氣候變化對(duì)水文水資源影響的研究進(jìn)展

李曉娟

摘 要：自進(jìn)入到21世紀(jì)以來(lái)，氣候變化問(wèn)題成為了全世界關(guān)注的焦點(diǎn)，各國(guó)政府都加大對(duì)氣候變化所引起環(huán)境問(wèn)題的重視，尤其是因氣候變換對(duì)水文水資源的影響是不容忽視的。文章將對(duì)當(dāng)前氣候變化對(duì)水文水資源的相關(guān)研究展開(kāi)論述。

關(guān)鍵詞：氣候變化 水文水資源 研究 影響

據(jù)權(quán)威觀測(cè)資料顯示：在20世紀(jì)全球平均氣溫約上升0.6℃，而結(jié)合當(dāng)前全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式以及多排放影響下，研究學(xué)者估計(jì)到21世紀(jì)末期，全球平均地表溫度上升范圍在1.1～6.4℃。這一氣候變化將會(huì)對(duì)全球水文循環(huán)產(chǎn)生極大地影響，如在時(shí)空劃分上，水資源分布會(huì)產(chǎn)生變換，進(jìn)而區(qū)域降水、蒸發(fā)、土壤濕度等都會(huì)受到不同程度的影響。可以說(shuō)，在當(dāng)前背景下下，氣候問(wèn)題已經(jīng)成為了全球關(guān)注的焦點(diǎn)，各國(guó)政府和相關(guān)專(zhuān)家都致力于氣候變化對(duì)水文水資源影響研究，已為今后水資源開(kāi)發(fā)和利用提供參考資料。

1.我國(guó)關(guān)于氣候變化對(duì)水文資源影響研究工作進(jìn)展

從1985年開(kāi)始，我國(guó)將氣候變化研究工作納入到重點(diǎn)工作中去，并于1988年創(chuàng)建了以中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)自然科學(xué)基金為支持的“中國(guó)氣候與海平面變化及其趨勢(shì)和影響研究”，同時(shí)在國(guó)家科委等相關(guān)部門(mén)的領(lǐng)導(dǎo)和支持下，以水利不水文局、南京水利科學(xué)研究院開(kāi)展了“八五”科技攻關(guān)項(xiàng)目，如圖1所示為“八五”科技攻關(guān)項(xiàng)目氣候變化對(duì)水文水資源的影響及適應(yīng)對(duì)策研究框架。在該項(xiàng)研究中主要一漢江、黃河、淮河、松花江、遼河等為對(duì)象，通過(guò)構(gòu)建集總式水量平衡模型來(lái)進(jìn)行氣候變換對(duì)流域徑流的影響，集合GCMS分析結(jié)果，對(duì)今后各流域水資源情況進(jìn)行了預(yù)測(cè)分析。在研究過(guò)程中氣候情景的建構(gòu)主要有兩種方法，一是以區(qū)域氣候可能出現(xiàn)的變化進(jìn)行人為的假設(shè)；二是以大氣中二氧化碳增加情況為基礎(chǔ)，都見(jiàn)七個(gè)大氣環(huán)流模型，并對(duì)可能出現(xiàn)的結(jié)果進(jìn)行模擬。另外我國(guó)有關(guān)氣候變化影響水文模型主要有經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)模型、概念性降水徑流模型以及水量平衡模型等三種，同時(shí)為了研究結(jié)果的準(zhǔn)確性還建立了氣候變化影響的水資源綜合評(píng)價(jià)模型。該綜合評(píng)價(jià)模型主要包括供水系統(tǒng)和需求系統(tǒng)，其中供水系統(tǒng)又分為地表水以及地下水，并通過(guò)水路調(diào)度模型和地下水均衡模型完成描述；而需水系統(tǒng)則是有三部分構(gòu)成，其分別為生活、工業(yè)以及農(nóng)田灌溉等，研究過(guò)程中主要以氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)用水影響為主，且該研究過(guò)程中是通過(guò)農(nóng)田土壤水平衡模型來(lái)進(jìn)行描述的。

