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河北省是全國最嚴重缺水的省份之一，人均水資源占有量只有全國人均水平的1/6，水資源供需矛盾十分突出。水資源短缺已成為制約河北省經濟高速發展、人民生活水平提高的“瓶頸”。“六五”、“七五”期間國家投入大量資金對包括河北省在內的華北地區水資源進行了勘查、評價、實驗、研究等方面的工作，取得了許多成果，為國家的經濟建設作出了貢獻。但是，近幾十年來，特別是近30年來由于全球氣候的變化、人類經濟活動的大幅度增加，對水資源的可利用數量、水環境質量的影響愈來愈大。因此，在新一輪水資源評價中應充分考慮這些變化的影響，以便對水資源的數量作出準確的、符合實際的評價。本文主要論述環境變化對河北省可利用水資源量的影響。

1氣候變化對可利用水資源的影響

1．1氣溫變化對可利用水資源的影響

氣候變化是引起河北省水資源危機的主要原因之一。據河北省42個氣象臺站的資料統計[1]，20世紀50－60年代，全省年平均氣溫的增幅大部分臺站為0.1－0.6℃；60－70年代，年平均氣溫的增幅多為0.1－0.7℃；70－80年代，增幅多為0.1－0.6℃；80－90年代，全省各站年平均氣溫的增幅為0.2－1.2℃,其增幅最大。在近50年的時間里，從50年代到90年代，河北省各地年平均氣溫上升了0.2－2.1，全省平均上升了1.0℃。河北省大部分地區年平均氣溫50年代最低，90年代最高，其中80年代以來升高最快。統計資料表明年平均氣溫升高（變暖）主要是由于冬季平均氣溫升高及最低氣溫升高（夜間溫度升高）所致，而夏季平均氣溫和最高氣溫（白天溫度）變化較小。

若不考慮其它氣象因素的變化，氣溫變化對水資源的影響主要表現為溫度升高使水體的蒸發量加大，蒸發強度提高。無論水面蒸發、土面蒸發、葉面蒸發，還是潛水的蒸發，氣溫的升高都會使水的消耗量增加，造成人們可以利用的水資源數量的減少。水面蒸發主要受氣象因素的影響，土面蒸發、葉面蒸發、潛水蒸發除都受氣象因素影響外，還分別與土壤供水能力、作物生理狀況、地下水位埋深等因素有關，在其它條件相同的情況下，氣溫升高對其產生的影響最為重要，是造成可利用水資源數量減少的主要原因之一，但，還需加強其定量關系方面的研究。50年代以來，河北省氣溫隨年代逐漸上升，80年代以來上升最快，往往是高溫干旱同時出現。高溫加劇了旱情，使農田需水量增加；高溫也使城市生活用水量增加，加大了城市供水的負擔。高溫干旱使水資源的供需矛盾更加突出。

1．2降水量變化對可利用水資源的影響

根據河北省1112個測站的資料統計[1]，全省平均降水量從50年代至80年代逐漸減少，減幅為79.7mm，平均每10年減少26.6mm其中山區比平原區減幅大；90年代后有所回升，但仍比50年代少62.1mm（表1）。資料統計表明，50－90年代，全省除個別站點年平均降水量有所增加外，絕大多數站點平均降水量隨年代增加而減少。冀東沿海、太行山北部、冀南平原大部及懷來、遵化等地減少100mm以上，其中邯鄲、青縣等站點減少150mm，其它地區一般減少幾至幾十毫米不等。

一般情況下，一個地區可利用水資源的數量主要是指可以恢復再生的地表水資源量、地下水資源量、以及土壤水資源量。由于土壤水資源不能被人們直接開發利用，主要為植物所吸收，對人類來講是一種間接資源，并且由于自然條件的復雜性對此進行準確評價是非常困難的，因此，在進行區域水資源評價時，主要考慮地表水資源和地下水資源。地表水資源量主要是指地表水多年平均徑流量，并按流域進行計算；地下水資源量主要是指地下水多年平均補給的淡水（礦化度M<2g/L）資源量，并按地下水含水系統（或水文地質單元）進行評價。河川徑流量主要來自大氣降水量，其次為山區地下水的補給；地下水補給量主要來自大氣降水、地表水、以及其它含水層的越流補給，而地表水補給和越流補給歸根結底都來自大氣降水的補給。因此，一個地區水資源的豐富程度主要取決于大氣降水量的多少。無論是地表水，還是地下水，它們的最終補給源頭只有一個——大氣降水，因此，大氣降水量的減少是導致河北省可利用水資源緊缺的根本原因。

