氣候變化對(duì)水文水資源的影響探微

崔閏

【摘要】全球氣候變暖對(duì)我國(guó)水文水資源的帶來(lái)的很大的影響。基于此，文章首先分析了氣候變化對(duì)我國(guó)水文水資源的影響，隨后從兩個(gè)角度出發(fā)闡述了氣候變化對(duì)水文水資源的影響的研究方式，最后論述了研究中存在的問(wèn)題并對(duì)文章進(jìn)行了總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】氣候變化；水文水資源；模型；影響

前言

氣候變化已在方方面面影響人們的生產(chǎn)生活，而氣候變化對(duì)水文水資源的影響也間接地作用于人們的生產(chǎn)生活。氣候系統(tǒng)的變化自然也包括水文系統(tǒng)的循環(huán)，那么氣候變化也一定會(huì)對(duì)水文水資源產(chǎn)生重要的影響。河流的徑流量、含沙量、有無(wú)汛期、有無(wú)結(jié)冰期以及水能資源狀況都屬于河流的水文特征，大氣之間水分的運(yùn)動(dòng)其實(shí)與水循環(huán)息息相關(guān)，而這些都離不開(kāi)氣候變化這一因素。氣候變化對(duì)水文產(chǎn)生著很大的影響，而對(duì)水資源的這種影響進(jìn)一步也會(huì)影響到水資源的狀況，水資源的數(shù)量及時(shí)空分布都會(huì)因?yàn)闅夂颦h(huán)境的變化而發(fā)生變化，對(duì)人類的生產(chǎn)生活也會(huì)產(chǎn)生十分重要的影響。

1.氣候變化對(duì)我國(guó)水文水資源的影響

1.1水文水資源的質(zhì)量

在我國(guó)氣候變化也給水文水資源帶來(lái)的影響，西部和西北地區(qū)降水量和降水強(qiáng)度有明顯增加，西南地區(qū)趨于減少。東部地區(qū)降水的有很大的變化，西南沿海、長(zhǎng)江中下游和華北中部降水量成增加的趨勢(shì)，華北大部、華北北部和東部降水量趨于減少。隨著氣溫的升高，地表水蒸發(fā)量也明顯的攀升，地表水的蒸發(fā)、植物蒸騰和滲透的量和我們可利用的地表水的實(shí)際降水量的差值是我國(guó)可利用的水文水資源增減的晴雨表。氣溫的增加也使我國(guó)冰川覆蓋面積減少，我國(guó)一些依靠冰川融化補(bǔ)給的河流徑流出現(xiàn)減少。其次降水的強(qiáng)度和平率，水循環(huán)系統(tǒng)也受到影響，引發(fā)水災(zāi)害。還影響深林、濕地的生態(tài)系統(tǒng)，引發(fā)其他的自然災(zāi)害。氣候變暖使水溫升高，地表水的大量蒸發(fā)，不僅使河流徑流減少，河道污染嚴(yán)重，還加快河流中的污染物分解速度，直接影響我國(guó)水文水資源的質(zhì)量。

1.2水質(zhì)污染問(wèn)題嚴(yán)重

由于全球溫度的不斷上升，很多大江大河以及區(qū)域內(nèi)的河流湖泊，其水溫都在不斷升高。本身徑流量就已經(jīng)減少，加之水溫的升高，使水中原先含有的化學(xué)成分的濃度也有所增加，對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生了重要的影響。另外，水溫的增加也會(huì)加快水中污染物的分解，進(jìn)一步影響河流的水質(zhì)。湖泊中藻類生物大量繁殖，對(duì)魚(yú)蝦的生存和繁衍也就產(chǎn)生了很大的威脅，很多湖泊都出現(xiàn)了魚(yú)蝦絕跡的情況。水質(zhì)污染會(huì)進(jìn)一步影響人類的生產(chǎn)生活，水資源供應(yīng)本身就存在很大問(wèn)題，水質(zhì)的污染也加劇了水資源不足的現(xiàn)狀。

2.研究方式

氣候變化的水文水資源影響的研究主要通過(guò)降水量、流域氣溫和地表水水蒸發(fā)等指標(biāo)變化進(jìn)行預(yù)測(cè)性研究，來(lái)推斷可能發(fā)生流域內(nèi)供水和徑流增長(zhǎng)趨勢(shì)，對(duì)于氣候變化的評(píng)價(jià)的影響方式一般分為三種：影響法、相互作用法和集成方法。對(duì)于一般氣候變化對(duì)于水文水資源影響的研究采用影響法，也就是WHAT-IF模式。在氣候發(fā)生變化后，對(duì)水文循環(huán)系統(tǒng)的各個(gè)分量會(huì)造成什么程度的影響，發(fā)生什么樣的變化。一般分四個(gè)步驟來(lái)完成：第一，自定義氣候變化的未來(lái)情景模式。第二，選擇、構(gòu)建和驗(yàn)證水文水資源模型。第三，把自定義的氣候變化情景當(dāng)成流域水文模型進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入，對(duì)水文水資源循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)模擬、分析和水文變化檢測(cè)。第四，將結(jié)果進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，根據(jù)影響程度和變化規(guī)律提出相應(yīng)的解決辦法。

2.1氣候變化的情景生成技術(shù)

氣候變化具有極其不確定性和復(fù)雜性，不同的地域有著不同變化，任何專家都不能對(duì)未來(lái)氣候變化記性精確評(píng)估預(yù)測(cè)，情景生產(chǎn)模式只是對(duì)未來(lái)氣候變化進(jìn)行可能性的預(yù)測(cè)，在一定假設(shè)條件下，對(duì)未來(lái)氣候發(fā)生的時(shí)間、狀態(tài)、空間和分布性合理推算描述，通過(guò)現(xiàn)階段的研究成果來(lái)看，對(duì)氣候變化的情景生產(chǎn)技術(shù)有二種主要方式。

