渗——河流渗漏补给量（亿m3·a-1）；

Q矿渗——矿坑排水渗漏补给量（亿m3·a-1）；

Q开——地下水开量（亿m3·a-1）；

Q侧出——侧向径流流出量（亿m3·a-1）；

Q蒸发——潜水蒸发量（亿m3·a-1）。

（三）地下水均衡项计算

1.地下水储变量计算

（1）计算公式：

华北平原地下水潜力调查及评价方法研究

式中：Q储变——地下水储存量的变化量（亿m3·a-1）；

μ———地下水位变动带岩层给水度；

Δh——单元地下水位年变差（m）；

F——单元面积（km2）。

（2）各项确定：

1）给水度（μ）确定：经过多年地质勘察、供水勘察、水中长期规划等工作，唐山地区第四系地质参数已建立了系列值，参考前人成果资料，本次水位变动带不同岩性给水度用值见表7-3、图7-2。在此基础上给出各计算单元的给水度。

表7-3 不同岩性给水度

2）地下水位年变差（Δh）的确定。19年为均衡计算年份，根据地下水动态观测资料，计算出19年末水位与1996年末水位差值即为Δh值，进一步给出各计算单元的水位年变差。

3）计算单元面积（F）。利用MAPGIS计算单元面积。

（3）计算结果：19年还乡河陡河流域水文地质亚区储变量为-2.5108亿m3，沙河流域水文地质亚区储变量为-1.30亿m3，总储变量为-3.9077亿m3。储变量计算结果见表7-4。

图7-2 水位变动带岩性分区图

表7-4 地下水储变量计算表

2.地下水补给量的计算

（1）大气降水入渗补给量计算：

1）计算公式：

华北平原地下水潜力调查及评价方法研究

式中：Q降渗——大气降水入渗补给量（亿m3·a-1）；

P——单元降水量（mm）；

α——单元降水入渗补给系数；

F——单元面积（km2）。

2）各项确定：

A.降雨入渗补给系数（α）的确定。由于降雨入渗补给受降雨量、岩性和地下水位等因素的影响，降雨入渗补给系数是一个变量，同岩性、同降雨量情况下，随地下水位埋深的增大，降雨入渗补给系数会达到一个最大值，之后将趋于减小或变为常量。

由于本区地下水埋深较20世纪80年代下降很多，其中山前倾斜平原上部下降2～10m，唐山市下降尤为剧烈，倾斜平原下部下降0.5～1m，局部持平。所以，降水入渗补给系数总体下降，因此，根据包气带岩性及结构、水位埋深、地形地貌等因素，参考前人成果资料，对降雨入渗补给系数进行调整，对于计算单元内有市内建筑的，按面积比例平均估算（图7-3）。本次降雨入渗补给系数用值见表7-5。综合不同降水入渗补给系数给出各计算分区的降雨入渗补给系数。

图7-3 包气带岩性分区图

表7-5 降水入渗补给系数表

B.单元降雨量（P）的确定。根据各县降雨量等值线求取各单元降雨量平均值。

C.计算单元面积（F）。利用MAPGIS计算单元面积。

3）计算结果（表7-6）：19年还乡河陡河流域水文地质亚区降水入渗补给量为0.8781亿m3/a，沙河流域水文地质亚区降水入渗补给量为0.7437亿m3/a，全淡水区降水入渗补给量为1.6218亿m3/a。

表7-6 降雨入渗补给量计算表

（2）井灌回渗补给量（Q井灌渗）：

华北平原地下水潜力调查及评价方法研究

式中：Q农灌——农业开量/（亿m3·a-1）；

β———井灌回归系数。

本研究区基本为地下水灌溉，有回渗的开主要为农田灌溉和林果灌溉开，参照前人资料，井灌回渗系数还乡河陡河流域水文地质亚区用0.16，沙河流域水文地质亚区用0.17。计算得还乡河陡河流域水文地质亚区井灌回渗补给量为0.42亿m3/a，沙河流域水文地质亚区井灌回渗补给量为0.3912亿m3/a，全区地下水灌溉回渗补给量为0.8209亿m3/a。计算结果见表7-7。

表7-7 井灌回渗补给量计算成果表

（3）地表水灌溉渗漏补给量（Q表灌渗）：利用渠系引地表水灌溉，引入田间的地表水量为渠首引水量减去渠系损耗量。利用田间灌溉入渗系数，还乡河陡河流域水文地质亚区为0.16，沙河流域水文地质亚区地下水为0.17（表7-8）。

表7-8 地表水灌溉渗漏补给量计算成果表

（4）地下水侧向径流流入量（Q侧入）：沿各计算分区的边界切割断面，依据含水层厚度及岩性不同分段计算。

华北平原地下水潜力调查及评价方法研究

式中：K——含水层渗透系数（m·d-1）；

I——水力坡度（‰）；

H——含水层厚度（m）；

B——断面宽度（m）；

t——计算时段（d）。

水力坡度I由19年地下水等水位线图计算得出。含水层厚度H为计算深度内饱水带含水层平均厚度。断面宽度从1∶10万地理底图量得。含水层平均厚度、平均渗透系数根据钻孔和机井资料得出，平均渗透系数为各含水层厚度与渗透系数的加权平均值。计算结果见表7-9。

表7-9 地下水侧向径流流入量计算成果表

（5）渠系渗漏补给量（Q渠渗）：

华北平原地下水潜力调查及评价方法研究

式中：Q渠引——渠首引水量（亿m3·a-1）；

N——渠系利用系数（参考前人资料）；

γ——渠系渗漏系数。

主要计算主干渠的渗漏量。

计算结果还乡河陡河流域水文地质亚区为0.0563亿m3/a，沙河流域水文地质亚区为0.3708亿m3/a，合计为0.4271亿m3/a（表7-10）。

表7-10 渠系渗漏补给量计算表

（6）水库渗漏补给量（Q库渗）：本区水库主要为陡河水库，依据其渗漏补给量专项研究得陡河水库渗漏补给量为0.2108亿 m3/a，其中补给单元的量为 0.1581亿 m3/a，补给单元的量为0.0527亿 m3/a。

（7）河流渗漏补给量（Q河渗）：河流渗漏补给系数均用0.2。19年还乡河径流量为3.8620亿m3/a，沙河径流量为0.2399亿m3/a，陡河径流量为2.9300亿m3/a。根据各河流在各计算单元的流域长度分配河流渗漏补给量。河流补给还乡河陡河流域水文地质亚区水量为1.3468亿m3/a，补给沙河流域水文地质亚区的量为0.1636亿m3/a，河流对全淡水区的渗漏补给量为1.5104亿m3/a（表7-11）。

表7-11 河流渗漏补给量表

（8）矿坑排水渗漏补给量（Q矿渗）：矿坑排水地段渗透系数仍用农田回渗系数，根据各矿19年的排水量计算得矿坑渗漏补给量为0.2333亿m3/a（表7-12）。

表7-12 矿坑排水渗漏补给量

3.地下水排泄量的计算

（1）潜水蒸发量（Q蒸发）：潜水蒸发与包气带岩性和地下水位埋深有关，19年地下水位下降剧烈，仅丰润县南部和丰南市西部以及钱营一带地下水位埋深较浅，约为2～3m。潜水蒸发的极限深度定为3.5～4m。将地下水位埋深小于潜水蒸发极限的地段作蒸发强度等值线分区，分区蒸发强度与分区面积乘积即为该区潜水蒸发量（蒸发区分布范围见图7-3）。

华北平原地下水潜力调查及评价方法研究

式中：E——潜水蒸发强度（mm）；

F——计算面积（km2）；

E0——水面蒸发量（mm）；

H——平均水位埋深（m）；

M——与表层岩性及植被有关的参数，取M为1。

计算获得潜水蒸发量为0.2024亿m3/a（表7-13）。

表7-13 潜水蒸发量计算表

（2）地下水侧向径流流出量（Q侧出）：计算公式与地下水侧向径流流入量计算公式相同。

华北平原地下水潜力调查及评价方法研究

式中：K——含水层渗透系数（m·d-1）；

I——水力坡度（‰）；

H——含水层厚度（m）；

B——断面宽度（m）；

t——计算时段（d）。

水力坡度I由19年地下水等水位线图计算得出。含水层厚度H为计算深度内饱水带含水层平均厚度。计算得地下水侧向流出量为1.8654亿m3/a（表7-14）。

表7-14 地下水侧向径流流出量计算成果表

（3）地下水开量：地下水开量包括农业开量（Q农灌）、城镇工业和生活开量（Q工业）、农村人畜开量（Q生活）和矿坑排水量。总开量为9.3895亿m3/a（表7-15）。

表7-15 地下水开量统计表

4.均衡计算结果分析

全淡水区补给量与排泄量之差还乡河陡河流域水文地质亚区为-2.6045亿m3/a，沙河流域水文地质亚区为-1.5103亿m3/a，均为负均衡，与地下水储变量的绝对误差分别为0.0937亿m3/a和0.1134亿m3/a，相对误差分别为4%和8%，说明均衡计算的各项较符合实际情况，所用参数可以作为计算天然补给和可开的基础（表7-16）。

表7-16 19年全淡水区均衡计算成果表（单位：亿m3/a）

二、多年平均地下水天然量及可量计算

多年平均（1991～2000年）天然量计算仍按均衡计算的分区计算（两个亚区、10个计算单元）。补给项包括：大气降水入渗补给量、井灌回渗补给量、地表水灌溉渗漏补给量、渠道渗漏补给量、地下水侧向径流流入量、水库渗漏补给量、河流渗漏补给量、矿坑排水渗漏补给量。天然补给量为总补给量减去井灌回渗补给量。计算公式为：

华北平原地下水潜力调查及评价方法研究

多年平均（1991～2000年）可量是利用总补给量减去不可夺取的地下水排泄量计算获得，不可夺取的排泄量包括地下水侧向流出量和蒸发量。其中蒸发量以3.5～4m为蒸发极限来计算。计算公式为：

华北平原地下水潜力调查及评价方法研究

各项量的计算方法同前。计算得全淡水区多年平均地下水天然补给量为6.9292亿m3/a，可量为5.5286亿m3/a（表7-17、表7-18）。

表7-17 多年平均全淡水区计算单元分项量表（单位：亿m3/a）

表7-18 多年平均全淡水区地下水量模数表

陆地水文过程变化

1 农田生态系统管理措施

农田生态系统是指不同作物的种植制度、耕作方式、农药化肥施用方法、灌溉制度等土地利用管理措施相互组合共同形成的生态系统。控制农业非点源污染最有效和最经济的方法是取适当的农田管理方式，如农作物间作套种、少耕、免耕、喷滴灌、控制农药化肥的用量用法及施用时间等。

1.1 种植措施

取合理密植、间作、套作和轮作等作物种植体系的科学布局，提高复种指数，减少土地全年和单位面积裸露率，能有效控制土壤侵蚀的强度。农作物种植密度和种植体系视作物品种、播种时间、生育期长短、土壤肥力状况等而异。平原农区一般种植水稻、麦类、玉米、棉花等，以前两者密度最高，地面裸露面积小。玉米植株高，株行距大，地面裸露面积大，同时要考虑根系固结土壤的能力。总之要根据当地的实际情况，在保证作物稳产高产的基础上千方百计提高作物复种指数，以减轻土壤侵蚀。

