论文部分内容阅读
一、水库群(含塘坝)拦蓄径流的影响
水库群的拦蓄作用主要是改变水库群下游径流的时空分布,对洪水而言,还可能减少一次洪水洪量。在中小洪水时,这种作用比较明显;但当发生大洪水时,水库群的拦蓄作用如何,还不十分清楚。这里至少有两个问题很不确定:
一是大中型水库,因其防洪标准较高,垮坝的可能性较小,在防洪标准内大洪水发生时,大中型水库仍可起拦、滞洪水的作用,总的趋势是通过水库调度,达到减少水库下游洪峰的目的;但当超标准洪水发生时,水库为了保坝安全,往往敞泄,其后果很可能是人造洪峰,使下游形成比天然情况更大的洪水。
二是小型水库与塘坝,其防洪标准较低或很低,除在一定量级洪水下能起削峰作用外,往往会为了水库自身安全而敞泄(塘坝一般都是敞泄);更有甚者,小型水库与塘坝失事的可能性较大,常会加大下游洪水。因此,在大洪水时,水库群究竟是减少下游洪水,还是加大下游洪水,需要作具体分析才能做出判断。这个问题对于水资源评价、实时洪水预报和估计设计洪水都十分棘手。
二、引水、用水对河川径流的影响
随着社会经济的发展,工农业用水、城市用水、生态用水不断增多,流域内与跨流域引水以及各类用水量都带有许多不确定性,它们随时随地改变着河道的观测径流量。例如,近些年黄河常常发生断流,除降水量减少外,沿黄引用水是很重要的原因。如果沿河的引用水都有详细的观测记录,资料还原还是可以办到的,问题在于除了大型和重要的引用水口有观测记录外,许多小的引用水口则失之管理,到底引走多少水是很难查清楚的,这
给资料还原带来极大的困难。
三、抽取地下水引起地下水位消落对地面产流的影响
大量抽取地下水引起地下水位消落,有的地方形成大范围的漏斗,使土壤非饱和带大幅度地增加,土壤蓄水容量随之大增。有资料显示,过去20—30mm降雨就产流的地区,如今100—200mm降雨也不见有地面径流。降雨径流关系的重大改变,给产流计祘带来很大困难;问题的难点还不仅仅在于资料范围内如何确定降雨径流关系,更在于大暴雨条件下降雨径流关系的外延。
因为,当发生长历时大暴雨时,一部分雨量渗入土壤,补充了土壤缺水量,使地下水位迅速回升,后续雨水将可能更多地变为地面径流。例如,海河流域在1996年8月就出现了这种情况。径流系数经历了由大变小,又由小变大的过程。这种变化与下垫面条件的变化有关,也同降雨的时空分布有关。仅仅一场大暴雨所能提供的信息,是不足以揭示一个地区降雨径流关系在大量级雨量范围内的变化规律的。然而,大暴雨资料却很少,尤其在北方地区,更是如此。如何将不同年代、不同下垫面上发生的暴雨径流关系综合在一起,确係一大难题。
四、水土保持对水沙的影响
水土保持包括生物措施与水利水保措施两大类,一般认为,森林、植被等生物措施可以涵养水分、减少土壤侵蚀冲刷,起着保水保沙的作用;而小水庫、谷坊、塘堰、梯田等水利水保措施,则能蓄水保墒、拦水拦沙。全世界都有无数实验观测资料,说明水土保持的拦水拦沙作用。
但是,由于择用的资料不同、实验研究方法的区别,因而对于水土保持的作用存在不同的看法。例如,据黄委会分析,得出如下结论:到1997年底,黄河流域水土保持累计治理面积为16.6万km2,20世纪70年代以来,黄土高原水利水保年均减少入黄泥沙3亿吨。另一方面,美国科学家M.G.Wolman于1992年曾发表了这样的论点:根据60年水保实验站资料分析,大面积推广水土保持有明显的保持土壤的作用;但输入河流的泥沙却未见减少。表明水土保持的作用十分复杂,其中的规律尚未弄清楚。