2.氣候變化對(duì)我國(guó)水文水資源影響研究

氣候變換對(duì)全球水文水資源產(chǎn)生了一定的影響，這是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)，同樣對(duì)于我國(guó)而言，這種影響也是尤為顯著的，因此在今后的研究中應(yīng)當(dāng)加大重視力度。

2.1氣候變化對(duì)我國(guó)降水分布和降水強(qiáng)度影響分析

首先，氣候變化對(duì)降水量影響。不同地區(qū)所受影響程度是不同的，例如對(duì)于我國(guó)西部地區(qū)而言，在氣候變化影響作用下，其降水總量呈現(xiàn)出逐漸增加的跡象，而對(duì)于我國(guó)西南地區(qū)而言，降水量則呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(shì)，因此從這一方面分析可知，在氣候變化影響作用下，我國(guó)不同地區(qū)在降水總量上的表現(xiàn)是不同的。其次，氣候變化對(duì)降水強(qiáng)度的影響。不同地區(qū)降水強(qiáng)度的特點(diǎn)是不同的，例如對(duì)于我國(guó)東部地區(qū)來(lái)說(shuō)，降水強(qiáng)度明顯降低，而對(duì)于西部地區(qū)而言，無(wú)論是降水頻率還是強(qiáng)度較以往相比都有不同程度的增加，但是應(yīng)當(dāng)注意的是西部地區(qū)降水量的增加并沒(méi)有引起水資源利用率的提升，究其原因在于降水量增加的同時(shí)受到氣候變暖的影響，水分蒸發(fā)量也在增加，進(jìn)而導(dǎo)致水資源利用率提高并不明顯。

2.2氣候變化對(duì)我國(guó)冰川融化影響分析

在全球氣候變暖趨勢(shì)影響下，我國(guó)冰川融化速度較過(guò)去相比明顯增加，造成我國(guó)冰川面積減少，進(jìn)而對(duì)以冰川徑流為重要補(bǔ)給的河流徑流降低。另外我國(guó)水循環(huán)系統(tǒng)受到氣候變化影響也是不容忽視的，嚴(yán)重情況下還可能引發(fā)一系列的自然災(zāi)害，在這種情況之下，必須提高對(duì)氣候變換的認(rèn)識(shí)，加大其對(duì)水文資源影響的研究和分析，構(gòu)建水文資源變化檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)科學(xué)合理方法的運(yùn)用來(lái)進(jìn)行水文資源變化的預(yù)測(cè)，為防范措施的制定提供參考依據(jù)，同時(shí)為水資源利用率的提升奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.氣候變化對(duì)水文水資源影響研究方式

當(dāng)前關(guān)于氣候變化影響較多，且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也在不斷的深入，但是受到氣候變化與水文資源影響關(guān)系特殊性的影響，在進(jìn)行這一方面研究過(guò)程中主要以氣候變化對(duì)降水、流域氣溫以及蒸發(fā)等為指標(biāo)，通過(guò)對(duì)這些內(nèi)容的研究和預(yù)測(cè)可以進(jìn)一步了解和掌握流域供水影響、徑流增加等相關(guān)的情況，為今后水資源利用提供可靠的參考依據(jù)。

3.1氣候變化的情景生成技術(shù)

