戴 楠

(貴州省水利水電勘測設(shè)計研究院，貴陽550002)

氣候變化對水文水資源影響的研究進展

戴 楠

(貴州省水利水電勘測設(shè)計研究院，貴陽550002)

中國是一個水資源短缺的國家，水資源時空分布不均。近年來中國連續(xù)遭受嚴重干旱，旱災(zāi)發(fā)生的頻率和影響范圍擴大，持續(xù)時間和遭受的損失增加。無論是干旱還是洪澇都是由于水文水資源的變化而造成的，而水文水資源之所以會發(fā)生變化，氣候的變化對其有很大的影響。文章闡述了氣候變化對水文水資源影響的研究進展，分析了國內(nèi)外對于氣候變化影響水文資源的研究，在此基礎(chǔ)上闡述了氣候變化影響水文水資源的研究進展。

氣候變化;水文水資源;影響;研究進展

0 引言

天氣學(xué)研究的是那些與天氣和氣候有關(guān)的大氣運動。而大氣運動受質(zhì)量守恒、動量守恒和能量守恒等基本物理定律所支配。人類的生產(chǎn)活動，特別是工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展帶來的大氣污染、固體污染、水污染均對以上守恒定律造成負面影響。氣象與自然災(zāi)害密切相關(guān)，惡劣氣象條件是突發(fā)自然災(zāi)害的元兇(如特大暴雨造成的山洪爆發(fā)泥石流，山體滑坡，連續(xù)降水造成的洪澇災(zāi)害;長期無降水造成的旱災(zāi);大風(fēng)帶來的社會財產(chǎn)，生命的危害等)而這些災(zāi)害都與氣候變化造成水文水資源的影響直按相關(guān)。所以作者介紹上述立題很有意義。

根據(jù)氣象觀測資料:全球的平均氣候在20世紀大約升高了0.6℃。依據(jù)其他方面的信息進行綜合分析，可以預(yù)估出21世紀末，全球地表溫度將會大約升高1.2～6.3℃。

氣溫的升高，必然會改變?nèi)驓夂颍矊⒃斐扇蛩h(huán)系統(tǒng)發(fā)生相應(yīng)的改變。這種改變必然會體現(xiàn)在水資源的重新配置上。這樣會直接影響到降水、蒸發(fā)乃至土壤的濕度狀況等各因素。

因此，全球氣候變化不得不成為各國政府首要關(guān)注的國際性話題。研究分析氣候變化對水文水資源造成的影響，能夠有效的指導(dǎo)在現(xiàn)實情況下如何利用好水資源以及維持水資源的可持續(xù)性［1］。

1 國外關(guān)于氣候變化對水文水資源影響的研究

對于這項工作的研究、分析，國外最早起步在20世紀70年代，美國國家氣候研究協(xié)會在1978年第一次組織科研人員集中討論氣候及氣候變化對于水文水資源的相互作用。

世界氣象組織在1986年出版了相關(guān)的氣候變化的文獻綜述，在此基礎(chǔ)上推薦了一些操作的方法。國際水文協(xié)會(IAHS)在1987年的國際IUGG大會上組織了名為“氣候變化對水文水資源的影響”的研究報告，并于1988年由聯(lián)合國氣象規(guī)劃局以及世界氣象組織共同構(gòu)建了IPCC。

該組織的工作主要為:

1)對氣候變化進行有效、科學(xué)的評估，并要定期性的整體出評估成果，制定相應(yīng)的評估報告。

2)為國家領(lǐng)導(dǎo)人提供準確的氣候變化信息，讓領(lǐng)導(dǎo)人能夠了解到氣候變化的現(xiàn)狀，明確到人類的生產(chǎn)生活帶來的嚴重危害，從而意識到需要制定方針來緩解這種變化的迫切性。

經(jīng)過將近20 a的努力，截至20世紀90年代，關(guān)于氣候變化對水文水資源的影響研究已經(jīng)得到了高速的發(fā)展。

1990年出版的《氣候變化與美國水資源》以及1991年出版的《氣候變化和世界水文水資源》兩本資料，都分析總結(jié)了當(dāng)時氣候變化對于水文水資源的影響研究的方法和成果。

