课外数学小百科：人类活动的水文效应 _小知识

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人类活动引起的水文循环状况和水量平衡要素在时间、空间和数量上的变化。人类在河流上兴修水工建筑物、大面积灌溉和排水、土地利用方式的改变和都市化及工业化等活动，直接或间接地改变水文情势，产生各种水文效应。例如使蒸发量、降水量及其时空分布，河川径流形成过程，径流的年内分配，土壤水和地下水水量、水质，河流含沙量、输沙量和河水热动态等发生变化。这些变化有的是在短期内突变，有的是在长时期内逐渐变化，有的则是不规则变化。
定量计算人类活动的水文效应是困难的，因为天然因素的变化同时在起作用。人类活动的水文效应只能估算，有时甚至只能作出定性分析。估算人类活动的水文效应的常用方法大致分为两类：第一类，根据长期水文观测资料，进行对比分析和估算;第二类，根据水量平衡原理(热量平衡原理、盐量平衡原理)，建立水量(热量、盐量)平衡的物理或数学模型，变动模型中某项因素，估算该项因素受人类活动影响的单独效应。
水库的水文效应修建水库，可以调节径流。年调节水库可以调节径流的年内分配;多年调节水库可以调节径流的年际分配。水库调节的水文效应的估算方法，是根据实测的水库出流过程和库水位变化过程还原成天然的径流过程。建库后，水库下游的洪峰流量减小，而枯季最小流量提高。如果管理不当，前期蓄水过多突然以大流量泄放，会在下游造成比没有水库时更大的洪峰。建库后，流域内水面面积扩大，蒸发量增加，库面增加的蒸发量等于单位面积上的水面蒸发量和陆面蒸发量之差与水库水面面积的乘积;建库后，库区及其周围地区地下水位升高，增加了土壤含水量。一般建库10～20年后库底原来的包气带达到饱和，库区周边地下水位升高的范围随水文地质条件而异，一般可扩散到水库周边以外10～20公里。
灌溉的水文效应大规模灌溉，引起河川径流量及其年内分配、流域蒸发、地下水位、灌区气温和湿度等显著变化，影响范围常超出灌区。灌溉会使土壤盐分排入河流，改变河水化学组成。灌溉的水文效应可用系统分析方法估算。方法是,把灌区分成若干子系统,建立水量、沙量、盐量和热量平衡的数学模型，根据较大范围的水文、水文地质、水化学和土壤化学等观测数据，确定数学模型中的参数，结合灌区主要的引水、配水工程的观测数据，估算灌溉后的水量、沙量、盐量和热量的变化。
沼泽疏干的水文效应这种效应主要表现为河川径流增加和沼泽地蒸散发减少。估计沼泽疏干的水文效应常用实验流域对比法和水量平衡法。实验流域对比是把两个其他条件相似，但一个有排水系统而另一个没有排水系统的流域的水文要素进行对比，找出沼泽改良中水文情势变化的控制因素及其与工程条件(如排水沟的间距和深度等)的关系。水量平衡法是根据沼泽排水前、后，沼泽蒸散发量及土壤蓄水量发生明显变化，降雨量不受排水影响的特点，建立沼泽地排水前后水量平衡方程，估算排水面积上蒸散发、下渗和径流特性的变化。
森林和水土保持的水文效应林区土壤的下渗率一般都大于非林区的，故林区的表层土壤含水量大。在总径流中，表层流和地下径流占的比重比非林区的大，而地面径流比重小。在一次相同暴雨下，林区的洪峰流量模数小于非林区的，表现出削减洪峰的作用。在连续大雨的情况下,土壤处于超饱和状态,这种削减洪峰的作用显著减小。森林的水文效应,可通过实验流域研究,在两个自然地理条件相似、郁闭度相近的林区小流域，同步观测若干年，然后把一个小流域的树木全部采伐(或间伐)，继续观测，根据观测资料，对比分析流域的水平衡，估算林区与非林区的径流、蒸发、地面径流、表层流和地下径流比例的变化。
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