1.2 耕作措施

不同的农田耕作方式对土壤养分和农药流失产生重要影响。在传统耕作农田中泥沙和养分流失明显高于免耕农田，由于翻耕，农田土壤中矿化作用强烈，硝酸盐的淋失明显大于免耕农田。保护性耕作（如少、免耕）可以改善土壤的入渗性能、土壤物理结构和土壤生产潜力，减少农田土壤及养分流失。特别是在平原高沙土区，频繁耕翻会加速有机质的消耗，极易造成水土流失和养分耗竭。因此在高沙土地区宜取以少免耕为主体与传统耕作相配套的轮耕制。

1.3 土壤培肥措施

为了提高生产力，现今的农户已基本弃用天然肥料而改用化肥，大量施用化肥加上耕作频繁，土壤的结构狠容易被破坏，加剧水土流失和淋溶的发生，肥料和养分随水土流入河道和地下水中，形成非点源污染[4]。因此农田土壤有效的培肥措施可增加农田有机肥源,，不仅可培肥地力,提高化肥利用率和作物产量，而且可以改善土壤结构和理化性状，增加土壤保肥保水性能，增强土壤的抗冲抗蚀能力，进而减弱地表径流的流量和流速，提高水体环境质量。其主要技术途径有：用沤、堆、牲畜过腹等多种形式的秸杆还田技术；畜禽废弃物集中处理还田技术；吸喷河泥还田技术，结合疏浚河道，开发利用丰富的河泥，弥补农田土肥流失所造成的损失。平原高沙土区从实践中总结出一套利用河道疏浚弃土填塞低塘坑洼，改造中低产田的技术措施，推广应用获得较大的社会经济效益。

1.4 灌溉措施

平原农区农业用水利用率约为10%，而发达国家如日本为30%。由于地表径流中养分和农药流失很大程度上取决于径流强度和径流量，农田使用合理的灌溉措施，可以减少流入水体的养分和农药。稻田实行浅湿干灌溉，稻田施肥耕翻后，放水泡田，要避免大水猛灌，控制水量，耕耙后待土壤沉实再栽插秧苗，水稻生长期间根据不同生育期需要，保持田间干干湿湿，生长期间，除暴雨漫溢外，农田不排水。这些田间灌溉措施可以减少农田中氮磷的外排污染量。

1.5 化肥控制技术

1.5.1 控制化肥的用量和用法

化肥施用形成的非点源污染的原因之一在于化肥的利用率不高，设法控制化肥使用量和提高其利用率是减少养分流失，降低非点源污染负荷最有效的途经。当化肥使用量达到最佳使用量时，农作物对化肥的吸收达到最高，其产量也最高；当使用超过作物吸收能力时，将导致过量养分在土壤中富集、流失，形成非点源污染。按照限氮公式和试验结果，平原高沙土地区氮肥的平均适宜用量（纯氮计）早稻为105kg/hm2，单季稻为120kg/hm2，与当前施肥水平相比较，每季水稻可以节约氮肥75-90kg/hm2。同时也相应减少氮素的流失，降低了农业非点源氮素污染负荷量。研究发现土壤中氮素的利用率与使用的深度和方式具有密切关系[5]。液态施肥迅速为植物生长提供有效养分，但容易淋失，且持续时间短，在作物生长后期会导致养分匮乏，严格禁止在暴雨前施肥。

1.5.2 调整肥料施用结构,解决好三个适宜比例

通过合理的N：P：K比例、有机肥与无机肥配合施用比例、挥发性氮肥与非挥发性氮肥的比例。为使这三个比例趋于合理化可取的技术措施有：因此因土因作物施肥，特别是氮肥的适宜用量，应适当减少氮肥用量，以提高肥料利用率；优化氮磷钾肥和有机肥之间的比例，适当增加钾肥和有机肥的比重；实行氮肥深施特别是氨水和碳酸氢铵，防止其挥发损失；选用化肥新品种，如合适的复合肥和长效肥。根据平原农区的经验，在有机肥保证的情况下，每公顷耕地减少75-150kg氮肥是可行的，其减少量占总使用量的17.22%-34.33%。

1.5.3 使用抑制剂抑制硝化作用

我国水稻对氮肥的利用率平均只有33-38%，主要是施入稻田的氮肥大量损失的结果。目前使用较多的硝化抑制剂是氮肥增效剂，如在德国施用尿素和铵态氮时要加入一定量的石灰氮（CaCN2）以控制硝化作用的进行。因为石灰氮转化为碳酸铵需要一定时间，在此过程中产生的双氰胺对硝化细菌有特殊的抑制作用。

1.5.4 合理施用磷肥

磷肥很容易被土壤所固定，淋溶损失很少。但当土壤受到侵蚀时，表土中相当数量的磷将被带进水体。因此，能防治土壤侵蚀的所有技术和管理措施都将减少磷素的损失。在水旱轮作中磷肥在旱作上流失量小，旱作因施磷肥增加的磷排出量只占当年施磷的0.03-0.17%。若磷肥施在稻田，则流失量增至1.31-1.91%。旱作施用磷肥后被土壤固定的磷和形成磷酸铁盐的磷素，在稻田淹水后土壤处于还原条件下，磷的溶解度有所增加，有效磷可比旱田提高2-3倍。而田面水中含量不增加，可减少磷的损失。

1.6 病虫害综合防治措施

通过农业防治、生物防治、合理用药、保护天敌等综合性防治措施减轻病虫害的危害，减少农药使用量，从而减轻农药对水环境的污染负荷。综合防治以农业防治为基础、生物防治为重点、使用农药为。生物防治包含诱导与性外激素、生物农药、绝育等方法，其与生态环境相协调，符合生态系统相互依存、相互制约的规律。根据病虫害情况、作物种类和生长状况选用农药，严格控制农药的使用范围、施用量和次数，改进施药方法。开发高效、低毒、低残留农药，发展微生物农药，取代原有剧毒、高残留农药，争取提高生物农药比例，如用新的昆虫生长调节剂取代氨基甲酸酯类农药，每亩仅需用5-6g，效益可观。

2 建立植被缓冲带

利用不同植被对土壤养分吸收能力的互补性和对农业非点源污染的截留、过滤能力，在农田与水体之间建立合理的林带或草地过滤带将农田与水体隔开，可以有效地减少农田地表和地下径流带来的非点源污染物。在平原地区建立植被缓冲带最常见的模式是农田防护林带，合理的林带不仅可以固岸护坡滞缓地表径流，固持土壤颗粒，同时可大量吸收地表和地下径流中氮、磷等营养元素，减少农田生态系统养分流失及由此而产生的水质污染。国外研究发现，氮在岸边植被带的截留率为89%，而农田作物的截留率仅为8%，磷的截留率分别为80%和41%，可见乔木植被带截留和调节控制氮、磷的能力比农作物强得多。因此，在农田防护林带规划和设计中，在考虑其防风固沙、改善气候、防御自然灾害等宏观生态功能的同时，还要结合当地农业非点源污染的特点和规律，在树种选择、林带宽度、范围以及林带模式设计中，应尽量选择多吸收、过滤、截留农业非点源污染的树种和模式，达到生态调节功能、污染防治功能、景观功能与经济效益的和谐统一。

3 湿地生态工程

在农田生态系统增加一些湿地面积，可以有效地消减农业非点源的污染负荷。广大农村地区存在的多水塘景观（在农村和农田中人工修建许多面积不大的水塘）在截留农田中氮、磷及农药方面具有重要作用。有150个人工水塘的巢湖水流域，水塘面积不到5%，但可以截留该区域径流中90%的养分。自然湿地系统还能丰富生境与景观的多样性，在维持农田系统的生物多样性和稳定性具有重要作用。也可利用废洼地、坑塘建立人工湿地系统，特别适用于村镇生活污水、畜禽废弃物以及农田非点源污染物的净化，既节约土地，又节约成本。

人工湿地是一种由人工建造和监督控制的类似沼泽的系统，在一定长宽比、一定坡度的地块中，由土壤和填料组成填料床，使污水在床体的填料缝中或在床体表面流动，床体表面可种植芦苇或凤眼莲等植物，形成一个独特的动植物生态系统，它利用自然生态系统中的物理、化学和生物作用来实现污水的净化，如在表面种植芦苇则称芦苇人工湿地处理系统。

根据河海大学研究提出的湿地生态工程产业化开发模式，芦苇人工湿地生态工程：日处理废污水量1万吨，污水停留时间7天，占地面积25.7hm2，基建投资1690万元（其中征地费用1540万元），年产芦苇816.7吨（干重），芦苇收购价300元/吨（干重），COD、总氮、总磷去除率分别为80%、60%、和50%，管理费用0.02元/m3。

总的来说，湿地作为陆地释放某些物质的过滤器的功能已备受关注，利用湿地处理污水和污泥已取得一定成果[6]。湿地生态工程投资少，运行费用低，易于维护管理，运行比较稳定，处理效果好，不仅能吸纳大量有机物，还能除去农业非点源污染带来的氮、磷等植物营养类污染物质。

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[6]. 李贵宝等，湿地植物及其根孔在非点源污染治理中的展望，中国水利，2003，4A 51-52

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一、黑河出山径流量变化特征

黑河流域水系的各支流流量都存在年际、年内丰水与枯水变化，主要河流的径流特征如表3-12所示，特丰水与特枯水期流量比值介于2.1～3.1倍之间。

表3-12 黑河流域主要河流径流特征（108 m3/a）

近600年以来黑河流域出山径流变化，如图3-10所示。黑河上游与出山口之间径流量变化趋势基本相同，1515～1760年期间山区两站径流变化趋势基本一致，仅是变化幅度有别。1860年至现今，它们变化的趋势也是相似，但是发生的时间有别。不同之处是两站径流量变化幅度及强度是不同的。山区上游段（扎马什克站）径流的变幅远大于出山口处，这与山区降水量的年变幅较大有关。因为这一区段降水量变幅较大，而汇流面积又相对较小，所以使径流量的变化幅度增大。另外两站径流量的峰值、谷值分布位置存在差异。如1490～1513年、1760～1814年和1827～1858年期间，扎马什克站径流量为峰值，莺落峡站径流量则为谷值。除了两测站间汇流面积有差别外，扎马什克站只是黑河上游的一个分支。

图3-10 近600多年以来黑河干流山区与出山口径流量变化过程

在黑河流域内，黑河干流是流量最大的河流，莺落峡出山口多年平均流量为15.8×108 m3/a，最大流量为23.1×108 m3（1989年），最小流量为11.1×108 m3（13年），最大与最小流量值相差12.0×108 m3。在95%保证率下，径流量为12.1×108 m3/a；相对于50%保证率（径流量15.6×108 m3/a），年变率为-22.4%。而梨园河和讨赖河在95%保证率下，径流量分别为1.4×108 m3/a和4.9×108 m3/a；相对于50%保证率，径流量分别是2.2×108 m3/a和6.2×108 m3/a，年变率分别为-36.4%和-21.0%（图3-11）。

图3-11 近50多年以来黑河流域主要河流径流量动态变化过程

在黑河流域，以季节性积雪融水和降雨补给为主的河流，其Cv值与年际极值比（Wmax/Wmin）较大。以高山冰雪融水或地下水补给为主的河流，Cv值则较小（丁永建等，1999a）；陈仁升等，2001）。从图3-11和表3-13可见，黑河干流的年际变化Cv值均小于0.19，为区内各水系最小值，这与山区地下水补给有关。在黑河（莺落峡站）平水年中，地下水补给河流的水量占地表径流量的1／3以上，高山冰雪融水的补给约占9%。由于地下水和高山冰雪融水的补给在地表径流中占有相当的比重，所以黑河干流出山径流量的年际变化相对比较稳定，Cv值与年际极值比也较降雨补给为主的河流为小。

