气候变化对地下水的影响

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气候变化对地下水的影响范文第1篇

关键词：地下水；影响因素；主成分分析（PCA）；动态特征

中图分类号：P641.74 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）14-3379-05

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2015.14.013

Analysis of Variation Regulation and Influence Factors of

Groundwater Dynamic in Daan City

ZHANG Zhen-zhen， BIAN Jian-min， GAO Yue

（School of Environment and Resource， Jilin University，Changchun 130021， China）

Abstract： According to the data of meteorology， groundwater exploitation and groundwater buried depth in Daan city from 1960 to 2009， the article analyzed the regulation of groundwater dynamic variation， and calculated the degree of the influences caused by the variable factor like precipitation， evaporation， agricultural and industrial exploitation and domestic water consumption to the groundwater by using principal components analytic method，studied the variation regulation of groundwater dynamic under the influence of climate change and human activities in Daan city and analyze the degree of the influences on it. The results showed that the groundwater buried depth indicates a clear seasonal variation with the change of climate. Among various factors includes natural conditions and human activities， the agricultural exploitation， had the largest impact on the groundwater buried depth and the influence extent presents the yearly increase trend in recent years. The results could provide theoretical support for policymakers to make the reasonable layout of the exploitation wells and develop comprehensive program of configuration control of water resource.

Key words： groundwater； factors； principal pomponent analysis（PCA）； dynamic character

在生态环境脆弱地区，地下水动态变化不仅能够反映含水层功能变化，还可以反映地下水系统的变化趋势及人类活动对其影响程度。20世纪以来，国内外对地下水动态的研究成为热点。Hassan[1]分析了地下水流数值模拟在地下水决策方面的应用，王金哲等[2]定量评价了人类活动对浅层地下水的干扰程度，张帅领等[3]研究了新疆台兰河流域回灌后开采方式对地下水位动态的影响。

在中国北方干旱半干旱气候区，降水少且分布不均，蒸发强烈，地表水资源紧缺，生产和生活用水主要依赖地下水。过量开采地下水使水位降落漏斗区范围不断扩大，导致地下水污染，引发生态问题[4]。林年丰等[5]指出松嫩平原土地盐碱化、荒漠化是由区域构造运动、人类活动和气候回旋等引起的。大安市位于松嫩平原内部，土地盐碱荒漠化严重，属于我国生态环境脆弱区。随着区域社会经济的发展，人类活动对地下水的影响越来越强烈。开采井数量增加造成地下水位降低，而灌区引水灌溉，又会使地下水位升高。过度开发地下水使水资源承载力降低，生态环境更加脆弱[6]。因此，分析研究区域地下水动态变化规律并探讨其影响因素，可以为合理布局开采井的位置，规划开采区域和开采量，保护脆弱的生态环境提供理论依据。

1 环境背景及问题

1.1 区域环境背景

大安市位于吉林省西北部，东经123°08′45″-124°21′56″，北纬44°57′00″-45°45′51″。区域地势由西向东倾斜，西部多沙地和沼泽洼地，东部地形相对平缓，境内水系主要有嫩江、霍林河和洮儿河。该区属于北温带大陆性季风气候，年平均降雨量为413.7 mm，降水多集中在6、7、8月，雨季平均降水量为342.5 mm，占全年总降水量的82.8%，年累计蒸发量达到1 719.6 mm[7]。

研究区地下水类型包括孔隙潜水和孔隙承压水。潜水分布较浅，水位埋深为3～10 m，补给方式以降雨入渗为主，排泄方式以蒸发和越流补给承压水为主，水量贫乏。地下水动态类型为降雨-蒸发型。承压水水位埋深为2～5 m，补给方式以侧向径流补给和上覆潜水含水层越流补给为主，排泄方式以人工开采为主，土壤颗粒大，水量丰富，水位埋深受开采强度和时间的影响。地下水动态类型为入渗-开采型[8]。

1.2 研究区存在的主要问题

受气候条件及人类活动的影响，研究区水资源短缺、盐碱化、荒漠化等问题严重，特别是持续干旱导致的农业用水紧缺问题严重阻碍了该区经济可持续发展。近几年，地下水资源开发利用量不断发生变化。2001-2009年，开动井数和灌溉面积整体呈增加趋势。其中，相对2001年，2004年开动井眼数增长了4倍，灌溉面积增长了3倍；2005-2009年，开动井眼数减少，但灌溉面积持续增加，在2007和2008年面积达到最大。

为解决农业用水严重不足的现状，研究区较大强度地开采地下水，水资源严重短缺，加上气候干旱的影响，区域水位持续下降，地下水天然动态平衡遭到破坏。大安灌区的实施对解决上述问题起到了重要作用，灌区通过提引嫩江水在盐碱荒漠化土地和旱田上规划灌溉农田6万hm2以上。然而，引水灌溉后增加了灌区地下水的补给来源，对区域地下水产生更加复杂的影响，有必要就自然环境和人类活动双重作用下的地下水动态特征进行深入研究。

2 数据来源与方法

2.1 数据来源

收集、整理大安市近百年来气象、水文、地下水动态监测数据和水资源开发利用情况等资料，其中，气象、水文资料主要包括1960-2009年年均降水量、蒸发量等数据资料，典型丰水年（2005年）、枯水年（2007年）的月均降水量和蒸发量资料等；地下水动态监测数据主要选取2000-2009年具有连续数据系列的潜水井（#26630017）和承压井（#26631018）的月均、年均地下水埋深资料；水资源开发利用资料包括2000-2009年逐年农业用水量、工业用水量和生活用水量等数据资料。

2.2 研究方法

地下水动态变化受多种因素的影响，为此，采用SPSS专业统计软件中的主成分分析模块分析各影响因素对地下水埋深的影响程度。主成分分析法是将多个变量转化为少数的主成分，每个主成分都能通过原变量线性表示，从而利用主成分来反映原始变量，其优点在于能够克服单一因子的局限性，突出重点影响因子。利用SPSS计算多个影响因子的原始数据，得到各主成分的贡献率，选出累计贡献率达到85%以上的主成分，建立主成分综合模型并计算综合得分，根据得分评价地下水动态的主要影响因素。

3 结果与分析

3.1 地下水动态变化规律

分别选取大安市内潜水井和承压水井，利用其2000-2009年每年各月每5 d的地下水埋深数据绘制地下水埋深变化历时曲线，结果如图1和图2所示。

大安市多年平均降水量为413.7 mm，2005年年降水量为769.4 mm，为丰水年，2007年年降水量为255.0 mm，为特枯水年。分别以2005年和2007年为代表年分析地下水埋深与降水量及蒸发量的变化关系。

由图1可知，2005年1～4月，潜水井埋深和承压井埋深呈增加趋势，4月26日为枯水期，潜水井埋深最大值出现在4月；5～10月，潜水井埋深和承压井埋深都减小，承压井埋深最大值出现在5月；11～12月，埋深变化不大。整体上看，相比多年平均值（潜水为3.85 mm，承压水为6.35 mm），潜水井埋深下降了0.7 m，承压井埋深下降了0.4 m。