森林植被对于减少中小量级的暴雨径流是有效果的,但对于大量级暴雨究竟有多大减洪作用,还很难下结论。如何科学估计森林植被对于减少洪水的作用,很需要仔细研究。
五、城市化对水文情态的影响
城市化加大洪水强度的原因主要有以下几方面:
1、下垫面发生变化——随着城市化的进程,城市土地利用方式发生了结构性的改变,如清除树木、平整土地、建造房屋、道路、覆盖排水河道,从而大大增加不透水面积,减少雨水下渗,加快雨水沿地表的汇集,使洪峰增大,峰形变陡,地面径流增加。
2、兴建大量地下排水管道与抽水泵站,加快了城市雨水的排泄,增大了河道洪水强度。
3、河道整治、疏竣、裁弯取直、兴建排洪道,提高了河道行洪能力。
4、城区扩展,侵占洪水空间,削弱了调蓄当地雨洪与外洪的能力。
5、沿江(河)堤防束水集聚效应抬高城市外河水位。
城市堤防修筑得越来越高,除了会对城市环境带来不利影响外,还会使沿河归槽洪水增加,河道水位不断抬高。例如珠江支流郁江及浔江两岸,1956年开始修筑堤防,并逐年加高加固。尤其是1994年大水后,沿江堤防建设达到空前未有的规模。新工程改变了原来天然河道的洪水特性,使得河道对洪水的调蓄能力减弱。例如在“98.6”洪水期间,沿江堤防很少溃决,洪水基本归槽。浔江武宣站流量37600m3/s,不到十年一遇;而至大湟江口,洪峰流量增至44700m3/s(计入分洪流量),超过30年一遇。至浔江下游梧州站,流量达到52900m3/s,超过100年一遇。而在此期间,各控制站区间加入的水量并不很多,表明沿程流量增大的主要原因在于洪水归槽。
(作者单位:黑龙江合江林业勘察设计院)
水库群的拦蓄作用主要是改变水库群下游径流的时空分布,对洪水而言,还可能减少一次洪水洪量。在中小洪水时,这种作用比较明显;但当发生大洪水时,水库群的拦蓄作用如何,还不十分清楚。这里至少有两个问题很不确定:
一是大中型水库,因其防洪标准较高,垮坝的可能性较小,在防洪标准内大洪水发生时,大中型水库仍可起拦、滞洪水的作用,总的趋势是通过水库调度,达到减少水库下游洪峰的目的;但当超标准洪水发生时,水库为了保坝安全,往往敞泄,其后果很可能是人造洪峰,使下游形成比天然情况更大的洪水。
二是小型水库与塘坝,其防洪标准较低或很低,除在一定量级洪水下能起削峰作用外,往往会为了水库自身安全而敞泄(塘坝一般都是敞泄);更有甚者,小型水库与塘坝失事的可能性较大,常会加大下游洪水。因此,在大洪水时,水库群究竟是减少下游洪水,还是加大下游洪水,需要作具体分析才能做出判断。这个问题对于水资源评价、实时洪水预报和估计设计洪水都十分棘手。
二、引水、用水对河川径流的影响
随着社会经济的发展,工农业用水、城市用水、生态用水不断增多,流域内与跨流域引水以及各类用水量都带有许多不确定性,它们随时随地改变着河道的观测径流量。例如,近些年黄河常常发生断流,除降水量减少外,沿黄引用水是很重要的原因。如果沿河的引用水都有详细的观测记录,资料还原还是可以办到的,问题在于除了大型和重要的引用水口有观测记录外,许多小的引用水口则失之管理,到底引走多少水是很难查清楚的,这
给资料还原带来极大的困难。
三、抽取地下水引起地下水位消落对地面产流的影响
