内陆河流域干旱演化模拟评估及风险调控技术

2.3.3.1　二元水循环驱动力下的干旱演化过程

不包括外流域调水的内陆河流域二元水循环作用力下的干旱演化模式见图2.7。

内陆河流域天然水循环过程包括水分从大气进入地下含水层的各环节，涉及降水、蒸发、产汇流、补给和排泄，水资源存在形式包括大气水、地表水、土壤水和平原区地下水；人工侧支循环包含供水（蓄、引、提、灌工程）、输水、用水、耗水和排水环节，涉及生产（农业、社会经济和工业用水）生活和生态用水；干旱演化过程包含从气象干旱到水文干旱，再到农业干旱，而后造成生态干旱和社会经济干旱的双向作用，演化过程主要取决于水循环各环节中水通量的多少和分布状况。

图2.7　内陆河流域二元水循环驱动力下的干旱演化过程

大气水通过降水的形式形成流域可利用的水资源，若降水量异常偏少将造成气象干旱。随着时间的推移，降水量在蒸发的同时，一方面形成地表径流和河道径流，另一方面入渗形成土壤水和地下水，若河川径流量小于正常年份，且湖泊水库等水体储水量偏低，则形成水文干旱。河道径流经出山口后被各种水利工程所拦截引取，通过输配水工程用于农业灌溉和社会经济发展，若河道径流时空分布不能满足农业和社会经济的需求，则形成农业干旱和造成一定的社会经济损失。由于社会经济用水保证率高，势必挤占农业用水，造成农业干旱形势的加重，而农业干旱引起的粮食减产则进一步造成了社会经济的损失。一方面，当地表水不能满足社会经济用水需求时，可能大量抽取地下水，造成平原区地下水位下降，植被根系层受水分胁迫，引起平原区天然绿洲面积的萎缩、退化，湖泊湿地水位下降等，引发生态干旱的产生；另一方面，生产和生活排水通过土壤调蓄进入地下含水层，同时被天然绿洲植被利用，若这些排水含盐或污染物超标，则可能造成绿洲植被的死亡，加剧生态干旱，也增加了对社会经济发展的影响，造成一定的社会经济损失。(www.xing528.com)

2.3.3.2　干旱演化过程的主要影响因素

（1）气象因素是决定各类干旱发生与否的主要因素。降水量的多少是决定地表水、地下水和土壤水互相转化量的关键因素，内陆河流域冰川积雪产生的径流量也不容忽略，而决定冰川积雪径流的主要因素是气温和辐射量。因此，降水量偏少的程度影响着各种水资源短缺的程度，气温的升高和辐射量增强会影响内陆河流域水循环要素中的冰川区径流、流域内蒸发和消耗等，其他大气要素，如干湿度和风速，也影响着土壤和作物水分的支出，对各类干旱的发生有一定的推动作用。此外，前期天气状况的累积效应对干旱的严重程度也有影响。气象因素首先影响天然水循环过程，内陆河流域山区的天然水循环过程基本未受人为干扰，故降水异常偏少和气温变化首先引起山区的气象干旱和水文干旱。

（2）水资源利用是决定农业干旱和社会经济干旱的关键因子。对于平原绿洲区，水资源的开发利用状况决定了人工侧支循环中的水通量，若气象干旱和水文干旱前期，水库、渠道等供水系统中水量充足，则不会引起或推迟农业干旱和生态干旱的出现；但若气象和水文干旱进一步加剧，人工侧支水循环通量受到影响，则可能造成农业和社会经济干旱。两种类型干旱出现的顺序可能不一，取决于流域水管理水平和缺水程度。一般来说，最可能先发生农业干旱，造成一定的经济损失，而后进一步引起工业和生活用水短缺，发生更严重的社会经济干旱。

（3）下垫面条件使得农业干旱的严重程度有较大差别。下垫面条件一方面影响水资源的水平运动——汇流，另一方面影响水资源的垂直运动——入渗和蒸发。无论大气降水、地表水，还是地下水，都必须通过地表的调蓄作用，变成土壤水后才能被作物吸收利用。在透水界面上，土壤既是作物生长的载体，又是水分和养分的储存库，使大气间断性的不均匀降水以及灌溉供水变为对作物连续的均匀给水。土壤的水分亏缺是导致农业干旱的直接原因，而土壤水分与土壤质地、耕作措施、施肥等都有关系。不同质地、不同结构的土壤保水性有较大差别，不同坡度的土地径流系数有差异，农业干旱的程度也会有较大差异。

（4）生态干旱与其他干旱类型关系密切。生态干旱指的是内陆河流域内天然植被的水分短缺，降水和径流是影响生态干旱的决定性因素，即气象干旱和水文干旱持续一段时间后，肯定会引起生态干旱；即使未出现农业干旱，灌溉农业用水引走了大量的天然径流，挤占生态用水，也会引起生态干旱；人类城市化进程的加剧使工业和生活用水增加，又减少了天然径流或抽取一部分地下水，加剧了生态干旱的发生发展。除此之外，突发性污染事件和生产生活排出的污水可能在短期内引起社会经济和农业干旱，进而引起生态干旱。