2007年1～4月，潜水井埋深和承压井埋深都增大，4月潜水井埋深达到最大值；5～8月，潜水井埋深持续降低，承压水埋深持续增加，8月潜水埋深最小，承压井埋深最大。9～12月，潜水井深逐渐增大，承压井埋深逐渐减小。枯水年地下水埋深高于丰水年。

由图2可知，2000-2002年，蒸发量较大而降水量较小，潜水井埋深和承压井埋深呈上升趋势，水位变幅0.99 m。2003和2005年，蒸发量有所减小，降水量增加，且2003和2005年为丰水年，潜水井埋深和承压井埋深减小。2006和2007年为枯水年，潜水井埋深和承压井埋深呈大幅度上升。从以上特征曲线可以看出，丰水期降水大蒸发小，潜水井埋深和承压井埋深均减小，枯水期降水小蒸发大，潜水井埋深和承压井埋深均增大；承压井埋深变化滞后于潜水井埋深；丰水年相对枯水年来说地下水埋深均偏低。埋深受气候变化影响明显，与降水量及蒸发量的相关性均较大。

3.2 地下水动态的影响因素分析

地下水动态的影响因素是通过影响其补给来源和排泄途径影响动态变化的。本研究根据研究区地下水动态类型及动态变化特征，分析引起地下水动态变化的主要控制因素。

3.2.1 自然因素与人类活动的影响 利用该区1960-2009年每年年均降水量和蒸发量的数据资料，作出多年降水量及蒸发量变化历时曲线图（图3）。由图3可知，20世纪60年代降水量稍高于多年降水量平均值；70年代降水量较小，蒸发量较大并呈增加的趋势，大安市处于干旱时期；80、90年代降水量增加，蒸发量大幅减小，90年代末蒸发量逐渐增大，出现多个丰水年；2000-2009年，降水量呈现减小的趋势，蒸发量呈上升趋势。1965、1982和2007年为特枯年，降水量分别为256.2、260.3和268.5 mm，1998和2005年为丰水年，降水量分别为654.0和769.4 mm。从趋势线中可以看出，大安市降水量呈小幅度增加的趋势，蒸发量呈减小的趋势。降雨和蒸发是研究区地下水的主要补给来源和排泄途径，是影响研究区地下水位变化的主要因素之一，其多年变化规律引起地下水位也产生相应的变化规律。

1960-2000年，大安市总人口增长了0.8倍。60～80年代，人口约增加了一倍，势必加大自然资源的开发程度。20世纪以来农业迅速发展，加上平原地区土壤盐碱化的影响，人口集中分布在北部。2000年以来，灌区建设使农田灌溉面积增加，人口分布集中区地下水开采量明显增加。2000-2009年大安市地下水开采量与埋深的变化曲线如图4所示。由图4可知，地下水埋深年际变化可以分为三个阶段，2000-2002年，农业用水量和生活用水量较大，工业用水量变化不大，承压井埋深相对潜水井上升幅度较大；2003-2006年，农业用水量和生活用水量减少，工业用水量增加，潜水井埋深变化不大，承压井埋深逐渐减小；2007-2009年，农业用水量和生活用水量增加，工业用水量变化不大，潜水井埋深和承压井埋深呈增加趋势。由此可见，地下水埋深受农业用水量和生活用水量的影响最为明显。

3.2.2 主要影响因子 地下水动态的影响因素主要为降水量、蒸发量和开采量，为了分析出各影响因素对地下水动态的影响程度，采用主成分分析法进行计算和分析。选取2000-2009年的农业用水量（X1）、工业用水量（X2）、生活用水量（X3）、年降水总量（X4）、年蒸发总量（X5）作为主要影响因子，通过建立相关方程分析地下水动态的主要影响因素。

在利用数理统计分析软件SPSS对主要影响因子的原始数据进行描述性统计分析和相关性分析的基础上，计算出因子特征值和主成分贡献率。其中，描述方法选择单变量描述和系数相关矩阵，抽取方法选择相关性矩阵和基于特征值抽取，选择输出未旋转的因子解和荷载图。计算结果见表1，因子碎石图见图5。

SPSS系统默认方差大于1的为主成分，综合表1和图5可知，主成分分析提取出3个主成分，累计贡献率为91.929%，地下水埋深的影响因素可以初步概括为3个因子，提取的这3个主成分能够完全概括原来的5个影响因子所包含的信息。根据提取出的主成分（F1、F2、F3）建立各主成分模型及综合模型，表达式如下。

主成分模型：

F1=0.56ZX1-0.49ZX2+0.05ZX3-0.41ZX4+0.53ZX5（1）

F2=0.46ZX1+0.01ZX2+0.77ZX3+0.30ZX4-0.32ZX5（2）

F3=-0.13ZX1+0.64ZX2+0.40ZX3-0.60ZX4+0.24ZX5（3）

主成分综合模型：

F=0.37ZX1-0.08ZX2+0.34ZX3-0.24ZX4+0.21ZX5（4）

式中，F1、F2、F3、F表示主成分变量，ZXi表示标准化后的数据变量。将原始数据进行标准化处理，带入上述主成分模型和综合模型，经计算得到得分，按照各个主成分得分进行排名，排名见表2。

主成分模型可以反映出各个影响因子对三个主成分的影响程度。在第一主成分中，农业开采量是主要影响因子；第二主成分中，生活用水量是主要的影响因子；第三主成分中，工业用水量为主要的影响因子。综合模型中，农业用水量是主要的影响因子，其次为生活用水量和降水量，蒸发量和工业用水量的影响较小，因此，人工开采是对地下水埋深影响最大的因素。结合主成分综合得分排名表可知，2000-2004年，各因素对地下水埋深的综合影响力较大，2005-2008年综合影响力减小，但呈增加的趋势，这是因为大安灌区的运行实施，不但减少了地下水开采量，还增加了灌区地下水的补给量，对地下水资源的开发利用起到了一定的保护作用。相比多年平均降水量，2007年降水量减少了154.62 mm，为解决水资源短缺问题，研究区大量开采地下水用以维持工农业发展，满足生活用水需求，从而导致2009年受各因子的综合影响最大。以上分析表明，近几年，人工开采对地下水埋深的影响较大，其中，农业开采是主要的影响因子，而且随着时间增加，开采量对地下水埋深的影响越来越占据主导地位。因此，对于研究区而言，合理调整农业结构，提高农业用水效率，改善农田灌溉方式对于地下水资源的保护有重要意义。

4 小结与讨论

对研究区地下水埋深和降水量、蒸发量及开采量等各影响因素之间的相关性进行了分析，并在此基础上分析各个因素对地下水埋深的影响程度，得出的主要结论归纳如下。

地下水埋深的年内变化特征表现为，丰水期（9月26日）地下水埋深较小，枯水期（4月26日）地下水埋深较大；年际变化特征表现为，丰水年（2003年、2005年）降水大蒸发小，地下水埋深小，枯水年（2006年、2007年）降水量小且开采量大，地下水埋深也大。潜水井埋深受气象变化影响明显，而承压井埋深变化滞后，地下水埋深随气候变化呈明显的季节性变化。

