潘增輝　李京善　高　巍　魏麗賢　聶會蘭

摘要：從分析全球氣候變化近期的研究成果人手，針對河北省水文水資源以及防汛抗旱現(xiàn)狀，確定了氣候變化對河北省水利工作所產(chǎn)生的直接影響、間接影響、不確定性影響以及管理影響，并根據(jù)實際情況提出了應(yīng)對氣候變化的經(jīng)濟、政策、社會、技術(shù)和工程措施。

關(guān)鍵詞：氣候變化；河北；水資源；防汛抗旱；影響；對策

中圖分類號：P338；P467文獻標(biāo)識碼：B文章編號：1672-1683(2009)01-0073-03

1引言

近百年來，全球正經(jīng)歷著一次以全球變暖為主要特征的較為顯著的氣候變化，已經(jīng)引起學(xué)術(shù)界、各國政府、非政府機構(gòu)乃至社會公眾的普遍關(guān)注。自20世紀(jì)70年代后期，科技工作者針對全球氣候變化進行了大量研究，同時，全球變暖、臭氧空洞、冰蓋融化、海平面上升等也逐漸成為普通民眾耳熟能詳?shù)脑~匯。

世界氣象組織(WMO)根據(jù)截止到2007年11月底的歷史數(shù)據(jù)，宣布1998年—2007年是歷史上有記載以來最暖的10年。自20世紀(jì)初以來，全球平均地表溫度已經(jīng)上升了0.74℃，過去20年中氣溫升高的平均速率幾乎是過去100年的兩倍。2007年，北極海冰面積為有記錄以來最低，導(dǎo)致加拿大西北航道有記錄以來首次貫通；南極臭氧空洞相對較??；赤道太平洋中東部拉尼娜發(fā)展；世界許多地方發(fā)生破壞性洪水、干旱和風(fēng)暴。

河北省作為資源匱乏性的缺水省份，對水資源的變化尤其敏感，氣候變化給河北的水資源和防汛抗旱工作帶來了新的威脅和挑戰(zhàn)。因此，研究氣候變化對河北省水資源和防汛抗旱的影響，并找出應(yīng)對措施，是擺在河北水利工作者面前的一項重要工作。

2氣候變化概述

2.1定義

聯(lián)合國氣候變化專門委員會(IPCC)認(rèn)為，氣候變化是指氣候狀態(tài)的變化，而這種變化能夠通過其特性的平均值和/或變率的變化予以判別(如：運用統(tǒng)計檢驗)，氣候變化將在延伸期內(nèi)持續(xù)，通常為幾十年或更長時期。聯(lián)合國氣候變化框架公約(UNFCCC)第一條則將氣候變化定義為“在可比時期內(nèi)觀測到的在自然氣候變率之外的直接或間接歸因于人類活動改變?nèi)虼髿獬煞炙鶎?dǎo)致的氣候變化”。

氣候變化在長時間尺度上是自然存在的，從歷史資料看，地球的氣候存在冰期一間冰期的自然溫度震蕩過程。但是由于人為的原因，導(dǎo)致氣候變化的速率加快、幅度加大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了自然變化的尺度，自然界不能迅速適應(yīng)這種變化，導(dǎo)致各種氣候極端事件頻繁出現(xiàn)，給人類造成了威脅。我們所研究的氣候變化主要研究的是短時間尺度、人為因素造成的氣候變化。因此，UNFCCC對可歸因于人類活動而改變大氣成分后的氣候變化與可歸因于自然原因的氣候變率做出了明確的區(qū)分。

2.2氣候變化在全球及我國的表現(xiàn)