2地下水超采對可利用水資源的影響

2．1地下水開采狀況

河北省是一個開采利用地下水為主的省份，近年來，地下水開采量達160多億m3/a，地下水實際利用量占全省水資源利用量的75%－80%，地下水總量約有85%用于農田灌溉，全省地下水開采井數量達70多萬眼，使河北省成為全國擁有開采井數量最多的省份，地下水開采量居全國之首。

回顧近半個世紀以來，河北省地下水開采量由小到大，開采深度由淺至深。據有關資料統計[2]，50年代，全省地下水以開采孔隙潛水為主，開采深度為10－15m，地下水開采量約30多億m3/a，井灌面積約67×104hm2，地下水處于平衡狀態。60年代，地下水開采仍以孔隙潛水為主，開采深度20－40m，開采量約50億m3/a，井灌面積近133×104hm2，地下水仍處于平衡狀態。70年代，在山前平原出現潛水－承壓水混合開采，井深達到60－80m；在平原區，開始大量開采深層承壓水，開采深度為200－250m。這一階段地下水開采量達到約110億m3/a，其中河北平原地下水開采量約100多億m3/a（其中深層地下水開采量約10多億m3/a），農田抽水井達57萬眼，其中深井達8萬眼，井灌面積達到233×104hm2，這一時期地下水水位開始區域性下降，并出現若干水位下降漏斗。80年代，全省地下水開采總量達130億m3/a，其中河北平原地下水開采量達120億m3/a（其中深層地下水開采量約20億m3/a），配套機井約60萬眼，井灌面積達287×104hm2，開采深度為170－350m。90年代，全省地下水開采總量達160億m3/a，其中河北平原地下水開采量約135億m3/a（其中深層地下水開采量約30億m3/a），開采井達70多萬眼，井灌面積約280×104hm2，開采深度為250－380m（見表2）。

2．2地下水超采對可利用水資源的影響

河北省從80年代以來，全省地下水開采量約140億－150億m3/a，其中河北平原開采量約120億－130億m3/a，深層地下水開采量20億－40億m3/a，一般每年超采達15億－23億m3/a，最高年超采約30億－40億m3/a。根據1985－1995地下水開采資料[2]，淺層地下水超采面積17715km2，其中嚴重超采區域1780km2，超采量為15.6億m3/a；深層地下水超采面積4.3萬km2，其中嚴重超采面積3.1萬km2，超采量為8.9億m3/a，合計超采24.5億m3/a。因此，區域地下水位產生大幅度下降，其中河北平原淺層地下水普遍下降5－15m，深者達20－30m；深層地下水位普遍下降20－40m，深者達40－50m。淺層地下水超采區域主要分布在太行山山前平原的中南部地帶，而深層地下水超采區域較集中分布在京津以南的中部濱海平原.

由于地下水的大量開采和超采，不僅造成區域地下水位大幅度持續下降，同時在開采強度較大、用水集中的城市地區出現了規模不等的地下水位降落漏斗。河北平原從70年代初期形成地下水位下降漏斗，并且逐漸轉化為常年性漏斗，到1995年為止20多年時間里，形成發展為20多個地下水位降落漏斗。其中淺層地下水位降落漏斗主要分布在河北平原山前平原及其與中部平原交接地帶的城市附近，至1995年共有常年性漏斗10個；深層地下水位下降漏斗主要分布在河北平原中部至濱海地區，有常年性漏斗12個。據觀測資料，規模較大的是石家莊漏斗，冀棗衡漏斗和滄州漏斗[3]。

石家莊漏斗是淺層潛水疏干漏斗，中心位于石家莊市，自1965年到1990年，漏斗中心水位埋深由7.57m下降到37.22m，漏斗中心水位累計下降29.65m，平均每年下降1.2m，1990年漏斗面積達338km2。冀棗衡漏斗主要是深層承壓水漏斗，中心位于衡水市，該漏斗形成于70年代初期，自1972年至1990年，漏斗中心水位埋深由20.98m下降到56.84m，漏斗中心水位累計下降35.86m，平均每年下降2.24m，漏斗涉及面積達4032km2。滄州漏斗是深層承壓水漏斗，中心位于滄州市，從開發初期的1965年到1990年，中心水位下降總量為82.08m，平均每年下降3.28m，漏斗面積達1415.2km2（詳見表3）。