地下水埋深变化受农业用水量和生活用水量影响较大，受工业用水的影响相对较小，其中，承压水是主要的用水水源，比潜水受开采影响更大。利用主成分分析法分析地下水动态影响因子，提取出3个主成分，每个主成分对应的贡献率分别为43.093%、27.448%，21.388%，累积贡献率达到91.93%。其中，农业开采水量是最主要的影响因子，影响程度呈逐年增加的趋势，其次为降水量和生活用水量。在各年综合得分排名中，2009年受各因素综合影响较大。

本次研究可以作为评价地下水水质和进行地下水动态预测的基础，可为解决地下水资源危机、促进地下水资源的合理开发利用提供有力的科学依据。

参考文献：

[1] HASSAN A E.Validation of numerical ground water models used to guide decision making[J]. Ground Water，2004，42（6），277-290.

[2] 王金哲，张光辉，母海东，等.人类活动对浅层地下水干扰程度定量评价及验证[J].水利学报，2011，42（12）：1445-1451.

[3] 张帅领，束龙仓，邓铭江，等.回灌及回灌后开采对台兰河流域地下水位的影响[J].水电能源科学，2012，30（6）：28-31.

[4] 胡巍巍，王式成，王根绪，等.安徽淮北平原地下水动态变化研究[J].自然资源学报，2009，24（11）：1893-1901.

[5] 林年丰，汤 洁.松嫩平原环境演变与土地盐碱化、荒漠化的成因分析[J].第四纪研究，2005，25（4）：474-483.

[6] 卞建民，汤 洁，林年丰，等.半干旱地区水资源承载能力研究-以松嫩平原西南部霍林河流域为例[J].吉林大学学报（地球科学版），2006，36（1）：73-77.

气候变化对地下水的影响范文第2篇

【关键词】工程地质；水文地质；地质测量方法

1 概述

工程地质勘察包括各个方面，通过对各种工程地区的地质条件勘察选择出最利于施工的地点和施工方法，此外针对地质问题提出恰当的解决方案。传统的勘察工作往往注重岩土的物理性质而忽略了水文地质勘察进而忽略岩土的水理性质，因此对地质评价内容不够全面。水文地质勘察就是工程地质勘察中不可分割的一部分。由于岩土体中重要的一部分是地下水，因此地下水的情况将直接影响到岩土体的物理性质和水理性质。水理性质指的是由于岩土和地下水的相互作用使岩土的强度减弱，而且地下水也会对建筑物的耐久性和稳定性产生影响。通过对地下水的正确分析准确分析出施工所在地的地下水对岩土工程地质的影响，并且做出客观的估计和评价以预防可能在施工后期出现的问题。

进行水文地质勘察时应注意在施工勘察范围内的地下水状态进而预测出在人为施工过程中可能会发生的变化和岩土体与地下水之间的相互作用；应根据不同建筑工程需要详细调查相关的水文地质资料；应注意地下水和岩土之前的作用与反作用，根据工程的不同提出不同的应对措施。

2 水文地质可能引起的危害

很多因素都可能会对地下水的情况产生影响，由于自然环境的自我影响自我调节对地下水位的影响不会产生危害但水位情况变化超出一定范围之后就会产生影响。这包括了地下水水位的升降过度和潜水层的变化超出负荷等，而危害则是可能引起的建筑物的破坏或者岩土的膨胀收缩变形。

2.1 地下水水位下降的影响。

在实际工程中由于很多人为的原因会导致地下水水位下降，例如很多工程都会提前将地下水抽干，将矿床疏干。而由于人为降低地下水当地下水水位下降到某种程度时就不可避免的会使地面产生沉降、塌陷等灾害对施工人员的人身带来危险，如果处理不当还会引起地下水污染等环境问题并且这些环境问题后期处理是相当困难的。地质情况不同带来的危害也是不一样的，有些地区的地质情况很容易由于地下水沉降引发海水倒灌或者沙漠化，这样不仅仅对建筑造成危害还可能对环境，对施工人员的人身安全造成不可逆的灾难。

2.2 地下水水位上升的影响

影响地下水水位上升的因素有很多，其中自然因素包括了季节交替，气候变化和一些自然现象如潮汐等。在施工过程中由于土体卸载使土壤密度加大当岩土压密后很可能侵蚀工程材料，水位上升后可能使使岩土中的钠盐层溶解从而使建筑移位。如果地下水变化频繁，也可能会使岩土的收缩膨胀情况不断变化这样有些轻型的建筑会容易造成破坏。

2.3 潜水位上升对岩土工程的影响

影响潜水位的因素很多，工业废水，管道排水，引水渠等等。当遇到粗粒松地底层时由于含水层的颖拉细小很容易使地表水下渗，此外当含水层的水流方向发生变化时可能会对建筑后期使用过程中的排水问题带来影响。此外还可能对施工工地附近的水库河流的水位情况产生影响。

在自然状况下，地下水只受微弱的动水压力对地下水水位产生轻微的影响，轻微的地下水变化对建筑的影响不会太大，尤其是提前做好预防措施之后可以减轻地下水对建筑的影响。因此危险的不是有预防措施的后果而是因为对水文地质勘察不仔细而导致情况不明就胡乱开工而带来的危害。

2.4 地下水对岩土的物理性质的影响

地下水对岩土的物理性质的影响处理不当可能会使建筑工程因地址问题而产生安全事故。因此要严密测试地下水和岩土之间的物理性质。

3 地质测量方法

目前地质测量的主要方法是GPS，通过这种测量方法可以扩大测量范围，可以更好的对水文地质情况进行监测。使用时有三种不同的布控形式即：点线式、边连式、网连式和混连式。

4 地下水岩土水理性质影响

4.1 岩土膨胀或收缩

流失地下水之后岩土的体积会减小重新吸收地下水之后又会使岩土的体积膨胀。岩土的这种性质会对土坡层稳定和地基情况产生影响，岩土的膨胀收缩会引起岩土工程裂缝和基坑隆起等。

4.2 给水性

在重力作用之下可能从饱水岩土中的孔隙里边流出一定的水。给水性也可以称为给水度，它不仅仅是影响对施工区域的疏干时间，也是水文地质的重要参数之一。对于给水性的测量一般采用实验室方法。

4.3 崩解性

在施工过程中，岩土的土粒会不断地被破坏或者剥削。在遇水之后岩土可能会有解体或者崩散，这种性质就是岩土的崩解性。不同的结构，不同的组成成分以及不同大小的颗粒都会对岩土的崩解性产生影响。以石英为主要成分的岩土往往崩解时以裂开的形状，而以散开式则是以高岭土、水母等为主要成分的岩土。

