氣候變化對錢塘江流域水資源帶來的威脅

龍澤錕

（哈爾濱師范大學(xué)黑龍江哈爾濱150000）

氣候變化對錢塘江流域水資源帶來的威脅

龍澤錕

（哈爾濱師范大學(xué)黑龍江哈爾濱150000）

文章以錢塘江流域水資源作為研究對象，介紹了錢塘江流域自然地理與水文氣象數(shù)據(jù)概況，分析了錢塘江流域水文氣象要素變化特征分析以及其氣候變化對錢塘江流域水資源帶來的影響，氣候變化情景下水資源適應(yīng)對策。

氣候變化；錢塘江流域；水資源

浙江省雨量充沛，水資源相對豐富，然而由于時空分布的不均衡，豐水期洪水徑流大部分難以轉(zhuǎn)化而成為可利用水，干旱缺水的時候，由于水量或者是水質(zhì)問題而難以滿足用水需求與河流生態(tài)和環(huán)境遭受破壞的水危機正在逐漸顯現(xiàn)。為了有效處理錢塘江流域水危機的問題，滿足這一個流域生產(chǎn)、生活以及生態(tài)環(huán)境用水的需求，必須要探討氣候變化對于錢塘江流域水資源帶來的影響與威脅，以實現(xiàn)對水資源的統(tǒng)一調(diào)度。

1 錢塘江流概況

1.1 錢塘江流域自然地理概況

錢塘江流域地處于浙江省西部為浙江省面積最大的流域，共分為南北兩源，都起源于安徽省的休寧縣，北源新安江經(jīng)薄安到建德和蘭江進行匯合，東北流進到錢塘江，便是錢塘江正源。錢塘江干流河長達到668 km，流域面積合共55558km2，當中位于浙江省境內(nèi)的面積便占了48080 km2，占浙江省全省陸域面積的47%。

錢塘江流域地形十分復(fù)雜，山地丘陵占了總流域面積約70%，其它的均是平原與盆地。錢塘江流域緯度較低的地方屬于中亞熱帶地區(qū)，近海洋季風(fēng)活動比較頻繁。冬季偏北風(fēng)盛行，受到蒙古高壓的控制，天氣較為干冷，溫度偏低，雨水不多，歷史的最低氣溫達到了-7℃；夏季則受到太平洋副熱帶高壓的控制，東南風(fēng)盛行，溫度相對偏高，最高氣溫可以達到41℃。流域降雨年際呈現(xiàn)出分布不均的特點，豐水年與枯水年之間的變差幅度比較大，最大的年降水和最小年降水之間的比值可以達到2～3之間。流域的降水量在年內(nèi)分布同樣是不均衡的，最大的時候連續(xù)四月降水量高達全年降水總量的50%～60%，最大月份的降水量一次發(fā)生在5月或者6月，6月下旬至7月上旬主要以連綿陰雨為主，同時經(jīng)常出現(xiàn)暴雨，容易導(dǎo)致流域性洪水的災(zāi)害。

1.2 錢塘江流域水文氣象數(shù)據(jù)概況

錢塘江流域的水文氣象數(shù)據(jù)均是由浙江省氣象科學(xué)研究院以及水文局提供的。當中主要包括了衝州、螺縣、諸暨、金華、杭州以及天目山等站的降雨數(shù)據(jù)以及金華、衝州、諸暨、分水等四個水文站的徑流資料。各個站點的分布情況見圖1所示。

