韓 雁, 張士鋒
(1.中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所,北京 100101;2.中國(guó)科學(xué)院陸地水循環(huán)及地表過(guò)程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100101)
徑流變異特征及其趨勢(shì)分析是進(jìn)行流域水資源安全評(píng)估、水資源管理的基礎(chǔ)。當(dāng)前在氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)的共同作用下,地區(qū)徑流顯著減少引發(fā)的徑流變異現(xiàn)象逐漸引起關(guān)注[1-2],也演變?yōu)樽兓h(huán)境下的水文學(xué)理論研究方向[3-6]。20世紀(jì)90年代以來(lái),中國(guó)北方地區(qū)各流域水循環(huán)規(guī)律發(fā)生了顯著變化,其基本特征為降水量小幅減少的情況下,徑流量減少卻十分劇烈,由此引發(fā)的水資源危機(jī)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了十分嚴(yán)重的影響。
氣候分區(qū)上屬于半濕潤(rùn)的中國(guó)海河流域是中國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)發(fā)展區(qū)域,在近十多年以來(lái)徑流變異現(xiàn)象十分突出。產(chǎn)水量的減少也必然導(dǎo)致入海水量的銳減和生態(tài)環(huán)境惡化等問(wèn)題。自2006年我國(guó)發(fā)布第一次《氣候變化國(guó)家評(píng)估報(bào)告》以來(lái),很多學(xué)者都把流域的徑流變異歸因于氣候變化的作用[7-8],后來(lái)發(fā)現(xiàn)僅靠氣候因素的作用無(wú)法解釋水文變異,因此出現(xiàn)了對(duì)人類(lèi)活動(dòng)共同作用的綜合分析。從所掌握的文獻(xiàn)來(lái)看,徑流變異的研究方法均集中在水循環(huán)要素的變化機(jī)理和規(guī)律方面[9-10],且我國(guó)各個(gè)重點(diǎn)流域的水文變異是學(xué)術(shù)界關(guān)注的重點(diǎn),如對(duì)黃河流域水循環(huán)變異與生態(tài)需水變化特征[11]、渭河流域水文突變及其對(duì)氣候變化的響應(yīng)[12-14]、石羊河流域水文響應(yīng)[15]、黑河流域徑流變化[16]等水文變異研究。以上研究主要是定性地分析徑流變化的規(guī)律和歸因,缺乏具體的定量化研究,尤其缺少對(duì)徑流變異在空間上的差異分析。關(guān)于氣候變化與人類(lèi)活動(dòng)對(duì)徑流變異影響的貢獻(xiàn)率各占多少、這些貢獻(xiàn)率如何隨著空間或子流域發(fā)生變化等等都是亟待研究的問(wèn)題。
海河流域的徑流變化和徑流變異引起了有關(guān)學(xué)者們的關(guān)注[17-19]。根據(jù)中國(guó)水利部第二次水資源評(píng)價(jià)結(jié)果[20],海河流域1980-2000年系列比1956-1979年系列降水量減少11.5%,徑流量減少30.1%,這是屬于正常的降水-徑流的非線性關(guān)系,還是下墊面產(chǎn)流機(jī)制發(fā)生了變化?為了探索這一問(wèn)題,一些學(xué)者對(duì)海河流域的水文變異特征開(kāi)展了有意義的研究,如土地利用對(duì)水循環(huán)變異的影響等,但是無(wú)法定量回答氣候變化和土地利用的貢獻(xiàn)大小及其在不同時(shí)間段的變化態(tài)勢(shì)。流域的產(chǎn)流、匯流是水循環(huán)研究的核心內(nèi)容,也是國(guó)內(nèi)外水科學(xué)研究的重點(diǎn),徑流變異直接影響了流域的產(chǎn)匯流過(guò)程。