表3-13 黑河流域各测站径流多年平均年径流量特征值

径流量在年内分配中，受季风影响，四季分明。冬季是河川径流的枯水季节，主要依靠地下水补给，最小流量出现在11月至来年的3月。4月以后气温明显升高，积雪融化和河网储冰解冻形成春汛，流量显著增大。夏、秋两季是降水量较多，而且是比较集中的时期，也是河流发生洪水产流量较大的时期，6～9月汛期多年平均流量占全年来水量的65%以上（表3-14）。

表3-14 黑河、梨园河年内径流量特征值（m3/s）

黑河干流径流的枯水月份多出现在11月至来年的3月，占年径流总量的13.3%，与山区冬季低气温期对应（图3-12），是山区地下水（基流）补给河水的典型特征。

多年来1～3月和11～12月，黑河上游源（山）区的气温一直维持在-5℃以下，河水、降水和融冰融雪水的补给作用都微弱，特别是1～3月河水最低流量主要由山区地下水补给维持，在莺落峡站上游山区的地下水补给河水量至少占地表径流总量的30%以上。

黑河干流径流的丰水月份多出现在每年的6～9月，这与上游山区夏季高温相对应，山区降水和融冰融雪水集中补给河水，使河水流量出现年内峰值，而积雪分布最少（图3-13）。

黑河干流多年动态变化表明，其年径流的丰枯变化与每年的5、6、7、8月份来水情况密切相关，其累计径流量占年总量的64.0%～71.9%，丰水年权重增大（表3-15）。换言之，5～8月来水量的多少在很大程度上决定了当年的总径流丰枯水平。6～8月份来水量大，多为丰水年；6～8月份来水少，多为枯水年。

图3-12 黑河流域祁连山托来牧场1～3月和11、12月多年气温分布

图3-13 黑河流域各月份积雪分布

表3-15 黑河干流多年径流不同距平百分率月权重（m3/s）

祁连山山区地下水对河流补给变化，主要影响每年11月至来年4月的地表径流变化，降水影响6～8月份的地表径流特征。

二、黑河出山径流量组成变化特征

（一）基本特征

根据1957～2000年黑河干流莺落峡站出山径流资料，按枯水径流期（11月至来年3月）、雪融水径流期（4～5月）和洪水径流期（6～10月）统计相关分析，如图3-14所示。

山区地下水基流补给河水量，存在周期性波动变化（图3-14a）。20世纪70年代末以前处于偏枯状态，80年代至90年代初偏丰。11月至来年3月份的多年平均径流量为16.3 m3/s，据此推算该段时间山区地下水补给地表径流总量约2.1×108 m3。

图3-14 不同水文条件下黑河流域莺落峡站径流动态变化

从历年4～5月地表径流的补给动态变化特征可见，反映出地表径流主要受山区地下水和雪融水补给影响，降雨少而影响微弱。随着气温的升高，5月份径流量明显大于4月份，雪融水补给增多（图3-14b）。4～5月份的多年平均径流量为37.6 m3/s，该时段径流总量约2×108 m3，与11月至来年3月份的径流变化相比，增加了雪融水量，约占这一时期径流总量的57.4%。

山区地下水对地表径流补给量多少与区域降水变化有一定的关系，一般滞后2～3年。冰雪融水补给变化与当年气温变化相关。降水补给主要与6～9月份的大气水汽量动态变化关联。

进入洪水径流期（6～9月），出现了山区地下水、降水和冰雪融水多源补给地表径流的丰水季节，其中降水占较大比重（图3-14c）。这一时期的径流多年动态变化，与降水量变化相似，振幅较大，峰谷明显。该时段的多年平均径流量为90.7 m3/s，径流总水量约12×108 m3，其中降水补给约占58.3%。

综合上述分析结果可见，在多年平均径流量中，山区地下水、冰雪融水和降水对地表径流补给的多年动态变化规律不完全一致，受气温与降水嵌套综合影响，多源补给地表径流过程中存在丰枯互补机制。

（二）年内动态特征

1957～2000年系列黑河干流多年平均出山径流（组成）年内动态特征，如图3-15所示。在年内，地表径流量也是随着气温和降水量而变化。在气温较低、降水较少的冬季，地表径流以山区地下水补给为主。进入春季（4～5月下旬），气温升高，冰雪融水量不断增大，地表径流由冬季的地下水单源补给转变为地下水和冰雪融水共同补给，径流量明显增大。到6～9月份，气温进一步升高，降水量显著增大，同时山区地下水受降水入渗的影响，基流补给地表径流水量也随之增加。在多源补给作用下，夏秋季节的地表径流量达到全年的丰水期。10月份之后，气温下降、降水量减少，地表径流量也逐渐减少。

图3-15 黑河干流地表径流组成切割关系

以最大径流月（或最高温度月）为参照时间，以降水枯年和特枯年的冰雪融水补给地表径流时段的径流递增率确定包线（图3-15），选取的特枯年为1962年、13年、19年和1995年，据此计算出1957～2000年黑河干流多年平均径流量为16.1×108 m3/a，其中山区降水对地表径流的补给量为8.4×108 m3/a、占河水总补给量的52.4%；地下水对河水补给量为6.1×108 m3/a，占河水总补给量的37.8%；冰雪川融水补给量为1.6×108 m3/a，占河水总补给量的9.8%，其中雪融水0.83×108 m3/a，占河水总量的5.2%；冰川融水0.75×108 m3/a，占河水总量的4.6%。

三、黑河出山径流量多年丰枯阶段特征与趋势

（一）周期性阶段特征

黑河干流出山径流量的年际变化具有明显的阶段性，从1944～2000年，大体经历了4个枯水段和4个丰水段（图3-16）。其中枯水期持续最长时段为13年，最短时段为4年；丰水期持续最长时段为10年，最短时段为3年。枯水期累计年份为32年，丰水期累计年份为25年，枯水期年份比丰水期多7年。1990年以后，黑河流域进入了一个丰、枯交替阶段，其中前期多枯水年，末期偏丰水年，为3年丰水、1年平水和6年枯水。1990～2000年期间，黑河干流时段平均流量低于多年平均值的2.21%。

图3-16 黑河干流年径流量序列距平和5年滑动平均曲线

若按丰水、平水和枯水的年份统计，在1944～2000年系列中，平水年份占38.6%，枯水年份占36.8%，丰水年份占24.6%。枯水和平水年份共出现43年，占75.4%。

若以年径流量≤15×108 m3、15×108～17×108 m3和≥17×108 m3作为枯、平、丰水年的度量指标，则1944～2000年期间黑河干流年均流量为15.9×108 m3，其中丰水年14年，平均年流量为19.3×108 m3；平水年22年，平均年流量为15.9×108 m3；枯水年21年，平均年流量为13.7×108 m3。通过差积分析表明，近50年以来黑河经历了2次丰水和3次枯水的周期性变化，1952～1959年和1981～1989年分别为丰水期，1944～1951年、1968～1980年和1990年以来分别为枯水期（图3-17）。

2个丰水期的时段多年平均流量分别为17.69×108m3和17.44×108m3，3个枯水期时段多年平均流量分别为14.78×108m3、14.64×108m3和15.89×108m3。1944～1967年和1968～1989年2个周期的时段（23年）多年平均径流量分别为16.11×108m3和15.86×108m3，1990～2000年平均径流量为15.59×108m3。由此可见，黑河干流径流量的周期变化基本呈现比较稳定状态，丰枯变化有序，具有3年、6～7年、11～13年和22～23年的周期性。

图3-17 黑河干流径流量差积动态与趋势

蓝永超等（1999）以傅立叶波谱方法对黑河出山径流量进行功率谱分析、谐波分析和方差分析，研究结果表明，黑河出山地表径流量变化存在着3年、6～7年、11～13年和22～23年的主周期。上述变化周期的物理意义是，3年及6～7年周期与副高脊线位置的准3年周期（徐国昌等，1992）及地极移动振幅变化7年左右的周期是一致的，它们均是影响我国西部广大地区降水的重要系统，并且其变化与地球离心力系统、大气环流以及空气质量、水分输送等变化相关（蓝永超等，1999），进而影响黑河流域水文循环系统变化。11～13年和22～23年周期性可能与天体运动规律和太阳黑子强弱变化的中长波周期有关（陈兴芳，19）。太阳黑子活动有 22年和11年左右的中短期变化（康兴成，1992，1993，2002，2003；霍世青等，2001）。当太阳黑子活动增强时，经向环流增强，纬向环流减弱。经向环流增强有利于空气南北交换，同时，由于纬向环流减弱使青藏高原热低压加强，祁连山东部地区降水增多，从而使黑河出山径流量增加。反之，在经向环流减弱，纬向环流发展条件下，黑河出山径流量减少。1990年是太阳活动22年周期的峰年（霍世青等，2001），以至1990年以后随着经向环流逐渐减弱和纬向环流不断增强，祁连山东部地区降水量出现减少过程，从而使黑河出山径流量总体上呈现一个下降的趋势。

总之，从黑河干流出山径流的年际变化来看，存在不同时空尺度的丰枯变化周期性，丰枯变化极值比为1.95，总的周期性变化特征是：1952年之前偏枯，50年代偏丰、60年代转平、70年代平偏枯、80年代丰水，1991年之后偏枯。出山径流存在着3年、6～7年，11～12年、21～23年的变化周期，其中以6～7年和3年周期最为显著。

（二）预测趋势分析

黑河出山径流量变化的因素众多，彼此关联复杂，如降水、气温、冰川、积雪、冻土和基流等，各种因素变化存在一定的不确定性。

根据均生函数（均值生成函数）的周期外延预测模型，用主成分析（经验正交函数）方法，提取时间序列的优势周期，构建拟合序列的适宜数学模型，由此获得未来黑河流域径流变化趋势（蓝永超等，1999；冯建英，2001；李栋梁等，2003a，b）。

预测模型中包括趋势项X（t），周期项∑Pi（t）和随机项ε（t），达到模式如下：

西北内陆黑河流域水循环与地下水形成演化模式

式中：Y（t）——黑河出山实际径流量值；

Y’（t）———黑河出山径流量的预测值；

∑Pi（t）——从原始序列中所提取的不同长度周期序列；

∑Xj（t）——反映长期演变趋势；

βi和Фj——权重系数；

ε（t）———主要表示随机误差，即ε（t）=Y（t）-Y’（t），在预报中应使ε（t）尽可能的小。

根据1944～2000年系列黑河干流径流丰枯周期性变化规律，利用预测模型获得2001～2030年时段多年平均径流量为15.67×108 m3/a，比1944～2000年系列均值衰减0.24×108 m3/a，衰减幅度平均1.5%。与1990～2000年平均径流量相比，增加0.51%。由图3-18可见，2017年以前黑河干流径流处于偏枯水期，2018～2026年期间处于偏丰水期，2027年之后再度出现枯水期。未来枯水期的时段多年平均径流量为15.33×108 m3/a，与系列均值比较平均减少2.%。未来丰水期的时段多年平均径流量为16.28×108 m3/a，高出系列均值3.04%。