圖1 錢塘江流域降雨徑流站點分布圖

2 錢塘江流域水文氣象要素變化特征分析

2.1 流域地表徑流變化分析

對地表徑流變化的分析過程中，文章選擇了較為典型水文站點，其分別為：金華、衝州、諸暨以及分水，于1958年至2003年的之間的天然年徑流量以用作研究與分析。

2.1.1 錢塘江流域徑流突變分析

本文章的研究使用了Mann-Kendall（M-K）法對錢塘江流域很實現(xiàn)徑流突變檢驗。

a.金華站b.衝州站c.諸暨站d.分水站

圖2 典型水文站點天然年徑流量MK突變檢驗

從圖2可以發(fā)現(xiàn)：金華水文站它的天然年徑流量自1958年至1977年之間呈現(xiàn)出波動下降的趨勢，1978年至1983年則處于相對穩(wěn)定時期，在1984年以后呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢；同時于1987年超出了顯著性臨界線，出現(xiàn)了顯著降低；天然年徑流量開始顯著降低的突變年份是1986年。衝州站的天然年徑流量由1964至1979年呈現(xiàn)出了波動上升的發(fā)展趨勢，1980年之后，其呈現(xiàn)出減輕趨勢；同時于2000年高出了顯著性臨界線，呈現(xiàn)出顯著的下降趨勢。對于諸暨站天然年徑流量由1958年至1975年呈現(xiàn)出波動下降的發(fā)展趨勢，1976至1983年呈現(xiàn)出提升的趨勢，1984年以后呈現(xiàn)出顯著的下降趨勢；于1986年明顯超出了顯著性臨界線。分水站天然年徑流量由1958年至1978年呈現(xiàn)出波動降低的發(fā)展趨勢，1979年至1983年表現(xiàn)出短暫的提升，1984年之后呈現(xiàn)出顯著的下降趨勢。

2.1.2 錢塘江流域徑流變化周期及分析根據(jù)圖3可以發(fā)現(xiàn)，金華站，天然年徑流量表現(xiàn)出4a、12a與21a的周期發(fā)展特點，當中的首個主周期便是21a；衝州站，天然年徑流量表現(xiàn)出4a、8a、15a與28a的周期發(fā)展的特點，當中首個主周期便是28a；諸暨站，天然年徑流量表現(xiàn)出4a、12a與21a的周期的發(fā)展特征，當中首個主周期便是21a；分水站，天然年徑流量表現(xiàn)出4a、12a和21a的周期發(fā)展特點，當中的首個主周期是21a。

圖3 典型水文站點徑流變化小波系數(shù)變換及小波方差圖

2.2 流域年降水變化分析

文章對金華、義烏、武義這三個氣象站對季節(jié)降水的距平進行綜合分析，下面只是將綜合站點的情況對季節(jié)降水距平實施分析，詳細見圖4所示。

圖4 綜合站點四季降水距平及5a滑動平均圖

從圖4可以發(fā)現(xiàn)：綜合氣象站其春季的降水自1964年至1974年表肺出波動降低的趨勢，1975年至1981年表現(xiàn)出上升趨勢；1982年至1998年呈現(xiàn)出波動振蕩的趨勢，1999年以后呈現(xiàn)出了降低趨勢；從距平上進行分析，2000年以后春季降水量降低顯著。夏季降水量自1958年至1997年，表現(xiàn)出波動振蕩的發(fā)展趨勢，1997年以后出現(xiàn)了顯著的降低趨勢；從距平上進行分析，1997年以后，夏季的降水量降低十分顯著。秋季降水量從1958年至1964年的秋季降水呈現(xiàn)出波動降低的趨勢，1965年至1997年的秋季降水呈現(xiàn)出振蕩趨勢；1998年以后，秋季降水呈現(xiàn)出顯著的下降；從距平上進行分析，秋季降水量降低顯著。冬季降水量變化長期表現(xiàn)出振蕩狀態(tài)，沒有顯著的增減趨勢。

