北京城的水往事
北京历史上也是这样缺水的么?并非如此。曾经在水利部工作,退休后致力于考察北京水问题的王建介绍到,北京城是建立在一片沼泽湿地上的。它三面环山,永定河和潮白河带来的冲积物造就了肥沃的平原,而河流在平原上泛滥、改道,留下了大量的湖泊。北京城是依水而建的。
从三国时期开始,人们开凿运河,加固堤防,还引永定河水灌溉开辟了大片农田,在元明清三代达到极盛。那时地下水很浅,自家院里打几米深的井就能出水。但是这些历史只保存在地名中,"海淀"这个名字说明了北京西北遍布湖泊沼泽,而"胡同"一词本身就是蒙语里"井"的音译。
而在北京丰水的年代里,永定河水甚至可能淹没北京城。这样的情况至少持续到20世纪 60 年代。1963年8月,北京发生过暴雨洪水,护城河涨成地上河,城内积水深度达到0.3米至1.5米。从那以后,北京城的防洪工程已经几十年没有派上过用 途,开挖蓄洪通道的挖泥船也已经搁浅在亮马河的淤泥中。北京城的水为何发生这么大的变化?虽然从1999年起北京已经连续9年干旱,年降水只有平均值的 2/3,但是这点降水的变化并不足以解释河水与过去的天壤之别。水利部水文局的总工程师刘春蓁认为,全球气候变化是原因之一,但是更重要的因素是人类活动 的影响。
图说:人类的行为活动改变了自然界的水循环(制图/郝鹏飞)
被人类改变的水循环
"人类的活动强烈改变了水循环。"王建这样讲解道。水循环是水资源的核心,水资源并不像煤炭、石油那样可以用储量来衡量。人们可以享用的淡水,来自于水在海洋、大气、河流湖泊、冰川和地下水之间不断的循环。
而大城市周边人类的活动,已经彻底改变了水循环的面貌:干旱季节,人工降雨的炮弹把云中的水 分打下来;河水被水库截留,供居民们的生活使用;不足的部分,还需要抽取地下水补充;河水不再流过河床,而是改道做过防渗措施,用水泥砌好的渠道,而城区 也布满水泥和沥青硬化过的地面,浅层地下水很难得到补充,更不用说需要上万年才能形成的深层地下水。
这样做的直接后果就是,整个水循环以人类的用水为中心,周转的速度越来越快,而留存的淡水量 越来越少,河流变成荒滩,水库和地下水被榨干。在北京这样的半干旱区,后果特别明显。半个世纪以来,北京市一年的平均降水量是600毫米,而蒸发量在 1800~2000毫米之间,所以被称作半干旱区。降水量小于蒸发量,并不一定就会让水量入不敷出,因为蒸发量不是指实际的蒸发的水分,而是指如果有水面 的话会蒸发的水分,而且山区的河流也能为北京城补充水源。
但是当所有能用的水资源都被人们征用之后,降雨对于河流和地下水的恢复就无能为力了。
据十三陵水文站的记载,从上世纪90年代以来,降雨形成的流水就已经不再有蓄满产流,全部为 超渗产流,这意味着土壤已经像是吸不饱的海绵,只有当雨量大到超过它吸收的速度,才可能有水流产生。因此华北平原上的河流即使在雨季也很少有流水。人类用 水对水资源的循环的影响,已经迫切需要一门专门的知识来解读。
社会水循环,这门研究人类对水循环的影响的学科才刚刚上路。传统的水文学是研究自然状况下的 水,水利学是研究如何利用水,而社会水循环则是把人类作为水循环中的一个要素来考虑。2008年3月,在中国水科院召开了"社会水循环原理与知识体系研究 "立项研讨会。但愿人们这一次对于水的领悟不会太迟。
名词解释:什么是超渗产流?
地面径流(河流)的形成是在降雨、植物截留、填洼、雨期蒸发及下渗等几个过程组合下的发展过 程。超渗产流是指地面径流产生的原因是同期的降水量大于同期植物截留量、填洼量、雨期蒸发量及下渗量等的总和,多余出来的水量产生了地面径流。这种产流方 式一般发生在干旱区,湿润区则通常在土壤缺水量得到完全满足后产生径流,称为蓄满产流。
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