图3-18 黑河干流径流变化过程与未来30年预测结果

四、人类活动影响下水文效应

（一）人类活动对水循环条件影响

人类对水土开发，导致黑河流域水循环条件发生变化。在20世纪50年代中期至60年代中期，张掖地区，包括张掖、临泽、高台三县（市）沿山灌区及民乐、山丹县引黑灌区，有效灌溉面积稳定在（10.7～12.0）×104 hm2，70年代中期至80年代中期有效灌溉面积稳定在13.3×104 hm2左右。1990～1994年张掖、临泽和高台三县（市）的黑河、梨园河及井泉混合灌区实灌面积为（13.4～13.7）×104 hm2，引水量（17.3～19.5）×108 m3。下游地区的用水主要是金塔县、鼎新灌区、东风场区以及内蒙古的额济纳旗。鼎新灌区的开发始于清代，有效灌溉面积0.73×104 hm2，年引水量0.8×108 m3左右。东风场区引黑河水主要用于林带绿化、农田与菜地灌溉以及生活用水。额济纳旗的开发始于汉代的戍边屯垦，明中叶以后随着河西走廊经济的发展，下游入境水量逐渐减少。

根据龚家栋等（1998）研究成果，黑河下游在历史上接受西支讨赖河和东支黑河的径流，至狼心山分为东西两河，分别注入尾闾区的索果诺尔（东居延海）和嘎顺诺尔（西居延海）。1947年在讨赖河修建鸳鸯池水库（蓄水1200×104 m3），解放后该水库大坝几次加高（蓄水量增至6300×104 m3）以及修建解放村水库（蓄水3900×104 m3），使讨赖河在50年代末就基本无水汇入干流。

进入20世纪后期，黑河流域水循环状况每况愈下。例如1958年西居延海水域面积267 km2，1961年秋干涸。1958年东居延海的水域面积35.5 km2，自1962年以来先后干涸5次，1992年彻底干涸。额济纳旗原有6大湖泊，从20世纪80年代末至90年代初相继全部干涸。50年前额济纳绿洲面积尚存3.2×104 km2，而如今仅有0.33×104 km2。河湖岸带的胡杨林已经从过去的5.0×104 hm2减少到现今的2.26×104 hm2，柽柳林由15×104 hm2减少到10×104 hm2。草本植物曾有130多种，目前只存30多种。野生动物原有180多种，现在基本绝迹。

20世纪60年代以来，林草灌溉面积有所下降，1990～1995年草原灌溉面积为34.4～4.87×104 hm2。80年代以前正义峡断面多年平均在10×108 m3以上，而1990～1994年平均正义峡仅有7.3×108 m3，水量在逐年减少。上游来水量减少，也使下游区地下水补给量减少，加之开量增加，地下水水位不断下降。近10年来在额济纳盆地1000多眼机井中，已有60%供水不足，10%干涸。与此同时地下水矿化度普遍增高至1 g/L以上，甚至达到2～3 g/L。

不仅如此，黑河流域水循环条件被人为地改变，还造成土地沙化面积不断增加。1990年以前，张掖地区沙漠化面积增加较快，1990年达到历史高峰，比1949年增加约4.1%。1949～1995年期间下游区金塔沙化面积增加了约14.95%，呈持续增长趋势，成为农业区内沙漠化程度严重地区。从20世纪60～80年代，额济纳地区的戈壁和沙漠面积年递增0.15 hm2，1987～1991年间沙漠化面积增加了约5.6%，呈不断加强的趋势。

（二）人类活动现状

黑河中游地区农业耕地面积占全流域的92.75%，水消耗量占全流域的86.85%，中游地区水土开发利用程度已经达到相当程度，对流域水循环已经产生严重影响。根据《2000年甘肃省水利综合年报》数据，黑河中游张掖、酒泉地区现有灌溉耕地面积22.2×104 hm2，其中农业灌溉面积为19.2×104 hm2，灌溉林地为 2.3×104 hm2，灌溉果园为0.34×104 hm2，牧草灌溉面积为0.39×104 hm2。2000年黑河中游干流区农田灌溉面积16.3×104 hm2，包括山丹、民乐、肃南、张掖川等县市，其中鼎新灌区有0.41×104 hm2。讨赖河区有农田灌溉面积6.1×104 hm2，包括酒泉市、嘉峪关市、金塔县鸳鸯池灌区，其中甘肃省农垦公司灌溉面积为0.2×104 hm2。

2000年黑河中游地区仅水利工程的供水量就达32.30×108 m3/a，其中，农业用水量为31.1×108 m3/a，工业用水量为 0.81×108 m3/a，城镇生活用水量为0.49×108 m3/a，加上未纳入统计范围的工厂自备水源、小城镇和农村社会用水量，中游地区总用水量达34.84×108 m3/a。蓄水工程供水量为8.62×108 m3/a，引水工程供水量为18.32×108 m3/a，机电井及水泵等供水量为5.36×108 m3/a。浅层地下水开量占总用水量的15.4%。

2000年黑河流域实测出山水量为32.76×108 m3/a，为平水年份。1～6月全流域几乎滴雨未降，在用水量最大的4～6月份山区河流补给平原区的水量非常有限，开地下水是补充水量不足的主要途径，以至2000年区域水利用程度达到106.4%，下游额济纳生态环境需水缺少基本保障。

五、黑河流域出山水量变化

黑河流域有水文站控制的河流有8条，包括山丹河、洪水河、大诸马河、黑河干流、梨园河、丰乐河、洪水坝河和冰沟河，其他没有水文站控制的小河的出山水量仅占出山总水量的10%。

黑河干流流域多年平均出山水量为19.96×108 m3/a，其中莺落峡多年平均出山水量为 15.57×108 m3/a，梨园河为1.85×108 m3/a，山丹河、洪水河、大渚马河多年平均出山水量分别为0.49×108 m3/a、1.03×108 m3/a、1.05×108 m3/a。黑河流域讨赖河区多年平均出山水量为9.53×108 m3/a，其中冰沟为6.27×108 m3/a，洪水坝河为2.32×108 m3/a，丰乐河为0.94×108 m3/a。黑河流域有水文站控制的多年平均出山水量为29.61×108 m3/a，再加上没有水文站控制出山水量，总计32.57×108 m3/a。2000年黑河流域实测出山水量为32.76×108 m3/a。

从黑河流域多年动态变化来看，出山总水量略有增加。60年代时段多年平均水量为31.28×108 m3/a，70年代为32.27×108 m3/a，80年代34.60×108 m3/a。1990～2001年平均水量为32.06×108 m3/a。

水的基本常识

丹江口水库作为南水北调中线工程的源水库，延长其使用寿命、保证其长久良好地运行，不但有重要的经济意义，而且有更重要的社会意义。排沙清淤是保证丹江口水库能长期运用良好的重要措施。根据丹江口水库的自身特性，在变动回水区及其附近进行“防治型”排沙清淤是治理库区淤积泥沙的有效途径，与传统的坝前“治疗型”排沙清淤相比有许多优越之处。

1 前 言

闻名中外的都江堰已有两千多年的历史，它之所以能长期运用良好，其中有一个主要原因是：在岷江的出山口处的江心垒砌的鱼嘴因势利导分水、分沙；在引水口上江湾凸岸处修建的飞沙堰有利排沙；平均每年人工清淤近100万m3.可见都江堰枢纽非常重视泥沙处理，也正是排沙清淤保持了该枢纽工程的生命力。还有一些运行良好的水利枢纽工程，也都修建了排沙工程和取了清淤措施。因此可以说，排沙清淤是保证水利枢纽工程能长期运用良好的主要措施。

丹江口水库是一座大型蓄水型水库，绝大部分来沙被拦蓄在库内，大量的淤积泥沙对水库的正常运行构成了潜在的威胁，消除这种潜在威胁的主要方法是排沙清淤。丹江口水库，在减少入库泥沙方面已做了大量的工作，如：水土保持、小流域治理、子水库修建和支沟拦沙等，但在清除进入水库和已淤积在水库中的泥沙方面，还没有引起足够的重视，基本处于任其发展状况。本文根据丹江口水库的自身特性，论述了丹江口水库排沙清淤的必要性；提出了在丹江口水库变动回水区及其附近修建排沙清淤工程和用机械挖沙清淤以及多种方法有机结合清淤的设想，并对其布置方法进行了探讨。

2 丹江口水库排沙清淤的必要性

2.1 丹江口水库水沙特性和淤积状况

座落于汉江中上游、丹江入汇口下游0.8 km的丹江口水库，是丹、汉两江并联水库。控制汉江流域面积9.5万km2，占汉江流域面积的60%；坝址多年平均径流量为398亿m3（黄家港站1954—1990年），占汉江流域总径流量的70%。坝址多年平均输沙量1.15亿t.丹江口水库死水位139 m，相应库容为72.3亿m3；正常蓄水位157 m，相应库容174.5亿m3（汉江占54%，丹江占46%），相应回水长：汉江库区177.6 km，丹江库区85 km.

根据多年的实测资料可知，丹江大坝蓄水后98%的来沙被拦蓄在库区内。按每年1亿t来沙量计算，从1968年蓄水至今，淤积在库区内的泥沙约20亿m3，占死库容27.7%，占总库容11.5%。

丹江口水库的淤积泥沙，在20世纪90年代以前主要分布在变动回水区和变动回水区与常年回水区的交界处。1983年特大洪水之后，近20年中，大多年份水库来水为平、枯水年，每年有较长时间处于低水位以下运行。长时间低水运行，导致变动回水区在河流的造床作用下形成了新的天然河道形态。在新的天然河道中，有的河段已达到平衡状态，有的已达到准平衡状态。变动回水区的这种演变发展，使得入库和原变动回水区的大量泥沙快速移至常年回水区，结果加快了有效库容的淤积速率。如果这种情况继续下去，将会影响水库的正常运行。

2.2 丹江口水库排沙清淤的必要性

丹江口水库虽在规划设计中预留72.3亿m3的死库容作为堆沙库容，这自然不失为解决泥沙淤积问题的一种途径，甚至是现时可行之途径。但来沙无尽，库容几何？由上述水沙特性和淤积状况资料可知，丹江口水库库容损失的速度是惊人的，如果任其发展，在不远的将来丹江口水库会成为一座堆满淤泥的死库，到那时，将给汉江流域乃至中国带来不可估量的损失。因此，对丹江口水库进行排沙清淤治理是非常必要的，也是养护丹江口水库库容的必然选择之法。

对于蓄水型的丹江口水库，在库容养护方面，最理想的做法是在水库开始蓄水运行时就应该开展投资少、施工难度小、见效快的“防治型”排沙清淤治理（“防治型”排沙清淤是指：库区淤积泥沙对水库的运行不足以构成威胁时所进行的排沙清淤治理）。也就是说：要未雨绸缪，积极防护，不能把调节库容淤满时出现的问题（也是难以解决的问题）留给子孙后代来解决。丹江口水库运行30多年，死库容淤积近1/3，现开展清淤治理已属晚矣。但淤积泥沙还未影响到水库的正常运行，尚能尽快实施，还能较容易地遏止泥沙淤积向常年回水区扩散的趋势；否则隐患丛生、治理就更加困难。

因此，对丹江口水库进行排沙清淤治理，不但势在必行，而且还应尽早实施。

2.3 排沙清淤的社会效益和经济效益

丹江口水库作为南水北调中线工程的源头水库，在南水北调中线工程竣工运用后，防洪、调水将成为水库的主要功能。防洪、调水产生的社会效益和经济效益是巨大的。而满足正常防洪、调水是以一定库容作基础。保证一定库容的重要措施是排沙清淤。因此，清除丹江口水库库区淤积泥沙，保证水库具有一定库容、延长其使用寿命，不但有重要的经济意义，而且有更重要的社会意义。