2.3 流域年均氣溫變化分析

2.3.1 基于年均氣溫距平的年氣溫變化趨勢分析

從圖5可以發(fā)現(xiàn)：金華氣象站于1963年至1970年之間出現(xiàn)的年均氣溫降低的趨勢，然而到了1970年以后表現(xiàn)出顯著的上升趨勢；自1987年以后其年均氣溫距平值，表現(xiàn)出了上世紀80年代中期以后年均氣溫提升著顯。而義烏氣象站的年均氣溫變化趨勢與金華站相似，于1963年至1970年之間呈現(xiàn)出年均氣溫降低的趨勢，1970年至1985年則呈現(xiàn)出波動小幅提升的趨勢；1985年表現(xiàn)出顯著上升趨勢；從距平圖上能夠知道1987年以后距平值均高于0，年均氣溫增溫顯著。從滑動線可以知道，武義氣象站于1970年之前均是呈現(xiàn)出下降的趨勢；1971年至1977年呈現(xiàn)出上升的趨勢，1978年至1984年呈現(xiàn)同下降的趨勢，1985年以后呈現(xiàn)出顯著的上升趨勢；從距平圖上能夠知道，自1994年以后溫度提升顯著。綜合站點表現(xiàn)了金華流域的基本氣象狀況，自5a滑動線能夠知道在1970年之前年均氣溫呈現(xiàn)出降低的趨勢，1970年至1985年呈現(xiàn)出波動提升的趨勢，1985年之后呈現(xiàn)出顯著的溫度提升趨勢；從距平數(shù)值上進行分析，1989年以后區(qū)域年均氣溫提升顯著。

圖5 典型氣象站點年均氣溫距平及5a滑動平均圖

3 氣候變化對錢塘江流域水資源帶來的影響

3.1 氣候變化對流域水資源量的影響

文章結(jié)合1980年～2003年金華江流域水資源量與相應(yīng)的年份的綜合站點氣候數(shù)據(jù)，運用了回歸分析軟件Eviews，針對金華江流域水資源量進行回歸，利用已知的氣象資料與回歸分析獲得的回歸方程：

（公式當中指的是流域i年的水資源量，Xi指的是流域i年的降水量。）

根據(jù)金華錢塘江流域水資源量回歸方程，結(jié)合STAR氣候模型能夠得出金華錢塘江流域水（高、中、低）未來的氣候情景，可以獲得2009～2035年，金華錢塘江流域水資源量對于不同氣候變化狀況的響應(yīng)情況。

圖6 基于回歸分析方法不同升溫情景下區(qū)域水資源量

從上圖6能夠知道金華錢塘江流域水資源量將會伴著氣候的變暖而表現(xiàn)出波浪式降低的趨勢，區(qū)域升溫的幅度越大，區(qū)域水資源量的降低幅度也隨之越大。考慮到氣候改變有著隨機性的特點，因而各個目標年的水資源量，均是以目標年作為中心年，結(jié)合臨近的前后兩年相應(yīng)的水資源量，求出平均值進而得到目標年的水資源量，最后得出如表1的結(jié)果。

表1 未來目標年流域水資源量

根據(jù)表1可以知道：在低升溫狀況下，流域水資源量便會由2015年至2030年將降低大約2370×104m3，在中升溫狀況下將降低大約2400×104m3，在高升溫狀況下將降低大約4160× 104m3；與低升溫狀況進行比較，至2030年中升溫狀況下水資源量將降低大約1216×104m3，高升溫狀況將降低大約3350×104m3。

3.2 氣候變化對經(jīng)濟生活用水量的影響

文章選取了2001～2010年作為檢驗期，運用驗證模擬遞推法推算出生活用水的有效性。根據(jù)金華錢塘江流域的相關(guān)資料，可以獲得2001～2010年金華錢塘江流域生活用水情況，詳細如下表2所示。

表2 2001年至2010年生活用水情況

依照相關(guān)驗證計算得出的結(jié)果，我們以平均遞推因子K=1. 885進行計算，可以知道對于金華錢塘江江流域來說，年均氣溫每提高1℃，那么人年均生活用水量將大約會提升1.885m3。

3.3 氣候變化對錢塘江流域水資源承載力的影響

根據(jù)相關(guān)的模型計算可以得到，金華江流域可利用水量對各個目標年份預(yù)期生活水平下的水資源的承載力詳細如圖7所示。

圖7 目標年基于水資源可利用量的區(qū)域水資源承載力狀況

從圖7可以發(fā)現(xiàn)，針對區(qū)域水資源的系統(tǒng)可利用水資源量于各個目標年當中所起到的支撐預(yù)期生活水平下的人口數(shù)量均要低于預(yù)期人口數(shù)量，各個目標年水資源承載力均是在于嚴重超載的情況下，屬于不可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)下。

