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我国水文水资源面临的新问题
2009/5/1 10:43:44    新闻来源:水文泥沙专委会

  作者:陈志恺 (水文泥沙专委会第七届学术讨论会  2007.10.11  杭州)

  1 全球气候变化趋势及其影响

  1.1 气候变化的监测与评价
1988年为了给国际社会提供有关气候变化权威性的信息,联合国建立了政府间气候变化专门委员会(IPCC),负责组织全球不同领域的专家对有关气候成果、技术及信息进行综合分析与评价。

  IPCC分别于1990、1995和2001、2007年公布了四次全球气候变化评估报告,2001年1月公布的第三次评估报告指出,从1861开始,地球气温的变化趋势变暖,平均气温大约上升了0.60C(误差为正负0.20C)。在全球范围内20世纪90年代是最热的十年,其中1998年是最热的一年。2007年公布的第四次评价报告指出:目前地球上产生的温室效应气体比

                
  过去一万中任何年一段时间都高,大气中二氧化碳的含量比过去65万年中任何时间都高,比工业化革命前高35%。温室效应使地球正在以前所未有的速度变暖。过去100年(1906到2005年)中全球平均气温升高0.740C,过去50年中,平均气温是过去500年和1300年中的最高值。对于过去50年来的全球暖化现 象,人类活动要负90%的责任。
图1至图4反映了全球气候变暖的趋势。 
图2  co2浓度变化图 


  1.2 气候变化对水资源的影响

  1.2.1 IPCC评估报告的估计

  IPCC第三、第四次评估报告指出,受气候变暖的影响,在高纬度地区和一些湿润的热带地区,可供使用的水资源有可能在本世纪增加;但水资源原本已出现短缺的中纬度和干旱热带地区,水资源的短缺将进一步加剧,受干旱困扰的地区有可能会增加。报告还指出,极端降水的强度和出现的频率也有可能增加,将会加大洪水灾害的危险。另外,全球气候变化使极端气候出现的频率发生改变,气候系统变得异常敏感,导致高温热浪、强台风、强降水、持续干旱等极端事件发生的频率增加。

  1.2.2 气候变暖对我国的影响

  ① 北旱南涝

  根据我国降水和气候资料分析,上世纪80年代和90年代,我国北方干旱缺水与南方洪涝形成北旱南涝的局面。增加80年代和90年代资料后,我国水资源的总量的最新评价结果仍为2.8万亿m3,但地区组成发生了变化。北方水资源总量从占全国18%下降到16%;南方从82%上升到84%。

  ② 夏季雨带演变特征

  根据国家气候中心分析,近几十年来我国东部夏季雨带有明显的年代际南北演变特征,20世纪90年代影响我国的主要多雨区位于长江中下游地区,21世纪初多雨带北上至淮河流域,黄河中下游降水趋势也显著增加。气象专家预计,从现在起未来4~5年黄淮海地区的降水强度要比50年代有所增加,极端强降水事件发生的机率可能增加。

  ③ 南旱北涝

  由于近年来我国东部的多雨带逐步北上、长江中下游及东南部地区降水减少,我国的雨型可能由"南涝北旱"向"南旱北涝"转变。这一转变将对我国的国民经济建设和社会发展带来影响。

  ④ 高温热浪

  重庆和四川两省市2006年盛夏7-8月平均气温23.6℃,为历年最高,而夏季平均降水量345.9mm,为1951年以来历史同期最少,遭受了历史罕见的特大旱灾和持续的高温热浪。这类高温热浪的发生表明多雨带的北上、副热带高压北抬、西伸的影响发生了作用,预计高温热浪在我国长江流域及其以南地区发生的机率可能增加。根据2006年中国水资源公报估算,2006年长江全年来水量仅7959亿m3,比正常年份来水减少约19.2%。

  ⑤ 强台风频率增加

  IPCC第四次评估报告指出,热带风暴的强度可能会增大,已经观测到的热带风暴增强同海面温度的升高密切相关。我国2006年台风出现的频率增加,全年登陆我国的台风共七次,登陆时间比常年提早了40余天,登陆时段集中,移动路径复杂,影响持续时间长、范围广、强度大、灾情重,为历史罕见。强热带风暴"碧利斯"深入内陆影响9省长达120小时,当减弱为低气压后和西南季风共同影响,使江南南部和华南大部出现了持续性暴雨和大暴雨天气,引发严重的洪涝、滑坡和泥石流灾害;百年一遇的超强台风 "桑美"登陆时最大风力达17级,浙江、福建2省遭受狂风暴雨袭击,受灾严重。据气象专家预测,未来强台风出现的频率可能增加,受El Nino频繁出现的影响,台风路径和登陆地点有向北移的趋势。