4.4 透水性

水在重力条件下进入岩土的性质就是透水性。透水性越强的岩土裂缝的发育情况越严重。而细颗粒或不均匀颗粒的岩土的透水能力就比较弱。渗水系数是用来表示透水性的，渗透系数往往通过实验来确定。

4.5 软化性

软化性是指在受到地下水的浸湿之后，岩土的力学性质降低。软化性的大小可以用软化系数来表示。在很多种泥质岩中普遍存在软化性。而岩土的软化性对岩土的耐浸湿能力和风化能力都有重要的影响。

5 应对措施

针对不同的水文地质条件和岩土的其他情况应采用不同的桩基。根据可能发生的隐患，对桩基的各个方面进行选择，例如对桩基的长、宽、高、直径、其他的平面布置要求；此外还要对桩基的很多方面受力能力进行验证，例如桩尖持力层、桩的摩擦力和端阻力；验证完成后应根据分析情况对单桩承载力提出建议；对有沉桩可能性的预制桩或者沉管桩进行反复论证。

6 结语

岩土工程中不可忽视的问题就是地下水的影响，因此精确的对地下水情况进行检测，做好水文地质的勘察工作，对建筑需要的水文资料的准确度、可靠度进一步提升，对涉及到的受力情况进行严密分析，根据不同的地质条件提出不同的合适的建筑施工方案，使危害降低到最低。我国的建筑工程行业在不断发展，而工程勘察尤其是工程水文地质勘察也会越来越重要，为安全施工做出更加重要的作用。

参考文献：

[1]黄武斌.浅析工程地质勘察中水文地质危害的分析与预防[J].江西建材，2013 （3）.

气候变化对地下水的影响范文第3篇

关键词：湿地 污水处理 地下水 影响

0 引言

随着社会的发展和城市化进程的加快，城市用水量越来越大且废水排放量也日渐增多，而相对的淡水资源却愈发短缺，这就要求城市发展急需采用有效的废水处理系统，将废水处理后回收利用[1]。当前城市污水处理有污水处理厂、污水灌溉、污水直接排放等，但是这些方式要么成本高、要么污染环境，面临此问题，应用湿地系统对城市污水进行处理得到了研究和运用。

湿地系统是利用生态系统原理和自然科学原理，采用植物、虫类、微生物等自然界物质对污水进行净化的过程系统[2]。湿地系统虽然对城市污水具有一定的净化处理效果，但是由于污水量的增多和湿地系统建设的不合理等原因，湿地系统污水处理时不可避免的出现各种缺陷，对地下水造成一定的影响。

1 基本概念

湿地一般可以分为自然湿地和人工湿地两类，自然湿地是指自然条件成长而形成的一块湿地区域，人工湿地是指为了某种需要，模拟自然湿地进行人工设计和建造形成了水、土、植被、动物等组成复合生态系统。

人工湿地系统一般用来处理污水，主要有人工填料和水生植物组成，主要通过利用湿地系统中的填料-水生植物（动物）-微生物等相互之间的物理、化学、生物的协调作用，通过转变、过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收、微生物分解等过程对污水进行净化处理。人工湿地系统一般分为表面流湿地、水平潜流湿地、垂直流湿地三种。

2湿地系统处理污水理论

2.1 污水处理机理

当人工湿地系统建设成熟后，填料表面和植物根系中自然生长许多微生物，进而形成生物膜和土壤间隙，污水流过时固体废物被填料和根系阻挡，有机污染物质则被吸附和异化进行去除。根系对氧的传递释放作用，改变湿地中的氧环境状态，直接将污水中的氮、磷等物质作为营养成分进行吸收，通过硝化、反硝化作用进行去除，最后通过定期更换湿地的填料、植物等使污水进行循环处理净化。总的来说，是通过植物的代谢作用、微生物的分解作用、物质的物理和化学反应机理等对污水进行处理。

2.2 湿地污水处理的作用和优势

湿地污水处理由于其建设简单、价格便宜、污水处理效果好、操作简单、维护方便、较高的氨氮去除率、较强的抗冲击负荷能力等优势特点，在生活污水和城市污水处理中得到了广泛应用，特别是农村生活污水处理、城市污水处理厂二次处理中发挥了重要的作用。同时，使污水处理和环境调解相结合，不仅可以提供水源、补充地下水、防止自然灾害，清除污染物，还可以保护植被和城市生物多样性。

2.3 湿地污水处理的缺陷

人工湿地城市污水处理虽然具有较大的优势和良好作用，但是也不可避免的出现一些问题，如人工湿地系统占地面积大、处理污水过程慢、易受到病虫害和气候变化的环境影响等缺陷存在。最主要的三个问题如下：

（1）湿地堵塞。人工湿地处理城市污水经过时间积累，各种污染物悬浮物的聚集会导致湿地系统效能降低。虽然通过吸附和沉淀可以拦截去除许多污染悬浮物和污染无机物等，但是久而久之会造成湿地堵塞。

（2）污水处理出水水质不稳定。一方面随着城市人口增加和用水量增加，进入湿地的污水浓度和污水量过大，超过湿地系统的负荷；另一方面冬季气候严重降低湿地系统污水处理效率，不但导致出水水质不达标，还导致污水流入自然污染环境。

（3）设计难以达到精准要求。生物和水力复杂性加大了对其污水处理机制、工艺动力学和影响因素的认识理解，引起的人工湿地设计和建设不合理导致人工湿地不但污水处理不合格，反而变成了污染源。

总之，湿地城市污水处理最大问题和影响就是对地下水环境造成影响，由于湿地系统的设计、建设、维护、负荷不足、机能破坏、植物更新等不及时导致污水流入地下，附带的硝态氮、磷、重金属离子等对地下水造成严重污染和影响。

3湿地处理污水对地下水的影响

人工湿地城市污水处理由于负荷过大、进水污染度过高、进水量过大、植被生态破坏、湿地系统失效等原因易出现造成地下水污染的情况。

3.1 导致地下水硝酸盐化的影响

湿地处理污水的流入使地下水的硬度和含盐量都会大幅度增加，特别是湿地污水处理后形成的硝化污泥，其中的硝态氮由于其易溶性和不易被土壤吸收性的性质特征，直接造成地下水污染，甚至引起“肥水”现象。地下水硬度和含氮量的提高，土壤中的氨离子产生硝化反应生产硝酸盐会直接加重地下水的硝酸盐变化污染。

3.2 重金属离子污染地下水的影响

城市污水由于含有工业污水所以含有大量的重金属离子，湿地系统的土壤对重金属离子具有较强的吸附作用，阻止重金属离子向地下水中移动，但是人工湿地隔离壁的破坏会导致重金属离子纵向迁移至地下水，造成地下水污染。对Zn、Cu等重金属离子进行淋滤实验可以表明，土壤汗水植物可以吸附和沉淀重金属离子，在表层10cm以下积累时，重金属离子就会出现向下移动的趋势，从而导致地下水重金属离子污染。