如果，遇平水年（P=50%），那么各個水平年的水資源承載力超載率均是超過50%；如果遇上偏枯年份(P=75%)，那么各人目標年水資源承載力超載率則是超過60%。

未來升溫情景的差異同樣會對區(qū)域水資源承載力形成了一定的影響，升溫幅度越大，區(qū)域當中的可利用水資源量便更加少，其相應(yīng)狀況下水資源承載力也就更低。然而對于金華錢塘江江流域來說，盡管將來是低升溫情景，其可利用水資源量還是很難支撐預(yù)期的人口經(jīng)濟規(guī)模，因而，大力“開源”，同時努力實施節(jié)水增效，對于實現(xiàn)區(qū)域社會的經(jīng)濟、發(fā)展規(guī)劃都是相當必要的。

4 氣候變化情景下水資源適應(yīng)對策

4.1 進一步完善政策法規(guī)，加強流域水資源綜合管理

應(yīng)該構(gòu)建起嚴格的現(xiàn)代化的制度體系和水資源管理體系，進一步加強對水資源進行統(tǒng)一化管理和保護，以構(gòu)建起適應(yīng)氣候變化以及水資源可持續(xù)發(fā)展需求的管理制度，編制同時進一步完善有關(guān)的法律法規(guī)以及政策體系。讓金華江流域水資源的開發(fā)、利用、節(jié)約以及保護、水害防治等可以更為規(guī)范化與法制化，為流域水資源的管理給予強而有力的法律支持。流域范圍內(nèi)的各省同樣需要根據(jù)地方的特點編制與其相應(yīng)的政策法規(guī)。

4.2 加強節(jié)水力度，建立節(jié)水型社會

根據(jù)分析可以知道金華江流域，氣候的變化將會對水資源的供需矛盾帶來一定的影響，而且，流域內(nèi)依然存在著較為普遍的用水浪費、水資源利用率低系列的問題。因而，應(yīng)該要做到大力推行節(jié)約用水、提升人民群眾的節(jié)水意識、選擇一些節(jié)水型產(chǎn)業(yè)，倡導(dǎo)同時推行節(jié)水型的生活方式，建立節(jié)水型社會才可以有效緩解流域水資源的矛盾，保證經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。

4.3 加大水利投資力度，加強水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

有實現(xiàn)有效處理氣候變化對于錢塘江水資源帶來的威脅，還要充分利用氣候監(jiān)測、預(yù)測以及評估信息，增強供水、抗旱等各個方面的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。水庫于調(diào)節(jié)季節(jié)、年際水量盈虧上面有著一定的優(yōu)勢，然而在應(yīng)對長時間的氣候變化的影響上面卻有著明顯的局限性金華江流域多年的降水量表現(xiàn)出顯著下降趨勢，出現(xiàn)持續(xù)性的干旱，因而只是單純的依靠水庫進行調(diào)劑是遠遠不夠的，還需要有效運用工程技術(shù)與政策等方面的相互協(xié)調(diào)，才可以有效緩解水資源安全的問題。針對跨流域調(diào)水的工程，還必須要嚴格考慮未來氣候變化以及調(diào)水區(qū)、受水區(qū)的氣候變化特點以及相互影響規(guī)律，進行嚴密的氣候可行性分析論證，充分保障調(diào)水工程可以充分發(fā)揮它的效益價值，科學(xué)地運行以及管理。

5 結(jié)語

全球氣候變化對于水文水資源系統(tǒng)，和社會經(jīng)濟用水行為已經(jīng)帶來了深刻的影響，同時，中小尺度區(qū)域氣候的變化以及它對于水文水資源系統(tǒng)帶來的影響。也是近年來國內(nèi)外的研究熱點。文章以氣候變化對錢塘江流域水資源帶來的威脅為題，結(jié)合實例介紹了錢塘江流的相關(guān)情況，分析了錢塘江流域水文氣象要素變化特征分析以及其氣候變化對錢塘江流域水資源帶來的影響，氣候變化情景下水資源適應(yīng)對策。

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龍澤錕（1996—），男，重慶市榮昌區(qū)人，本科，主要研究方向：GIS應(yīng)用方向。