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云南省水循环特性及水安全剖析

文档作者：段琪彩，黄英，王杰文档来源：云南省水利水电科学研究院		点击数：	更新时间： 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 长 江
Yangtze River
Vo1．43．No．13
July， 2012
文章编号：1001—4179(2012)13—0017—04
云南省水循环特性及水安全剖析
段琪彩，黄 英，王 杰
(云南省水利水电科学研究院，云南昆明650228)
摘要：为了认识地区水循环规律，保障水安全并改善生态环境，依据1965—2000年97个水文、气象站实测资
料，结合自然地理特征，对云南水循环进行了分析。结果表明，云南省水循环主要特性为空间分布差异大和季
节变化明显。结合地形地貌、水循环时空分布差异性和人口经济分布等，进一步分析了水安全的主要影响因
素。提出了遵循水循环客观规律、保证水安全的若干建议。
关键词：水循环；水安全；分布特性；云南省
中图法分类号：X52 文献标志码：A
云南省是自然灾害频繁的省份，而与水循环相关
的洪涝灾害及干旱灾害最为严重，特别是2009～2012
年的持续干旱，使云南省的经济、社会遭受重大损失，
对水安全提出了新的挑战。目前对于云南省水循环方
面的研究主要为单一水文要素分析，水安全方面的研
究也侧重于水质变化，而水文要素与社会经济发展相
互耦合对水循环及水安全的影响方面研究较少。在现
代水资源管理中，开展水循环研究，认识水循环规律，
对保障水安全、改善生态环境具有重要意义。本文依
据实测水文资料，采用干燥度作为定量分析指标，结合
地理位置、地形、地貌，对云南水循环特性及水安全的
主要影响因素进行分析，并提出了保障水安全的建议，
以期为云南省生态环境保护和经济社会的可持续发展
提供参考。
1 研究现状
全球的水循环时刻都发生在海洋与陆地之间、陆
地与陆地之间、海洋与海洋之间。正是由于水循环运
动，大气水、地表水、土壤水、地下水之间才能相互转
化，形成不断更新的统一系统 。随着人类活动改造
自然的不断深入，涉水工程建设和城市发展，一定程度
上改变了天然水循环的原有规律，人类活动对水循环
的影响已引起广泛关注。
水安全是指在一定流域或区域内，以可预见的技
术、经济和社会发展水平为依据，以可持续发展为原
则，水资源、洪水和水环境能够持续支撑经济社会发展
规模并维护生态系统良性发展的状态 I3 。水资源、
洪水和水环境的有机统一构成水安全体系，三者是一
个问题的3个方面，相互联系、相互作用，形成了复杂、
时变的水安全系统 。
云南省位于我国西南边陲，地形地貌复杂，经济发
展不平衡，受水循环的影响也更加显著且复杂多变。
境内水系分属长江、珠江、红河、澜沧江、怒江和伊洛瓦
底江六大流域，红河、澜沧江、怒江和伊洛瓦底江为国
际河流，珠江、红河主源和伊洛瓦底江的主要支流发源
于云南境内，因此，云南省水循环对我国和国际水循环
具有重要影响。
近年来，国际上相继提出了涉及水循环的一系列
全球性计划，最为知名的有国际地圈生物圈计划(IG．
BP)开展的“水循环的生物圈方面”核心计划(BAHC)
和世界气候研究计划(WCRP)开展的“全球能量与水
循环实验”计划(GEWEX)。大尺度(大于2 000 km
区域)水循环研究主要关注大气圈一水圈一生物圈一
冰雪圈～岩石圈一社会圈水循环的统合影响问题，其
收稿日期：2012—05—10
基金项目：水利部公益性行业专项经费项目(201001058、201001044)；云南省科技计划项目社会事业发展专项(2010CA013)
作者简介：段琪彩，女，高级工程师，主要从事水文水资源分析研究。E—mail：Duanqicai@126．eom