區(qū)域的不同，氣候變化情況也是不同的，且這種變化具有一定的不確定性和復(fù)雜性。在實(shí)踐中，關(guān)于氣候變化預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性是不可控的，即使運(yùn)用了情景生成技術(shù)，但是這也僅僅是變化情況中的一種，是可能發(fā)生的情景的預(yù)測(cè)，具體內(nèi)容可包括對(duì)氣候變化時(shí)間、氣候分布以及狀態(tài)等。根據(jù)當(dāng)前的科學(xué)技術(shù)水平以及有關(guān)水文資源研究成果分析來(lái)看，氣候變化情景生成技術(shù)主要包括任意情景設(shè)置和長(zhǎng)期歷史資源分析兩種。其中以長(zhǎng)期歷史資源方式為對(duì)象進(jìn)行分析。長(zhǎng)期歷史資料分析方式在進(jìn)行氣候變化影響研究的過(guò)程中，關(guān)于水文水資源影響主要有時(shí)間類(lèi)比、古代相似法以及空間類(lèi)比三種。首先時(shí)間類(lèi)比就是歷史數(shù)據(jù)資料為依托，通過(guò)對(duì)當(dāng)時(shí)氣候變化情況的分析來(lái)探尋氣候冷暖具體狀態(tài)，進(jìn)而得出氣候變化態(tài)勢(shì)下，對(duì)水文資源的影響；其次，空間類(lèi)比方法是以指定區(qū)域氣候變化情況等同于區(qū)域氣候變化的具體情況，但是受到大氣環(huán)流、地形條件等諸多因素的影響，這種對(duì)比方法準(zhǔn)確性不高；最后，古代相似法在應(yīng)用過(guò)程中是以古氣候變化規(guī)律為參考，結(jié)合地質(zhì)地貌變化將其有機(jī)的運(yùn)用到現(xiàn)代氣候情景中，利用現(xiàn)代化技術(shù)手段，建立氣候變化情景并進(jìn)行類(lèi)比分析，進(jìn)而得出氣候變化對(duì)水文水資源的影響結(jié)果。

3.2水文模型技術(shù)

目前，水文模型技術(shù)主要有包括以下幾種。首先，經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)模型。經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)模型構(gòu)建過(guò)程中是以同期降水量、氣溫和徑流量為參考，通過(guò)對(duì)這些歷史數(shù)據(jù)資料的對(duì)比分析，并集合三者之間的關(guān)系來(lái)構(gòu)建統(tǒng)計(jì)模型，以總結(jié)出氣候變化規(guī)律。在模型構(gòu)建過(guò)程中，必須對(duì)環(huán)境因素的影響進(jìn)行重點(diǎn)分析，常見(jiàn)的環(huán)境因素包括地址地貌、流域面積以及植被情況等。另外區(qū)域的不同，其反蒸騰效益和發(fā)生洪澇的次數(shù)也是不同的，因此由此產(chǎn)生的氣溫變化也是存在一定差異的，這就要求在研究過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)以區(qū)域平均變化情況為依據(jù)，針對(duì)變化較大的效應(yīng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，得出各項(xiàng)參考指標(biāo)的評(píng)估結(jié)果，最大限度的保證氣候變化規(guī)律的科學(xué)性和合理性。其次，分布式水文模型。在分布式水文模型構(gòu)建中是以植被、土地利用情況、地形、土壤、降水量等指標(biāo)為依據(jù)對(duì)整個(gè)區(qū)域進(jìn)行水文模型單位的劃分，并以單獨(dú)的單元為研究對(duì)象，利用統(tǒng)計(jì)分析方法得出該流域的變化特性，因此分布式水文模型的優(yōu)點(diǎn)就是可以最大限度的保障大陸尺度的清晰度。

4.結(jié)論

綜上所述，在可持續(xù)戰(zhàn)略發(fā)展背景下，關(guān)于氣候變化對(duì)水文水資源影響研究至關(guān)重要，因此在實(shí)踐研究過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持整體的研究思路，結(jié)合具體情況選擇水文模型，實(shí)現(xiàn)氣候環(huán)境與水文模型的有機(jī)結(jié)合，綜合研究區(qū)域內(nèi)環(huán)境和人為等影響，探尋氣候變化規(guī)律，總結(jié)對(duì)水文水資源的影響，為水資源利用率的提升提供基礎(chǔ)，為我國(guó)可持續(xù)戰(zhàn)略的創(chuàng)造條件。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡華浪.土地利用/覆蓋變化對(duì)永定河流域水文過(guò)程的可能影響模擬[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)，2016（03）.

[2]王國(guó)慶.氣候、植被變化與水文循環(huán)響應(yīng)研究進(jìn)展及展望[J].水資源與水工程學(xué)報(bào)，2016（02）.