3.3 生物致病物质对地下水的影响

人工湿地系统由于其潮湿、植物、微生物等原因，在城市污水处理过程中，由于污染物的积累会产生各种寄生虫、细菌、病毒、有毒微生物等，这些物质流入土壤迁移至地下水中，将对地下水造成严重的污染。研究表明，一些病毒和细菌由于其微小、存活率高的特性通过迁移作用，通过土壤空隙时不会被土壤吸收和过滤，容易直接进入地下水系统，地下水受到病毒、细菌感染污染十分严重，极有可能通过传染造成大范围地下水受到污染，对地下水质环境、人们生活等都造成严重影响。

3.4 污水处理形成的有机物对地下水的影响

城市工业污水含有的、污水处理中产生的各种有机物质，在湿地污水处理过程中一般流入土壤通过迁移进入地下水系统，将对地下水造成污染，研究表明某些城市地下水受到有机物污染造成致癌物质的达几十种。

3.5 湿地污水处理对地下水的整体影响

人工湿地系统的构造是模拟自然湿地生态系统在某一区域进行挖掘建设，由于培养各种植物、营造土壤环境导致地层表层被破坏，人工湿地离地下水更加接近。一般情况下污水的排放会受到土壤的吸附、过滤、同化和沉淀等作业阻止其流入地下水，地层被人工湿地系统破坏后，污染一旦在湿地系统中出现泄漏和溢流，就极容易进入地下水，从而导致地下水受到破坏和影响。

4结论

在分析湿地系统运行机理和优缺点的基础上，表明在湿地系统遭到破坏等各种因素影响下，湿地城市污水处理会对地下水造成严重影响。

从湿地城市污水处理导致地下水硝酸盐化、重金属离子污染、产生生物致病物质、形成有毒的有机物、整体影响等方面详细分析湿地污水处理对地下水的影响。

参考文献

气候变化对地下水的影响范文第4篇

摘要：水资源脆弱性是评价水资源系统对自然条件变动或人类开发利用影响承载能力的重要指标，其评价对于水资源保护工作非常重要。从自然因素、人为因素、综合因素三方面给出13个指标，利用层次分析法确定各指标的权重，综合相关研究及经验确定各指标的标准值，综合进行区域水资源脆弱性评价。以海河流域为例开展了实例研究，海河流域现状的水资源脆弱度为59.7，属于中度脆弱区；在未来气候变化条件下，经过人工水资源调控措施，海河流域2020年、2030年水资源脆弱度分别为58.64、58.63，证明水资源调控措施将会改善海河流域水资源条件。该方法对流域级水资源系统的脆弱性评价有重要意义。

关键词：水资源;脆弱性评价；指标体系；层次分析法；海河流域；情景预测

中图分类号：TV21 文献标识码：A 文章编号：1672-1683（2012）01-0055-05

Water Resources Vulnerability and Its Assessment of Haihe River Basin

LV Cai-xia1,QIU Ya-qin1,JIA Yang-wen1,NIU Cun-wen1,DING Xiang-yi1,HAN Chun-miao2

(1.Department of Water Resources，China Institute of Water Resources&Hydropower Research，Beijing 100038．China;2.Beijing Hydrology,Beijing 100089,China)

Abstract: Vulnerability of water resources is a vital index to assess the effects of natural changes or human use against the water resources system and vulnerability assessment is important for protecting water resources.In this paper,a framework of water resources assessment was outlined and applied to the Haihe river basin.A list of 13 indicators for vulnerability assessment were identified and categorized including the natural factors,human factors,and comprehensive factors.The weight of each indictor was calculated using the Analytic Hierarchy Process,and the standard value for each indicator was obtained from the referenced researches.The results showed that the water resources vulnerability value of the Haihe river basin is 59.7 under the current situation,which indicated that the Haihe river basin is moderate vulnerable.With the future climate changes and human regulation and control of water resources in the Haihe river,the predicted water resources vulnerability value could be 58.64 and 58.63 for year 2020 and 2030,respectively,which implied that the regulation and control measures can improve the water resources conditions of the Haihe river basin.Thus,this method is beneficial for assessing the vulnerability of water resources under historical and predicted situations.

Key words:water resources;vulnerability evaluation;indicator system;Analytic Hierarchy Process;the Haihe river basin;scenes analysis

1 国内外水资源脆弱性评价进展

随着人口的急剧膨胀和经济社会的快速发展，人类活动对流域水资源系统的影响不断增强,出现了诸如河道断流、洪涝、干旱和地面沉降等等一系列的脆弱性事件。水资源脆弱性研究逐渐受到学者的关注。

国外水资源脆弱性的研究始于地下水资源脆弱性概念的提出（Albinet & Marget，1968）。20世纪80年代以后，对地下水脆弱性的研究关注于含水层本身属性的同时开始考虑人类活动对地下水脆弱性的影响［1］。对于水资源的脆弱性定量研究工作尚显不足，Surendra N.Kulshreshtha(1998) 从人口增长、粮食自给程度、工业增长及气候变化四个方面对全球现状水平（1990年）及未来水平（2025年）的水资源脆弱性进行对比评价，认为未来人口增长是对水资源脆弱性贡献最大的因素［2］。Thian Yew Gan(2000)提议通过增加小型水资源工程、增加雪水的储存、增加现有水资源系统间的集成、在农业范围内在水价、计水方式等方面推行节水措施，以此来降低北美大草原应对未来气候变暖及干旱时的水资源脆弱度［3］。

国内水资源脆弱性研究起步于20世纪90年代中期，研究内容多为地下水脆弱性，近年来部分学者在水资源脆弱性的概念、内涵、定量评估方法等方面做了有益的探索。刘绿柳［4］较早提出了水资源脆弱性的概念，并且在分析其脆弱性内涵的基础上给出了水资源脆弱性定量评价的指标体系和评价方法；邹君［5］等以南方地表水资源系统为研究对象，提出了地表水资源脆弱性的概念，分析了地表水资源脆弱性的内涵和影响因素。由于水资源系统本身的复杂性，国内外水资源脆弱性研究尚处在起步阶段，存在比较突出的问题是水资源脆弱性的概念尚没有形成共识，还没有形成完备的流域尺度的水资源脆弱性评价理论和方法体系。

2 水资源脆弱性的概念

水资源系统是在一定区域内由各种形态的水所构成的统一体。统一体中的各类水具有相互联系并依一定规律相互转化，体现出明显的整体功能、层次结构和特定行为［6］。综合相关研究，作者认为，对于水资源系统而言，脆弱性有3层含义：① 脆弱性是水资源系统自然属性的一种外在表现；② 脆弱性容易受气候变化、水资源开发利用等外在因素的影响，并通过一定的方式表现出来；③ 水资源系统具有一定的自我恢复能力。

3 评价方法

目前水资源脆弱性的定量评价方法有模糊分析法、层次分析法、神经网络法、EFI胁迫度指数法和综合分析等方法。模糊分析方法可以定量的描述单因素的模糊属性和不确定性；层次分析法根据定量与定性相结合，定量描述评价指标的重要性是解决决策问题的简便方法；神经网络法具有自学习功能，并能够快速寻优，是模拟、预测中应用较多的工具；EFI胁迫度指数法是从生物承载能力来描述区域可持续发展的状态；综合分析法则根据实际情况选取不同的方法综合进行水资源脆弱度评价。结合本文研究情况，本文采用综合分析法进行水资源脆弱性评价。

