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云南省水循環(huán)特性及水安全剖析

文檔作者：段琪彩，黃英，王杰文檔來源：云南省水利水電科學(xué)研究院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年11月29日
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第43卷第13期
2 0 1 2 年7 月
人 民 長 江
Yangtze River
Vo1．43．No．13
July， 2012
文章編號(hào)：1001—4179(2012)13—0017—04
云南省水循環(huán)特性及水安全剖析
段琪彩，黃 英，王 杰
(云南省水利水電科學(xué)研究院，云南昆明650228)
摘要：為了認(rèn)識(shí)地區(qū)水循環(huán)規(guī)律，保障水安全并改善生態(tài)環(huán)境，依據(jù)1965—2000年97個(gè)水文、氣象站實(shí)測(cè)資
料，結(jié)合自然地理特征，對(duì)云南水循環(huán)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，云南省水循環(huán)主要特性為空間分布差異大和季
節(jié)變化明顯。結(jié)合地形地貌、水循環(huán)時(shí)空分布差異性和人口經(jīng)濟(jì)分布等，進(jìn)一步分析了水安全的主要影響因
素。提出了遵循水循環(huán)客觀規(guī)律、保證水安全的若干建議。
關(guān)鍵詞：水循環(huán)；水安全；分布特性；云南省
中圖法分類號(hào)：X52 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
云南省是自然災(zāi)害頻繁的省份，而與水循環(huán)相關(guān)
的洪澇災(zāi)害及干旱災(zāi)害最為嚴(yán)重，特別是2009～2012
年的持續(xù)干旱，使云南省的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)遭受重大損失，
對(duì)水安全提出了新的挑戰(zhàn)。目前對(duì)于云南省水循環(huán)方
面的研究主要為單一水文要素分析，水安全方面的研
究也側(cè)重于水質(zhì)變化，而水文要素與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相
互耦合對(duì)水循環(huán)及水安全的影響方面研究較少。在現(xiàn)
代水資源管理中，開展水循環(huán)研究，認(rèn)識(shí)水循環(huán)規(guī)律，
對(duì)保障水安全、改善生態(tài)環(huán)境具有重要意義。本文依
據(jù)實(shí)測(cè)水文資料，采用干燥度作為定量分析指標(biāo)，結(jié)合
地理位置、地形、地貌，對(duì)云南水循環(huán)特性及水安全的
主要影響因素進(jìn)行分析，并提出了保障水安全的建議，
以期為云南省生態(tài)環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展
提供參考。
1 研究現(xiàn)狀
全球的水循環(huán)時(shí)刻都發(fā)生在海洋與陸地之間、陸
地與陸地之間、海洋與海洋之間。正是由于水循環(huán)運(yùn)
動(dòng)，大氣水、地表水、土壤水、地下水之間才能相互轉(zhuǎn)
化，形成不斷更新的統(tǒng)一系統(tǒng) 。隨著人類活動(dòng)改造
自然的不斷深入，涉水工程建設(shè)和城市發(fā)展，一定程度
上改變了天然水循環(huán)的原有規(guī)律，人類活動(dòng)對(duì)水循環(huán)
的影響已引起廣泛關(guān)注。
水安全是指在一定流域或區(qū)域內(nèi)，以可預(yù)見的技
術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展水平為依據(jù)，以可持續(xù)發(fā)展為原
則，水資源、洪水和水環(huán)境能夠持續(xù)支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展
規(guī)模并維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)良性發(fā)展的狀態(tài) I3 。水資源、
洪水和水環(huán)境的有機(jī)統(tǒng)一構(gòu)成水安全體系，三者是一
個(gè)問題的3個(gè)方面，相互聯(lián)系、相互作用，形成了復(fù)雜、
時(shí)變的水安全系統(tǒng) 。
