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北京今年降水量和往年比较,北京市地下水“增高”背后

04-23 互联网 未知 投稿

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1、北京今年降水量和往年比较:七年回升9.71米,北京市地下水“增高”背后

北京今年降水量和往年比较,北京市地下水“增高”背后

2022年9月,密云水库开始向潮白河生态补水。通讯员 王奇 摄

11月16日,最后一仓水泥浇筑完毕,北京市团城湖至第九水厂输水工程二期输水隧洞主体结构全部完工。据北京水务局消息,这标志着北京市南水北调地下供水闭环成功,其将在北京市内形成沿北五环、东五环、南五环及西四环的全长约107公里的全封闭地下输水环路。

在南水北调地下供水闭环成功背后,是北京市地下水位持续多年的回升。在人们记忆中,北京曾有一段地下水极度匮乏的时期。因人口、工业发展及连年干旱,北京自上世纪八十年代起经历了地下水水位缓慢下降期、急剧下降期,平原地区地下水平均埋深最低时跌到25.75米。

2014年年底,南水北调工程启动,“南水”引入北京;2015年,北京市地下水正式进入“止跌回升期”。随后几年,在“南水”以及近年降水增多下,北京市水务部门启动地下水超采治理,并对永定河、潮白河进行生态补水。

数据统计,2022年11月末,北京市地下水平均埋深为16.04米,接近2001年的埋深水平;与2015年同期对比,平均回升9.71米,地下水储量增加49.7亿立方米。

北京的地下水正在回升。

消失的水

1994年夏天,在北京市顺义区北小营镇西府村,白国营最后一次下到村前的箭杆河里摸鱼。

那条河曾水质清澈,水产丰富,白国营在里面摸出过马口鱼、鲫鱼、黄骨鱼等等。现是北京市水文总站地下水科科长的他清楚地记得,上世纪七十年代,河流有二十余米宽;约莫从上世纪八十年代起,河水逐渐变细、变浅,直到九十年代中期,河流彻底干涸。

1986年,郭希良刚进入潮白河管理站工作时,这条北京市第二大河流、“顺义的母亲河”还是水草丰茂。从上世纪九十年代起,潮白河水流量逐年减少,一直到1999年,牛栏山橡胶坝以北的潮白河河道完全干涸。

而后的场景被郭希良称为“火星之域”:除了夏天长出少许青草外,潮白河的河道裸露着,一刮大风就黄沙漫天;许多发烧友来此地玩越野摩托,在黄褐色的河床上留下了多条轮胎印;有人在河床放羊、放牛;甚至有剧组在附近取景,拍摄沙漠的戏份。

“难得下大雨,河道积一些水,但很快就蒸发掉,或是渗到地下去——地下太干了,地表根本存不住水。”郭希良说,这是地下水匮乏的直接表现。

北京今年降水量和往年比较,北京市地下水“增高”背后

2022年11月,牛栏山橡胶坝以北的潮白河段水流潺潺。生态补水前,这里曾是一片“火星之域”。新京报记者 冯雨昕 摄

在农村地区,这种匮乏与人们的生活有着更强的关联。

多位北京顺义区的居民表示,上世纪七十年代,顺义地区的农村依靠着两米深的井吃水;到八十年代,这种浅井没有水了,需将一根铁管砸进地下深约15米处,才能用压水机压出水来;再往后,压水机也力所不逮了,村里施行集中供水,往地下打一百米左右才能稳定供水。庄稼的长势也越来越差,发黄、打蔫儿,植物根系从地下汲取的水分不够,村民们不得不增加人工灌溉,挑水、建渠,农业成本上升。

上世纪九十年代末期,北京门头沟区斜河涧村民王鹏发现,紧随着不远处的永定河断流于1996年,村里的几眼泉水相继干涸了。斜河涧村位于妙峰山脚下,曾经地下暗流极多,在村里有四五处涌出点。斜河涧村的祖辈做饭、饮用、盥洗等,全靠村里的泉水。这种世代相传的生活习惯终结在21世纪到来前,斜河涧村也不得不打下百米深机井为村民们供水。

根据北京市水文总站提供的数据,1980年,北京市平原区地下水平均埋深约在7米左右;1990年,该埋深数据下降至10米出头;到1999年,该埋深数据下降至15米左右。随后的16年间,北京市平原区地下水埋深经历了急剧下降期,年均下降0.82米,并于2015年达到25.75米。据门头沟水务局数据,永定河沿岸地下水埋深于2014年达到最低点46.83米。

