氣候變化背景下若干水文問題的思考

1、 南京水利科學(xué)研究院水利部應(yīng)對氣候變化研究中心2009年12月18日氣候變化背景下若干水文問題的思考鄱陽湖水文與水生態(tài)論壇戈爾：難以忽視的真相！后 天氣候變暖不爭的科學(xué)事實（2部影響深遠(yuǎn)的電影）環(huán)北極冰蓋的變化（NASA，2005）1980年2003年氣候變化 嚴(yán)重影響自然生態(tài)系統(tǒng)（北極冰蓋消退）馬爾代夫群島國家，平均海拔.米。全球變暖，“旅游天堂”的馬爾代夫可能消失準(zhǔn)備舉國搬遷氣候變化嚴(yán)重影響人類生存和發(fā)展（島國的滅頂之災(zāi)）馬爾代夫首都馬累（Male） 海底議會（2009.10.09）胡錦濤總書記：氣候變化問題是環(huán)境問題，也是發(fā)展問題，歸根到底是發(fā)展問題。黨的十七大報告：加強(qiáng)應(yīng)對氣候變化能力

2、建設(shè)。中美聯(lián)合聲明：雙方強(qiáng)調(diào)氣候變化是我們時代的重大挑戰(zhàn)之一。雙方?jīng)Q心根據(jù)各自國情采取重要減緩行動，并認(rèn)識到兩國在促成加強(qiáng)世界應(yīng)對氣候變化能力的可持續(xù)成果方面具有重要作用。 （2009.11.17）哥本哈根會議(框架公約第15次大會)背景：京都議定書減排協(xié)議將于2012年屆滿四大議題:發(fā)達(dá)國家明確中期減排目標(biāo)化解發(fā)達(dá)國家與發(fā)展中國家的分歧發(fā)展中國家能否自愿提出減排目標(biāo)明確對發(fā)展中國家資金供應(yīng) 192觀測到的氣候變化對水文的可能影響鄱陽湖的水文問題幾點認(rèn)識主 要 內(nèi) 容71.1 溫室氣體濃度溫室氣體濃度增加熱量平衡改變?nèi)驓夂蜃兓?1.2 全球：觀測氣溫變化19062005，全球平均氣溫升高0.

3、74；1990s是最熱的10年； 1850年以來最熱的12年有11年發(fā)生在近期。全球氣候在過去百年正經(jīng)歷以全球變暖為主要特征的顯著變化IPCC-AR491.2 全球：未來氣候情景氣溫升高： 1.1-6.4海平面上升： 0.18-0.59m101.3 中國：觀測氣溫變化中國氣溫變化與全球趨勢基本一致最近50年，平均升率略高于全球平均水平 : 0.22/10a中國年均氣溫變化趨勢 18601880190019201940196019802000溫度距平（）0.50-0.5-1.01.0111951-2004年期間季節(jié)平均氣溫趨勢系數(shù)分布 (/10a) 1951-2004年月平均氣溫變化趨勢 (/1

4、0a)春夏秋冬1.3 中國：觀測氣溫變化四季均呈升溫趨勢，其中，冬季節(jié)升溫顯著；春夏季節(jié)存在局地降溫情勢。12兩個時段年平均降水量變化情況（1980-2000年與1956-1979年平均降水量之差）1.3 中國：觀測降水變化海河流域: 減少最明顯長江下游: 增加最明顯 黃河流域: 減少較明顯西部內(nèi)陸河: 增加較明顯 131.3 中國：海河流域降水變化 20世紀(jì)80年代以來比80年代以前減少約10141980前后60min降雨量比值分布1.3 中國：觀測暴雨變化區(qū)域性短歷時暴雨強(qiáng)度有增加趨勢區(qū)域性極端強(qiáng)降水日數(shù)有增加趨勢 陜西寬坪，1998.7，1300mm/ 6-7h（調(diào)查） 雷州半島：200

5、7年，1188.2mm/24h極端強(qiáng)降水事件日數(shù)的變化趨勢152007年6月中國應(yīng)對氣候變化國家方案 中國未來氣候變暖趨勢將進(jìn)一步加劇。 與2000年相比，中國年平均氣溫可能升高， 2020年：1.32.1；2050年：2.33.3。 未來50年中國年平均降水量將呈增加趨勢，預(yù)計： 2020年，全國年平均降水量將增加2%3%， 但華北地區(qū)可能仍持繼續(xù)減少趨勢； 2050年，可能增加5%7%。 1.3 中國：未來氣候預(yù)測 16 全球平均海平面每年上升1-2mm,中國近50年上升0.13m 地域上呈南弱北強(qiáng)型 2008年我國沿海海平面為近10年來最高，比2007年上升了14mm天津 升196mm