徑流變異的內(nèi)在機(jī)理如何以及在不同時(shí)期是否發(fā)生變化,基于這些問(wèn)題,本文提出分離變量法,并與Mann-Kendall法相結(jié)合,對(duì)海河流域的降水徑流演變趨勢(shì)與特征進(jìn)行分析,首次定量解析了研究期不同階段氣候變化與人類(lèi)活動(dòng)對(duì)海河流域徑流變異的貢獻(xiàn)率,識(shí)別出各子流域不同階段徑流變異的主要影響因素,并延伸探索海河流域二級(jí)區(qū)的變異特征及其對(duì)全流域的貢獻(xiàn),為海河流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)與水資源的可持續(xù)利用提供了科學(xué)支撐,對(duì)于實(shí)現(xiàn)海河流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
海河流域位于東經(jīng)112°0′~119°48′,北緯35°0′~42°42′,東臨渤海,西倚太行,南接黃河,北接內(nèi)蒙古高原,包括北京、天津、河北大部、山西東部、山東和河南的北部以及內(nèi)蒙古和遼寧的部分地區(qū),流域集水面積為32.0×104km2,在我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展格局中占有十分重要的戰(zhàn)略地位。海河流域水系圖見(jiàn)圖1。
圖1 海河流域水系圖
海河流域多年平均降水量為534.5 mm,河川徑流量為214.9×108m3。20世紀(jì)70年代以前,海河流域水資源問(wèn)題并不十分突出,進(jìn)入20世紀(jì)80年代以來(lái),由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人類(lèi)社會(huì)取水量不斷增加,缺水問(wèn)題逐漸顯現(xiàn)。目前,海河流域人均水資源占有量?jī)H為250 m3,約相當(dāng)于世界人均水資源占有量的3%,缺水問(wèn)題十分突出。在近年來(lái)水資源開(kāi)發(fā)利用量相對(duì)穩(wěn)定的情況下,水資源短缺的主要原因是區(qū)域內(nèi)水資源產(chǎn)水量減少,主要包括兩個(gè)方面:一是氣候變化原因,近年來(lái)氣溫升高,降水量比常年偏少;二是人類(lèi)活動(dòng)導(dǎo)致下墊面發(fā)生變化,在降水量小幅減少的情況下,河川徑流量的減少卻十分劇烈,即發(fā)生了徑流變異現(xiàn)象。
2.2.1 徑流變異分析方法 產(chǎn)流過(guò)程是流域徑流的形成過(guò)程,一個(gè)流域徑流量既與地區(qū)降水量大小有關(guān),也與下墊面的特征有關(guān)。通常情況下地區(qū)的地表徑流量與降水量之間存在非線性關(guān)系,即降水-徑流關(guān)系。由于受到人類(lèi)活動(dòng)與氣候變化的影響,降水量和下墊面均會(huì)發(fā)生改變,由此造成下墊面對(duì)地表水的阻水性、吸水性、持水性和輸水性等特征均產(chǎn)生了變化,進(jìn)而導(dǎo)致徑流量發(fā)生變異。由于下墊面和氣候因子對(duì)流域徑流變異的影響是相互獨(dú)立的,因此本文構(gòu)建分離變量法對(duì)徑流變異進(jìn)行定量分析。
徑流量變化可由時(shí)段初的徑流量減去時(shí)段末的徑流量來(lái)表述,設(shè)時(shí)段初、時(shí)段末的徑流量分別為R0和Rn,則徑流量的變化量為:
ΔR=R0-Rn
=R(P0,G0)-R(Pn,Gn)
=R(P0,G0)-R(P0,Gn)+R(P0,Gn)-R(Pn,Gn)
=ΔRG+ΔRP
(1)
式中:P0和Pn分別為時(shí)段初和時(shí)段末的降水量,mm;G0和Gn分別為時(shí)段初和時(shí)段末的下墊面特征;ΔRP和ΔRG分別為降水因子和下墊面因子對(duì)徑流變化的貢獻(xiàn),mm。
公式(1)表明,可采用分離變量的方法將徑流變化量分解為兩個(gè)部分,即由降水量變化和由下墊面變化而導(dǎo)致的徑流變化量。