地下水的匮乏背后,是整个北京市的水资源短缺问题。“水资源的循环是环环相扣的。”水文总站的有关专家介绍,“大气降水到地面以后,一部分雨水形成了地表水,也就是江河湖海,一部分雨水渗入地下变为地下水。而后,地表水或蒸发或入海,地下水则沿着地下路径入海;江河湖海的水面蒸发,水又跑到天上去了,遇冷空气再降下来,回到地面或地下——这循环之中的一环或者多环出了问题,就是区域性的水资源出了问题。”

严重的水危机

北京曾是水资源丰富的水乡之地。有关资料显示,自元代起,北京内外城由水网连接,潮白河、通惠河等都可航船;北京城内及近郊有南淀、北淀、方淀、三角淀等大小九十九淀,今天的海淀区在元朝初年甚至还是一片沼泽地。永定河和潮白河两大河流更催生了两大地下水溢出带,涌出泉水无数,使北京一度到了“掘地成泉”的程度。

“从气候上讲,北京属于半湿润地区,随着城市化进程加快,人口高度集中,它自身的水资源是供不应求的。”清华大学水利系龙笛教授分析。据中国科学院生态环境研究中心何永等人发表的论文,1949年,北京市常住人口420.1万,城市总用水量10.67百万立方米;1980年,北京市常住人口904.3万,城市总用水量763.42百万立方米——为供应千万人口吃饭、喝水、洗漱、生产,31年间,北京市城市总用水量增长率达7054.83%。

人口与工业增长的同时,雨水少了。根据北京市水文总站数据,1999年至2007年,北京经历了新中国成立后最为严重的干旱期,年均降水量比常年少了近两成;1999年,北京市的年均降水量仅为321.7毫米,同年,上海年均降水量为1420毫米,广州年均降水量为1577.2毫米。

为此,北京的用水一度到了极其紧张的地步。统计显示,至2014年当年,北京人均水资源量仅有94立方米左右,为全国平均水平的1/20,远低于国际公认的500立方米极度缺水警戒线。

为了满足居民日益增长的用水需求,保证居民的日常生活不受影响,北京市不得不于1999年左右开始大规模超采地下水。

“什么是超采?简单说,降雨少,补水少,但我们开采的却多了,地下水的排大于补,就是超采。”北京市水科院专家杨勇说,1999年后,北京市各区县启用大量居民自备井,且各自来水厂以地下水为水源,怀柔、平谷、昌平、房山更是启用四个地下应急水源地,不间断汲取地下水;至南水北调开始以前,为满足每年30余亿立方米的生活生产用水总量,北京市年均开采地下水近23.6亿立方米。也是在此期间,北京市平原区地下水埋深下降近11.5米;最高峰时,地下水超采面积有6900平方公里,严重超采区有3422平方公里。

北京今年降水量和往年比较,北京市地下水“增高”背后

2021年12月27日,北京市南水北调团城湖管理处,野鸭在明渠里游泳。新京报记者 郑新洽摄

地下水超采区有天然的致命危害——随着地下水水位不断下降,土壤如被挤出水分的海绵一般收缩,导致地表塌陷下降。“这种非均匀沉降,会导致公路、桥梁的形变、位移甚至断裂,在沿海区域,还会出现海水倒灌的现象,对周遭生态系统造成严重破坏。”龙笛介绍。

2016年,时任首都师范大学副教授陈蜜等学者发表论文指出,由于过度开采地下水,北京部分地区地面沉降日益加剧,其中最大的沉降点位于北京东部地区,2003年至2011年,该地的沉降速率超过了10厘米每年。有统计显示,2000年至2014年,北京市的自来水管道破裂事故有30%以上是由地基沉降引起。

在龙笛的研究与观察中,地下水超采并非北京一家之症。

“华北的邯郸、邢台、石家庄、天津等城市,国际上墨西哥城、墨尔本、雅加达、金奈、圣保罗、美国加州中央山谷等,都有严重的地下水下降危机。”他说,“考虑到天然条件和人口密集程度,这是一种严重的城市病,需要系统治理才能够解决。”

开源节流与“以水治水”