通讯作者：黄 英，女，教授级高级工程师，主要从事水文水资源分析研究。E—mail：Swhhyy@126．COB
18 人 民 长 江
重点是陆面与气候相互作用、水文学过程与生物圈过
程的气候强迫、陆地反馈机理的研究和水文尺度问题；
中尺度(200～2 000 km 区域)水循环研究主要利用
遥感技术，侧重于植被一水的可利用性一蒸散发一气
候之间的关系，利用大气环流模式研究水循环对下垫
面变化的响应；中小尺度(小于200 km 流域)水循环
主要研究水、热能量进入下垫面后的迁移机理，注重的
是不同植物、积雪场、水体等的蒸发、蒸腾机理 。近
30 a来，我国也进行了大量能水循环相关试验。如在
西北干旱区黑河流域能水循环试验(HEIFE)，南方湿
润区淮河能水试验(GAME—HUBEX)和高寒山区的
青藏高原试验(GAME—Tibet) 。
通过一系列的国际研究计划，发达国家水循环研
究取得了较大进展，而我国水循环研究仍较为薄弱。
目前我国对水循环要素(降水、径流、蒸发)的研究相
对深入，但不同尺度水循环过程研究尚落后于发达国
家。云南省水循环方面的研究取得了一些成果，如我
国西南纵向岭谷区环境与发展问题初步研究，云南省
纵向岭谷南延区域水文要素分布特征等 。
2 云南省水循环特性
2．1 水循环空间分布
就较大空间尺度而言，云南省水循环动力因素主
要为西南和东南两股暖湿气流，其中西南暖湿气流起
主导作用，影响全省水循环，东南暖湿气流相对较弱，
主要影响东南部水循环。西南暖湿气流源于印度洋孟
加拉湾海面，水汽含量高，气流向北输送过程中，受喜
马拉雅山的阻拦和地转偏向力的共同影响，自西部和
西南部进入云南境内，随着地形抬升和纬度升高而降
温凝结形成降水，并形成了云南水循环的第一个大圈，
即印度洋面蒸发一西南暖湿气流一降水一河川径流+
地下径流一蒸发一开发利用损耗一印度洋／太平洋。
东南暖湿气流源于西太平洋北部湾，自东南部进入云
南，向西北延伸形成降水，形成了云南水循环的另一个
大圈，即西太平洋面蒸发一东南暖湿气流一河川径流
+地下径流一蒸发一开发利用损耗一太平洋／印度洋。
就局部地区较小空间尺度言，表现为气流输入一降
水～ 河川径流+地下径流一蒸发一开发利用损耗一河
川径流+地下径流输出。
云南省多年平均降水量为4 900亿m ，多年平均
径流量2 210亿m ，在降水量中蒸发消耗占54．9％ ，
径流占45．1％ ，径流中0．6％ 因开发利用而消耗。加
入省外、国外入境水量后，云南省总径流量3 859．6
亿nl ，其中省内利用耗水量25．17亿m ，占总水量的
0．7％ ；出境水量3 834．5亿m ，占总水量的99．3％ 。
在总出境水量中，经邻省或邻国流向太平洋的水量
2 808．7亿m ，占总出境水量的73．2％ ；流向印度洋的
水量1 025．8亿m ，占总出境水量的26．8％ 。
2．2 地理位置对水循环的影响
云南省位于青藏高原东南侧，冬季盛行来自伊朗
高原和印度北部内陆及沙漠的干暖气流，天气晴朗，干
燥少雨；夏季盛行源于太平洋和印度洋的东南、西南暖
湿气流，云层厚，湿热多雨。受大气环流的影响，云南
省水循环季节性明显，据1956～2000年资料统计，雨
季5～10月降水量一般占全年降水量的80％ ～95％ ，
仅滇西北局部地区相对均匀，5～lO月降水量占全年
降水量的65％左右。径流量的年内分配过程与降水
基本对应，5～10月径流量占全年径流量的61．3％ ～
87．0％ ，连续最大4个月径流量占全年径流量的
49．3％ 一83．0％ 。蒸发量年内分配相对均匀，春夏季
节略偏大，2—8月蒸发量占全年蒸发量的62％ ～
76％ 。根据1956～2000年的年降水量和年蒸发量资
料，进行代表站干燥度年内变化分析(见图1)。从图
1可以看出，大部分地区6～10月干燥度小于1，其余
月份均大于1，即大部分地区干旱期超过半年。
嗤
H-
月份