2.1.1 設(shè)置情景模式

在未來(lái)氣候變化的可能范圍內(nèi)，選擇任意的氣候變化因素，像降雨、濕度和溫度等。假設(shè)未來(lái)氣候升高2～3℃，平均降雨量減少或增加10%～15%。根據(jù)不同的要素組合、分析和判斷，這種設(shè)置是敏感性的分析，就是一種性能的檢驗(yàn)。

2.1.2 分析歷史資料

首先選取一段具有短期影響意義異常天氣時(shí)間，通過(guò)歷史記載對(duì)氣候變化狀況進(jìn)行冷暖分析，在和現(xiàn)在天氣做對(duì)比，建立模擬模型，創(chuàng)建未來(lái)天氣變化的情景，這種方法完全選用了氣候變化中自然變化。其次就是利用古代相似發(fā)，在種方法就是通過(guò)對(duì)地區(qū)內(nèi)地質(zhì)地貌考察，找到地區(qū)歷史氣候變化的規(guī)律，應(yīng)用的現(xiàn)代氣候變化上面，建立未來(lái)氣候變化模型，推比未來(lái)氣候變化。再次就是空間類比法，就是把一個(gè)區(qū)域氣候變化照搬到另一個(gè)區(qū)域內(nèi)，由于地理?xiàng)l件不同，氣候變化誘因也存在差別，這種方法準(zhǔn)確性比較差。

2.2水文模型技術(shù)

在選擇和使用的水文模型，氣候變化對(duì)水文水資源的影響的因素要考慮到。主要因素包括：模型精度，模型參數(shù)變化，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、模型通用性和便利?，F(xiàn)在，用來(lái)估計(jì)評(píng)價(jià)區(qū)域水文水資源影響最大水文模型技術(shù)有以下三種。

2.2.1 經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)模型

根據(jù)在同一時(shí)期降水、徑流和氣溫觀測(cè)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系對(duì)比，構(gòu)建的模型。在建立模型的過(guò)程中，環(huán)境因素的影響，如地質(zhì)地貌、區(qū)域水系和植被、蒸騰效應(yīng)、抗水和洪水頻率的對(duì)溫度有不同的影響都應(yīng)該考慮進(jìn)去。在研究過(guò)程中，要結(jié)合區(qū)域變化情況，對(duì)波動(dòng)較大的效應(yīng)進(jìn)行科學(xué)的統(tǒng)計(jì)、測(cè)試和評(píng)估，才能更好的掌握氣候變化的規(guī)律。

2.2.2 概念性水文模型

在不同的地區(qū)水平衡的基礎(chǔ)上，土地的降雨徑流產(chǎn)生的蒸發(fā)、滲透和產(chǎn)流到從新生成的過(guò)程。水文模型是以水文物理現(xiàn)象的物理過(guò)程為基礎(chǔ)，徑流的因果關(guān)系和氣候研究和分析流域水資源產(chǎn)生的影響。這個(gè)模型也有一些缺點(diǎn)，通常忽略的影響土壤、地形、植被和其他參數(shù)的空間分布，通常把一個(gè)區(qū)域當(dāng)一個(gè)整體來(lái)對(duì)待。

2.2.3 分布式水文模型

就是把整個(gè)區(qū)域劃分成不同的單元，在根據(jù)不同單元內(nèi)的植被、地形、土地利用、土壤和降水不同建立水文模型單元，該模型的特點(diǎn)是反映在每個(gè)獨(dú)立的單元都能很好反映流域的特性。

3.研究中存在的問(wèn)題

當(dāng)今在我國(guó)和國(guó)際上對(duì)氣候變化對(duì)水文水資源的研究取得一定的成果，但是還有一些問(wèn)題需要解決：

1）長(zhǎng)期以來(lái)陸上水文系統(tǒng)和氣候都是相對(duì)獨(dú)立的，在氣候變化對(duì)水文水資源的影響當(dāng)中，都是才有氣候模式和水文模型這種單向被動(dòng)的反映模式，沒(méi)有考慮氣候和水文之間雙向的相互作用關(guān)系。因此要改變氣候模型和水文模型當(dāng)中物理過(guò)程中描述和參數(shù)方案，提高二者模擬精度。

2）由于目前氣候模型模擬出的數(shù)據(jù)空間分辨率較差，我們需要深入研究氣候模型和水文模型的緊密結(jié)合技術(shù)，使二者之間時(shí)空轉(zhuǎn)換和模擬精度更加精確。

3）在未來(lái)的發(fā)展中，需要對(duì)現(xiàn)有的模型進(jìn)行改進(jìn)，使之能夠使應(yīng)未來(lái)發(fā)展方向，比如具有物理機(jī)制的大尺度的水循環(huán)系統(tǒng)模型。

4.結(jié)語(yǔ)

在全球氣候變暖的前提下，在水里工程建設(shè)方面需要面對(duì)的是極端天氣下可能出現(xiàn)的水災(zāi)害的預(yù)防，提高水里工程的防洪標(biāo)準(zhǔn)，增強(qiáng)供水能力。還要建立完善法律政策，我國(guó)水文水資源管理提供法律依據(jù)，提高管理水平。最后是加大對(duì)水文水資源的人力、物力的投入，深化研究力度，建設(shè)水資源的浪費(fèi)，提高水資源的利用率，才能緩解氣候變化給我國(guó)水文水資源工作帶來(lái)的挑戰(zhàn)。

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