所幸的是,北京的地下水之难,从降水增多后开始放缓。

据北京市水文总站数据,2008年至2021年的14年中,北京市有8年的年降水量达到或是超过多年平均降水量,甚至于2021年达到了924毫米,是北京市多年平均降水量的1.5倍还多,更是北京1999年降水量的接近三倍。在一张地下水埋深与年降水量的对比图中,两者呈明显的正向关系。

龙笛在2020年发表的一篇论文中指出,相对于1999‒2007持续干旱时段,自2008年以来的降水增加对地下水储量恢复的贡献为30%。

据龙笛估算,截至11月初,北京市2022年降水量约为450毫米,与去年同期相比减少了一半,“可以说是一个少雨、偏干旱的年份。”而目前北京平原区地下水埋深约为16.3米,较去年同期回升了0.85米——在少雨年份,这样不降反升的数据是很可观的。“这说明,除了难以捉摸的气候之外,水利工程的作用也是非常大的。”

2014年12月,南水北调中线工程正式通水,长江水从横跨湖北、河南两省的丹江口水库奔走1267公里,通过明渠、渡槽、暗涵、管涵、隧洞、倒虹吸等方式为北京市输水年均10亿立方米。而后,自2015年起,北京市地下水资源进入“止跌回升期”。

资料显示,南水进京后,结合南干渠工程、大宁调蓄水库、团城湖调节池及各水厂输水工程,直接供水覆盖面积达3247平方公里。

北京今年降水量和往年比较,北京市地下水“增高”背后

2021年12月27日,北京市南水北调团城湖管理处,工作人员在团城湖调节池工程巡逻。新京报记者郑新洽 摄

“南水一下替代了地下水,成了北京市的主力水源了,北京居民的生活用水有70%是用南水。”北京市水资源调度管理事务中心副主任王俊文说,输水至今,南水已为北京增加水资源超80亿立方米,比两个密云水库的水量还多。

开源之后,节流也被提上日程。2015年起,北京市水科院开展地下水超采治理工作,“对地下水控、管、节、调、换、补。”北京市水科院专家杨勇介绍,比较典型的措施是,在南水北调带来富余水资源的基础上,将北京13家自来水厂的水源从地下转为地表;同时,大规模地展开自备井置换工作,截至目前,全北京已有1200多个单位的自备井的用水需求被市政自来水替换。

同时,农业灌溉效率提升和用水量下降。“采用更先进的灌溉技术,比如说喷灌、滴灌等;鼓励调整作物的种植结构等降低了农业用水量。”龙笛介绍,北京市农业用水从2003年的14亿立方米下降到2018年的不到5亿立方米。据悉,2015年,北京市地下水开采量约为18亿立方米,低于此前的年均25亿立方米;到2020年,这个数据已经下降至13.5亿立方米。

开源、节流的同时,“以水治水”的生态补水方案被提上了台面。

生态补水,即通过向河道输水,改善河流生态环境,回补沿河地下水。仰仗于密云水库、官厅水库的功能,就好比家中有一口水缸,用之不竭时将水存下,待到缺水的时候,再引水出来用。而经过生态补水以后的河流水量多了,河水就会向下渗,能够起到补充地下水的作用,这些措施能促进密云、怀柔等水源地、永定河流域等严重超采区的水源涵养和修复。

“每年年底,北京市水资源调度管理事务中心会对明年全市水资源做配置计划,何时补水,补多少水。比方说,与水文总站合作,预测明年官厅水库降雨多少,水位多少,可以放多少水。”王俊文说。

2019年,永定河首次进行试验性生态补水,黄河万家寨、册田和友谊等水库向官厅水库调水2.7亿立方米,而后,官厅水库以最大40立方米每秒流量向下游集中补水2.3亿立方米。2020年春季,官厅水库以最大100立方米每秒流量向下游补水1.66亿立方米,最终在水库以下形成248公里连续水路,北京境内的永定河在断流25年后终于再次全线贯通。

潮白河的生态补水则启动于2021年4月30日。郭希良见证了这一开端:当天早上八点整,密云水库潮河输水洞以每秒10.2立方米流量放水出库;十点整,白河输水洞以每秒10立方米的流量放水出库。三十天后的5月29日,在累计补水2.2亿立方米后,补水水头到达潮白河白庙橡胶坝下,与下游有水河道汇合,这意味着,时隔22年后,潮白河北京段首次全线水流贯通。