图1 代表站干燥度年内分配
2．3 地形对水循环的影响
云南省地势总体西北高东南低，呈不均匀阶梯状
逐级降低，苍山、哀牢山等自西北向东南延伸的山脉对
西南暖湿气流有阻隔作用，加大了东北与西南的水循
环差异。从表征水循环的降水、径流、蒸发3个要素来
看，滇西北迪庆、怒江州及滇西和滇南部的德宏、临沧、
普洱、西双版纳、文山等州市的多年平均降水量为
1 000～2 000 mm、径流深400～1 400 ITlm、水面蒸发量
700～1 200 mm，西北部怒江州和西部德宏州局部地区
多年平均降水量超过4 000 mm；滇中昆明、曲靖、玉
溪、楚雄、红河等州市的多年平均降水量700～1 000
mm、径流深100～400 mm、水面蒸发量1 000～1 400
m ill。
根据1956～2000年全省97个水文、气象站的年
第13期 段琪彩，等：云南水循环特性及水安全剖析 19
降水量和年蒸发量资料，绘制的云南省干燥度分布见
图2。
6_ 0．6—1
嘲l_5~2
—一2．5~3．
图2 云南省干燥度分布示意
从图2可以看出，西部横断山区以及北部地区干
燥度变化比较剧烈，而东部、南部和中部高原盆地区干
燥度变化相对平缓。干燥度小于1的地区主要分布在
滇东、南、西部的文山、西双版纳、普洱、临沧、德宏和滇
西北的怒江、迪庆等州市，滇中的昆明、曲靖、玉溪、楚
雄、红河等地区干燥度一般大于1，宾川、元谋、建水等
局部地区干燥度大于2，即中部和北部地区易干旱。
2．4 人类活动对水循环的影响
人类活动在水循环过程中增加了人工侧支水循
环，对水循环也存在不同程度的影响。截至2009年，
云南省已建成大型水库6座，中型水库184座，小型水
库5 325座，塘坝45 729个，年末总蓄水量54．81
亿m ，占当年地表水量的3．5％ 。一方面蓄水使水体
停滞而减缓水循环，另一方面也因蓄水而使蒸发增大
加快水循环。2009年，云南省河道外总用水量152．6
亿m ，水力发电用水量1 997亿m ，用水对径流年内
循环影响较大。以滇池流域为例，20世纪中期(1956
～ 1979年)海口水文站以上流域内用水损耗水量占同
期实测径流量21．1％ ，后期(1980～2000年)占量
52．6％ ，在降水量基本持平的条件下，径流量有所减
少。近年来，昆明市实施了掌鸠河调水工程，2009年
自掌鸠河调入滇池流域水量为2．40亿m ，调入水量
是滇池流域原天然水量的44％ ，调出水量是掌鸠河多
年平均水量的37％ ，此工程的实施对滇池和掌鸠河两
流域水循环均产生较大影响。
3 水安全的主要影响因素
3．1 地形地貌变化与水安全
云南特殊的地理位置、地形、地貌导致水循环的空
间差异，从而影响水安全。西部横断山区河谷深切，江
河比降大，水流湍急，水循环活跃，水量虽然丰沛但利
用难度亦较大。滇中和东部高原区地表河系不发育，
降水明显偏少，水循环相对缓慢，同时，因大量蒸发使
有限的水分随气流向北输送出境，是滇中地区易干旱
的主要原因。另外，云南中部、东部岩溶区有限的产水
易渗入地下成为暗河、伏流，使开发利用的技术难度加
大、经济成本增高，加剧了该地区的干旱。
3．2 季节变化与水安全
云南省属季风气候区，从干燥度分布来看，一般6
～ 10月小于1，降水量大于蒸发能力，有部分降水形成
了径流。其余时期降水量小=F蒸发能力，形成的径流
较少。全省的分布情况亦不均匀(见图1)，中部的元
谋县小黄瓜园站仅7，8月份的干燥度接近1，其余月
份均大于1，最大值达34．1，降水后形成径流的机会更
小。东部的富宁、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，最大值为2～7，
降水后易形成径流。西北部的丽江除6～9月干燥度
小于1外 其余时期大于1，最干旱的1月和12月干燥
度超过30，降水后不易形成径流。就全省来看，最易