云南省位于我國西南邊陲，地形地貌復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)發(fā)
展不平衡，受水循環(huán)的影響也更加顯著且復(fù)雜多變。
境內(nèi)水系分屬長江、珠江、紅河、瀾滄江、怒江和伊洛瓦
底江六大流域，紅河、瀾滄江、怒江和伊洛瓦底江為國
際河流，珠江、紅河主源和伊洛瓦底江的主要支流發(fā)源
于云南境內(nèi)，因此，云南省水循環(huán)對(duì)我國和國際水循環(huán)
具有重要影響。
近年來，國際上相繼提出了涉及水循環(huán)的一系列
全球性計(jì)劃，最為知名的有國際地圈生物圈計(jì)劃(IG．
BP)開展的“水循環(huán)的生物圈方面”核心計(jì)劃(BAHC)
和世界氣候研究計(jì)劃(WCRP)開展的“全球能量與水
循環(huán)實(shí)驗(yàn)”計(jì)劃(GEWEX)。大尺度(大于2 000 km
區(qū)域)水循環(huán)研究主要關(guān)注大氣圈一水圈一生物圈一
冰雪圈～巖石圈一社會(huì)圈水循環(huán)的統(tǒng)合影響問題，其
收稿日期：2012—05—10
基金項(xiàng)目：水利部公益性行業(yè)專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目(201001058、201001044)；云南省科技計(jì)劃項(xiàng)目社會(huì)事業(yè)發(fā)展專項(xiàng)(2010CA013)
作者簡(jiǎn)介：段琪彩，女，高級(jí)工程師，主要從事水文水資源分析研究。E—mail：Duanqicai@126．eom
通訊作者：黃 英，女，教授級(jí)高級(jí)工程師，主要從事水文水資源分析研究。E—mail：Swhhyy@126．COB
18 人 民 長 江
重點(diǎn)是陸面與氣候相互作用、水文學(xué)過程與生物圈過
程的氣候強(qiáng)迫、陸地反饋機(jī)理的研究和水文尺度問題；
中尺度(200～2 000 km 區(qū)域)水循環(huán)研究主要利用
遙感技術(shù)，側(cè)重于植被一水的可利用性一蒸散發(fā)一氣
候之間的關(guān)系，利用大氣環(huán)流模式研究水循環(huán)對(duì)下墊
面變化的響應(yīng)；中小尺度(小于200 km 流域)水循環(huán)
主要研究水、熱能量進(jìn)入下墊面后的遷移機(jī)理，注重的
是不同植物、積雪場(chǎng)、水體等的蒸發(fā)、蒸騰機(jī)理 。近
30 a來，我國也進(jìn)行了大量能水循環(huán)相關(guān)試驗(yàn)。如在
西北干旱區(qū)黑河流域能水循環(huán)試驗(yàn)(HEIFE)，南方濕
潤區(qū)淮河能水試驗(yàn)(GAME—HUBEX)和高寒山區(qū)的
青藏高原試驗(yàn)(GAME—Tibet) 。
通過一系列的國際研究計(jì)劃，發(fā)達(dá)國家水循環(huán)研
究取得了較大進(jìn)展，而我國水循環(huán)研究仍較為薄弱。
目前我國對(duì)水循環(huán)要素(降水、徑流、蒸發(fā))的研究相
對(duì)深入，但不同尺度水循環(huán)過程研究尚落后于發(fā)達(dá)國
家。云南省水循環(huán)方面的研究取得了一些成果，如我
國西南縱向嶺谷區(qū)環(huán)境與發(fā)展問題初步研究，云南省
縱向嶺谷南延區(qū)域水文要素分布特征等 。
2 云南省水循環(huán)特性
2．1 水循環(huán)空間分布
就較大空間尺度而言，云南省水循環(huán)動(dòng)力因素主
要為西南和東南兩股暖濕氣流，其中西南暖濕氣流起
主導(dǎo)作用，影響全省水循環(huán)，東南暖濕氣流相對(duì)較弱，
主要影響東南部水循環(huán)。西南暖濕氣流源于印度洋孟
加拉灣海面，水汽含量高，氣流向北輸送過程中，受喜
馬拉雅山的阻攔和地轉(zhuǎn)偏向力的共同影響，自西部和
西南部進(jìn)入云南境內(nèi)，隨著地形抬升和緯度升高而降
溫凝結(jié)形成降水，并形成了云南水循環(huán)的第一個(gè)大圈，
即印度洋面蒸發(fā)一西南暖濕氣流一降水一河川徑流+
地下徑流一蒸發(fā)一開發(fā)利用損耗一印度洋／太平洋。
東南暖濕氣流源于西太平洋北部灣，自東南部進(jìn)入云
南，向西北延伸形成降水，形成了云南水循環(huán)的另一個(gè)
大圈，即西太平洋面蒸發(fā)一東南暖濕氣流一河川徑流
+地下徑流一蒸發(fā)一開發(fā)利用損耗一太平洋／印度洋。
就局部地區(qū)較小空間尺度言，表現(xiàn)為氣流輸入一降
水～ 河川徑流+地下徑流一蒸發(fā)一開發(fā)利用損耗一河
川徑流+地下徑流輸出。
云南省多年平均降水量為4 900億m ，多年平均
徑流量2 210億m ，在降水量中蒸發(fā)消耗占54．9％ ，