2007年2月2日，IPCI2第一工作組發(fā)布第四次評估報告，宣稱氣候確實在發(fā)生著變化。同年11月，IPCC發(fā)布綜合報告，證明氣候變暖是毋庸置疑的，目前從全球平均氣溫和海溫升高，大范圍積雪和冰融化，全球平均海平面上升的觀測中可以看出氣候系統(tǒng)變暖是明顯的。所有大陸和大部分海洋的觀測證據(jù)表明，許多自然系統(tǒng)正在受到區(qū)域氣候變化的影響，特別是溫度升高的影響。同時，該報告也指出，目前的氣候變化90％以上是人為因素造成的。根據(jù)預(yù)測，到21世紀(jì)末，全球地表將平均增溫1.1℃～6.4℃，全球海平面平均上升幅度為0.18～0.59 m。

與此同時，國內(nèi)學(xué)者通過研究，也已經(jīng)有顯著證據(jù)表明，在過去的50年，中國的氣候也發(fā)生了顯著變化，包括平均溫度升高、海平面上升，冰山退縮、東北和華北地區(qū)年降水量減少而華南和西北地區(qū)降水量卻顯著增加。

3河北水資源及防汛抗旱概況

3.1河北水資源情況

作為一個資源性缺水的省份，河北省的水資源有以下顯著特征。

①水資源極度匱乏，人均水資源量只有307 m³，已經(jīng)屬于極度缺水地區(qū)，保障京津用水則進一步加劇了水資源缺乏的程度。

②地表河流絕大部分處于干涸狀態(tài)，基本上無水生態(tài)可言。

③降水主要集中在汛期，因此出現(xiàn)了汛期暴雨集中，防汛形勢嚴(yán)峻，而其他時段則旱情較為明顯。

④降水空間分布不均，太行山迎風(fēng)區(qū)中南部和燕山迎風(fēng)區(qū)降水量較大，西北部降水量較小。

⑤由于地表水不能滿足需要，地下水超采嚴(yán)重，形成大型地下水漏斗。

⑥水質(zhì)污染情況較為嚴(yán)重，地表水污染及富營養(yǎng)化。

⑦水土流失現(xiàn)象較為嚴(yán)重。

3.2河北防汛抗旱情況

河北省在歷史上是一個水患較為嚴(yán)重，洪災(zāi)和旱災(zāi)頻繁發(fā)生的地區(qū)。根據(jù)海河流域500年以來的旱澇資料分析，河北省自1470年以來具有20年周期的旱澇演化趨勢，500多年以來，河北省的旱澇災(zāi)害較為頻繁，并且旱澇交替明顯。

河北省頻發(fā)的旱災(zāi)和洪災(zāi)造成了人民生命財產(chǎn)的損失。即便是作為2000年以來受災(zāi)較輕、災(zāi)害損失較小、死亡人數(shù)較少的的2007年，全省也因局部突發(fā)洪水受災(zāi)8.822萬hm²，成災(zāi)4.728萬hm²，絕收1.33萬hm²，減收糧食14.36萬t，死亡大牲畜23頭，水產(chǎn)養(yǎng)殖損失40t，毀壞公路路基310.82 km，損壞堤防71處，共計156 km，損壞灌溉設(shè)施65處、塘壩1座、機電井53眼。受災(zāi)人口101.5萬人，因災(zāi)死亡3人，倒塌房屋254間，直接經(jīng)濟損失4.26億元。因干旱絕，收25.8萬hm²，因旱減產(chǎn)糧食244萬t。張家口市壩上地區(qū)由于連續(xù)干旱，受災(zāi)嚴(yán)重，絕收面積達20.7萬hm²，主要集中在壩上的康保、尚義以及張北西北部、沽源中北部地區(qū)。全省有53萬人、8.8萬頭大牲畜因早發(fā)生季節(jié)性飲水困難，主要集中在壩上地區(qū)、燕山山區(qū)、太行山區(qū)和黑龍港地區(qū)。

4氣候變化對水的影響

隨著人口的增長和經(jīng)濟社會的發(fā)展，人類對水資源的需求急劇增加，水資源不足、旱澇災(zāi)害以及水環(huán)境和生態(tài)問題已經(jīng)成為全球社會和經(jīng)濟發(fā)展的制約性因素。特別是近年來，由于全球氣候變化，使得水的問題更加突出。