2.2.2 趨勢(shì)分析方法 采用普通線性回歸模型估計(jì)時(shí)間序列變化趨勢(shì),將年際水文變量因子和氣候因子設(shè)為因變量,時(shí)間序列設(shè)為自變量,擬合公式為:
y=at+b
(2)
式中:y、a、b、t分別為擬合值、斜率、截距和時(shí)間(a),a×10為10 a期氣候傾向率,a為正表示變量y具有增大趨勢(shì),a為負(fù)表示具有減小趨勢(shì)。
非參數(shù)Mann-Kendall(M-K)檢驗(yàn)是評(píng)估變量趨勢(shì)顯著性的有效方法,在氣象和水文的時(shí)間序列突變檢測(cè)中被廣泛應(yīng)用[21]。對(duì)于給定的時(shí)間序列X=[x1,x2,…,xn],將M-K秩累積量序列(Sk)定義為:
(3)
其中ri可表示為:
(4)
Sk的均值E(Sk)和方差Var(Sk)分別為:
(5)
(6)
將正時(shí)間序列統(tǒng)計(jì)量UFk定義為:
(7)
將時(shí)間序列逆轉(zhuǎn)得到逆時(shí)間序列統(tǒng)計(jì)量UBk:
UBk=-UFk(k=n,n-1,…,1)
(8)
由統(tǒng)計(jì)量UFk和UBk分別構(gòu)成UF和UB曲線,當(dāng)UF和UB兩條曲線在置信區(qū)間內(nèi)相交,若統(tǒng)計(jì)量超出置信區(qū)間,則其交點(diǎn)為突變點(diǎn)。
本研究中海河流域1956-2000年水文資料來(lái)源于全國(guó)第二次水資源評(píng)價(jià)[22],2001-2016年水文資料來(lái)源于《中國(guó)水資源公報(bào)》(1997-2016)[23],相關(guān)氣象站點(diǎn)的氣候資料來(lái)源于中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)(http://data.cma/cn)。
3.1.1 1956-2000年降水-徑流關(guān)系變化結(jié)果與分析 本研究首先選取全國(guó)第二次水資源評(píng)價(jià)的1956-2000年的降水-徑流關(guān)系作為研究對(duì)象,對(duì)其水文變異規(guī)律進(jìn)行分析,同時(shí)根據(jù)公式(1)進(jìn)行徑流變異的分離變量分析,可以得到降水因子和下墊面因子對(duì)水文變異的貢獻(xiàn)率。
由于我國(guó)第一次水資源評(píng)價(jià)的降水系列為1956-1979年系列,因此可將1956-2000年系列拆分為發(fā)生水文變異前、后的1956-1979年系列和1980-2000年系列。表1為1956-2000年海河流域不同時(shí)段年均降水量、徑流量、入海水量以及徑流系數(shù)數(shù)據(jù)。
表1 1956-2000年海河流域不同時(shí)段年均降水徑流數(shù)據(jù)
1956-2000年期間海河流域降水-徑流關(guān)系如下:
R=0.9375P-286.16 (r2=0.8464)
(9)
式中:R為流域天然年徑流量,108m3;P為年降水量,mm。
由表1可知,1956-2000年的多年平均降水量為534.5 mm,徑流量為214.9×108m3,徑流系數(shù)為0.126。對(duì)發(fā)生徑流變異的1980-2000年系列進(jìn)行對(duì)比分析,得到這一系列的年平均降水量為499.9 mm,徑流量為174.8×108m3,降水量比1956-2000年多年平均值減少了34.6 mm,徑流量減少了40.1×108m3。將1980-2000年系列的年平均降水量代入公式(9),得到相同產(chǎn)流條件下的年平均徑流量應(yīng)為182.5×108m3,所以由于降水量減少導(dǎo)致的徑流減少量為32.4×108m3,由于下墊面變化導(dǎo)致的徑流減少量為7.7×108m3。按照分離變量法計(jì)算,得到氣候變化和下墊面改變對(duì)徑流量減少的貢獻(xiàn)率分別為80.8%和19.2%。