潮白河补水期间,郭希良追随着水流的路径,只见到水头像小蛇一样向前蜿蜒,行动极慢——如同久旱逢甘霖,他发现潮白河的河床“好渴,好渴”,大部分的水流来不及往下游去,就渗入了黄褐色的河床中。

地下水回来了

门头沟斜河涧村民王鹏记得,2020年夏季的一场大雨后,村民们忽然奔走相告,“村里一溜三个泉水又出来了。”此前,这些泉眼已干涸二十余年。

北京今年降水量和往年比较,北京市地下水“增高”背后

2022年11月,游客在门头沟斜河涧村观泉。2020年夏季的一场大雨后,这个干涸了二十余年的泉眼重又冒出水来。新京报记者冯雨昕 摄

据门头沟水务局数据,自2019年永定河实施生态补水后,门头沟区存在30余眼断流后复涌或流量明显增大的泉眼。而据北京市水务局数据,从2021年至今,北京地区共有81处泉眼复涌。

在北京东部的顺义区,牛栏山橡胶坝以北的潮白河段水流潺潺;位于潮白河右堤的潮白河供水所的职工们通过观测惊喜地发现,潮白河沿岸的地下水埋深恢复到最浅处地下5米;这个数据一度深达地下45米。

种种迹象证明,北京的地下水确实又在逐步接近人类了。

白国营说,截至2022年11月末,北京市地下水平均埋深为16.04米,接近2001年的埋深水平;与2015年同期对比,平均回升9.71米,地下水储量增加49.7亿立方米。

“如果2019‒2030年的地下水开采量减少到每年15亿立方米,且多年平均降水量在2008‒2018年平均水平(偏湿,每年580毫米),北京地下水储量有可能在2030年恢复至上世纪九十年代的水平,即地下水埋深约10米。”龙笛在一篇论文中推测。

这当然是一个可喜的推测,但水文专家们也有别的考虑:随着地下水的逐渐回升,各地区地下水位可恢复阈值应当被确立。

“埋深太浅了也不好,极端一点说,可能会泡着房子的地基,或是地下车库、地下垃圾掩埋场,造成地下水污染。”一位不具名的专家表示,若地下水埋深回升到两米左右,则有可能将土壤中的盐分携带提升至地表附近,“太阳一晒,水分蒸发了,只留下盐分,农民的土地就盐碱化了。”

为此,水文总站正与北京市多部门合作建立全市地下水监测信息共享机制,每日监控记录地下水埋深,并每月一次与其他单位共享、分析数据。另外,结合地形、地貌等因素,北京市平原区地下水位可恢复阈值也被确立下来。

“综合地基防水问题,地下水埋深应该控制在10至15米;从地下水水质来看,埋深应该控制在10米左右;从防控盐碱化的角度考虑,北京市平原区的地下水埋深应该控制在大约三米左右。结合目前的北京市地下水水位来看,水位回升的空间还是很大的。”白国营说。

直到今天,位于北小营镇、陪伴他成长的那条河流仍然没有复流。不过,不远处的潮白河岸边,原有的数个平均深度40米的砂石坑,逐渐被渗出的水灌满了,形成了600多亩的水面,俨然是几片小湖。连带着潮白河两岸绿意盎然,鲫鱼、鳜鱼、马口鱼,还有白鹭、白骨顶鸡等也都回来了。

现在,郭希良再去潮白河边散步,恍惚觉得“像在江南”。这片他曾形容为“火星之域”的地方,重新生出了绿洲。

新京报记者 冯雨昕

编辑 胡杰 校对 刘军

2、北京今年降水量和往年比较,北京汛期雨量创近20年最多

又创下新高了!按照北京市气象局发布消息指出,北京在2021年的“汛期”(6月1日-8月31日)时段,出现了降雨量的新高,并且这个降雨量多出来的还不是一点点,而是几十年最多的,同时还创下多个之最,什么情况?难道北方的降雨真的比南方还多,大家说的北方变南方真的要出现吗?这会不会是一种“南北气候”大变的预警呢?