4.1氣候變化對全球水文水資源的影響

根據(jù)IPCC第二工作組的研究報告，氣候變化將對流域水量平衡、區(qū)域可供水量和需水量、洪水和干旱頻率、農(nóng)業(yè)灌溉水量、供水系統(tǒng)的可靠性、恢復(fù)性和脆弱性以及水質(zhì)產(chǎn)生以下主要影響。

①在高緯度地區(qū)，由于降水量的增加，可能導(dǎo)致徑流量的增加，在低緯度地區(qū)，蒸發(fā)量的增加和降雨量的減少，徑流量可能有所下降。

②對于有季節(jié)降雪和融雪的流域，季節(jié)徑流和土壤溫度對氣候溫度變化的敏感性要高于對降水量變化的敏感性，氣溫變化對年內(nèi)徑流分配的影響明顯大于降雨量。

③年徑流兩對降水變化要比對氣溫變化敏感。

④徑流量和徑流年內(nèi)分配的變化將影響現(xiàn)有供水系統(tǒng)的可靠性、恢復(fù)性和脆弱性。

⑤在未來降水減少、氣溫升高的地區(qū)，徑流量和土壤水分發(fā)將減少，干旱頻率和強度增加。

⑥洪水頻率在有些地區(qū)增加，而有些地區(qū)減少。

4.2氣候變化對我國水文水資源的影響

國內(nèi)學(xué)者關(guān)于氣候變化對我國水文水資源的影響有以下基本結(jié)論。

①熱帶、亞熱帶濕潤氣候區(qū)的水文情勢對降水量的敏感性比對溫度更甚，而溫帶地區(qū)對降水、溫度的變化都比較敏感。

②華北地區(qū)未來雖然降水有所增加，但由于伴隨較大幅度的升溫，降水量的增加不及蒸散量的增加幅度達，土壤水分將減少，干旱、洪水頻率有所增加。

③在雨季降雨量減少的地區(qū)，由于洪水期徑流量的減少，相應(yīng)的洪水頻率減少，而干旱頻率增加。

④我國河川徑流量對氣候變化有敏感的響應(yīng)，且自南向北、自濕潤地區(qū)向干旱地區(qū)敏感性逐步增強。

⑤我國水資源系統(tǒng)對氣候變化的敏感區(qū)與脆弱區(qū)分布一致，其中最脆弱的地區(qū)位于黃淮海流域。

4.3氣候變化對河北省水文水資源的影響

據(jù)河北省42個氣象臺站的資料統(tǒng)計，20世紀(jì)50--60年代，全省年平均氣溫的增幅大部分臺站為0.1℃～0.6℃；60--70年代，年平均氣溫的增幅多為0.1℃～0.7℃；70-80年代，增幅多為0.1℃～0.6℃；80--90年代，全省各站年平均氣溫的增幅為0.2℃～1.2℃，其增幅最大。在近50年的時間里，從20世紀(jì)50-90年代，河北省各地年平均氣溫上升了0.2℃～2.1℃，全省平均上升了1.0℃。河北省大部分地區(qū)年平均氣溫20世紀(jì)50年代最低，90年代最高，其中80年代以來升高最快。統(tǒng)計資料表明年平均氣溫升高(變暖)主要是由于冬季平均氣溫升高及最低氣溫升高(夜間溫度升高)所致，而夏季平均氣溫和最高氣溫(白天溫度)變化較。

根據(jù)河北省1 112個測站的資料統(tǒng)計，全省平均降水量從20世紀(jì)50-80年代逐漸減少，減幅為79.7mm，平均每10年減少26.6 mm其中山區(qū)比平原區(qū)減幅大；90年代后有所回升，但仍比50年代少62.1 mm。資料統(tǒng)計表明，20世紀(jì)50-90年代，河北省除個別站點年平均降水量有所增加外，絕大多數(shù)站點平均降水量隨年代增加而減少。冀東沿海、太行山北部、冀南平原大部及懷來、遵化等地減少100 mm以上，其中邯鄲、青縣等站點減少150mm其它地區(qū)一般減少幾至幾十mm不等。

