氣候變化對(duì)水文的影響及應(yīng)對(duì)措施

姜 磊

( 阿圖什市阿孜汗南五院克州水文水資源勘測(cè)局，新疆 阿圖什845350)

0 引 言

全球氣候變暖能夠加速大氣環(huán)流和水文循環(huán)，改變?cè)衅胶獾馁Y源布局，進(jìn)而增加干旱、洪澇等極端事件的發(fā)生頻率。氣候變暖主要是由CO2過(guò)度排放引起的，目前全球CO2排放速度已達(dá)390 000 m3/s。這個(gè)數(shù)字意味著從1950 至今，短短60 多年的時(shí)間CO2排放增長(zhǎng)了4 倍，而有384 t/a 的CO2因無(wú)法吸收而被積攢起來(lái)。另有資料顯示，1950年至今地表平均溫度上升0．43 ℃，別輕視這不到0．5 ℃上升，這是過(guò)去9 000 a 積累起來(lái)的上升幅度［1］。隨著工業(yè)污染的加劇，地表平均溫度會(huì)有所加快，到2100年很可能再升高2 ～3 ℃，甚至更高。這個(gè)結(jié)果意味著大量物種面臨滅絕，冰川逐漸消融，大陸面積逐漸變小。氣候變化是環(huán)境問(wèn)題，亦是發(fā)展問(wèn)題，必須增強(qiáng)應(yīng)對(duì)氣候變化的意識(shí)，堅(jiān)定不移的走可持續(xù)發(fā)展之路。作為一名水文工作者，應(yīng)盡早的面對(duì)氣候變化，盡早的積極的應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。

1 我國(guó)的氣候變化概況

目前，氣候變暖成為全球的主要?dú)夂蛱卣?。?jù)統(tǒng)計(jì)，坐落于九大山脈的30 多個(gè)冰川，在20 a 內(nèi)平均厚度減少了10．56 m，這是氣候變暖的最明顯見(jiàn)證。我國(guó)自1960 以來(lái)，平均氣溫上升了0．75 ℃，近50 a 來(lái)人類活動(dòng)對(duì)氣候變化的影響可見(jiàn)一斑。我國(guó)登陸臺(tái)風(fēng)平均7．8 次/a，從1997—2010年的統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，臺(tái)風(fēng)數(shù)量變化不大。但從近幾次臺(tái)風(fēng)登陸的情況來(lái)看，強(qiáng)度是越來(lái)越大。2006年臺(tái)風(fēng)“桑美”橫掃福建、浙江、湖南、江西4 省，直接造成81 人死亡、11 人失蹤的重大災(zāi)害。我國(guó)森林、草原退化嚴(yán)重，尤其是草原幾乎全部退化。我國(guó)海平面呈上升趨勢(shì)，平均1 ～2．5 mm/a，這已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出世界水平［2］。

對(duì)于氣候變化的成因，專家們一致認(rèn)為人類活動(dòng)占90%以上的責(zé)任，因此延緩和阻止氣候改變已成為人類共同的任務(wù)，這不僅是為了和諧的生態(tài)環(huán)境，更是為了人類的生存安全。

2 氣候變化對(duì)水循環(huán)的影響

水循環(huán)是“調(diào)節(jié)器”，它對(duì)地表能量分布的調(diào)節(jié)有重要的作用。水循環(huán)與氣候系統(tǒng)有著不可替代的極其密切的關(guān)系，氣候條件在一定程度上影響著流域水循環(huán)。從直觀上講，降水是影響循環(huán)的最直接過(guò)程，也是水循環(huán)的開始，而光照、氣溫、風(fēng)、相對(duì)濕度等屬于間接因素，它們的影響力度同樣不容忽視。

2.1 氣候變化對(duì)降水的影響

在特定氣候條件下，區(qū)域內(nèi)降水處于某個(gè)平衡狀態(tài)，氣候的改變會(huì)使這種狀態(tài)偏離。眾所周知，全球變暖是極難解決的科學(xué)難題，而它也是氣候變化的最顯著特征。全球氣候升溫改變了原有的區(qū)域降水平衡，使一些地區(qū)的降水量增加，而一些地區(qū)的降水量減小。就我國(guó)近50 a 的降水變化來(lái)看，東北部、華北中南部、山東半島、四川盆地以及青藏高原部分地區(qū)的降水量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，而長(zhǎng)江中下游、華南沿海、西北地區(qū)的降水量呈顯著上升。我國(guó)黃河中下游的持續(xù)干旱和長(zhǎng)江中下游的頻繁洪水與氣候變化背景有極大關(guān)系。

2.2 氣候變化對(duì)徑流的影響

我國(guó)的六大江河為長(zhǎng)江、黃河、珠江、松花江、海河與淮河。從徑流量的實(shí)測(cè)結(jié)果來(lái)看，這六大江河都呈顯著的下降趨勢(shì)。以海河為例，1980年以來(lái)徑流量至少下降了40%，周邊區(qū)域的地下水位在30 a 中由原來(lái)的2．87 m 下降至7．33 m。地下水位埋深的增加需要大量的降水來(lái)補(bǔ)充，這是地表徑流量變小的主要原因。如滄州運(yùn)東地區(qū)，2010年的徑流量只有1980年的39．4%。

