[科普中國]-城市干旱

簡介

干旱災(zāi)害是指降水和蒸發(fā)收支不平衡造成的異常水分短缺現(xiàn)象，是最常見和影響最大的氣候?yàn)?zāi)害。我國近十幾年平均每年發(fā)生的氣象災(zāi)害中以旱災(zāi)最多，占55%，洪澇次之占27%，其他災(zāi)害占18%。干旱雖然不屬突發(fā)性災(zāi)害，但它對社會經(jīng)濟(jì)危害之深和影響之廣，往往為其他災(zāi)種所不及。1

干旱及其指標(biāo)由于降水是水資源的主要來源，直接影響大氣、地表和土壤的水分變化。通常以降水的短缺程度作為干旱的氣候指標(biāo)。常用降水量低于某一數(shù)值的日數(shù)、連續(xù)無雨日數(shù)和降水距平。如連續(xù)3個月降水量比常年偏少25%～50%可定為干旱，偏少5成以上可定為嚴(yán)重干旱等。

使用降水量作為干旱指標(biāo)雖然方便簡明，但有時并不能真實(shí)反映旱情。如在內(nèi)陸干旱地區(qū)降水量本來就不多，綠洲的水資源主要來自河流和地下水，與本地降雨多少的關(guān)系不大。高寒地區(qū)由于氣溫低蒸發(fā)量小，有200～300 mm的年降水量就足以保持地面的濕潤。評價干旱程度還要考慮前期的降水情況。因此，人們又設(shè)計出一些綜合考慮多種氣象要素的綜合干旱指標(biāo)，如Z指數(shù)、帕默爾干旱指數(shù)等。1

干旱的概念與類型城市干旱即城市區(qū)域發(fā)生的干旱缺水現(xiàn)象。與鄉(xiāng)村干旱或農(nóng)業(yè)干旱最多的不同在于，城市干旱與當(dāng)年本地區(qū)降水量及蒸發(fā)量的大小沒有直接關(guān)系，而主要取決于可供水量與需水量的差額，取決于上游降水量和水源地的貯水量。城市的水源地一般不在市區(qū)，許多城市至不在本市行政轄區(qū)以內(nèi)。有些城市大量利用地下水，地下水位及可開采量也影響到城市的干旱缺水狀況。

城市干旱缺水有資源型缺水、水質(zhì)型缺水和工程型缺水三種類型。南方城市主要表現(xiàn)為水污染造成的水質(zhì)型缺水，但也存在季節(jié)性資源型缺水問題；北方城市既有水質(zhì)型缺水問題，又有資源型缺水的問題，大多數(shù)以后者為主。西南喀斯特地區(qū)降雨充沛但流失嚴(yán)重，可看成是工程型缺水地區(qū)。我國600多個城市中有400多個存在資源型或水質(zhì)型缺水，其中110個嚴(yán)重缺水，大多分布于華北和東北南部，特別是北京、天津等大城市，由于連續(xù)9年降水偏少、上游層層攔截用水和連續(xù)多年超采地下水，目前的供水形勢已非常嚴(yán)峻。

根據(jù)城市抗旱應(yīng)急預(yù)案，城市干早一般可分為四級

一級，城市輕度干早。因干早城市供水量比正常需求量低5%～10%，出現(xiàn)缺水現(xiàn)象，居民生活、生產(chǎn)用水受到一定程度影響。

二級，城市中度干旱。因干旱城市供水量比正常用水量低10%～20%，出現(xiàn)明顯的缺水現(xiàn)象，居民生活、生產(chǎn)用水受到較大影響。

三級，城市重度干旱。因干旱城市供水量比正常用水量低20%～3o%，出現(xiàn)明顯缺水現(xiàn)象，城市生活、生產(chǎn)用水受到嚴(yán)重影響。

四級，城市極度干旱。因干旱城市供水量比正常用水量低30%，出現(xiàn)極為嚴(yán)重的缺水局面或發(fā)生供水危機(jī)，城市生活、生產(chǎn)用水受到極大影響。1

干旱的影響和危害城市干旱產(chǎn)生的直接后果——水荒因水資源匱乏造成城市供水不足，不但嚴(yán)重影響居民生活質(zhì)量，還給企業(yè)生產(chǎn)造成困難。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增長，城市干旱給經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活造成的影響和損失越來越大，在有的地方甚至影響到社會的安全穩(wěn)定。

超采地下水嚴(yán)重影響地質(zhì)環(huán)境長期超采地下水導(dǎo)致地下水位不斷下降，以城市為中心的地下水漏斗面積不斷擴(kuò)大。華北地區(qū)城市密集的環(huán)渤海地區(qū)復(fù)合漏斗面積在2001年已達(dá)到7.28萬km2,占該地區(qū)平原面積的52%。整個海河流域已形成世界最大的漏斗群。長期超采地下水又使一些城市出現(xiàn)地面下沉、裂縫等地質(zhì)災(zāi)害。