通過對國內(nèi)外研究及相關(guān)數(shù)據(jù)進行綜合分析，氣候變化對于河北省水文水資源的影響主要存在于以下幾個方面。

①氣候變化將對河北省的徑流量、水資源供需平衡、洪澇及旱災(zāi)、地下水、供水系統(tǒng)、水利工程等產(chǎn)生顯著的影響。

②河北處于氣候變化敏感區(qū)和脆弱區(qū)的重疊區(qū)域內(nèi)，氣候變化對河北的影響較其他地區(qū)將更為顯著。

③河北在未來降水量可能會有所增加，但是由于氣溫升高，蒸發(fā)量增加加大，土壤干旱將更加嚴(yán)重。

④由于氣候變化導(dǎo)致的極端氣候事件，會導(dǎo)致降水在時間和空間分配上更加不均，使得河北省防汛工作面臨更加嚴(yán)峻的形式。

⑤干旱的增加將促使地下水的超采，地下水漏斗擴大。

⑥氣候變化造成現(xiàn)有的水利工程預(yù)期設(shè)計目標(biāo)與實際情況不符，造成浪費或者不能滿足防汛要求等現(xiàn)象。

5氣候變化影響的對策

5.1影響分類

從影響的渠道，可以將氣候變化對水的影響分為4類，即：直接影響、間接影響、不確定性影響和管理影響。

①直接影響：指的是由于氣候變化直接對水文水資源產(chǎn)生的影響，如降水量減少、極端氣候事件、蒸發(fā)量增加等。

②間接影響：指的是氣候變化間接對水文水資源的影響，如通過地下水、水利工程設(shè)施等表現(xiàn)出來的影響。

③不確定性影響：指的是由于氣候變化的不確定性所產(chǎn)生的影響，如對一個地區(qū)未來的水文預(yù)測的不確定性等造成的影響。

④管理影響：指的是由于管理理念和管理措施不到位造成的影響，如由于沒有及時開展適應(yīng)性的應(yīng)對措施，或者由于意識問題形成的影響。

對于上述4種影響，人類的可控程度由直接影響到管理影響呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢。

5.2對策研究

由于氣候變化對河北省水利的影響涉及到水文水資源、洪災(zāi)、旱災(zāi)、地下水漏斗、水利工程等多個方面，因此，必須用系統(tǒng)學(xué)的觀點進行總體對策研究。應(yīng)對措施可分為經(jīng)濟措施、政策措施、社會措施、技術(shù)措施、工程措施等。

①經(jīng)濟措施：通過提高水價、征收水資源費、對節(jié)水進行獎勵或補助等措施促進節(jié)水，以應(yīng)對由于氣候變化導(dǎo)致的水資源減少和干旱。

②政策措施：通過立法限制水的浪費以及通過政策引導(dǎo)促進對全球氣候變化的研究。

③社會措施：通過宣傳教育和全民參與等形式的社會活動，增進全社會對全球氣候變化的認(rèn)知及對節(jié)水行動的支持。

④技術(shù)措施：通過對氣候變化情景模式的研究，提出河北省應(yīng)對措施預(yù)案。

⑤工程措施：通過對氣候變化及水文水資源、防汛抗旱等進行預(yù)測，評估目前水利工程的預(yù)期目標(biāo)與未來情況的契合程度，進行工程改造。

6結(jié)語

目前全球氣候變化已經(jīng)而且將繼續(xù)對河北省的水文水資源和防汛抗旱產(chǎn)生影響，作為一個資源性缺水的沿海城市，全球氣候變化給河北帶來的影響是復(fù)雜而巨大的。而且，由于河北省在全球氣候變化方面的研究仍相對薄弱且仍未引起高度重視，將會使這些影響在較長時間內(nèi)難以解決。在今后的研究中，應(yīng)該重視應(yīng)對未來氣候變化不同情景模式提出可操作性的解決方案。