南亞三角洲利用地下水灌溉的不可持續(xù)性研究

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(guò)抽取地下水進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉，在旱季可以提高農(nóng)作物產(chǎn)量，在季風(fēng)期促進(jìn)該地區(qū)地表水對(duì)含水層的補(bǔ)給。利用基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的綜合模擬系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值模擬，結(jié)果表明：地下水灌溉不可持續(xù)，其對(duì)地表淡水資源的負(fù)面影響超過(guò)了以往的認(rèn)知。研究驗(yàn)證了既有的結(jié)論，即2002＼～2021年的豐水期，該地區(qū)地表水對(duì)地下水的補(bǔ)給有所增加。但是，地下水所受補(bǔ)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(shí)，補(bǔ)給增加導(dǎo)致季風(fēng)期地表徑流以及形成的基流減少，雖然能使洪水風(fēng)險(xiǎn)降低，但也減少了農(nóng)業(yè)可用的地表淡水資源，并可能進(jìn)一步刺激地下水用水需求的增長(zhǎng)。沿海地區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)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(dǎo)致洪水風(fēng)險(xiǎn)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(dòng)力條件失衡，導(dǎo)致海水入侵風(fēng)險(xiǎn)增加，進(jìn)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(lái)的問(wèn)題。隨著全球沿海及三角洲地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)受到人類(lèi)與氣候變化的壓力增大，該項(xiàng)南亞三角洲的研究成果可供其他地區(qū)參考。

集約灌溉對(duì)緩解歐洲重要產(chǎn)糧區(qū)地下水儲(chǔ)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(lái)，由于干旱問(wèn)題，該地區(qū)未來(lái)的水資源可用量面臨挑戰(zhàn)?；贕RACE重力衛(wèi)星觀測(cè)及1000余口地下水測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，分析了2002＼～2022年間該區(qū)域地下水儲(chǔ)量的時(shí)空變化。結(jié)果表明：2015＼～2022年的地下水儲(chǔ)量減少速率較2002＼～2022年增加了1倍以上。灌溉活動(dòng)對(duì)地下水的季節(jié)性可利用量及長(zhǎng)期可利用量具有重要影響。與非灌溉區(qū)地下水儲(chǔ)量在干旱年份會(huì)出現(xiàn)急劇下降的情況相比，灌溉區(qū)地下水儲(chǔ)量與阿爾卑斯山積雪量相關(guān)度高，相對(duì)更加穩(wěn)定。灌溉區(qū)主要利用融雪補(bǔ)給水進(jìn)行的低效灌溉做法，能夠促進(jìn)含水層回補(bǔ)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(lái)的負(fù)面影響。研究成果可為制定考慮地下水補(bǔ)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(duì)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(yán)峻的挑戰(zhàn)。通過(guò)系統(tǒng)性綜述，研究了氣候變化如何通過(guò)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(duì)全球的影響模式、地區(qū)脆弱性和適應(yīng)性策略3個(gè)主要維度，分析氣候和水文變化對(duì)全球水電系統(tǒng)運(yùn)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(shí)間提前和水分蒸發(fā)加劇等普遍存在的氣候變化趨勢(shì)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(jī)系統(tǒng)改進(jìn)等技術(shù)創(chuàng)新，以提升不確定情況下的水電運(yùn)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(jī)制，協(xié)調(diào)用水并緩解資源沖突。該綜述整合了全球趨勢(shì)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(qiáng)調(diào)應(yīng)開(kāi)展跨學(xué)科合作和進(jìn)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(lái)，洪水事件頻發(fā)，給全球各地帶來(lái)巨大生命財(cái)產(chǎn)損失，影響社會(huì)穩(wěn)定。因此，有必要深入了解洪水成災(zāi)過(guò)程、影響及其隨氣候與環(huán)境變化的機(jī)制。提升洪水模擬效果可以更好地認(rèn)識(shí)洪水形成機(jī)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(jì)劃（GEWEX）水文氣象組（GHP）開(kāi)展“全球洪水交叉研究”，旨在促進(jìn)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(guò)構(gòu)建徑流形成過(guò)程動(dòng)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(duì)上述挑戰(zhàn)中所發(fā)揮的作用。研究建立通用的術(shù)語(yǔ)體系與方法，以推動(dòng)全球?qū)W術(shù)社群交流知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)、開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而為更有效地進(jìn)行洪水管理實(shí)踐與制定政策、提升防洪韌性，提出實(shí)用有效的建議。此類(lèi)跨學(xué)科多視角的協(xié)同能夠促進(jìn)知識(shí)的共享共創(chuàng)，尤其在當(dāng)下氣候劇烈且快速變化的背景下，有助于推動(dòng)洪水研究的進(jìn)一步發(fā)展。研究成果將建立跨學(xué)科的洪水研究新范式，通過(guò)綜合考慮社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響、預(yù)警通信與長(zhǎng)期適災(zāi)策略，從不同維度開(kāi)展洪水機(jī)制與過(guò)程的研究，降低洪水風(fēng)險(xiǎn)。

WIREsWater

Volume12，Issue3，Articlenumber：e70026

DOI：10.1002/wat2.70026