然而，对处于正常运行水库进行排沙清淤，往往得不到人们的重视。有一个重要原因是人们认为：清除库区中淤积泥沙的费用高于修建同体积水库的费用。 对此，笔者有不同的看法。笔者认为：大型水工建筑物对地址的选择上往往具有惟一性。也就是说，在某个流域内某一位置所修建的水利枢纽，其效能具有唯一性。例如：当丹江口水库淤死废弃后，在汉江流域很难再建一座与丹江口水库效能等同的水库。另外，淤死废弃后的水库不但不能创造效益，而且还会危害环境，还需投入治理和管理费用。因此，清除库区中淤积泥沙所产生的效益是长远的，是不能与修建同体积水库的费用等比的。况且还可取早期治理、分散投资和对清除物综合利用来降低成本投入。

3 水力排沙清淤

3.1 丹江口水库水力排沙清淤概况

水力排沙清淤是根据水流的运动规律，利用水流所具有挟沙能力的特点，按照人们的意愿，通过水工建筑物把库区的泥沙排到指定的区域内。在利用水力排沙方面，丹江口水库用深孔泄洪排沙。深孔泄洪排沙，只能排走坝前淤积泥沙和少量悬移质泥沙。此排沙法是以减少蓄水量为代价。从30多年的实际运用情况看，收效甚微，而且向下游排泄泥沙会危害下游王甫洲水利枢纽和下游河道环境（现在多数河流实行梯级开发，由上游水利枢纽向下游排沙的做法已不可取）。另外，南水北调中线工程竣工后，大坝加高和大量调水使泄水机会将大大减少。因此，利用大坝泄水排沙在丹江口水库将难以发挥作用。根据入库泥沙大部分先落淤在变动回水区，而后在汛、枯期和丰、平、枯水年份的周期交替中，不停地、循环地、一次次地把泥沙从水库变动回水区的浅水区搬运到深水区，直至水库被泥沙淤满为止这一规律。笔者提出在丹江口水库变动回水区及其附近，修建水力排沙枢纽工程，使河流泥沙在未入库前就被排走。

3.2 修建旁引蓄沙水库

在库区河道岸旁的沟谷、山川中，利用有利地形修建引洪蓄沙水库。在洪水期将泥沙引入库中沉蓄，澄清后的库水或再引入主库或作他用。利用旁引蓄沙水库可排走推移质、悬移质等入库泥沙。

旁引蓄沙水库库址选择。旁引蓄沙水库库址应选择容积较大、地质结构比较稳定的沟谷、山川。丹江口水库上游河道为山区河道，两岸山谷纵横，有适合修建旁引蓄沙水库的沟谷、山川（如：处于西峰咀河段的五峰区的川谷地带）。如果澄清后的库水不再引入主库而作他用时，最好把库址选择在外流域。

旁引蓄沙水库引水口所处河段位置选择。旁引蓄沙水库引水口所处河段位置应按排沙种类进行选择。以排走推移质为主的引水口，可布置在变动回水区上部（如：天河口至白河段）；以排走中细沙和悬移质为主的引水口，可布置在变动回水区的下部（如：花梨弯至天河段）。

旁引蓄沙水库引水口布置。可根据泥沙运动规律，巧妙地借助地形优势来布置旁引蓄沙水库引水口。如：天然弯道是布置推移质排沙清淤工程理想之地。利用弯道产生横向环流原理，水流在弯道内流动时产生离心力，表层水流向凹岸，处于底层挟带推移质泥沙的水流流向凸岸。由此，可在弯道的凸岸布置旁引蓄沙水库引水口，即形成正面排沙侧面引水的布置形式。

3.3 引洪淤灌用洪用沙

丹江口水库灌渠引水口象其他水库一样也布置在水库下游的坝前附近。由于丹江口水库坝前附近大多时间为清水，所以灌区的农田基本上是常年清水灌溉。如果把灌渠引水口布置在水库上游变动回水区与常年回水区交界处（如：神定河至堵河口及其附近），引水渠充分利用有利地形沿水库边向下游延伸，然后与陶岔、清泉沟引水灌渠相连，构成引水排沙、灌溉枢纽网络系统；为了多排沙也可沿途多开引水口。洪水期将泥沙引走进行农田灌溉，既可以减少库区泥沙淤积，又可有利于农业生产，上、下灌渠相连既能排沙也能保证供水。这可能会使灌渠发生泥沙淤积，但灌渠清淤要比库区清淤容易得多。

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世界一年的水消耗总量

1. 关于水的知识

水是指可资利用或有可能被利用的水源，这个水源应具有足够的数量和合适的质量，并满足某一地方在一段时间内具体利用的需求 。

中国水总量丰富，但人均水占有量仅相当于世界人均水占有量的 1/4，位列世界第121位，是联合国认定的“水紧缺”国家。在全国600多个城市中，有400多个城市存在供水不足的问题，其中缺水比较严重的城市有110个，全国城市缺水年总量达60亿立方米。

2002年底启动 “南水北调工程”，用6到8年时间，分别建设东、中、西三条输水干渠，连接长江、淮河、黄河和海河四大水系，向北方“注水”。

扩展资料：

90年代初，南部非洲连续4年干旱少雨，农田干裂，水库枯竭，旱灾使得这里一些国家已经衰弱的经济完全失去了活力。我国农业干旱缺水情况也很严重。

在70年代，每年有1.7亿亩农田受旱，到90年代，增加到4亿亩。全国灌溉区每年缺水量约300亿立方米。

干旱缺水影响了农业的稳步发展和粮食的安全供给。干旱影响农村，也影响城市。

参考资料：

2. 水的知识

2、水开发利用分析 2000年全国用水总量5498亿立方米，其中农业3784亿立方米，占68.8%，工业1139亿立方米，占20.7%，生活用水575亿立方米，占10.5%。

从开发利用程度分析，全国水开发利用率达到20%，水开发利用程度最高的海河流域地表水控制利用率达到94%，平原区浅层地下水开率为100%，水总量消耗率达到96%。从用水指标分析，全国人均用水量430立方米，万元GDP用水量610立方米，万元工业产值用水量78立方米，农田灌溉亩均用水量479立方米，城镇生活人均用水量为每日219升，农村生活人均用水量为每日89升。

3、水开发利用中存在的主要问题 （1）供需矛盾日益加剧 首先是农业干旱缺水。随着经济的发展和气候的变化，我国农业，特别是北方地区农业干旱缺水状况加重。

目前，全国仅灌区每年就缺水300亿立方米左右。上世纪90年代年均农田受旱面积2667万公顷，干旱缺水成为影响农业发展和粮食安全的主要制约因素；全国农村有2000多万人口和数千万头牲畜饮水困难，1/4人口的饮用水不符合卫生标准。

其次是城市缺水。我国城市缺水现象始于70年代，以后逐年扩大，特别是改革开放以来，城市缺水愈来愈严重。

据统计，在全国663个建制市中，有400个城市供水不足，其中110个严重缺水，年缺水约100亿立方米，每年影响工业产值约2000亿元。 （2）用水效率不高 目前，全国农业灌溉年用水量约3800亿立方米，占全国总用水量近70%。

全国农业灌溉用水利用系数大多只有0.3-0.4左右。发达国家早在40-50年代就开始用节水灌溉，现在，很多国家实现了输水渠道防渗化、管道化，大田喷灌、滴灌化，灌溉科学化、自动化，灌溉水的利用系数达到0.7~0.8。

其次，工业用水浪费也十分严重。目前我国工业万元产值用水量约80亿立方米，是发达国家的10~20倍；我国水的重复利用率为40%左右，而发达国家为75~85%。

我国城市生活用水浪费也十分严重。据统计，全国多数城市自来水管网仅跑、冒、滴、漏损失率为15%-20%。

(3)水环境恶化 2000年污水排放总量620亿吨，约80%未经任何处理直接排入江河湖库，90%以上的城市地表水体，%的城市地下含水层受到污染。由于部分地区地下水开量超过补给量，全国已出现地下水超区164片，总面积18万平方公里，并引发了地面沉降、海水入侵等一系列生态问题。

（4）水缺乏合理配置 华北地区水开发程度已经很高，缺水对生态环境己造成了影响。目前黄河断流日益严重，却每年调出90亿立方米水量接济淮河与海河，因此，对水的合理配置和布局，区域间的水的调配要依靠包括调水工程在内的统一规划和合理布局。

（5）经济发展与生产力布局考虑水条件不够 在经济体制下，过去工业的布局，没有充分考虑水条件，不少耗水大的工业却布置在缺水地区；耗水大的水稻却在缺水地区盲目发展，人为加剧了水合理配置的矛盾。 综合上述，我国水总量并不丰富，地区分布不均，年内分配集中，北方部分地区水开发利用已经超过环境的承载能力，全国范围内水可持续利用问题已经成为国家可持续发展战略的主要制约因素。

3. 关于水的知识

水是指可资利用或有可能被利用的水源，这个水源应具有足够的数量和合适的质量，并满足某一地方在一段时间内具体利用的需求 。

中国水总量丰富，但人均水占有量仅相当于世界人均水占有量的 1/4，位列世界第121位，是联合国认定的“水紧缺”国家。在全国600多个城市中，有400多个城市存在供水不足的问题，其中缺水比较严重的城市有110个，全国城市缺水年总量达60亿立方米。

2002年底启动 “南水北调工程”，用6到8年时间，分别建设东、中、西三条输水干渠，连接长江、淮河、黄河和海河四大水系，向北方“注水”。

扩展资料：

干旱威胁世界

干旱缺水是一个世界性的问题。90年代初，南部非洲连续4年干旱少雨，农田干裂，水库枯竭，旱灾使得这里一些国家已经衰弱的经济完全失去了活力。我国农业干旱缺水情况也很严重。

在70年代，每年有1.7亿亩农田受旱，到90年代，增加到4亿亩。全国灌溉区每年缺水量约300亿立方米。干旱缺水影响了农业的稳步发展和粮食的安全供给。干旱影响农村，也影响城市。

参考资料：

4. 水的知识

水的利用现状

中国是个严重贫水的国家。我国水总量少于巴西、俄罗斯、加拿大、美国和印度尼西亚，居世界第六位。若按人均水占有量这一指标来衡量，则仅占世界平均水平的1/4，排名在第一百一十名之后。缺水状况在我国普遍存在，而且有不断加剧的趋势。全国约有670个城市中，一半以上存在着不同程度的缺水现象。其中严重缺水的有一百一十多个。

我国水总量虽然较多，但人均量并不丰富。水的特点是地区分布不均，水土组合不平衡；年内分配集中，年际变化大；连丰连枯年份比较突出；河流的泥沙淤积严重。这些特点造成了我国容易发生水旱灾害，水的供需产生矛盾，这也决定了我国对水的开发利用、江河整治的任务十分艰巨。

1.水的利用与供需矛盾

我国地表水年均径流总量约为2.7万亿立方米，相当于全球陆地径流总量的5.5%，占世界第5位，低于巴西、前苏联、加拿大和美国。我国还有年平均融水量近500亿立方米的冰川，约8000亿立方米的地下水及近500万立方千米的近海海水。目前我国可供利用的水量年约1.1万亿立方米，而1980年我国实际用水总量已达5075亿立方米，占可利用水的46%。