2.3 蒸散發(fā)變化

蒸散發(fā)為地表熱量平衡的重要構(gòu)成，在水循環(huán)平衡中具有極大的作用。其中蒸發(fā)皿蒸發(fā)量是蒸散發(fā)的一個(gè)重要變量，它反映了蒸發(fā)的潛在能力。從1980—2010年的20 a 內(nèi)，我國(guó)的蒸發(fā)皿蒸發(fā)量是一個(gè)下降的趨勢(shì)，平均下降了99．8 mm。不過(guò)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量只是反映氣候的一個(gè)因子，實(shí)際陸域蒸發(fā)量還依賴于土壤供水能力，實(shí)際上許多地區(qū)出現(xiàn)地下水超采現(xiàn)象比較嚴(yán)重，這部分水如果非人為抽取，是不會(huì)蒸發(fā)掉的。蒸散發(fā)會(huì)吸收熱量，從而抵消了氣候變化的升溫因素。

3 水文科學(xué)工作的舉措

研究氣候變化與水文、水資源的適應(yīng)性是十分重要的。2008年的南方凍災(zāi)給了我們上了及時(shí)的、必要的一課。在國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略背景下，強(qiáng)化水文、水資源對(duì)氣候變化的適應(yīng)性，可從以下幾點(diǎn)進(jìn)行:

3.1 落實(shí)“宏觀水文”思想

在北方，隨著水資源的不斷萎縮，出現(xiàn)了一大部分河流無(wú)水、少水的情況，并且一些河流的水逐漸被生活污水所取代。在這種情況下，水文監(jiān)測(cè)部門只一味固守業(yè)務(wù)的話，社會(huì)服務(wù)職能必然被削弱。因此，應(yīng)該餞行“宏觀水文”思想。所謂宏觀既是科學(xué)觀、發(fā)展觀的體現(xiàn)，是一種顧全大局的水文思想。具體來(lái)講，改革工作模式，將業(yè)務(wù)范圍重新規(guī)劃，增加與水資源、水環(huán)境、防洪抗旱和水資源調(diào)度管理有關(guān)的工作內(nèi)容。北方水文有大量的問(wèn)題需要去解決，我們必須不斷摸索與餞行，最終找到一條適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的解決辦法。

3.2 不斷完善水文觀測(cè)站網(wǎng)

我國(guó)水文科學(xué)技術(shù)發(fā)展已經(jīng)達(dá)到一定程度，現(xiàn)有問(wèn)題關(guān)鍵不在于理論與技術(shù)，而在于水文資料的可信度。目前，我國(guó)水文資料的可信度不高，甚至一部分資料存在虛假。水文資料是基礎(chǔ)，基礎(chǔ)搞不好，水文科學(xué)技術(shù)就無(wú)法從質(zhì)量上提高，因此應(yīng)加強(qiáng)水文測(cè)驗(yàn)，因?yàn)樗球?yàn)正水文資料真實(shí)性的唯一手段。水文站網(wǎng)是水文工作的基本單元，要進(jìn)一步完善防洪重點(diǎn)流域的水文站、水位站、雨量站、水質(zhì)監(jiān)測(cè)站等。

3.3 加快水文巡測(cè)步伐

水資源的分配是一個(gè)極其復(fù)雜的過(guò)程，僅僅對(duì)地表水監(jiān)測(cè)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。目前，傳統(tǒng)水文監(jiān)測(cè)站往往重視地表水監(jiān)測(cè)，而忽略了大氣水和地下水的監(jiān)測(cè)，這是不科學(xué)的，是對(duì)水循環(huán)系統(tǒng)的割裂，這種不完整的技術(shù)手段必然是水文資料失準(zhǔn)。對(duì)此，應(yīng)加快站隊(duì)結(jié)合和水文巡測(cè)步伐，制定相應(yīng)規(guī)劃預(yù)案，并根據(jù)預(yù)案要求對(duì)符合條件的水文站全部實(shí)現(xiàn)巡測(cè)。

3.4 加快新技術(shù)新方法的運(yùn)用

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，遙感、雷達(dá)等技術(shù)已經(jīng)較為成熟，完全可以利用這些技術(shù)來(lái)為水文監(jiān)測(cè)服務(wù)。為了提高預(yù)報(bào)的精度，可以采用先進(jìn)的水文氣象模擬算法，不斷提高預(yù)報(bào)預(yù)見(jiàn)期。準(zhǔn)確掌握降雨的時(shí)空分布，傳統(tǒng)集總式模型已無(wú)能為力。目前，分布式模型被人們廣泛采用。分布式模型有兩種，一種是將模型分為若干個(gè)自然單元，另一種是將流域分成許多的網(wǎng)格。利用水文學(xué)法對(duì)單元或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行產(chǎn)匯流計(jì)算、演算，最后形成流域出口斷面的流量過(guò)程線。雖然這種模型可以提高流域降水或流域下墊面的真實(shí)性，但雨量站點(diǎn)較少時(shí)，同時(shí)不會(huì)使精度提高［3］。

總之，在全球變暖的背景下，我們要做的不是與自然做斗爭(zhēng)，而是利用完善的洪、旱治水思路和系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)人與水的協(xié)調(diào)，人與自然的和平相處。

［1］楊丙寅． 忻州市不同水文下墊面降雨徑流關(guān)系特性分析［J］．水資源研究，2005(03) :29 －30．

［2］張洪剛，郭生練，李超群，等． 水文預(yù)報(bào)不確定性研究進(jìn)展與展望［J］．水資源研究，2005(04) :1 －4．

［3］賈玲，尹明萬(wàn)． 地理信息系統(tǒng)在我國(guó)水利行業(yè)的應(yīng)用綜述［J］．水利水電技術(shù)，2007(10) :66 －69．