河北平原地下水的補給來源以大氣降水為主，大氣降水入滲補給占地下水總補給量的，近70%。70年代以來，由于地下水的大量開采，河北平原大范圍內地下水位持續下降，地下水位埋深大幅度增加，包氣帶大幅變厚。我們知道，包氣帶是連接大氣降水與地下水的中間紐帶，包氣帶對大氣降水具有一定的攔蓄作用。因此，進入包氣帶的降水并沒有全部補給地下水，而是大部分被包氣帶吸收轉化為土壤水，并以土面蒸發和葉面蒸騰的形式向大氣排泄，進行水循環。據有關資料，河北平原總降水量約有70%以上都轉化為土壤水，另一小部分向深層滲入含水層，轉化為地下水。大氣降水補給地下水的數量除與大氣降水的多少、包氣帶巖性、植被覆蓋生長情況、前期土壤含水量等因素有關外，還與包氣帶厚度有關。在相同條件下，包氣帶厚度愈大，則包氣帶攔蓄滯留的大氣降水就愈多，大氣降水通過包氣帶補給地下水的數量就愈少。因此，區域地下水位的下降，特別是太行山山前傾斜平原的補給區，包氣帶厚度的增加，是造成地下水補給量減少的主要因素之一。另一方面，包氣帶厚度的增加，會使更多的大氣降水被包氣帶所吸收，導致地表產水量減少，從而導致地表水資源的減少。從而，造成可利用水資源數量的減少。

3地表徑流變化對可利用水資源的影響

3．1地表徑流的變化

河北省的河流，分屬于海河、灤河、遼河和內陸河四個水系。海河流域面積最大為12.46萬km2，灤河流域面積為4.64萬km2，遼河支流流經承德地區東部，流域面積0.49萬km2；內陸河流域在張家口的壩上地區，河道以內陸湖泊為歸宿，面積1.18萬km2。據河北省水利廳資料，50年代，全省徑流總量為199億m3/a，入海水量為86.4億m3/a；80年代，全省徑流總量為81.3億m3/a，入海水量為13.2億m3/a。與50年代相比，目前全省河川徑流總量、入海水量大幅度減少（詳見表4）。

在水利工程方面，建國后，河北省開展了大規模的水利工程建設。目前，山區已建成由河北省管理的大型水庫18座，中型水庫38座，小型水庫1086座，總庫容112.9億m3。由于北京、天津鑲嵌在河北省境內，另外還有海河水利委員會管轄的潘家口、大黑汀、岳城3座大型水庫，北京市管轄的官廳水庫、密云水庫，以及天津市管轄的于橋水庫。這些水庫控制山區面積達85%，控制山區來水的90%。這些水利工程大都建成于60年代初以前，70年代中期以后趨于正常運行，80－90年代全省地表水利用率達70%，部分地區達90%以上，地表水開發利用程度較高，已超出常規，并造成嚴重的生態環境問題。

3．2地表徑流的變化對可利用水資源的影響

地表水資源的數量是以地表徑流量來表征的，由于70年代以來地表徑流量的減少，直接導致地表水資源量的減少。另外河北省由于地表水利用率的提高，50年代以來入海水量一直處于逐年減少的趨勢，造成平原區地表水補給地下水的數量愈來愈少，地表水環境愈來愈惡化。70年代以來，隨著一大批水利工程的正常運行，極大地改變了地表徑流的時空分布特征。目前，河北平原河流幾乎全部斷流，有河皆干，有些僅在豐水年的汛期短時間有水通過，使得原來沿河常年接收地表水補給的地下水，現在無地表水補給，或僅在汛期短時間內有補給，造成沿河地下水補給量的極大減少。

由于地表水資源的嚴重不足，不得不大量開采利用地下水，目前地下水利用量占總用水量的70%。70年代以來，由于地下水的超采，地下水位持續下降，包氣帶厚度增加，造成地表產水量減少，地下水補給量下降，農田蒸散量加大，水資源危機進一步加重，形成惡性循環，產生的生態環境問題日趨嚴重。

4糧食產量變化對可利用水資源的影響

4．1糧食產量變化

河北省是農業大省，到1998年底，全省有耕地648.46×104hm2[4]。建國50年來，全省不斷加大農業投入，興修水利，農業生產條件得到明顯改善，水澆地面積不斷擴大，糧食總產量和單產逐步提高。到1998年底，建成萬畝以上灌區163處，有效灌溉面積達到438.8×104hm2。70年代以來河北省糧食產量總體來看一直處于上升趨勢，糧食總產1970年為1272.5×104t，1980年為1522.4×104t，1998年達2917.5×104t（單產6170kg/hm2），為1970年的2.3倍。從圖1可見，隨著糧食產量的增加，果園面積自80年帶中后期以來也有了較大的增長。