建国以来，在水的开发利用、江河整治及防治水害方面都做了大量的工作，取得较大的成绩。

在城市供水上，目前全国已有300多个城市建起了供水系统，自来水日供水能力为4000万吨，年供水量100多亿立方米；城市工矿企业、事业单位自备水源的日供水能力总计为6000多万吨，年供水量170亿立方米；在7400多个建制镇中有28%建立了供水设备，日供水能力约800万吨，年供水量29亿立方米。

农田灌溉方面，全国现有农田灌溉面积近7.2亿亩，林地果园和牧草灌溉面积约0.3亿亩有灌溉设施的农田占全国耕地面积的48%，但它生产的粮食却占全国粮食总产量的74%。 防洪方面，现有堤防20万多千米，保护着耕地5亿亩和大、中城市100多个。现有大中小型水库8万多座，总库容4400多亿立方米，控制流域面积约150万平方千米。 水力发电，我国水电装机近3000万千瓦，在电力总装机中的比重约为29%，在发电量中的比重约为20%。 然而，随着工业和城市的迅速发展，需水不断增加，出现了供水紧张的局面。据年196个缺水城市的统计，日缺水量合计达1400万立方米，水的保证程度已成为某些地区经济开发的主要制约因素。 水的供需矛盾，既受水数量、质量、分布规律及其开发条件等自然因素的影响，同时也受各部门对水需求的社会经济因素的制约。 我国水总量不算少，而人均占有水量却很贫乏，只有世界人均值的1/4（我国人均占有地表水约2700立方米，居世界第88位）。按人均占有水量比较，加拿大为我国的48倍、巴西为16倍、印度尼西亚为9倍、前苏联为7倍、美国为5倍，而且也低于日本、墨西哥、法国、前南斯拉夫、澳大利亚等国家。 我国水南多北少，地区分布差异很大。黄河流域的年径流量只占全国年径流总量的约2%，为长江水量的6%左右。在全国年径流总量中，淮、海河、滦河及辽河三流域只分别约占2%、1%及0.6%。黄河、淮河、海滦河、辽河四流域的人均水量分别仅为我国人均值的26%、15%、11.5%、21%。 水利建设与洪涝灾害 由于所处地理位置和气候的影响，我国是一个水旱灾害频繁发生的国家，尤其是洪涝灾害长期困扰着经济的发展。据统计，从公元前206年至1949年的2155年间，共发生较大洪水1062次，平均两年即有一次。黄河在2000多年中，平均3年两决口，百年一改道，仅1887年的一场大水死亡93万人，全国在1931年的大洪水中丧生370万人。建国以后，洪涝灾害仍不断发生，造成了很大的损失。因此，兴修水利、整治江河、防治水害实为国家的一项治国安邦的大计，也是十分重要的战略任务。 我国40多年来，共整修江河堤防20余万千米，保护了5亿亩耕地。建成各类水库8万多座，配套机电井263万眼，拥有6600多万千瓦的排灌机械。机电排灌面积4.6亿亩，除涝面积约2.9亿亩，改良盐碱地面积0.72亿亩，治理水土流失面积51万平方千米。这些水利工程建设，不仅每年为农业、工业和城市生活提供5000亿立方米的用水，解决了山区、牧区1.23亿人口和7300万头牲畜的饮水困难。而且在防御洪涝灾害上发挥了巨大的效益。

5. 关于水的知识问答题

一百多个老师听课，哪就买本书啦购买地址： /bookmall/servlet/.kehwa.KHMTServlet?TASK_ALIAS=proddisp&prodno=55932 水保护知识问答著作者：吴季松 袁弘任内容简介：一、水与水中护1.什么是水？为什么说是宝贵的自然？2.全球究竟有多少？3.降水、地表水、土壤水和地下水这间是如何转化的？4.我国有多少水？5.天然水是纯水吗？6.湖泊、水为等天然水体的水质特征有什么差异？7.江河、湖泊、水库等天然水体的水质特征有什么差异？8.为什么说我国的水短缺的日趋严重？9.什么是保护？如何理解水保护的深刻内涵？10.水保护为什么要水质量并重，强调水质保护？11.水质保护包括哪些主要内容？12.什么是“世界水日”和“中国水周”？13.什么是“可持续发展”14.为什么“没有水”就没有可持续发展？15.《中国21世纪议程》中提出的水保护的任务、目标和保护行动是什么？二、水污染与污染治理16.什么是水体？为什么天然水体的水质通常较好？17.什么是河水的自净能力？18.什么是水污染？它与水体的自净作用有什么关系？19.造成水体污染的污染物质从何而来？20.什么是重金属污染，其主要危害是什么？21.什么是溶解氧（DO）？池塘死鱼是怎么造成的？22.什么是生化需氧量（BOD）和化学需氧量（COD）?23.有毒有机污染物主要指的是哪些？24.通常用来表征水污染的水质指标主要有哪些？25.我国现行水质标准有哪些？26.什么是水体“富营养化”？什么要提介使用无磷洗衣粉？27.什么是污染原？如何进行染源调查与评价？28.非点污染有什么特点？如何控制？29.控制水污染的基本途径有哪些？30.什么是清洁生产和绿色技术？31.为什么要提倡节约用水？32.污水处理的主要方法有哪些？33.什么是污水的处理？34.为什么不提倡用污水的灌溉农田？二、水质监测与水质评价35.为什么要进行水质监测？36.常规水质监测项目有哪些？37.我国的水质监站网是如何设置的？38.怎样设置断面和样点？39.如何集工业和生活废水水样？40.什么是水质监测过程的质量保证。

6. 保护水的知识

LZ请给分水是人类生存必不可少的条件之一，没有水，也就没有生命的存在，所以我们要保护水。

据统计地球表面的水储量大约有140亿亿立方米，但淡水只有3.5亿亿立方米，在这有限的淡水中，仅有0.34%是人类可以利用的，由于分布不平衡，生活浪费，全世界60%的地区供水不足，严重缺乏用水，情况严峻。 各种有害的物质，如农药、重金属、化学物质、致病微生物、油类以及各种废弃放射性物质……，被人为地排入水中，并超出了水本身的进化能力，于是就发生了水污染。

大量的污水物排入河流，造成内陆水域污染，继而使湖泊和海湾污染，就连地下水也难逃厄运。水污染对人的健康危害极大，污水中的致病菌可引起传染病的流行。

各种工业废水、农药等有毒物质排入水中，可使饮水人中毒。重金属污染的水进入人体，会使人慢性中毒等等。

因而，我们要保护水，防止水污染，从身边的小事做起。比如：节约用水、使用无磷的洗衣粉……。

我们要大力宣传水的保护知识，看见破坏水的行为，要向有关部门举报。 保护水要从我做起，保护水就是保护人类自己。

节约用水保护水任重道远我国严峻的水问题再次成为公众关注的焦点。我们要充分地认识到，节约和保护水，实现水的可持续利用，任重道远。

我国是一个洪涝灾害频繁、水短缺、水生态环境脆弱的国家。新中国成立后，我国水利事业发展迅速，有效地促进了经济发展和社会进步，取得了举世瞩目的成就。

在对水进行开发利用治理的同时，注重水的节约和保护工作，基本形成了社会主义现代化建设相适应的水开发、利用、管理与保护体系。但是，随着人口的增长和经济社会的快速发展，水问题，尤其是水短缺与经济社会发展的矛盾已经充分暴露出来。

全国平均每年因旱受灾的面积约4亿亩。正常年份全国灌区每年缺水300亿立方米，城市缺水60亿立方米。

在缺水的同时，还存在着严重的用水浪费，全国农业灌溉用水利用系数大多只有0.4，而很多国家已达到0.7~0.8；我国工业万元产值用水量为103立方米，是发达国家的10~20倍，水的重复利用率我国为50%左右，而发达国家为85%以上。水污染严重，全国年排放污水总量近600亿吨，其中大部分未经处理直接排入水域。

在全国调查评价的700多条重要河流中，有近50%的河段、90%以上的城市沿河水域遭到污染。水污染不仅破坏了生态环境，而且使水短缺问题更为严重。

有关专家指出，严峻的水形势，对我国的可持续发展构成了极大的威胁。从人口增长看，2030年左右，我国人口将达到16亿，人均占有水量将减少1/5，降至1700立方米左右。

从经济增长看，今后几十年，我国经济仍将处于快速增长期，到本世纪中叶，国内生产总值要增长10倍以上，城市和工业用水将有较大幅度增长，废污水排放量也将相应增加。从城市发展看，21世纪中叶我国城市化率可能达到70%，城市水供求矛盾必将更加尖锐。

从粮食生产看，我国北方产粮区水条件并不富余，2050年前国家需要增加1.4亿吨粮食的要求，将导致水短缺的形势更加严峻。因此，开源节流和保护水的任务十分艰巨。

水善也是制约西部大开发的主要因素。西部地区，尤其是西北地区地广水稀，水土流失严重，生态环境脆弱。

水是该地区最具有战略意义的，水的合理开发、节约利用、有效保护是实施西部开发的重要内容。为了缓解水短缺的矛盾，遏止水环境恶化的趋势，有关部门正在加大节约和保护工作的力度。

在最近召开的全国水利厅局长会议上，水利部部长汪恕诚提出，要转变以往比较注重水的开发、利用、治理，对水的配置、节约、保护重视不够的局面，要把节约和保护水作为一项重大国策，实现由工程水利向水利，由传统水利向现代水利、可持续水利的转变。据了解，国家将在统筹规划、综合治理的基础上，取实际步骤加强水节约和保护工作。

在上，改变以往单纯的工程方式，将节水、水优化调度、水环境保护等方面的项目摆到重要位置，加快建设和发展。在体制上，切实加强流域管理职能，积极推进城市水务局管理体制的建立，为水的科学配置提供体制保障。

在管理上，制订和完善科学的管理制度和措施，充分利用水价、水费等经济杠杆，用有效的科技和经济手段实现水的优化配置，提高水的利用率，发挥综合效益。在法治上，坚决执行《水法》、《防洪法》、《水土保持法》等有关法律法规，做好有关法律法规和规章制度的配套建设，特别是《水法》的修改工作，加大执法力度，坚持依法管理水。

在科研上，突破以往水利工程科学的科研模式，不仅要加强水利基础科学，而且要发展综合学科、交叉学科，不仅要研究水利工程特别是枢组工程问题，而且要紧紧围绕我国水利面临的突出矛盾和问题，研究各种治理措施的相互关系，科学配置，促进水管理与经济发展、生态环境紧密结合，促进经济效益、社会效益与环境效益的协调统一。

7. 水知识问答

1.水是不可替代的（A），是自然环境的重要组成部分。

A、自然B、社会C、财富

2.如果未来不能解决洪水、缺水和（B）三大问题，水将会成为我国社会经济发展的最大“瓶颈”。

A、环境污染B、水污染C、保护动物

3.海河水系由北运河、永定河、大清河、（A）和南运河五条河流组成

A子牙河 B卫运河 C漳卫新河

4.天津市人均占有水约（A）多立方米。

A、300 B、5 00 C、600

5.北大港水库、

6.大量未经处理的生活污水的排放，是造成河流污染的（A）原因。

A、重要 B、次要 C、惟一

7.如果（A）污染了饮用水源，就会发生流行肝炎、脊髓灰质炎等。

A、 B、基因 C、细胞

8.物理化学性疾病即“公害病” ，是由工业和生活（C）排入环境污染水体后引起的疾病。

A、物质 B、废物 C、垃圾

9.如果肠道致病菌污染饮用水源可引起霍乱和（A）等暴发流行。

A、伤寒 B、感冒 C、头晕

10.如果水中缺（C）就会引起甲状腺肿大。

A、钙 B、钾 C、碘

11.地球表面的70%是被水覆盖着，但有%是咸水，剩下的淡水中有一半以上是凝固的冰川。可以直接利用的江、河、湖泊等仅占地球全部水量的（B）。 A、0.01% B、0.003%C、0.001%