  2 现有水利工程抗御洪、旱灾害的能力

  2.1 现有水利设施抗御自然灾害能力的不足

  建国五十多年来,我国水利建设有了很大发展,全国兴修了大量水利工程。根据2004年资料统计全国累计建成各类水库85160座,总库容达到5542亿m3,其中大型水库460座,总库容4147亿m3,累计建成江河堤防27.7万km,保护人口5.31亿人,耕地4.39万hm2,初步控制了大江大河的常遇洪水;形成了5800亿m3的供水能力,灌溉农田由2.4亿亩扩大到8.5亿亩,并为城市和工业发展提供了水源。全国用水从1949年约1000亿m3增加到2006年的5795亿m3,占全国水资源总量的20.4%,全国人均综合用水量442 m3。全国的水利建设有力地支持了改革开放以来我国经济社会的高速发展。但是,1980年以来受全球气候变化的影响,水循环发生了异常变化,我国北方持续干旱缺水,南方频繁出现洪涝灾害,东南沿海的台风和内陆山洪滑坡、泥石流等灾害频繁出现,暴露了现有水利设施抗御自然灾害能力的不足。

  2.2 新建工程为提高供水能力,缓解水资源短缺问题奠定了基础

  "98"大水后,国家大幅度提高水利建设的投资,通过新一轮大规模的水利建设,大大提高了江、河、湖、海的防洪能力。"十五"期间以长江干堤、黄河下游治理、治淮为代表的大江大河堤防工程建设取得了突破性的进展,建成了小浪底、尼尔基、百色等一大批控制性枢纽工程;实施了万家寨引黄、大伙房输水等水资源输水工程,使我国江河防洪能力、水资源调控能力全面提高。南水北调中线、东线一期工程等一批重要水资源工程相继开工,为"十一五"提高供水能力,缓解水资源短缺问题奠定了基础。

  3 新世纪水文水资源面临的新问题

  21世纪初我国将全面建设小康社会,为了解决洪涝灾害、干旱缺水、水污染等问题,确保防洪安全、供水安全、生态安全,必需认真贯彻落实科学发展观,坚持人与自然和谐相处,全面规划,统筹兼顾,标本兼治,综合治理,坚持走资源节约、环境友好的路子,加强水资源节约、保护和合理配置,以水资源的可持续利用保障经济社会的可持续发展。为了实现以上战略目标,需要开展以下相应的水文水资源工作。

  3.1 建设节水防污型社会,保证供水安全

  农业是用水大户,要从传统粗放的灌溉农业和旱地雨养农业转变为建设节水高效的现代灌溉农业和现代旱地农业。需要通过降雨-土壤水-地表水-植物水的转化关系的观测,研究农业节水和提高效率的改进意见。农业节水的重点应放在北方缺水地区,尤其应该结合抗旱灌溉对非充分灌溉或有限灌溉条件下的灌溉用水效率进行观测研究。土壤水墒情的观测预报,对适时灌溉和有效利用率的提高有明显作用,建议开展此项观测研究。

  工业化和城市化必然带来城市用水的高速增长,所以城市用水应列为节水的重点。通过水均衡监测和污水的治理,提高工业用水的重复利用率和城市污水的再生回用率。根据2010年和2020年城市污水的有效处理率将达到50%和80%以上,水环境明显改善的规划治理目标,应加强省界监测断面的水量和水质监测工作,为我国水资源管理工作提供依据。

  3.2 统筹安排生态环境用水

  保护和改善生态环境是保障我国经济社会可持续发展所必需坚持的基本方针。我国西部地区生态环境脆弱,特别是西北干旱半干旱地区,为了防止盲目发展灌溉农业进一步挤占生态环境用水和黄河中下游的冲沙用水,应在水资源的配置中,合理安排生态用水,确保生态环境不再继续恶化。对各类河流最小生态需水量应结合河流的特性作专门的研究。

  3.3 防洪安全和洪水资源化

  根据防洪安全、洪水资源化、动态汛限水位的研究要求,利用现有的暴雨洪水资料、遥感和遥测信息资料、现代水文计算技术对现行的设计洪水和洪水预报方法进行改进和完善。将水文预报与气象预报相耦合,延长洪水预报的预见期,通过风险调度提高抗洪减灾能力。

  3.4 水文循环的演变和水资源评价方法的改进

  研究气候变化和大规模的水资源开发利用对水循环的影响,通过雨水、土壤水、地表水、地下水四水转化关系和大规模的开发利用影响的研究对现行的水资源评价方法进行改进和完善。

  3.5 水文水资源监测系统与信息共享平台建设

  随着新水法的颁布,需要全面加强水资源供、用、耗、排等方面的监测工作,水质污染和地下水的监测工作尤其需要加强。水资源的水量和水质的预报、预测工作也应当逐步开展。水量应结合水质要求进行合理调度。为改变相对落后的水文水资源监测手段,全面提升监测和信息应用水平,需要研究开发水文水资源监测技术和信息共享平台,实现对水文水资源以及洪旱灾害大范围全天候分布式的动态监测,以提高我国水文水资源监督和管理能力,为现代化水资源综合管理提供全面的科技支撑。

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