发生干旱的是西北部的香格里拉、丽江和中部的元谋、
开远等地区。此外，楚雄、昆明、曲靖、玉溪等地区干燥
度也较大，亦属易干旱区(见图2)。
从用水的角度来看，云南省农业用水占总用水量
的70％ 以上，而农业用水主要集中于3～6月，此期间
用水量占全年的60％ 以上，其中用水最集中的5，6两
个月占全年用水量的50％ 以上，天然水循环中的干旱
季节正是用水的高峰期，水循环的季节性对水安全影
响显著。
3．3 人口经济分布与水安全
云南省人口分布差异较大，经济发展不平衡，水与
人口、经济发展呈反向分布趋势，水循环与经济分布的
不协调加剧了水供需矛盾。2009年，滇中地区的昆
明、曲靖、玉溪、楚雄、红河5个州市人口密度92～291
人／km ，人口总量占全省的47％ ，生产总值占全省的
69％ ，而多年平均自产水量仅占全省的24％ ；滇西北
和滇西、滇南的迪庆、怒江、德宏、临沧、普洱、西双版
纳、文山等7个州市人口密度16～107人／km ，人口总
量占全省的28％ ，生产总值占全省的17％ ，多年平均
自产水量占全省的59％ 。可见，水循环活跃，产水多
的滇西北迪庆、怒江州及滇西、滇南等州市，人口较少、
经济发展缓慢，对水的需求量小；而水循环相对缓慢，
产水少的滇中昆明、曲靖、玉溪、楚雄、红河等州市，人
口集中、经济发展快，对水的需求量大，加剧了水供需
矛盾。
20
在水循环过程中，因人为干预，水的成份改变很
大，特别是人口密集的城市周边，水环境问题较多、水
质一般较差，甚至丧失了基本使用功能。2009年，云
南省监测评价河流中，Ⅳ类、V类及劣于V类水质的河
长分别占总评价河长的6．9％ ，1．5％ 和12．O％ ，且多
集中在城市经济区及人类活动频繁的滇中地区，珠江
流域为V类及劣于V类水质的河长占总评价河长的
40．9％ L 9 3
。 因此，水环境问题是现阶段影响水安全的
重要因素之一。
4 结论
(1)云南水循环在空间上形成两个大圈。
(2)特殊的地理位置及地形变化，导致云南水循
环时空分布不均匀：① 区域上主要表现为滇西部、西
南部、南部水循环活跃，降水、径流较大；滇中部、北部
水循环缓慢，降水、径流小；蒸发量全省分布相对均匀，
中部、东部略偏大。② 年内变化主要表现为6～10月
降水集中，水循环活跃；其余时期降水少，水循环缓慢，
特别是滇中部、北部地区，产生的径流有限，易干旱。
③ 水循环的时空分布与人口、经济分布不协调，加剧
了水的供求关系矛盾。主要表现为人口密集、需水量
大的中部地区比较缺水，而人口密度较小、需水量小的
南部、西部、西北部和东北部的水资源难充分利用。
(3)人类活动对水的小循环影响主要表现在：①
用水增加水量损耗，在降水量基本不变的条件下径流
量有所减少，径流年际变化加大；② 不同流域内调水
改变水的自然循环；③ 水循环中物质成份变复杂，水
质变差。
5 建议
(I)宏观决策应统筹兼顾。决策时应充分考虑水
的承载能力，遵循水循环规律，加快西部、西南部、南部
等水循环活跃、水资源更新快的地区经济发展，中部水
循环缓慢、水资源紧缺地区应合理调整产业结构，严格
限制高用水、高耗水行业发展，在全社会大力倡导并推
进节水型社会建设。
(2)微观上应加强管理。在涉水事务中，应加强
管理，规避人类活动的不利影响，实现水的良性循环。
(3)深入开展科学研究。水循环是复杂的系统，
水安全是人类生存和发展的重要保证，只有通过深入
研究，不断揭示其固有的规律性，才能更好地为水资源
管理提供决策依据，实现人水和谐。
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(编辑：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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