南亞三角洲利用地下水灌溉的不可持續(xù)性研究

NatureSustainability Published：16May2025 DOI：10.1038/s41893-025-01566-0

南亞地區(qū)通過抽取地下水進行農(nóng)業(yè)灌溉，在旱季可以提高農(nóng)作物產(chǎn)量，在季風期促進該地區(qū)地表水對含水層的補給。利用基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的綜合模擬系統(tǒng)進行數(shù)值模擬，結(jié)果表明：地下水灌溉不可持續(xù)，其對地表淡水資源的負面影響超過了以往的認知。研究驗證了既有的結(jié)論，即2002＼～2021年的豐水期，該地區(qū)地表水對地下水的補給有所增加。但是，地下水所受補給仍不足以使含水層完全恢復(fù)，這使恒河—布拉馬普特拉河—梅克納河三角洲的地下水日益減少。同時，補給增加導致季風期地表徑流以及形成的基流減少，雖然能使洪水風險降低，但也減少了農(nóng)業(yè)可用的地表淡水資源，并可能進一步刺激地下水用水需求的增長。沿海地區(qū)洪水風險因內(nèi)陸地下水灌溉而降低，降低幅度約為海平面上升所導致洪水風險增加幅度的5＼～10倍。但是，徑流的減少使抵御海水的淡水減少，水動力條件失衡，導致海水入侵風險增加，進一步加劇淡水短缺。由于該地區(qū)受到海平面上升與地面沉降的雙重挑戰(zhàn)，需著重關(guān)注利用地下水灌溉帶來的問題。隨著全球沿海及三角洲地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)受到人類與氣候變化的壓力增大，該項南亞三角洲的研究成果可供其他地區(qū)參考。

集約灌溉對緩解歐洲重要產(chǎn)糧區(qū)地下水儲量減少的作用研究

意大利北部的波河平原是重要的農(nóng)業(yè)區(qū)，也是歐盟用水量最大的地區(qū)之一。近年來，由于干旱問題，該地區(qū)未來的水資源可用量面臨挑戰(zhàn)。基于GRACE重力衛(wèi)星觀測及1000余口地下水測井數(shù)據(jù)，分析了2002＼～2022年間該區(qū)域地下水儲量的時空變化。結(jié)果表明：2015＼～2022年的地下水儲量減少速率較2002＼～2022年增加了1倍以上。灌溉活動對地下水的季節(jié)性可利用量及長期可利用量具有重要影響。與非灌溉區(qū)地下水儲量在干旱年份會出現(xiàn)急劇下降的情況相比，灌溉區(qū)地下水儲量與阿爾卑斯山積雪量相關(guān)度高，相對更加穩(wěn)定。灌溉區(qū)主要利用融雪補給水進行的低效灌溉做法，能夠促進含水層回補并維持較高的地下水位，使得農(nóng)田灌溉區(qū)的含水層能夠抵御干旱帶來的負面影響。研究成果可為制定考慮地下水補給影響的灌溉系統(tǒng)氣候變化適應(yīng)性措施提供參考。

NatureWater Published：19May2025 DOI：10.1038/s44221-025-00445-4

氣候變化對水電發(fā)展影響的系統(tǒng)性綜述

RenewableandSustainableEnergyReviews Volume219，Articlenumber：115890 DOI：10.1016/j.rser.2025.115890

水電能源是全球可再生能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵，但是，由于氣候變化影響，水文循環(huán)發(fā)生改變，水電的可靠性面臨日益嚴峻的挑戰(zhàn)。通過系統(tǒng)性綜述，研究了氣候變化如何通過水資源可利用量、徑流變化以及極端天氣事件發(fā)生頻率等影響水電發(fā)展的可持續(xù)性。基于PRISMA框架，綜合124篇研究論文，從對全球的影響模式、地區(qū)脆弱性和適應(yīng)性策略3個主要維度，分析氣候和水文變化對全球水電系統(tǒng)運行及戰(zhàn)略可持續(xù)性的影響。結(jié)果表明各地區(qū)存在顯著差異：北非和地中海地區(qū)等干旱區(qū)域的水資源可利用量大幅減少，喜馬拉雅山脈等高海拔地區(qū)的季節(jié)性徑流差異增大，而北歐等地區(qū)降水增加并可能從中獲益。這反映了氣溫升高、融雪時間提前和水分蒸發(fā)加劇等普遍存在的氣候變化趨勢正持續(xù)削弱生態(tài)脆弱地區(qū)水電的可靠性。此外，提出了具有應(yīng)用前景的適應(yīng)性路徑，具體包括：發(fā)展基于人工智能的水資源管理以及水輪機系統(tǒng)改進等技術(shù)創(chuàng)新，以提升不確定情況下的水電運行效率；優(yōu)化水資源綜合管理和跨界合作協(xié)議等治理策略，以完善管理機制，協(xié)調(diào)用水并緩解資源沖突。該綜述整合了全球趨勢變化與地方區(qū)域特性，可為具有氣候韌性的水電規(guī)劃、基礎(chǔ)設(shè)施投資與政策制定提供重要參考，并強調(diào)應(yīng)開展跨學科合作和進行前瞻性策略調(diào)整，以確保水電能源在氣候變化背景下發(fā)揮重要作用。

全球洪水研究發(fā)展的需求、挑戰(zhàn)與關(guān)鍵

近年來，洪水事件頻發(fā)，給全球各地帶來巨大生命財產(chǎn)損失，影響社會穩(wěn)定。因此，有必要深入了解洪水成災(zāi)過程、影響及其隨氣候與環(huán)境變化的機制。提升洪水模擬效果可以更好地認識洪水形成機理及其潛在影響。為此，世界氣象組織全球能源與水資源交換計劃（GEWEX）水文氣象組（GHP）開展“全球洪水交叉研究”，旨在促進洪水模擬研究成果在各地區(qū)的推廣傳播，并融合得到全球尺度的綜合研究成果。通過構(gòu)建徑流形成過程動態(tài)及其影響的研究框架，分析了“全球洪水交叉研究”在應(yīng)對上述挑戰(zhàn)中所發(fā)揮的作用。研究建立通用的術(shù)語體系與方法，以推動全球?qū)W術(shù)社群交流知識與經(jīng)驗、開展實驗，進而為更有效地進行洪水管理實踐與制定政策、提升防洪韌性，提出實用有效的建議。此類跨學科多視角的協(xié)同能夠促進知識的共享共創(chuàng)，尤其在當下氣候劇烈且快速變化的背景下，有助于推動洪水研究的進一步發(fā)展。研究成果將建立跨學科的洪水研究新范式，通過綜合考慮社會經(jīng)濟影響、預(yù)警通信與長期適災(zāi)策略，從不同維度開展洪水機制與過程的研究，降低洪水風險。

WIREsWater

Volume12，Issue3，Articlenumber：e70026

DOI：10.1002/wat2.70026