河流水量平衡探讨

2023-06-30 理论教育版权反馈

【摘要】：科罗拉多河流域范围内的总调水量为该河河口段自然年径流量的30%。此外，许多供水河流的径流因当地的水利活动而变化。根据现已做出的预测，将来人类对河川径流的需求还要大大增加，例如，在科罗拉多河流域范围内，调水量已达70亿m3/a，约占该河自然水资源的1/3，而且这条河河口处的径流现在已接近完全用尽。在蒸发接近于蒸发率的多水地区，水资源区域再分配不应该对河流集水区多年水量平衡有任何较大的影响。

在一个或几个河系范围内河川径流的再分配将导致河流水量和水情的变化，这是调水线路沿线集水区内许多自然生态过程进一步改组的首要原因。在某些情况下这些变化是很大的：从取水建筑物处完全断流到进水河流和调水线路的水域中流量增加7～8倍［1，21］（表8-2）。例如，由于从加拿大的丘吉尔河取水240亿m3/a调到纳尔逊河，丘吉尔河的年径流量从320亿降到80亿m3（占75%），而纳尔逊河的支流本特伍德河（沿该河向纳尔逊河输水）的年径流量从33亿增加到270亿m3，亦即几乎增加了800%。总结加拿大另一个最大的调水工程（詹姆斯湾工程）可以看出，拉格朗德河的年径流量从540亿增加到1040亿m3（增加93%），而供水河流伊斯特梅因和科克索克河河口段的年径流量相应的从290亿下降到40亿m3和从900亿降到650亿m3/a，亦即分别下降86%和28%。

表8-2　调水导致河流水量的变化［1，21］

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①在河口处，而其他河流是在取水（供水）处；
②没有考虑其他水利活动导致径流量的变化；
③括号中包括其他取水量。

从萨克拉门托河和圣华金河的三角洲向加利福尼亚南部地区调水，使旧金山湾的淡水年流入量减少33%。科罗拉多河流域范围内的总调水量为该河河口段自然年径流量的30%。

上述实例说明调水系统的河流多年平均径流量的变化。枯水年，在正常取水工况下径流的下降幅度可能还要大得多。此外，许多供水河流的径流因当地的水利活动而变化。根据现已做出的预测，将来人类对河川径流的需求还要大大增加，例如，在科罗拉多河流域范围内，调水量已达70亿m3/a，约占该河自然水资源的1/3，而且这条河河口处的径流现在已接近完全用尽。

在水资源区域再分配的过程中，不仅河流水量发生变化，而且主要由于水库调节河川径流而使水情也发生变化。显然，供水河流的径流调节得越大，保证用户需求的满意程度就越高。在理想情况下，当具有工程可能性和经济合理性时，最好实现供水流域河流径流的多年深调节。澳大利亚雪山工程就是这种调节的最佳实例。

但是，水库在具有大量水利效益的同时，也导致一系列不良的自然生态后果：损失土地，水质恶化，泥沙淤积，大坝上下游水位的较大变幅，鱼类回游路径的破坏，甚至有时还是大地震的诱因。

除了水库之外，取水、输水和用水工况以及当地各种形式的水利活动都会影响有调水工程的河流的水情。对于每一项调水工程来说，河流水量和水情的允许变化问题应当既从社会经济也从自然生态环境保护的立场来个别解决。在方式方法上还有许多不太清楚，显然，在选择调水工程的方案和评价人工对某条水道或某个水域影响的范围时，应该遵循以下原则：使河系和集水区产量最大增长，可能的生态环境负面效应最小。这种方式要求仔细研究设计取水区、输水区和用水区河流和湖泊的水文特点，评估它们的经济、生物繁殖和旅游价值。

根据对河流最小自然径流的评价，对取水建筑物下游径流下降允许值有一系列的建议。例如，在任何情况下，河流中应备有不小于最小月径流量（95%保证率）。

在蒸发接近于蒸发率的多水地区，水资源区域再分配不应该对河流集水区多年水量平衡有任何较大的影响。例如，在鄂毕河取水250亿m3/a和600亿m3/a时，其水量平衡可能变化的多方案计算表明，最终当降水不变时，所有水量平衡的变化仅限于蒸发量减少100亿～200亿m3/a，即为自然条件下蒸发量的1%～2%。

在干旱地区当用调水大面积灌溉土地时，可以预期水量平衡有较大的变化，在理想的灌溉条件下，当灌溉系统的效率很高和符合最佳灌溉标准时，大部分调水应当消耗于蒸发，而小部分是补充地下水并形成回水。根据水循环的基本理论，从灌溉土地上的补充蒸发将使得灌溉地区（特别是山区）的降水量沿着主流方向增加，而且有可能使供水河流径流的减少得到一些补偿。

河流水量平衡探讨

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