北京今年降水量和往年比较,北京市地下水“增高”背后

确实,这个还得看一看,但是站在全球变暖的角度之下,很多气候现象可能都是超乎我们的想象,这样算是正常的,大气环境在变,地球气候不可能不出现波动,在全球变暖的背景之下,我们看到的极端性气候现象也不少了,所以这样的情况大家应该“适应”才对,那下面我们就来看看,这是如何预警的。

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北京汛期降水量(雨量)创近20年最多

按照统计数据显示,在2021年,北京汛期总计出现了62次的降雨量过程,相比去年同期偏多3成。其中,北京全市平均降水量为627.4毫米,分别较常年同期(373毫米)和近十年同期(395.4毫米)偏多7成和6成,为近20年最多。7月的雨水量变化最大,降水量为400.4毫米,为1951年以来历史同期最多。

北京今年降水量和往年比较,北京市地下水“增高”背后

同时,观象台降雨日在7月,达到了20天,较常年同期(10.8天)偏多一倍。这都是在北京比较罕见的,而北京密云区平均雨量最大,为775.1毫米,怀柔(雁栖西栅子)单点雨量最大,达1084.4毫米。所以今年北京的雨水量确实比较多,这也算是一次罕见的模式了。而2021年的汛期相比主汛期的时间也提前了,汛期降水前期偏少,中后期明显偏多等等。

北京今年降水量和往年比较,北京市地下水“增高”背后

这些都是北京在2021年降雨量的一个变化,所以,这个降雨量的数据只能说明一个问题,那就是北京汛期的降雨量确实创下了新高,变多了。当然就是因为这样,再次引发了大家对降雨变化的讨论。

中国雨北迁,南北气候大变开始了?

首先我们了解下“为何北京的降雨量较多”的原因,其实原因很简单,人人都看得到的,那就是今年的副热带高压表现非常强盛,高压脊线位置比常年同期偏北,所以导致我国北方的水汽充足。

副高外围引导的暖湿气流直接进入到我国华北地区,加上中高纬度冷空气活动频繁,这不,就形成了“冷湿气流”的对接,导致降雨明显增加,包括8月也是一样的,虽然副高出现了偏西,但是依然引发了大气环流波动,所以出现了这样的情况。

北京今年降水量和往年比较,北京市地下水“增高”背后

那中国降雨在北移有没有科学依据?确实也是有依据的。美国《国家科学院学报》早就发表研究过,在全球变暖的背景之下,导致东亚夏季风雨带向西北方向推进,从而导致北方带来更多雨水,所以中国降雨的确北迁了,种种迹象也表明了,北方的降雨量确实增多了。但是这里需要说明一下,那就是降雨量的变化存在多种因素,也可能出现更加极端化的模式,这个需要警惕。

北京今年降水量和往年比较,北京市地下水“增高”背后

那北京降雨量的变化,是不是南北气候大变的一种预警呢?上面原因我们也说了,但是这种情况也不能作为南北气候大变的一种预警,只能说我国的雨水结构确实发生了一定的转变,如果北方都变成南方了,那我国南方的气候可能又会进一步改变,所以我们不能从单一的数据来说明,我国南北气候的大变可能就到来了,开始大波动,大变化了。

北京今年降水量和往年比较,北京市地下水“增高”背后

所以,这也不能作为一种南北气候大变的预警,至少缺乏相当一部分的数据,除非我们看到了北方的所有城市降雨量都在变化,气候都在变化,这样才可以下定义。降水本身最直接性的因素就与水汽输送存在关系。

近地层大气温度升高与降雨量的变化关系复杂,降雨量变化在不同地区有不同的表现,与时空尺度、地理位置等有着密切的联系。所以,雨水的多少变化非常复杂,不能因为北京今年汛期的雨水大变,就说我们南北气候大变预警来了,这个还需要更多证据支持才行,这就是大概的情况。

北京今年降水量和往年比较,北京市地下水“增高”背后

总结

全球变暖还在持续之中,按照统计数据显示,2020年,全球平均温度较工业化前水平(1850~1900年平均值)高出1.2℃,2011~2020年,是1850年以来最暖的十年,而2021年全球的温室气体排放还在持续增强,这意味着2021年又有概率创下气温的新高。所以这不是一个好消息,只要全球变暖引发的“气候效应”持续存在。

北京今年降水量和往年比较,北京市地下水“增高”背后

那意味着极端性的雨水在任何一个地区都可能出现,而并非仅限于今年的北京汛期雨水量出现突破性的问题,所以大家还是改变气候吧,如今南北地区的气候确实有改变,但是多数都是极端性的气候现象较为明显,所以维护地球生态系统,保护好地球,这一切都可能会改变了,这就是大概的情况。

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