沿海城市因干旱導(dǎo)致海水倒灌和人侵環(huán)渤海地區(qū)由于地下水位大幅度下降，山東、河北、遼寧等省的沿海城市普遍發(fā)生海水入侵倒灌，使地下水質(zhì)惡化的事件。如山東萊州灣已形成面積11400 km2的地下水漏斗，造成海水人侵地下水含水層面積達(dá)730.7 km2.就連廣西北海市的海城區(qū)和潿州島也曾因長期超采地下水引起海水人侵造成水質(zhì)惡化。近年來，冬春干旱季節(jié)南海咸水倒灌珠江，嚴(yán)重威脅珠江三角洲城市群飲水安全，已成為嚴(yán)重的生態(tài)問題。

長期干旱的生態(tài)惡果對干旱、半干旱地區(qū)土地掠奪性開發(fā)破壞植被和水資源的不合理利用會導(dǎo)致土地沙化。地處河西走廊東北部石羊河下游的民勤市是深居沙漠腹地的一塊綠洲，由于上游層層攔截使用石羊河水和連年超采地下水，導(dǎo)致本地區(qū)水資源瀕臨枯竭，植被嚴(yán)重退化和土地沙化，風(fēng)沙危害日益嚴(yán)重。

國際上一般認(rèn)為外流河至少需要1/2以上的徑流水量入海作為生態(tài)用水，否則會嚴(yán)重影響河口附近海洋生物的養(yǎng)分循環(huán)。目前黃河流域在國家強(qiáng)制沿岸限量用水的情況下人海水量還不到1/3，海河流域幾乎無水入海，正在使渤海逐漸變成一個死海。

此外，干旱還使水力發(fā)電量減少，河流水位下降影響航運(yùn)和漁業(yè)生產(chǎn)。高溫與干旱相配合還將增加火災(zāi)的隱患。1

城市干旱的致災(zāi)原因干旱致災(zāi)的氣象條件干旱的氣象成因包括氣候變化、氣候的年代際波動和天氣變化三種作用。近100年和近50年中國年降水總量的變化趨勢不顯著，但近50年降水量的變化趨勢存在明顯的區(qū)域差異。1956-2000年長江中下游、東南沿海、西部大部分地區(qū)、東北北部和內(nèi)蒙古大部分地區(qū)年降水量有不同程度增加，但華北、西北東部和東北南部出現(xiàn)下降趨勢。

另外，我國降水量的年代際和年際變化波動較大的特點(diǎn)十分顯著，如華北地區(qū)降水量的年代際和年際變化較大。以位于華北地區(qū)的北京市為例，年降水最多年與最少年之間可相差5倍。降水的連豐年較少且時期較段，枯年較多且時期較長。當(dāng)某城市地處于降水總量的下降趨勢的區(qū)域，正處降雨量年代際變化的少雨時段，又有發(fā)生了降水量年際變化的干旱事件時該城市的干旱程度便會表現(xiàn)得非常嚴(yán)重。

從天氣學(xué)的角度分析，如某一地區(qū)長時間受大陸冷高壓或副熱帶高壓翕制，維持晴朗少云天氣，往往會發(fā)生干旱。氣流越過山脈下沉增溫形成的多風(fēng)效應(yīng)也會加重旱災(zāi)程度。

城市環(huán)境的影響(1)城市社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響

由于城市人口和經(jīng)濟(jì)的密集，對淡水資源的消耗強(qiáng)度要比鄉(xiāng)村大得多，近20年來沿海地區(qū)人口數(shù)量始終保持上升趨勢，預(yù)計到2010年沿海城鎮(zhèn)業(yè)口將從不足2億增加到3.4億，每年需新增供水110億m3.

(2)城市下墊面改變的影響

隨著城市化的進(jìn)程，原有農(nóng)田、草地、林地被建筑物及硬化地面取代。阻隔了雨水向土壤滲透，使城市地下水得不到應(yīng)有的補(bǔ)充，更加重了城市干旱。

（3）城市水污染的影響

目前全國有82%的河段受到污染，其中39%受到嚴(yán)重污染，70%以上能城市河段不適合作飲水水源，50%的城市地下水受到污染。目前大多數(shù)城市的污水集中處理率低于50%，蚌埠、無錫等城市還發(fā)生過城市飲用水源污染的危機(jī)。水質(zhì)型干旱已成為制約許多城市發(fā)展的嚴(yán)重障礙。1