3.1.2 二級(jí)區(qū)徑流變異結(jié)果與分析 海河流域從北到南可以劃分為4個(gè)二級(jí)區(qū),分別是灤河水系、海河北系、海河南系和徒駭馬頰河水系(圖1)。分別對(duì)這4個(gè)二級(jí)區(qū)1956-2000年標(biāo)準(zhǔn)系列進(jìn)行降水-徑流相關(guān)分析,得到以下擬合關(guān)系式:
R=0.2542P-86.834 (r2=0.7946)
(10)
R=0.2202P-55.755 (r2=0.8812)
(11)
R=0.4574P-154.320(r2=0.8099)
(12)
R=0.0916P-37.867 (r2=0.7755)
(13)
采取分離變量法分析,將1980-2000年的降水量分別代入公式(10)~(13),計(jì)算得到各二級(jí)區(qū)在沒(méi)有變異條件下的產(chǎn)水量,進(jìn)而獲得各二級(jí)區(qū)導(dǎo)致徑流量減少的降水因子和下墊面因子的貢獻(xiàn)率,結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 研究時(shí)段海河流域各二級(jí)區(qū)徑流量變異計(jì)算結(jié)果
表2結(jié)果表明,1980-2000年海河流域4個(gè)二級(jí)區(qū)的徑流量均有所減少,減少量為(2.6~20.5)×108m3。徑流量減少百分比最大的為海河南系,減少了21.3%;減少百分比最小的為海河北系,減少了13.9%。從貢獻(xiàn)率方面分析,降水是徑流量減少的主要因素,尤其是徒駭馬頰河降水因子貢獻(xiàn)率達(dá)到117.7%。主要因?yàn)橥今旕R頰河流域土壤包氣帶厚度較小,徑流量受降水量變化的敏感性較強(qiáng),降水量的減少直接導(dǎo)致該區(qū)的地表徑流量減小。下墊面對(duì)徒駭馬頰河流域徑流量減少的貢獻(xiàn)率為-17.7%,即下墊面變化增加了該流域的徑流量。同時(shí)根據(jù)有關(guān)研究成果[24],1980-2010年海河流域三級(jí)區(qū)中除了灤河山區(qū),徒駭馬頰河流域建設(shè)用地面積增長(zhǎng)最快,增加了12.21%,且水域面積也增加了4.32%,即人類(lèi)活動(dòng)使不透水面積增加,提高了對(duì)流域徑流量的貢獻(xiàn),即下墊面變化對(duì)徑流量增加起到了促進(jìn)作用。
3.1.3 21世紀(jì)初期降雨-徑流關(guān)系演變趨勢(shì) 到了21世紀(jì)初期,海河流域的徑流減少更趨明顯。2001-2016年期間,年平均降水量為508.4 mm,平均徑流量為130.7×108m3,比多年平均徑流量減少了84.2×108m3。將2001-2016年期間年平均降水量數(shù)據(jù)帶入公式(9),如果下墊面條件沒(méi)有改變,徑流量應(yīng)為190.5×108m3,說(shuō)明由于氣候變化的影響徑流量減少24.4×108m3,占徑流減少量的29.0%;同時(shí)可以求得這一時(shí)期由于下墊面的變化導(dǎo)致徑流量減少59.8×108m3,占71.0%。
比較兩個(gè)時(shí)段水文變異的特征發(fā)現(xiàn),1980-2000年期間和2001-2016年期間的降雨-徑流關(guān)系均發(fā)生了明顯變化,兩個(gè)時(shí)期的降水量和徑流量均小于多年平均水平,但是降水和下墊面的影響程度卻有明顯區(qū)別,前一時(shí)期主導(dǎo)因子為降水,到了21世紀(jì)初期,由于下墊面產(chǎn)流環(huán)境的變化,人類(lèi)活動(dòng)影響對(duì)徑流量減少的貢獻(xiàn)率明顯增大。
3.1.4 徑流變異對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響 海河流域由于徑流量減少,直接影響了該地區(qū)的水資源供需平衡,對(duì)生態(tài)環(huán)境也產(chǎn)生了直接的影響。包括以下幾個(gè)方面:
(1)徑流變異對(duì)入海水量具有顯著影響。近年來(lái)海河流域入海水量急劇減少,已經(jīng)從多年平均的101.3×108m3下降到2016年的37.1×108m3,個(gè)別年份幾乎沒(méi)有水量入海。海河流域河川徑流量和入海水量的變化態(tài)勢(shì)及突變分析結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖2可看出,由于降水和下墊面的改變,流域的入海水量在1956-2016年呈下降趨勢(shì)。采用M-K突變檢驗(yàn)分析,得到1956-2016年海河流域入海水量均值為85.7×108m3,突變發(fā)生在1970年(圖2(b))。與河川徑流量突變發(fā)生的1981年相比(圖2(a)),提前了11 a。
圖2 1956-2016年海河流域徑流量和入海水量變化態(tài)勢(shì)及突變分析
(2)徑流變異對(duì)海河流域地下水的影響。由于水文變異,產(chǎn)水量減少,在近20年海河流域取用水量沒(méi)有增加的情況下,流域歷年地下水位連年下降。在南水北調(diào)中線工程通水以前,地下水位平均下降了20 m,導(dǎo)致河流干涸、水質(zhì)退化,乃至于對(duì)華北平原的生態(tài)環(huán)境造成了極大的破壞。
3.2.1 氣候變化對(duì)徑流變異的影響 氣候變化導(dǎo)致海河流域的徑流變異是相關(guān)研究學(xué)者的普遍認(rèn)識(shí)[25]。但海河流域氣候變化的事實(shí)及其對(duì)徑流的影響程度還需要進(jìn)一步驗(yàn)證。氣候變化一般用氣溫和降水兩個(gè)因子來(lái)表征。海河流域降水量可以用多年平均降水量進(jìn)行分析,而氣溫則分別選用北京市和石家莊市兩個(gè)城市的氣溫來(lái)表示。
1956-2016年海河流域各年代年均降水量和代表城市氣溫的變化趨勢(shì)見(jiàn)圖3。由圖3可見(jiàn),1956-2010年海河流域的降水量一直處于減少態(tài)勢(shì),由1956年的585 mm減少至2010年的491 mm,55 a內(nèi)累計(jì)減少了94 mm,減少百分比為16.1%。但是從2010年開(kāi)始降水量有所增多,最近的降水量甚至超過(guò)了多年平均降水量。
圖3 1956-2016年海河流域各年代年均降水量和代表城市氣溫的變化趨勢(shì) 圖4 1956-2016年海河流域年降水量變化態(tài)勢(shì)及突變分析
1956-2016年海河流域年降水量的變化態(tài)勢(shì)和突變分析結(jié)果見(jiàn)圖4。由圖4可見(jiàn),海河流域降水量在1956-2016年的61年中整體呈減少趨勢(shì),降水量氣候傾向率為-13.3 mm/10a,利用Mann-Kendall趨勢(shì)檢驗(yàn)法對(duì)1956-2016年降水量的變化趨勢(shì)進(jìn)行檢驗(yàn),在可信度95%的顯著性檢驗(yàn)下,降水量減少趨勢(shì)顯著且突變發(fā)生在1967-1970年。相比徑流量變化,降水突變的時(shí)間提前了大約10 a,表明徑流量變化受到降水量變化的影響,但二者變化過(guò)程并不完全同步,受水利工程調(diào)蓄作用的影響,徑流量發(fā)生突變的時(shí)間滯后于降水量突變時(shí)間。
對(duì)海河流域的典型站點(diǎn)氣溫計(jì)算結(jié)果表明,北京市和石家莊市的多年氣溫均值分別為12.25 ℃和13.47 ℃。研究時(shí)段內(nèi)北京市和石家莊市年均氣溫變化態(tài)勢(shì)及突變分析結(jié)果見(jiàn)圖5。
圖5 研究時(shí)段內(nèi)北京市和石家莊市年均氣溫變化態(tài)勢(shì)及突變分析
分析圖5可知,1951-2016年期間北京市氣溫呈逐年升高趨勢(shì),氣溫的傾向率為0.39 ℃/10a;石家莊市1955-2015年年均氣溫變化與北京市類(lèi)似,也有逐年升高的趨勢(shì),氣溫傾向率為0.32 ℃/10a;北京市和石家莊市兩個(gè)站點(diǎn)的氣溫升高均通過(guò)了可信度為95%的顯著性檢驗(yàn),北京市氣溫突變發(fā)生在1987年,而石家莊氣溫突變發(fā)生在1989年,均晚于海河流域徑流量突變發(fā)生的時(shí)間,可以認(rèn)為氣溫對(duì)徑流變異沒(méi)有影響。