3.1 指标体系建立

水资源脆弱性评价指标体系的构建从我国水资源的实际情况出发，将影响水资源脆弱性的主要影响因素分为三类，即自然因素、人为因素、综合因素，并根据科学性、合理性、可操作性和可比性建立指标评价体系。

自然因素指标包括降水量、干旱指数、年降水极值比、调出入境水量等；人为因素指标包括经济增长速度、万元产值COD排放量、人均生活COD排放量、城市污水处理率、调入调出水量；人均水资源量、水资源开发利用程度、地下水开采比例和用水定额受自然因素和人类因素同时制约，作为综合因素指标进行评价。

为了便于比较，实际计算中对指标的处理如下：① 流域调入水量按照流域面积折算为调入水深，与降水深统一作为流域年总入水量进行考虑；② 年降水极值比采用多年降水中年最大降水深的最大值与最小值的比值；③ 地下水开采比例采用在同一范围内某时间段的地下水开采量与地下水可开采量的比值；④ 出境水量包括两部分：一是调出水量、二是河流自然流动流出的水量，目前对河道内的出入境水量和入海水量还没有一个较为公认的值，仅是由上下游用水户协议解决，因此不考虑这部分水量，只考虑跨流域调出水量；⑤ 干旱指数采用年蒸发能力与年降水量的比值，表征气候干湿程度；⑥ 降水集中程度采用多年平均连续最大4个月降水量占全年降水量的比值；⑦ 采用人均GDP作为衡量人类活动对水资源系统影响的重要指标；⑧ 采用区域人均水资源量和水资源开发利用程度来宏观衡量水资源压力，其中水资源开发利用程度定义为年取用的淡水资源量占可获得的（可更新）淡水资源总量的百分率；⑨ 采用万元GDP用水量来反映流域/区域的用水水平。

3.2 指标权重的确定

本文结合专家打分法与层次分析法进行指标权重值的确定。

层次分析法是确定指标权重较为成熟的方法，该方法是一种多准则思维的方法，它将定性分析和定量分析相结合，把人们的思维过程层次化和数量化，在目标结构复杂且缺乏必要的数据情况下尤为实用。

根据层次分析法，按照因素之间有无相互影响可以将因素分为不同层，保持同一层内的因素之间相互独立，通过构造判断矩阵及专家打分可以定量的计算出某层各因素对于上层的因素影响的贡献度。以此类推，可以计算出划分的所有因素对其上层因素的影响程度。具体各指标的权重见表1。

3.3 评分标准及指标临界值的确定

评价指标采用5等级100分制［7］划分，根据各区域的现状值进行确定。各指标采用等间距级差划分等级，即先确定指标的极大值和极小值，然后进行5等分确定各等级区间。极值的确定则根据全国水资源一级区水资源状况与相应指标对应的情况进行，由此确定以下结果。

① 年总入水量在200 mm以下为强脆弱区，800 mm以上为不脆弱区。

② 年降水极值比在1.5（含）以下时，区域水资源趋于不脆弱；但是年降水极值比在3（含）以上时表明地区发生暴雨，区域水资源趋于强脆弱［8-9］。

③ 地下水开采比例在0.3以下时水资源趋于不脆弱，但是该比例在1以上时区域水资源趋于强脆弱［10］。

④ 调出水量占当地水资源总量的20%的地区水资源的脆弱程度最强，调出水量占当地水资源总量的5%的地区水资源的脆弱程度最低［11］。

⑤ 认为十分湿润区（干旱指数小于0.5）的地区水资源的脆弱程度最低，干旱区（干旱指数大于7）的地区水资源的脆弱程度最强。

⑥ 确定降水集中程度在50%以下的地区水资源趋向于不脆弱，而降水集中度在90%以上的地区的水资源趋向于强脆弱性。

⑦ 人均GDP在2万元/人以下时经济社会活动对水资源的扰动比较小，水资源系统趋向于不脆弱；人均GDP在3万元/人以上时，经济社会活动对水资源的扰动比较大，水资源系统趋向于强脆弱。

⑧ 将人均水资源量小于500 m3/年定为水资源强脆弱区，大于3 000 m3/年时地区水资源趋于不脆弱。

⑨ 水资源开发利用程度在40%以下的地区，水资源系统趋于不脆弱，水资源开发利用率在70%以上的地区，水资源系统趋于强脆弱［12］。

⑩ 地区万元GDP用水量在150 m3以下时，造成水资源系统趋向于不脆弱；万元GDP用水量在400 m3以上时，造成水资源系统趋于强脆弱。

11 万元产值COD排放量、人均生活COD排放量和城市污水集中处理率则根据现状条件将大于9 kg/万元、大于15 kg/（人•a）、小于20%定义为强脆弱，而小于2 kg/万元、小于5 kg/（人•a）、大于60%定义为不脆弱。

综上，可以构造水资源脆弱性评价指标的分级与标准见表1。

3.4 水资源脆弱性评价

水资源脆弱度(VOW) 采用通用的综合指数加权求和模型计算，其中Fi表示各评价因子经过分级打分所得的数值，ωi为各因子相对水资源脆弱性的权重系数。计算结果越大，脆弱度就越高，反之脆弱度就越低，数值大小保持在0～100 之间。

vow=∑Fi×ωi（1）

4 实例研究

4.1 流域概况

海河流域位于东经112°～120°，北纬35°～43°，包括北京、天津两市全部，河北省绝大部分，山西省东部，河南省、山东省北部，和辽宁省一小部分在内的8省(市、自治区)是我国政治、经济和文化的中心区域。流域总面积32万 km2，占全国总面积的33%。

海河流域包括海河、滦河和徒骇马颊河3大水系：海河水系、滦河水系和徒骇马颊河水系。其中，海河水系是主要水系。流域地处温带半湿润、半干旱大陆性季风气候区。全年80％降水量集中在汛期（6月-9月），冬四月降水量仅占全年的3％～10％。降水量年际变化很大，多年平均降水量530 mm（1956年-2005年系列）。

流域内的农业占有比较大的比例，据有关统计，到2005年，全流域拥有耕地面积1 065.4万hm2，占流域面积的33%，其中有效灌溉面积754.27万hm2。

4.2 海河流域水资源脆弱性

4.2.1 现状条件下海河流域水资源脆弱性

根据海河流域1956年-2005年数据系列平均值进行海河流域水资源脆弱性定量计算，计算结果表明：海河流域现状水资源脆弱度为622，属于较强脆弱。其中自然因素对水资源脆弱性的影响占286%，人为因素占276%，综合因素占438% 。