1992年，里約熱內(nèi)盧環(huán)境與發(fā)展大會上也明確了氣候變化對水文水資源的重要影響。1993年，第6屆國際氣象和大氣物理學(xué)會、第4屆國際水文科學(xué)協(xié)會聯(lián)合大會在日本召開。

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，21世紀的今天，國際上將這一議題作為全世界需要關(guān)注的話題，并且每年都會對這一議題進行分析、研究，并且形成報告。對于氣候變化的研究也逐漸擴大范圍和領(lǐng)域，也更加注重氣候變化的人文性［2］。

IPCC作為國際性的研究部門，它定期地對氣候變化做出以下3個方面的概括:

1)評價原有的氣候科學(xué)資料。

2)研究氣候變化對經(jīng)濟造成的影響。

3)頒布相應(yīng)的法規(guī)或者指定相應(yīng)的規(guī)程來緩解問題。IPCC分別于1990年、1995年、2001年以及2007年完成4次基本評估報告。在這4次評估報告中，第2次評估報告中報告了關(guān)于全球氣候變化對各方面造成的影響以及在其他方面的研究成果。IPCC的這些報告逐漸成為國際社會認識和了解氣候變化問題的主要依據(jù)。

2 國內(nèi)研究進展

我國對于氣候變化對水文水資源影響的研究工作起步晚，與國外相比研究比較落后。從20世紀80年代起，便迅速加大了對這一方面的研究工作。具體落實在“八五”、“九五”及“十五”等氣候科研項目成果。

2.1 中國氣候與海平面變化及其趨勢和影響研究

1988年，國家自然科學(xué)基金委員會批準了“中國氣候與海平面變化及其趨勢和影響研究”的工作。并將該工作作為“七五”的重要項目之一來對待。這一工作主要涉及到4個部分的研究:

1)中國歷史上出現(xiàn)的氣候變化情況。2)中國海平面的變化情況。

3)全球范圍內(nèi)的氣候變暖情況。

4)氣候變化對于西北華水資源造成的影響研究。

2.2 氣候變化對水資源的影響及適應(yīng)對策研究

“氣候變化對水文水資源的影響及適應(yīng)對策研究”專題是由1991年國家科委啟動的。它是國家“八五”科技攻關(guān)項目“全球氣候變化的預(yù)測、影響和對策研究”中的一個重要研究課題。見圖1。其中，采用了集中式水量平衡模型，著重分析我國氣候變化對流域流經(jīng)產(chǎn)生的作用，在此基礎(chǔ)上對水資源的合理運用進行合理而科學(xué)的展望。

圖1 “八五”研究框架

2.3 氣候異常對我國水資源及水分循環(huán)的影響評估模型研究

1996年，國家科委設(shè)立了“九五”國家重中之重科技攻關(guān)項目“我國短期氣候預(yù)測系統(tǒng)的研究”。其中，“氣候異常對我國水資源及水分循環(huán)影響的評估模型研究”被列為了專項，見圖2。

圖2 “九五”氣候異常對我國水資源及水分循環(huán)評估模型

這一專項由水利部水文局以及南京水利科學(xué)研究員接手。這一項目將淮河流域以及清早高原作為了研究區(qū)域。

2.4 氣候變化對我國淡水資源的影響閾值及綜合評價

這是“十五”科技攻關(guān)重點項目中的一個專題。這一專題不再局限于曾經(jīng)的研究分析，對過去的研究內(nèi)容加以擴展，并且還運用了新的技術(shù)手段。例如，把需要研究的空間范圍擴大到了960萬km2。此外，還采用國際上的先進技術(shù)以及參照了相應(yīng)的研究內(nèi)容。

2.5 我國生存環(huán)境演變和北方干旱化趨勢預(yù)測研究

近年來的國家“973”重點基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項目將這一議題提上了日程。主要是分析研究在全球變暖趨勢下，國內(nèi)北方干旱區(qū)未來的氣候形式、民眾生活以及相應(yīng)的緩解措施。主要研究內(nèi)容涉及以下4個部分:

1)我國北方干旱和半干旱區(qū)歷史氣候變化。

2)全球升暖對我國生存環(huán)境變化和北方干旱化的影響。

3)人類活動和北方干旱化關(guān)系的研究。

4)對北方干旱化未來發(fā)展的趨勢測評，影響了預(yù)估的對策制定，在此基礎(chǔ)上，提出了人類活動及生態(tài)環(huán)境保護的有效方法［3］。