3.2.2 人類(lèi)活動(dòng)對(duì)徑流變異的影響 人類(lèi)活動(dòng)往往會(huì)造成地表植被覆蓋和土地利用發(fā)生改變,影響了地表水循環(huán)與水文過(guò)程,導(dǎo)致水文徑流發(fā)生變異。通過(guò)對(duì)1982-2013年海河流域NDVI指數(shù)與徑流量變化過(guò)程的分析(圖6),發(fā)現(xiàn)NDVI指數(shù)在逐漸增大,尤其是林地面積增加,草地面積減少[25],其中流域東南部林地面積增加最多,使得徑流量減少。表2中海河流域二級(jí)區(qū)徑流變異結(jié)果也表明,1980年后海河南系的徑流量減少顯著,這一結(jié)果也驗(yàn)證了隨著NDVI指數(shù)的增加,尤其是林地面積的增加,使得區(qū)域水源涵養(yǎng)能力增強(qiáng),植被的耗水量也增大,在降水量未增加的情況下地表徑流量減少,使流域徑流量呈減小趨勢(shì)。
圖6 1982-2013年海河流域NDVI指數(shù)與徑流量變化過(guò)程
人類(lèi)活動(dòng)除了影響植被覆蓋外,同時(shí)也使得區(qū)域耕地面積減少,工業(yè)、住宅、交通等用地面積在不同程度的增加。京津冀地區(qū)建成區(qū)面積由1985年1 081 km2增加到2012年3 348 km2,增加了2倍多。建成區(qū)面積增加雖然對(duì)徑流量增加起到一定促進(jìn)作用,但相對(duì)于整個(gè)區(qū)域而言所占的面積比例較小,且植被覆蓋中的林地面積比例增加對(duì)徑流的增加起到抑制作用。此外,人類(lèi)活動(dòng)對(duì)徑流的影響還直接表現(xiàn)為水庫(kù)對(duì)徑流量的調(diào)節(jié),水庫(kù)的調(diào)蓄作用使得河川徑流在時(shí)間分配上發(fā)生改變,尤其是在汛期的調(diào)節(jié)作用較非汛期要明顯。因此,人類(lèi)活動(dòng)既有促進(jìn)徑流增加的方面,如不透水面積增加,也有抑制徑流增加的方面,如林地面積比例增加。
(1)海河流域水文變異受到氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)共同作用,本文提出分離變量方法與Mann-Kendall法相結(jié)合,定量解析了1956-2016年不同階段氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)對(duì)海河流域徑流變異的貢獻(xiàn)率,為流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)與水資源的可持續(xù)利用提供了科學(xué)支撐。
(2)20世紀(jì)下半葉海河流域徑流變異的主導(dǎo)因子是氣候變化中的降水量,相比1956-2000年系列,在1980-2000年期間氣候因子和下墊面因子的貢獻(xiàn)率分別為80.8%和19.2%;21世紀(jì)初期水文變異仍然十分劇烈,但是徑流變異主導(dǎo)因子已轉(zhuǎn)變?yōu)橛扇祟?lèi)活動(dòng)導(dǎo)致的土地利用變化,在2001-2016年期間氣候因子的貢獻(xiàn)率下降至29.0%,而下墊面因子的貢獻(xiàn)率上升至71.0%。
(3)對(duì)1956-2000年海河流域4個(gè)二級(jí)區(qū)開(kāi)展徑流變異研究發(fā)現(xiàn),在1980-2000年期間徑流量變異百分比最大的為海河南系,減少了21.3%,最小的為海河北系,減少了13.9%。從貢獻(xiàn)率方面來(lái)看,降水量減少是徑流變異的主導(dǎo)因子,海河北系、海河南系、徒駭馬頰河流域降水對(duì)徑流變異的貢獻(xiàn)率分別為98.9%、87.1%和117.7%;相比其他流域的徑流變異,灤河水系受下墊面變化影響相對(duì)較大,達(dá)到30.2%。
(4)海河流域的徑流變異對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了不良影響,主要表現(xiàn)為入海水量顯著減少,地下水水位埋深下降等。