海河流域水资源三级区中，山丘区水资源整体都处于中等脆弱区，而平原区水资源整体上处于较强脆弱区，见图1。山区和平原地区的水资源脆弱度的主要影响因素不同。山区水资源脆弱度的影响因素中自然因素为主要因素，其次为综合因素、人为因素；平原区则是综合因素对水资源脆弱性的影响最高。山区中大清河山区自然因素影响比例为511%，而人为因素所占的比例仅为184%；永定河册田水库至三家店区间综合因素影响所占比例为432%，在山区中比例最高；漳卫河山区人为因素所占的比例达325% ，高于山区其他部分。平原地区中，北四河下游平原水资源脆弱度综合因素的影响程度最高，为454%；人为因素影响程度最高的为漳卫河平原，为321%；人为因素影响程度最低的水资源三级区为大清河淀西平原，为222% 。

4.2.2 未来情景下海河流域水资源脆弱性

为了更好应对海河流域水资源日益紧缺的状况，维持流域内经济生态的协同发展，根据现有的流域内水资源状况及气候条件，设置了四种不同水量情景：2020水平年S11方案、S12方案，2030水平年S21方案、S22方案，以分析海河流域未来条件下，实施水资源调控措施对水资源系统脆弱性的影响。

未来的降雨等水循环要素数据依据国家气候中心通过对20多个不同分辨率的全球气候模式的模拟结果进行插值降尺度计算，并对结果取平均进行多模式集合的成果（国家气候中心，2008）。

考虑海河流域现状地下水开采与规划压采方案，结合南水北调工程通水规模变化的进度，经济增长对水资源的需求，设置不同水平年的地下水超采方案。设置2020年两种情景如下：S11方案考虑地下水零超采，南水北调中线和东线引江水量分别为587亿 m3和142亿 m3，引黄水量为47亿 m3；S12方案中气候条件与S11相同，设置地下水零超采，无外调水。设置2030年两种情景分别为：S21方案设置地下水零超采并回补地下水，无外调水；S22方案设置地下水零超采并回补地下水，南水北调中线和东线引江水量分别为862 亿 m3、313亿 m3 ，引黄水量512亿 m3。其中南水北调水量根据南水北调规划方案进行设定。

经济发展预测则依据现有海河流域地区的经济发展速度，结合越来越严格的水资源管理措施及节水措施的提高进行设定。海河流域各项用水定额已经达到较高的节水水平，主要通过调整产业结构的方式来实现更高水平的节水。在保证流域内粮食生产及考虑人口增长因素的情况下，进行设定各经济发展用水指标值。

从表2结果可以看出，在未来情景中，降水量有所增加，外调水量增加及控制地下水超采，降水集中程度较现状年降低等条件会降低水资源脆弱性；而经济社会发展，对用水需求增加，又会增强流域水资源的脆弱性。在2020年的两种方案对比下，引入外调水会较低水资源脆弱性，但是程度有限。2030年的两个方案进行对比也说明了这一点。将2030年方案与2020年方案进行对比，控制流域内地下水的开采，并逐步回补地下水能逐渐降低水资源的脆弱性程度。

评价指标中跨流域调出水量占当地水资源量的比值、水资源开发利用程度为各指标中权重最大的指标，对地区水资源的脆弱程度影响比较大，但是对于海河流域没有跨流域调出水量。根据当前的经济发展状况，未来10年内的水资源开发利用程度不会有剧烈的变化，其对未来水资源脆弱度变化不会造成重要影响。其次就是年总入水量和年降水极值比对流域水资源脆弱程度存在重要影响。在预测2020年无外流域调水引入的方案（S12）下，年降水极值比为218，但是保持其他条件的情况下年降水极值比达到28以上时，流域水资源脆弱度即达到强脆弱。同样，保持其他条件时，年总入水量小于300 mm时流域水资源变为强脆弱。说明本地区的水资源丰富程度依旧是地区水资源脆弱度的主要影响因素。

同时此次分析是基于海河流域的南水北调与引黄水量能充分保证的前提下进行的，由此进行的地下水压采与回补分析也是在这个前提下进行的。由于工程进度与规划的情况，及调水流域水文条件的变化，完全保证调水的水量和时间尚存在困难。但是海河流域由于人口及经济发展迅速，近年来的气候干旱又使得实现流域内的水资源自给自足缺乏现实条件。因此努力协调二者之间的矛盾是当前需要解决的重要问题。需要积极协调流域之间调水，同时加快流域内的节水进度。

5 结论

本文根据水资源系统的特点，提出了水资源脆弱性的概念，以及水资源脆弱性的定量评价方法：从自然因素、人为因素、综合因素三个方面构建了区域水资源脆弱性评价的指标体系，并开展海河流域现状情景及未来情景预测的水资源脆弱性评价。结果表面海河流域现状条件（1956年-2005年平均状况）下的水资源处于中度脆弱，未来在人工开源措施的情境下流域水资源脆弱程度略微下降。但是未来条件下海河流域水资源脆弱程度仍然需要关注，加大力度的开源节流是必要措施。

实际研究中缺乏相关指标对应水资源脆弱程度的标准值划定，因此本文中的计算依旧根据现有的研究经验确定，需要更多对各指标标准值的精细研究。同时水资源系统与人类社会之间联系的复杂性导致了描述的困难性，难以穷举各个要素进行描述，流域（区域）之间条件存在差异，因此制定统一的指标体系及确定合理的指标标准值依旧是水资源脆弱性研究的难点，需要更多研究的关注。

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气候变化对地下水的影响范文第5篇

水，是九寨沟风景的灵魂。这里的水清纯洁净、晶莹剔透、色彩丰富，堪称世界水景之王；但是，观测资料显示，自20世纪80年代以来，九寨沟景区湖泊的水位呈逐年下降趋势，尤其是近年来，水位下降更为明显。

九寨沟的水到哪里去了呢？中国气象局成都高原气象研究所和四川省气象局的专家经过一年多的研究，为人们揭开了九寨沟湖泊水位变“矮”之谜。

降水减少是主因

湖底出现裂缝，水渗漏了？人为扩大湖泊出水口，流出的水量比原来增多了？湖泊内的水蒸发加快，从而使水位降低？天上降水减少使得水位下降？这些都被认为是可能导致九寨沟湖泊水位下降的原因。

九寨沟的水主要由地表水和地下水组成。地表水来自四周高山上的积雪，积雪融化后形成涓涓细流，最后汇成溪水，源源不断地注入湖泊之中；地下水是地层渗出的水，在九寨沟的众多湖泊中，人们已发现了许多泉眼，这些泉眼日夜不停地往外渗水，成为湖泊水源的重要组成部分。