15.据专家预测，到2025年，因淡水不足，世界72亿人中的（C），将面临严重的农业、工业和人类健康问题。

A、20% B、30% C、40%

16.20世纪50年代，北京的水井在地表下约5米处就能打出水来，而现在北京4万口井平均深达（C）米，地下水已近枯竭。

A、49米 B、35米 C、20米

17.你在洗手、洗脸时，不要开着水龙头任清水长流，因为一分钟就会浪费（B）升水。

A、10-18升水 B、5-10升水 C、20升水

18.每次冲厕所大约需10升水，但如果在水箱内放置一个装满容量1.25升水的大可乐瓶，那么，每次冲厕所就可节约（B）升左右的水。

A、0.5升 B、1升 C、2升

19.据对全国236个城市的调查中，有（C）%的城市缺水。

A、85% B、80% C、90%

25.造成近海水质的污染源主要是（B）。

A、沿岸港口运输、部分排污企业

B、陆地生活污水、部分排污企业

C、陆地生活污水、沿岸港口运输、部分排污企业

我国目前有大约（C）的耕地经常受到干旱的威胁。

A、1/2B、1/3C、2/3

29.我国水量分布很不平衡，地理差异很大牞（C）。

A、北多南少，东多西少B、南多北少，西多东少C、南多北少，东多西少

30.我国水的人均占有量是世界人均量的（C）

A、1/3B、1/5C、1/4

8. 水知识问答

1.水是不可替代的（A），是自然环境的重要组成部分。

A、自然B、社会C、财富 2.如果未来不能解决洪水、缺水和（B）三大问题，水将会成为我国社会经济发展的最大“瓶颈”。 A、环境污染B、水污染C、保护动物 3.海河水系由北运河、永定河、大清河、（A）和南运河五条河流组成 A子牙河 B卫运河 C漳卫新河 4.天津市人均占有水约（A）多立方米。

A、300 B、5 00 C、600 5.北大港水库、6.大量未经处理的生活污水的排放，是造成河流污染的（A）原因。 A、重要 B、次要 C、惟一 7.如果（A）污染了饮用水源，就会发生流行肝炎、脊髓灰质炎等。

A、 B、基因 C、细胞 8.物理化学性疾病即“公害病” ，是由工业和生活（C）排入环境污染水体后引起的疾病。 A、物质 B、废物 C、垃圾 9.如果肠道致病菌污染饮用水源可引起霍乱和（A）等暴发流行。

A、伤寒 B、感冒 C、头晕 10.如果水中缺（C）就会引起甲状腺肿大。 A、钙 B、钾 C、碘 11.地球表面的70%是被水覆盖着，但有%是咸水，剩下的淡水中有一半以上是凝固的冰川。

可以直接利用的江、河、湖泊等仅占地球全部水量的（B）。 A、0.01% B、0.003%C、0.001% 15.据专家预测，到2025年，因淡水不足，世界72亿人中的（C），将面临严重的农业、工业和人类健康问题。

A、20% B、30% C、40% 16.20世纪50年代，北京的水井在地表下约5米处就能打出水来，而现在北京4万口井平均深达（C）米，地下水已近枯竭。 A、49米 B、35米 C、20米 17.你在洗手、洗脸时，不要开着水龙头任清水长流，因为一分钟就会浪费（B）升水。

A、10-18升水 B、5-10升水 C、20升水 18.每次冲厕所大约需10升水，但如果在水箱内放置一个装满容量1.25升水的大可乐瓶，那么，每次冲厕所就可节约（B）升左右的水。 A、0.5升 B、1升 C、2升 19.据对全国236个城市的调查中，有（C）%的城市缺水。

A、85% B、80% C、90% 25.造成近海水质的污染源主要是（B）。 A、沿岸港口运输、部分排污企业 B、陆地生活污水、部分排污企业 C、陆地生活污水、沿岸港口运输、部分排污企业 我国目前有大约（C）的耕地经常受到干旱的威胁。

A、1/2B、1/3C、2/3 29.我国水量分布很不平衡，地理差异很大牞（C）。 A、北多南少，东多西少B、南多北少，西多东少C、南多北少，东多西少 30.我国水的人均占有量是世界人均量的（C） 。

A、1/3B、1/5C、1/4。

人类活动对水循环变化影响综合分析

全球水状况

随着人类社会的进步和经济的发展，工业、农业、城市的日益扩展，特别是世界人口急剧增多，加之，人类活动失控，造成环境恶化，水污染及严重浪费，迫使世界水日趋匮缺。据材料统计：20世纪初，全球水消耗量为5000亿m3/y，到世纪末已增长为50000亿m3/y(增长10倍以上)1954年-1994年美洲大陆用水增加100%，非洲大陆用水量增加300%以上，欧洲大陆增加500%，而亚洲大陆增长幅度更高。地下水之开量为5500亿m3/y(80-90年代)，其中大于100亿m3/y的有10余个国家，占总开量的8.5%。

2001年3月在海牙召开的“第二届世界水论坛”部长级会议上，21世纪世界水事委员会报告说，目前全球有10-11亿人没有用上洁净水，有21亿人没有良好的卫生设备，随着世界人口的不断增加，今后20-25年，人类用水量将增加40%左右，世界将面临水的严重危机；报告中还强调指出，地球上只有2.5%的水是淡水，而其中2/3存在于冰盖和冰川中，无法直接利用，仅剩的那一小部分水，大约有20%在人迹罕至的地区，其余80%的水则通过季风、暴风雨以及洪水等形式，在错误的时间降落到错误的地点，供给人类直接利用的水确实有限，仅为1%左右；报告中说，到2025年世界新增30亿人口，所需供水缺少20%，加之浪费与污染可达50%以上；据“平衡与人口协会”估计，20-30年内缺水人口可达15-20亿人。

据联合国教科文组织统计资料，按全世界人口为50-60亿计算，人均占有水量约为8000-10000吨。19年“第一届世界水论坛”报告说，由于世界水消费量急剧增加6倍，远远超过4000km3,人均淡水占有量已降到4800m3，(1995年为7300m3)。由于仅有的淡水量分布不平衡，有60%-65%以上的淡水集中分布在9-10个国家，例如俄罗斯、美国、加拿大、印度尼西亚、哥伦比亚等，其中奥地利每年有840亿吨水可满足欧盟3.7亿人口的用水需求，供水收入达10亿欧元。而占世界人口总量40%的80多个国家却为水匮乏的国家，其中有近30个国家为严重缺水国，非洲占有19个，像卡塔尔仅有91m3，科威特为95m3，利比亚为111m3，马尔他为82m3，成为世界上四大缺水国；而几个富水国，水消费急剧上升，像美国纽约人均日耗水量为600-800升，日本大阪为575升，法国巴黎443升，罗马为435升，贫富相差极为悬殊。

我国水的危机形势

我国水总量约为2.8124万亿立方米，占世界径流总量的6%；又是用水量最多的国家，1993年全国取水量(淡水)为5255亿立方米，占世界年取水量12%，比美国1995年淡水取水量4700亿立方米还高。由于人口众多，目前我国人均水占有量为2500立方米，约为世界人均占有量的1/4，排名百位之后，被列为世界几个人均水贫乏的国家之一。另外，中国属于季风气候，水时空分布不均匀，南北自然环境差异大，其中北方9省区，人均水不到500立方米，实属水少地区；特别是近年来，城市人口剧增，生态环境恶化，工农业用水技术落后，浪费严重，水源污染，更使原本贫乏的水“雪上加霜”，而成为国家经济建设发展的瓶颈。

据最近有关媒体报道，我国364个县级以上城市缺水，日缺水量达1300万立方米，年缺水量达58亿立方米，严重缺水城市涉及17个省区，其中包括沿海发达城市。同时，目前有362亿吨污水被排放(其中80%未经处理)。据报道，全国1200条河流，有850条受到污染，足以说明水源污染的严峻形势。

今年8月新华社报道：由于地下水恶性超，已使我国形成8万多平方公里的地下漏斗，导致地面沉降的地质灾害。目前有30座城市发生不同程度的地面沉降。其中华北区的漏斗形成早已有报道，近期西安市地面沉降已引人忧虑，已发现有9-11条裂缝贯穿全市155平方公里，有2600座建筑物受到危胁。此外，环渤海地区和缪东半岛有1200多平方公里发生海水倒灌。

水在社会、经济上的战略位置

随着水的逐渐匮乏，水的经济、社会功能性日趋显著，水在经济社会的地位日趋提高。世界上许多国家，特别是缺水国，都把水利建设作为国民经济的基础产业，投入巨资，修建各类型的水库、水堤，以及储水、蓄水、引水工程，来确保水的供求。

据世界水事委员会宣布，全球在用水方面的投资，必须从如今的每年750亿美元，增加到1800亿美元。又如最近资料显示，我国南水北调工程启动，在今后10年，仅东线引水工程(东部运河和中央运河)，投资250亿美元，全部工程投资那就更是惊人了。

此外，各国在防止水的环境污染，水的循环利用，活水处理方面的新技术投资，日益迫切，日益剧增；中东地区的缺水国家，例如以色列、科威特、约旦、利比亚、阿曼、卡塔尔、沙特阿拉伯、阿联酋长国、也门等十几个国家以及加沙地带等，主要饮用再生水；其中产油富国，像沙特阿拉伯在19年前就已投资50亿美元用于海水淡化工程，以试图解决或缓解供水危机；以色列在海水淡化方面，无论在投资和技术装备上都付之以颇大的投入，仅以色列每年从土耳其进口淡水1.5亿立方米，耗资巨大；马来西亚每年向海湾国家出口淡水3900万吨，为运送淡水，才把过去输油轮改为输水轮。

为开发地下水，补充新水源，各国也投入巨大资金，进行水文地质基础研究，并进行全面勘查与钻探。

随着世界水危机的加剧，水的地位，已不仅反映在经济社会上，而日益强烈地涉及到军事上，涉及到国与国的冲突上。

在摩洛哥中部古城马拉喀什召开的世界水论坛会议上，为论坛准备的文件“序言”中说，预测2050年以前世界水将发生一次大的危机……认为“到21世纪，水可能成为一种罕见之物，一种稀有”，呼吁要“避免水的匮乏而引发国际冲突”。

在伊斯坦布尔举行的联合国人类住区会议，大会秘书长沃利·恩多警告说：“据我的推测，在未来50年中我们会看到导致国与国之间、人与人之间剧烈冲突的诱因，将不再是石油，而是水”。

在法国巴黎召开的84国部长级水专题会议上，世界水委员会阿布扎伊德提出“水匮乏是中东、非洲地区国家关系紧张的根源”。

以色列和叙利亚的和平谈判，关键是以色列占领的戈兰高地，其战略意义也是被称之为中东水塔的水问题。30多年来，虽然多次谈判，要求在戈兰高地撒军，甚难达成共识，其中涉及供水之源控制权问题，仍是主要障碍之一。