大量抽取地下水引起地下水位消落,有的地方形成大范围的漏斗,使土壤非饱和带大幅度地增加,土壤蓄水容量随之大增。有资料显示,过去20—30mm降雨就产流的地区,如今100—200mm降雨也不见有地面径流。降雨径流关系的重大改变,给产流计祘带来很大困难;问题的难点还不仅仅在于资料范围内如何确定降雨径流关系,更在于大暴雨条件下降雨径流关系的外延。
因为,当发生长历时大暴雨时,一部分雨量渗入土壤,补充了土壤缺水量,使地下水位迅速回升,后续雨水将可能更多地变为地面径流。例如,海河流域在1996年8月就出现了这种情况。径流系数经历了由大变小,又由小变大的过程。这种变化与下垫面条件的变化有关,也同降雨的时空分布有关。仅仅一场大暴雨所能提供的信息,是不足以揭示一个地区降雨径流关系在大量级雨量范围内的变化规律的。然而,大暴雨资料却很少,尤其在北方地区,更是如此。如何将不同年代、不同下垫面上发生的暴雨径流关系综合在一起,确係一大难题。
四、水土保持对水沙的影响
水土保持包括生物措施与水利水保措施两大类,一般认为,森林、植被等生物措施可以涵养水分、减少土壤侵蚀冲刷,起着保水保沙的作用;而小水庫、谷坊、塘堰、梯田等水利水保措施,则能蓄水保墒、拦水拦沙。全世界都有无数实验观测资料,说明水土保持的拦水拦沙作用。
但是,由于择用的资料不同、实验研究方法的区别,因而对于水土保持的作用存在不同的看法。例如,据黄委会分析,得出如下结论:到1997年底,黄河流域水土保持累计治理面积为16.6万km2,20世纪70年代以来,黄土高原水利水保年均减少入黄泥沙3亿吨。另一方面,美国科学家M.G.Wolman于1992年曾发表了这样的论点:根据60年水保实验站资料分析,大面积推广水土保持有明显的保持土壤的作用;但输入河流的泥沙却未见减少。表明水土保持的作用十分复杂,其中的规律尚未弄清楚。
森林植被对于减少中小量级的暴雨径流是有效果的,但对于大量级暴雨究竟有多大减洪作用,还很难下结论。如何科学估计森林植被对于减少洪水的作用,很需要仔细研究。
五、城市化对水文情态的影响
城市化加大洪水强度的原因主要有以下几方面:
1、下垫面发生变化——随着城市化的进程,城市土地利用方式发生了结构性的改变,如清除树木、平整土地、建造房屋、道路、覆盖排水河道,从而大大增加不透水面积,减少雨水下渗,加快雨水沿地表的汇集,使洪峰增大,峰形变陡,地面径流增加。
2、兴建大量地下排水管道与抽水泵站,加快了城市雨水的排泄,增大了河道洪水强度。
3、河道整治、疏竣、裁弯取直、兴建排洪道,提高了河道行洪能力。
4、城区扩展,侵占洪水空间,削弱了调蓄当地雨洪与外洪的能力。
5、沿江(河)堤防束水集聚效应抬高城市外河水位。
城市堤防修筑得越来越高,除了会对城市环境带来不利影响外,还会使沿河归槽洪水增加,河道水位不断抬高。例如珠江支流郁江及浔江两岸,1956年开始修筑堤防,并逐年加高加固。尤其是1994年大水后,沿江堤防建设达到空前未有的规模。新工程改变了原来天然河道的洪水特性,使得河道对洪水的调蓄能力减弱。例如在“98.6”洪水期间,沿江堤防很少溃决,洪水基本归槽。浔江武宣站流量37600m3/s,不到十年一遇;而至大湟江口,洪峰流量增至44700m3/s(计入分洪流量),超过30年一遇。至浔江下游梧州站,流量达到52900m3/s,超过100年一遇。而在此期间,各控制站区间加入的水量并不很多,表明沿程流量增大的主要原因在于洪水归槽。
(作者单位:黑龙江合江林业勘察设计院)