3 氣候變化對水文水資源影響評價模型研究現(xiàn)狀

以上都是國家的直接指定項目。另外，國內(nèi)有關(guān)機構(gòu)也相繼進行氣候變化的科學(xué)討論。在這些研討之中，氣候影響評價模型也是研究的重要組成部分。

在氣候變化對水文水資源影響的研究中，模型的選取應(yīng)該考慮下列4個方面的因素:

1)本身的內(nèi)在精確度，也就是要求研究的對象具有精準的量度。

2)參數(shù)和模型率具有簡潔的特性，只有一個結(jié)構(gòu)簡單、參數(shù)簡潔明了的模型才能夠稱得上是一個科學(xué)化的模型，這樣不僅可以使得參數(shù)的互補化弱化，還能夠明朗化參數(shù)見的地域分布。

3)在模型的選取過程中，要充分考慮到不同地區(qū)的特性，要保證能夠適應(yīng)不同地區(qū)，且不得死板，要使得應(yīng)用靈活。這些就會使得模型可以滿足不同的氣候間和下墊面和下墊面的適應(yīng)性，從而利于模型的移植。

4)氣候模型和模型間具有相容性，一方面有利于模型之間的鏈接，另一方面有利于流域的下墊面系統(tǒng)和氣候系統(tǒng)間的相互關(guān)系。

模型是否具有良好的水文模擬能力，對于評價氣候變化影響的工作非常重要。我國和世界氣象組織(WMO)曾經(jīng)對一部分水文的模型的洪水模擬效果進行過一些研究比對。依照研究成果，發(fā)現(xiàn)通常關(guān)于濕潤半濕潤區(qū)域的模型都能夠達到理想的預(yù)估效果。不過，關(guān)于干旱半干旱地區(qū)的水文模型卻達不到應(yīng)有的效果。

所以對這一區(qū)域的水文模擬成為水文界人士的一大難關(guān)。主要是因為大多數(shù)學(xué)者對于干旱半干旱地區(qū)的水文模型的結(jié)果及參數(shù)的判斷存在認識不到位及不確定性等問題。

4 結(jié)語

21世紀的今天，我國正處于經(jīng)濟飛速發(fā)展、國民生活水平不斷上升的階段。但是由于受到氣候變化的影響，我國水文循環(huán)和水資源都處于不佳的狀態(tài)。由于這些因素造成的水資源匱乏、洪澇、干旱等問題嚴重影響了全社會的生產(chǎn)和生活。在當(dāng)下，相關(guān)人員要加大對這一方面的研究。要意識到這不僅僅是簡單的影響水文水資源，這更是與經(jīng)濟生產(chǎn)、群眾生活有關(guān)的大事。

目前，我國在氣候預(yù)測、評價等方面還遠不如國外的先進國家，以及與國際水平不相適應(yīng)。相關(guān)人員要積極學(xué)習(xí)先進的技術(shù)和理念、站在國際的高度上，來分析國內(nèi)的氣候變化影響。并且對于分析的成果要進一步提出對應(yīng)的解決措施。

同時還應(yīng)該加大氣候變化對水文水資源所帶來影響的宣傳，讓群眾都能加入到共同治理的隊伍中。讓相關(guān)的研究能夠有效的納入到改善水文水資源的實踐中來。

［1］施雅風(fēng).中國氣候與海平面變化及其趨勢和影響，氣候變化對西北華北水資源的影響［M］.濟南:山東科學(xué)技術(shù)出版社，1995:10-12.

［2］水利部水利信息中心.“八五”國家科技攻關(guān)計劃(85-913-03-03)“氣候變化對中國水文水資源影響及適應(yīng)對策研究”技術(shù)報告［R］.北京:水利部水利信息中心，1996.

［3］水利部水利信息中心.國家“九五”重中之重科技攻關(guān)專題(96-908-03-02)“氣候異常對中國水資源及水分循環(huán)影響評估模型研究”［R］.北京:水利部水利信息中心，2000.

P467;P333 < class="emphasis_bold">文獻標(biāo)識碼:B

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1007-7596(2014)05-0016-03

2013-08-15

戴楠(1982-)，男，湖南懷化人，工程師。