徑流占45．1％ ，徑流中0．6％ 因開發(fā)利用而消耗。加
入省外、國外入境水量后，云南省總徑流量3 859．6
億nl ，其中省內(nèi)利用耗水量25．17億m ，占總水量的
0．7％ ；出境水量3 834．5億m ，占總水量的99．3％ 。
在總出境水量中，經(jīng)鄰省或鄰國流向太平洋的水量
2 808．7億m ，占總出境水量的73．2％ ；流向印度洋的
水量1 025．8億m ，占總出境水量的26．8％ 。
2．2 地理位置對(duì)水循環(huán)的影響
云南省位于青藏高原東南側(cè)，冬季盛行來自伊朗
高原和印度北部?jī)?nèi)陸及沙漠的干暖氣流，天氣晴朗，干
燥少雨；夏季盛行源于太平洋和印度洋的東南、西南暖
濕氣流，云層厚，濕熱多雨。受大氣環(huán)流的影響，云南
省水循環(huán)季節(jié)性明顯，據(jù)1956～2000年資料統(tǒng)計(jì)，雨
季5～10月降水量一般占全年降水量的80％ ～95％ ，
僅滇西北局部地區(qū)相對(duì)均勻，5～lO月降水量占全年
降水量的65％左右。徑流量的年內(nèi)分配過程與降水
基本對(duì)應(yīng)，5～10月徑流量占全年徑流量的61．3％ ～
87．0％ ，連續(xù)最大4個(gè)月徑流量占全年徑流量的
49．3％ 一83．0％ 。蒸發(fā)量年內(nèi)分配相對(duì)均勻，春夏季
節(jié)略偏大，2—8月蒸發(fā)量占全年蒸發(fā)量的62％ ～
76％ 。根據(jù)1956～2000年的年降水量和年蒸發(fā)量資
料，進(jìn)行代表站干燥度年內(nèi)變化分析(見圖1)。從圖
1可以看出，大部分地區(qū)6～10月干燥度小于1，其余
月份均大于1，即大部分地區(qū)干旱期超過半年。
嗤
H-
月份
圖1 代表站干燥度年內(nèi)分配
2．3 地形對(duì)水循環(huán)的影響
云南省地勢(shì)總體西北高東南低，呈不均勻階梯狀
逐級(jí)降低，蒼山、哀牢山等自西北向東南延伸的山脈對(duì)
西南暖濕氣流有阻隔作用，加大了東北與西南的水循
環(huán)差異。從表征水循環(huán)的降水、徑流、蒸發(fā)3個(gè)要素來
看，滇西北迪慶、怒江州及滇西和滇南部的德宏、臨滄、
普洱、西雙版納、文山等州市的多年平均降水量為
1 000～2 000 mm、徑流深400～1 400 ITlm、水面蒸發(fā)量
700～1 200 mm，西北部怒江州和西部德宏州局部地區(qū)
多年平均降水量超過4 000 mm；滇中昆明、曲靖、玉
溪、楚雄、紅河等州市的多年平均降水量700～1 000
mm、徑流深100～400 mm、水面蒸發(fā)量1 000～1 400
m ill。
根據(jù)1956～2000年全省97個(gè)水文、氣象站的年
第13期 段琪彩，等：云南水循環(huán)特性及水安全剖析 19
降水量和年蒸發(fā)量資料，繪制的云南省干燥度分布見
圖2。
6_ 0．6—1
嘲l(fā)_5~2
—一2．5~3．
圖2 云南省干燥度分布示意
從圖2可以看出，西部橫斷山區(qū)以及北部地區(qū)干
燥度變化比較劇烈，而東部、南部和中部高原盆地區(qū)干
燥度變化相對(duì)平緩。干燥度小于1的地區(qū)主要分布在
滇東、南、西部的文山、西雙版納、普洱、臨滄、德宏和滇
西北的怒江、迪慶等州市，滇中的昆明、曲靖、玉溪、楚
雄、紅河等地區(qū)干燥度一般大于1，賓川、元謀、建水等
局部地區(qū)干燥度大于2，即中部和北部地區(qū)易干旱。
2．4 人類活動(dòng)對(duì)水循環(huán)的影響
人類活動(dòng)在水循環(huán)過程中增加了人工側(cè)支水循
環(huán)，對(duì)水循環(huán)也存在不同程度的影響。截至2009年，
云南省已建成大型水庫6座，中型水庫184座，小型水
庫5 325座，塘壩45 729個(gè)，年末總蓄水量54．81
億m ，占當(dāng)年地表水量的3．5％ 。一方面蓄水使水體
停滯而減緩水循環(huán)，另一方面也因蓄水而使蒸發(fā)增大
加快水循環(huán)。2009年，云南省河道外總用水量152．6
億m ，水力發(fā)電用水量1 997億m ，用水對(duì)徑流年內(nèi)
循環(huán)影響較大。以滇池流域?yàn)槔?0世紀(jì)中期(1956
～ 1979年)?？谒恼疽陨狭饔騼?nèi)用水損耗水量占同
期實(shí)測(cè)徑流量21．1％ ，后期(1980～2000年)占量
52．6％ ，在降水量基本持平的條件下，徑流量有所減
少。近年來，昆明市實(shí)施了掌鳩河調(diào)水工程，2009年
自掌鳩河調(diào)入滇池流域水量為2．40億m ，調(diào)入水量
是滇池流域原天然水量的44％ ，調(diào)出水量是掌鳩河多
年平均水量的37％ ，此工程的實(shí)施對(duì)滇池和掌鳩河兩
流域水循環(huán)均產(chǎn)生較大影響。