世界银行副行长伊斯梅尔·萨拉杰丁曾预测说：“如果说上个世纪的许多战争是为争夺石油，那么下个世纪将会因水而战”。

在湄公河流域，由于老挝、泰国修建水库、水坝工程，威胁河域5000万人用水，柬埔寨、越南已发出警告说，由此将引起冲突。

水概念及其科学内涵

水是人类社会一切生产、生活的物质基础，没有水和水就没有人类，但水和水在自然物质概念上是不同的，不等于水，水只占地球系统中水的十万分之三，约47万亿吨，作为水是非常有限的，是一种不可替代的。

联合国教科文组织和世界气象组织对水的定义是：“作为的水应当是可供利用或可能被利用，具有足数量和可用量，并适合对某地水需求而能长期供应的水源”。我国尚无统一的概念定义，故有的说：“地球表层可供人类利用的水”；有的则认为：“自然界各种形态(气态、液态或固态)的天然水”等。实质上说，水就是指地表径流、地下径流的总和。

水一般分为地表水和地下水两大类。地表水受制约于全球气候变化的影响，时空分布不均，难以按其自然规律发挥其供水功能；地下水，受生态环境的污染恶化，特别是过量开，水位急剧下降，也早已发出“黄牌”警告。早在17年联合国水大会上，就已发出“水不久将成为一场深刻的社会危机”的信息。近20年，约旦河流域、底格里斯河流域、幼发拉底河流域，以及尼罗河流域的水问题已成为国与国之间分岐(冲突)导火线；南亚国际河流水的争端此起彼伏；北美、南美、北非等地，也因国际河流和开发(利用)问题产生裂痕。特别是人口的急剧增加，环境日趋恶化，水匮乏与需求矛盾日趋尖锐，全球水问题，成为各国关注和迫切要解决的热点课题。

在这一形势下，各国及全世界有关国际组织，急迫地投入大量经费从事水问题的研究，历经50-60年的实践发展进程，水问题形成了一门多学科、相互交叉的综合性学科体系，主要是研究地球上水的形成及演变规律，以及科学利用规律，来解决人类生产、生活、工业、农业，以及社会经济可持续发展的需求。

水学包括水开发利用与管理、水系统分析、水工程、环境改善等分支，并已向水社会学方面延伸。

在自然科学基础学科及水利科学、水文学相互交融、渗透与吸收基础上，已建成的分支有：水生态学、水环境学、水信息学、水工程学、水管理学、水系统分析学以及水经济学、水法学、水学等，并正在向外延发展，包括大气、冰川、海洋、极地等。

随着《21世纪议程》的实施，将会不断发挥学科本身的特点与优势，不断提高和丰富学科的内涵，将会建成一个多学科相互交叉的综合性水学体系

人类活动对黑河流域水循环的影响，可分为直接影响和间接影响。直接影响的活动是大规模地拦蓄引用地表水和开地下水。这些活动直接改变了地表和地下径流，对水循环产生巨大而深刻的影响。土地利用活动则是通过改变下垫面条件间接、缓慢地影响水循环过程。

一、大规模拦蓄引用地表水

（一）兴修水库

水库具有拦洪蓄水和调节水流的功能，同时修建水库还导致黑河流域平原区水循环过程发生重大改变。例如库坝下游河流径流完全受人为控制，水库愈多，截留的水量调控能力愈强，下泻径流量愈小（图7-24），进而改变了河流自然径流过程和对地下水系统的补给能力。

图7-24 黑河流域双树寺水库修建前后坝下河流年径流量动态变化

在黑河流域102座水库中，许多水库修建在各支流出山口河道上，直接拦截河水，造成坝下游河流出现季节性断流，甚至完全断流。例如民乐县上湾村洪水河上的双树寺水库，15年建库以后，坝下河道一般只在每年的7～9月的雨季才有水流通过，而其他季节均断流（图7-24）。在中游黑河干流两岸，平原水库共有18座，其中大部分水库建于20世纪50～60年代，山区水库大部分建于70年代。若以60年代末和70年代末作为大规模建库的两个分界点，则50～60年代正义峡河水径流量为11.35×108 m3/a，70年代为10.55×108 m3/a，80～90年代为9.48×108 m3/a，可见建库数量对黑河流域下游径流量的影响是显著的（图7-25）。

（二）改建引水渠

黑河流域现有干、支渠910条，总长4500 km。这些引水渠大部分是在明、清时期修建的。为增强输水能力，近50年来的渠系建设主要是改造和完善原有渠道。在张掖地区，渠系大部分渠道改建于20世纪70年代，其次是60年代和80年代，但是改建长度以80年代以来最长，每年的引水量也以80年代以来最大，尤其是90年代显著增加（表7-11）。若以50年代、60～70年代、80年代末为分界点，则50年代、60～70年代、90年代正义峡年径流量分别为12.06×108 m3/a、10.6×108 m3/a和7.80×108 m3/a。由此可见，大引水量对于90年代正义峡年径流量大减产生了一定影响。例如张掖地区渠首引水量与正义峡径流量之间呈负相关关系，相关系数达0.87（图7-26）。

图7-25 历年5月份黑河干流正义峡站径流量与张掖地区水库总数之间关系

表7-11 黑河流域张掖地区引水渠与渠首引水量变化过程

图7-26 黑河干流正义峡年径流量与渠首引水量之关系

二、开地下水

在黑河流域，地下水开井绝大部分为农灌井，主要分布在中游区平原。在中游冲洪积扇前缘带和细土平原，形成了3个纯井灌区和20多个河（泉）、井混灌区。经过50年代和70年代两个打井高峰，到16年张掖地区开井达到6232眼。1963年张掖、山丹、高台有效井只有13眼，以土井为主。到1989年共有机井3067眼，1992年4572眼。黑河流域地下水开量由1955年的0.77×108 m3增加到1999年的5.38×108 m3（丁宏伟等，2002）。随着开量的增加，区域地下水水位下降。下降速率在山前地带为1.0 m/a，中部砾石平原为0.3～0.7 m/a，北部细土平原为0.1～0.4 m/a。黑河流域中游区6号泉处溢出带已经下移200～1000 m，图7-27是其年均流量变化过程。

图7-27 黑河流域泉6的年均流量动态变化

在黑河流域，地下水开量与泉流量之间呈显著负相关，相关系数为0.99（图7-28）。由于中游区河水接受相当数量的泉水补给，所以开量大增引起泉水量减少，是下游区正义峡站河水径流量大减的又一个原因。

图7-28 黑河流域地下水开量与泉水径流量之间关系

三、土地利用变化

土地利用变化通过改变下垫面条件影响水循环。耕地面积增加，不但使灌溉用水量增加，影响地表和地下径流，作物蒸发量加大，影响降水和蒸发（张强等，2002；张林源等，1994），而且由于农田改造措施，坡地改梯田，改变了坡降和粗糙度，拦蓄和延缓了地表径流，增加地表水的下渗，从而使水循环发生改变。

据中国科学院寒区旱区环境与工程研究所的1∶10万Landsat TM图像解译数据，1987～2000年的13年间，黑河流域土地利用发生了显著变化（表7-12）。草地、森林、河流、湖泊和永久积雪、冰川等面积减少，尤其是草地面积减少最多，而耕地、沙丘、戈壁、盐碱地、裸岩、裸土地和建筑用地等面积显著增加。从土地利用来看，草地面积在中、上游不但没有减少，而且还增加了，全流域草地的减少是由下游草地减少所致。森林面积在上、中、下游均减少，尤其以上游减少最多。耕地面积和建筑面积在中游增加最多。

表7-12 1987～2000年黑河流域土地利用变化（hm2）

祁连山森林是黑河流域水源涵养林，1959～13年间曾发生过几次大规模的砍伐，使森林蓄积量消耗达54.99×104 m3，林业用地面积缩小7620 hm2。现有森林蓄积量162.68×104 m3，林业面积15.43×104 hm2。若以1959年、13年为界，划分3个时段，即1944～1958年，1959～13年和14～2000年，则在这3个时段黑河莺落峡出山口年均径流量分别为14.25×108 m3，15.25×108 m3和15.63×108 m3，可见大规模砍伐前、砍伐期间和砍伐后年均径流量愈来愈大，且砍伐后的年均径流量比砍伐前增加1.38×108 m3/a。

在黑河流域，近50年来耕地灌溉面积显著增加，灌溉面积分别与渠首引水量和开量有一定的正相关关系，相关系数分别为0.68和0.72，而引水量和开量又分别与正义峡径流量负相关明显，相关系数分别为0.84和0.95。因此，灌溉面积不断增加是正义峡径流量不断减少的原因之一。

四、人类活动对水循环影响定量特征

利用莺落峡与正义峡径流量双累积过程曲线图，能够剥离自然因素变化的影响，识别人类活动对黑河流域水循环影响的程度。这种方法以人类活动强度较小的50年代径流量作为天然径流量，通过实测径流量与天然径流量对比，分析实测径流量曲线的拐点。拐点对应的时间，可能是人类活动对水循环显著影响的发生时间，偏离量反映自拐点对应的时间以来人类活动影响径流量的衰减强度，偏离量与自拐点以来时间段之比为径流量年均衰减率，偏离量与拐点对应的实测径流累积量之比是人类活动对水循环影响的程度。

从图7-29可看出，1950～1998年期间正义峡—莺落峡之间年径流量双累积曲线图上出现拐点的时间为20世纪80年代初，表明人类活动对正义峡年径流量的影响于80年代初开始发生质的变化，到1998年累计减少水量74×108 m3。计算结果表明，在20世纪50年代和60～70年代，当人类活动影响强度分别为18%和28%时，尚未对正义峡年径流过程产生质变影响。进入80～90年代，当人类活动影响强度超过33%时，正义峡年径流过程开始发生根本性变化，急剧劣变。

图7-29 黑河干流莺落峡和正义峡站年径流双累积曲线图

由于人类活动强度具有季节性变化特点，所以它对水循环过程的影响也具有季节性特征。每年的5月份春灌、8月份秋灌和10～11月份秋冬灌的径流量双累积曲线（图7-30（a）、（b）、（c）），明显不同于年径流量。5月份的正义峡实测径流量从60年代开始偏离，而且偏离程度很大，说明春灌对水循环影响权重较大（图7-30（a））。8月份的实测径流量也在1960年开始偏离，但是偏离量相对5月份小（图7-30（b））。10～11月份的双累积曲线完全不同于上述两种，60年代初期实测径流量与天然径流量拟合很好，从60年代中期至70年代中期，实测径流量比天然径流量还大（图7-30（c））。这是因为冬季中游用水少，夏季存留在水库中的水被弃排到黑河之故，但是从16年开始，不但没有弃水，而且还用水过度，导致实测径流量明显偏离。

在非农灌期，例如7月份，其实测累积径流量曲线从60年代中、后期开始偏离，至70年代初偏离较大，此后偏离缓慢加大（图7-30（d））。非农灌期主要是工业和生活用水，该曲线反映了这部分用水对水循环的显著影响开始于60年代中、后期，此后呈缓慢增长趋势。

为了便于对比全年和各月人类活动对水循环的影响程度，取一个相同的时间段，例如1980～1988年，计算这段时间内径流的衰减量、年均衰减量和影响程度，结果如表7-13所示。从表7-13可见，年影响程度为4%，5月、8月、10～11月和7月份的影响程度，分别为74%、28%、12%和7%，进一步表明春灌时期人类活动对水循环的影响程度最大，其次是秋灌，再次是冬灌，工业和生活用水影响最小。

图7-30 黑河干流莺落峡-正义峡站月径流量双累积曲线图

表7-13 1980～1988年黑河干流正义峡站径流量变化对比