根据九寨沟的水系和水源特征，人们对景区湖泊水位的下降做出了4种猜想：

其一，地下水的渗漏。有人认为，很有可能是湖底的岩石结构出现了异常变化，比如出现了裂缝，水顺着裂缝渗走了。

其二，湖泊流出的水量增大。比如人为扩大了湖泊出水口，使得流出的水量比原来增多，导致了水位的下降。

其三，蒸发量加大。在全球气候变暖的影响下，由于温度升高，使得湖泊内的水加快蒸发，从而导致水位降低。

其四，天上降水减少。由于雨雪补充不足，使得整个九寨沟的水资源日益匮乏，从而使湖泊内的水量随之减少，水位下降。

这4种说法似乎都有一定的道理；但哪一种说法更科学、合理呢？

对水位下降的4种设想，科学家们首先否定了第二种说法，因为九寨沟属国家级风景名胜区，景区内的一草一木都是重点保护对象，人为扩大湖泊出水口的情况不可能发生，湖泊流出的水量因此不会增大。

至于地下水渗漏之说，科学家们经过实地勘察和研究，认为湖底的岩石结构非常稳固，不可能出现裂缝，地下水渗漏的可能性很小。

那么，会不会是蒸发的原因呢？在深入研究的基础上，科学家们对这个说法也予以了否定。因为，九寨沟地区的气温虽然在20年间升高了0.11℃；但这一变化微不足道，对水位构不成真正的威胁。

看来，引起九寨沟水量减少的原因只有一个，那就是天上降水的减少。

这种说法有何科学依据呢？

依据就是，九寨沟地区大气降水减少的同时，湖泊水位也出现了下降，两者呈正比例关系。

天上的降水，一部分在九寨沟四周的高山上形成积雪，融化的雪水形成九寨沟地面径流的源泉；另一部分降水则直接以雨水的形式落到地面，补充地面径流，或是渗入地下，形成丰富的地下水。因此，可以说大气降水是九寨沟水资源的根本保障。

近几十年来，九寨沟的大气降水正呈逐年减少趋势。

科学家们通过对九寨沟地区1959～2002年的气象观测资料进行分析后发现，40多年来，该地区的大气降水呈减少趋势，而与之对应的是，九寨沟景区湖泊的水位也出现了下降，两者呈现正比例关系；尤其是在降水减少最多的7月，景区湖泊出现了不可思议的低水位现象。

据此，科学家们认定，天上降水的减少正是九寨沟景区水量减少的直接原因。

大气降水为什么少了

那么，是什么原因导致了九寨沟上空的大气降水减少呢？专家认为有3个原因：

原因一：夏季风异常变化，使得南来水汽向北输送减弱，从而造成了景区水汽不足。

中国气象局成都高原气象研究所和四川省气象局的专家们通过对九寨沟、黄龙地区多年的气象观测资料进行分析研究后发现，导致该地区大气降水减少的罪魁祸首是夏季风。

夏季风，来自广阔无垠的洋面，它就像一台巨大的水泵，把水汽源源不断地从海洋输送到陆地。九寨沟、黄龙地区身处内陆，低层的气流难以直接到达，因此水汽输送主要依靠夏季风的巨大动力：冬春季节，该地区的水汽主要来源于中纬度偏西风水汽输送；夏秋季节，则主要来源于孟加拉湾、南海和西太平洋地区。专家指出，近几十年来，夏季风发生了异常变化，它吹向内陆的北界时出现了偏差，使得南来水汽向北输送减弱，从而造成了九寨沟、黄龙地区水汽不足，大气降水因此减少。

但降水减少仅仅是这一原因造成的吗？

原因二：大气环流在景区形成了一座隆起的“高地”，冷空气被迫绕道而行。

我们知道，大气降水的产生离不开冷暖空气的交汇，暖湿空气如果没有冷空气的刺激，一般不会产生降水。因此从某种意义上说，来自北方的冷空气犹如降水产生的“发动机”，它的频频南下是九寨沟、黄龙地区降水的重要因素。

过去，北方冷空气长驱直入，年年如约而来，在九寨沟、黄龙地区与暖湿空气融合，降下大量雨雪；但是近几十年来，在巴尔喀什湖以东到贝加尔湖以南一线的高空环流发生了显著变化，特别是在九寨沟、黄龙地区急需降水的7月，大气环流在此形成了一座隆起的“高地”，冷空气往往被迫绕道而行，从而使得到达当地的冷空气势力十分薄弱，无力与暖湿空气抗衡，因而难以成云致雨。

除了气候变化影响，人类活动对这里降水的减少有没有直接关系呢？

原因三：人类过度用水。

20世纪80年代是九寨沟、黄龙景区及邻近地区气候发生显著变化、降水减少的重要时期，这一时期也正是人们大量涌入景区的开始。因此，可以说在全球气候变暖的背景下，人类活动的影响干扰了九寨沟、黄龙的局地气候，加剧了区域气候的变化，所以人类活动对该地区的降水减少有着不可推卸的责任。

此外，周边生态环境的恶化也对九寨沟和黄龙地区的气候变化产生了影响。

与这里直线距离不足200千米的若尔盖、红原是川西北最大的湿地。湿地对维持一定区域内的生态系统平衡具有重要作用。然而，自20世纪80年代以来，一方面，受全球气候变暖、持续干旱等自然因素的影响；另一方面，由于过度放牧、在草地上滥采滥挖、过度用水等人为因素，湿地退化、草地沙化现象较为严重，这些对九寨沟、黄龙地区的气候变化影响不小。

让生命之水恢复如初

有专家预言，如果再不采取切实有效的措施补救气候变化带来的影响，九寨沟、黄龙地区的水资源还将继续减少下去，总有一天，美丽的人间天堂将一去不复返。为此，研究人员建议采取以下措施应对九寨沟和黄龙地区的水危机。

措施一：借助催化剂实施人工降水。

气象专家提出，解决水资源减少最直接、有效的方式，可通过人力行为，借助碘化银、液氮等催化剂，改变空中云的物理结构，使之尽可能多地降水，从而达到增加该地区大气降水的目的。近年来，阿坝州和九寨沟县、松潘县的气象人员一直试图通过人工降水的方式来增加九寨沟和黄龙地区的大气降水。他们借助高炮、车载火箭等增雨设备，每年都在这里实施人工增雨作业。

措施二：建立常年人工增雨（雪）作业管理机制和业务体系。

措施三：建立水资源变化监测系统。

人工增雨虽对改善当地降水情况有所帮助，不过人工增雨只能缓解一时的水资源短缺，要想“治本”，还必须在九寨沟、黄龙景区建立水资源变化监测系统，为科学研究保护措施提供观测资料。

专家指出，应在景区建立全方位的监测系统：

一是对空中水资源进行监测，掌握空中水资源的变化情况，主要采用飞机装载监测设备，对空中水汽情况进行监测，或是采用GPS水汽观测站和红外线观测设备，在地面建立对空中水资源的观测。二是建立地面水资源观测体系，随时掌握和了解地面水资源的变化，主要在景区内建立多个地面自动气象观测站，全面收集降水、温度、风向风速等资料，同时建立水位、流量、径流、雪线观测站，对地面水资源情况进行实时监测。三是建立卫星遥感监测，借助卫星的“千里眼”，与GIS地理信息系统相结合，对景区水资源实施空中监控。目前，四川省气象局卫星遥感监测设备比较完善，已可以开展景区旅游水资源定点监测的应用研究。