3 水安全的主要影響因素
3．1 地形地貌變化與水安全
云南特殊的地理位置、地形、地貌導(dǎo)致水循環(huán)的空
間差異，從而影響水安全。西部橫斷山區(qū)河谷深切，江
河比降大，水流湍急，水循環(huán)活躍，水量雖然豐沛但利
用難度亦較大。滇中和東部高原區(qū)地表河系不發(fā)育，
降水明顯偏少，水循環(huán)相對(duì)緩慢，同時(shí)，因大量蒸發(fā)使
有限的水分隨氣流向北輸送出境，是滇中地區(qū)易干旱
的主要原因。另外，云南中部、東部巖溶區(qū)有限的產(chǎn)水
易滲入地下成為暗河、伏流，使開發(fā)利用的技術(shù)難度加
大、經(jīng)濟(jì)成本增高，加劇了該地區(qū)的干旱。
3．2 季節(jié)變化與水安全
云南省屬季風(fēng)氣候區(qū)，從干燥度分布來看，一般6
～ 10月小于1，降水量大于蒸發(fā)能力，有部分降水形成
了徑流。其余時(shí)期降水量小=F蒸發(fā)能力，形成的徑流
較少。全省的分布情況亦不均勻(見圖1)，中部的元
謀縣小黃瓜園站僅7，8月份的干燥度接近1，其余月
份均大于1，最大值達(dá)34．1，降水后形成徑流的機(jī)會(huì)更
小。東部的富寧、南部的普洱和西部的盈江年干燥度
小于1，且5～10月干燥度一般小于1，最大值為2～7，
降水后易形成徑流。西北部的麗江除6～9月干燥度
小于1外 其余時(shí)期大于1，最干旱的1月和12月干燥
度超過30，降水后不易形成徑流。就全省來看，最易
發(fā)生干旱的是西北部的香格里拉、麗江和中部的元謀、
開遠(yuǎn)等地區(qū)。此外，楚雄、昆明、曲靖、玉溪等地區(qū)干燥
度也較大，亦屬易干旱區(qū)(見圖2)。
從用水的角度來看，云南省農(nóng)業(yè)用水占總用水量
的70％ 以上，而農(nóng)業(yè)用水主要集中于3～6月，此期間
用水量占全年的60％ 以上，其中用水最集中的5，6兩
個(gè)月占全年用水量的50％ 以上，天然水循環(huán)中的干旱
季節(jié)正是用水的高峰期，水循環(huán)的季節(jié)性對(duì)水安全影
響顯著。
3．3 人口經(jīng)濟(jì)分布與水安全
云南省人口分布差異較大，經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，水與
人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展呈反向分布趨勢(shì)，水循環(huán)與經(jīng)濟(jì)分布的
不協(xié)調(diào)加劇了水供需矛盾。2009年，滇中地區(qū)的昆
明、曲靖、玉溪、楚雄、紅河5個(gè)州市人口密度92～291
人／km ，人口總量占全省的47％ ，生產(chǎn)總值占全省的
69％ ，而多年平均自產(chǎn)水量?jī)H占全省的24％ ；滇西北
和滇西、滇南的迪慶、怒江、德宏、臨滄、普洱、西雙版
納、文山等7個(gè)州市人口密度16～107人／km ，人口總
量占全省的28％ ，生產(chǎn)總值占全省的17％ ，多年平均
自產(chǎn)水量占全省的59％ 。可見，水循環(huán)活躍，產(chǎn)水多
的滇西北迪慶、怒江州及滇西、滇南等州市，人口較少、
經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢，對(duì)水的需求量?。欢h(huán)相對(duì)緩慢，
產(chǎn)水少的滇中昆明、曲靖、玉溪、楚雄、紅河等州市，人
口集中、經(jīng)濟(jì)發(fā)展快，對(duì)水的需求量大，加劇了水供需
矛盾。
20
在水循環(huán)過程中，因人為干預(yù)，水的成份改變很
大，特別是人口密集的城市周邊，水環(huán)境問題較多、水
質(zhì)一般較差，甚至喪失了基本使用功能。2009年，云
南省監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)河流中，Ⅳ類、V類及劣于V類水質(zhì)的河
長分別占總評(píng)價(jià)河長的6．9％ ，1．5％ 和12．O％ ，且多
集中在城市經(jīng)濟(jì)區(qū)及人類活動(dòng)頻繁的滇中地區(qū)，珠江
流域?yàn)閂類及劣于V類水質(zhì)的河長占總評(píng)價(jià)河長的
40．9％ L 9 3
。 因此，水環(huán)境問題是現(xiàn)階段影響水安全的
重要因素之一。
4 結(jié)論
(1)云南水循環(huán)在空間上形成兩個(gè)大圈。
(2)特殊的地理位置及地形變化，導(dǎo)致云南水循
環(huán)時(shí)空分布不均勻：① 區(qū)域上主要表現(xiàn)為滇西部、西
南部、南部水循環(huán)活躍，降水、徑流較大；滇中部、北部
水循環(huán)緩慢，降水、徑流小；蒸發(fā)量全省分布相對(duì)均勻，