4．2糧食產量的變化對可利用水資源的影響

作物產量的提高除了與作物品種、土壤水肥管理措施有關外，還與農田騰發量（作物需水量）有著密切的關系。一般情況下，作物產量水平愈高，作物需水量就愈大，消耗的土壤水分就愈多，作物產量的提高是以消耗更多土壤水為前提的。研究表明[5]，華北地區主要糧食作物冬小麥、夏玉米的需水量ET與作物產量Y之間的關系如下：

在相同降雨條件下，作物產量水平愈高，產生的地表徑流以及對地下水的補給就愈少，因此，作物產量水平的提高也是河北省可利用水資源減少的原因之一。

另外，改革開放以來，隨著城市面積的擴大，建筑物、道路的修筑、綠化程度等也會對地表產流、地下水的補給產生一定的影響。

5結論

（1）環境變化及其對可利用水資源的影響是復雜的，其中氣候因素：降水量減少、氣候變暖（氣溫升高）等，導致地表產流下降、地下水補給減少、農田蒸散加強，是造成河北省可利用水資源減少的根本原因。地下水超采所引起的地下水位持續下降，直接影響地表產流及對地下水的補給，是造成河北省可利用水資源減少的主要人為因素。

（2）在我國水資源利用中，農業是用水大戶，占用水量的70.4%（1997年）[6]，河北省地下水利用量中約有85%用于農田灌溉。隨著河北省糧食產量的提高，特別是河北平原糧食產量水平的提高，必然造成作物需水量增加，蒸散加強。糧食產量水平的提高不但直接消耗大量的水資源和土壤水分，而且造成地表產流下降和地下水補給減少，是造成河北省可利用水資源減少的主要原因之一。

（3）水資源是一種可恢復再生的資源，環境變化對其恢復再生量產生直接的影響。隨著環境的變化，水資源在數量上也是動態變化的，特別是70年代以來，由于自然環境的變化，人類活動的加強等因素，河北省可利用水資源量處于減少的態勢。在新一輪水資源評價中要充分考慮這種變化，特別要加強“四水（大氣水、地表水、土壤水、地下水）”之間相互轉化關系的定量研究。重點加強地下水位大埋深（大于10m）條件下，地表產流、降水入滲系數、以及作物產量水平提高對水資源量影響方面的實驗研究，以提高新一輪水資源評價成果的精度，使之更符合實際情況。

參考文獻

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InfluencesofEnvironmentalVariationsonAvailableWaterResourcesinHebeiProvince

SHAOAi-jun1,GEZhi-yi2LIUZhi-gang2DUXing-ming3

(1.ShijiazhuangUniversityofEconomics,Shijiazhuang,050031,China)

(2.HebeiProvinceGeologicalExplorationBureau,Shijiazhuang,050081,China)

(3.No.4HydrogeologicalandEngineeringGeologicalTeamofHebeiProvince,Cangzhou,061000,China)

Abstract:Environmentalvariationsandtheinfluencesonavailablewaterresourcesarecomplicated.Accordingtoagreatnumberofstatisticalandsurveydatasincethe1950s,thedatathatwereanalyzedindicatedthattheavailablewaterresourcesinHebeiProvincetrendedtowardsdecreasingduringthelast30yearsasthevariationsofnaturalenvironmentandhumanactivitiesincreasing.Precipitationreducingandairtemperaturerisingarethebasiccauseofleadingtothewaterresourcesdecreasing.Thecontinualloweringofgroundwaterlevel,whichwascreatedbytheexcessdevelopmentofgroundwater,notonlycausedsurfacerunoffdecreasingbutalsomadegroundwaterrechargelessening.Thelevelincreaseofcropoutputdirectlyconsumedagreatlotofwaterresourcesandsoilwater,simultaneouslyhadfarmlandevapotranspirationstrengthened,andalsobroughtaboutsurfacerunoffandgroundwaterrechargedecrease.Inthenewturnofwaterresourcesevaluation,theinfluencesofenvironmentalvariationsonthewaterresourceswillbefullyconsidered.Theexperimentalresearchesofsurfacerunoff,groundwaterrecharge,andimpactofcropoutputincreaseonwaterresourcesundertheconditionoflargegroundwaterdepthwillbereinforced,inordertoenhancethefruitprecisionofthewaterresourcesevaluationofthenewturn.

Keywords:Availablewaterresources,Climatechange,Surfacerunoff,Groundwaterrecharge,Cropwaterrequirement

References

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