中部、東部略偏大。② 年內(nèi)變化主要表現(xiàn)為6～10月
降水集中，水循環(huán)活躍；其余時(shí)期降水少，水循環(huán)緩慢，
特別是滇中部、北部地區(qū)，產(chǎn)生的徑流有限，易干旱。
③ 水循環(huán)的時(shí)空分布與人口、經(jīng)濟(jì)分布不協(xié)調(diào)，加劇
了水的供求關(guān)系矛盾。主要表現(xiàn)為人口密集、需水量
大的中部地區(qū)比較缺水，而人口密度較小、需水量小的
南部、西部、西北部和東北部的水資源難充分利用。
(3)人類活動(dòng)對(duì)水的小循環(huán)影響主要表現(xiàn)在：①
用水增加水量損耗，在降水量基本不變的條件下徑流
量有所減少，徑流年際變化加大；② 不同流域內(nèi)調(diào)水
改變水的自然循環(huán)；③ 水循環(huán)中物質(zhì)成份變復(fù)雜，水
質(zhì)變差。
5 建議
(I)宏觀決策應(yīng)統(tǒng)籌兼顧。決策時(shí)應(yīng)充分考慮水
的承載能力，遵循水循環(huán)規(guī)律，加快西部、西南部、南部
等水循環(huán)活躍、水資源更新快的地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，中部水
循環(huán)緩慢、水資源緊缺地區(qū)應(yīng)合理調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格
限制高用水、高耗水行業(yè)發(fā)展，在全社會(huì)大力倡導(dǎo)并推
進(jìn)節(jié)水型社會(huì)建設(shè)。
(2)微觀上應(yīng)加強(qiáng)管理。在涉水事務(wù)中，應(yīng)加強(qiáng)
管理，規(guī)避人類活動(dòng)的不利影響，實(shí)現(xiàn)水的良性循環(huán)。
(3)深入開展科學(xué)研究。水循環(huán)是復(fù)雜的系統(tǒng)，
水安全是人類生存和發(fā)展的重要保證，只有通過深入
研究，不斷揭示其固有的規(guī)律性，才能更好地為水資源
管理提供決策依據(jù)，實(shí)現(xiàn)人水和諧。
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(編輯：李慧)
Analysis of characteristics of water cycle and water safety in Yunnan Province
DUAN Qicai，HUANG Ying，WANG Jie
(Yunnan Water Resources and Hydropower Research Institute，Kunming 650228，China)
Abstract： In order to understand the regional characteristics of the water cycle，ensure the water safety and improve the ecolo—
gY and environment，the water cycle characteristics in Yunnan Province are analyzed based on the observation data of 97 hydro—
logical and meteorological stations from 1965 to 2000 and the natural geographical features．It shows that the characteristics of wa—
ter cycle in Yunnan Province are different in spatial distribution and change with seasons obviously．Considering geomorphology，
differences in spatial distribution of the water cycle，population and economics，the main influential factors of water safety are fur—
ther studied．Some suggestions are proposed by following the objective laws of the water cycle and ensuring water safety．
Key words： water cycle；water safety；characteristics of distribution；Yunnan Province

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