6、上海 升115mm廣東 升50-60mm福建 升50-60mm1.4 氣候變化對海岸帶的影響17觀測到的氣候變化對水文的可能影響鄱陽湖的水文問題幾點認(rèn)識主 要 內(nèi) 容18氣候變化可能產(chǎn)生的影響全球變暖降 水溫 度海平面其 它氣候要素變化影響領(lǐng)域農(nóng) 牧 業(yè)水 資 源林 業(yè)生 態(tài)海 岸 帶其 它19氣候變化對水文的可能影響氣候變化干旱洪澇生態(tài)202.1 對洪澇災(zāi)害的可能影響氣候變化對極端事件的影響 全球變暖 空氣溫度升高 大氣持水能力增加 降水機(jī)率增大、強(qiáng)度增強(qiáng)，暴雨發(fā)生機(jī)率加大 全球變暖 海平面上升（2007年國家評估報告：2100年中國沿海海平面平均可能上升0.6-0.74m） 沿海及河口地區(qū)

7、防洪形勢更加嚴(yán)峻 全國平均降水量增加（國家應(yīng)對方案：2020年，全國年平均降水量將增加2-3%，2050年增加5-7)，將增加洪澇災(zāi)害發(fā)生機(jī)率。 21近年來，我國部分極端天氣氣候事件的發(fā)生呈頻率增加、強(qiáng)度增大趨勢91江淮，98長江、松花江、閩江2003、2005、2007淮河2005、2008西江淹沒房屋2.1 防洪安全：暴雨洪水222.1 對洪澇災(zāi)害的可能影響2000多年歷史資料統(tǒng)計：平均每2年發(fā)生一次較大洪水對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響上世紀(jì)90年代以來洪澇損失/GDP232005年，北京強(qiáng)暴雨2007年，濟(jì)南強(qiáng)暴雨、南京強(qiáng)暴雨(河海大學(xué)新校區(qū)被淹) 重慶強(qiáng)暴雨交通癱瘓、人民生活影響嚴(yán)重2.

8、1 防洪安全：極端暴雨洪水淹沒的街道24強(qiáng)熱帶風(fēng)暴發(fā)生頻繁，呈增加趨勢2.1 防洪安全：臺風(fēng)、風(fēng)暴潮1970年以來我國登陸臺風(fēng)統(tǒng)計 臺風(fēng)浣熊近年強(qiáng)臺風(fēng)2006.# 6 桑美，60m/s(17)；2000.#14 碧莉斯 55m/s(16)；2008.#15 薔薇, 51m/s(16)；2005.#9卡努、#19龍王，2007.#9圣帕、#16羅莎 50m/s(15)252009年第8號臺風(fēng)“莫拉克”（38m/s(13)） 臺風(fēng)強(qiáng)度強(qiáng)、維持時間長，移速變化大、停滯時間長，降雨強(qiáng)度大、影響范圍廣，強(qiáng)風(fēng)半徑大、風(fēng)暴增水高涉及臺、閩、浙、贛、徽、滬、蘇、魯?shù)?省，致臺灣461人死亡，192人失蹤 溫州

9、蒼南縣城被洪水圍困，縣城停電，網(wǎng)絡(luò)和電視不通 臺灣南橫公路損毀嚴(yán)重2.1 防洪安全： 臺風(fēng)、風(fēng)暴潮262.1 防洪安全：凌汛全球氣候變暖導(dǎo)致凌汛形勢變化黃河封河天數(shù)明顯縮短，封河時的流量減小，封河時最大冰量明顯減少，封河長度明顯縮短工作人員調(diào)查景區(qū)受災(zāi)情況 黃河河面被冰塊覆蓋 27全球變暖地表潛熱增加蒸散發(fā)增強(qiáng)高溫?zé)崂思案珊凳录l次增加、范圍擴(kuò)大2.2 對干旱災(zāi)害的可能影響氣候變化加劇區(qū)域干旱28不同年代我國干旱災(zāi)害情況統(tǒng)計年代平均受旱率/%平均成災(zāi)率%因旱糧食減產(chǎn)率/%194919597.352.362.321960196912.45.874.461970197917.595.013.181

10、980198916.958.124.821990199916.687.754.052000200716.9510.056.14建國以來，我國干旱災(zāi)害的嚴(yán)重程度不斷加深；與建國初相比，21世紀(jì)以來的平均受旱率、平均成災(zāi)率和糧食減產(chǎn)率分別是原來的2.3倍、4.3倍和2.6倍；2008年，全國耕地累計受旱面積3.67億畝，農(nóng)作物受災(zāi)面積1.78億畝，成災(zāi)9927萬畝；因旱造成糧食損失161億kg 2.2 對干旱災(zāi)害的可能影響29 2006年,川渝百年一遇大旱 2009年春,北方百日無雨雪，15省干旱嚴(yán)重，全國作物受旱面積1.36億畝，比常年多46，有346萬人飲水困難 2.2 對干旱災(zāi)害的可能影響3

11、0我國主要江河年徑流量的變化（1981-2004年相對于1950-1980年） 總體趨勢：減少 顯著減少趨勢 ：海河、黃河、遼河 弱減少趨勢：淮河、松遼河、珠江、長江 弱遞增趨勢：長江中下游，淮河上游，嫩江2.2 干旱災(zāi)害：河川徑流31 我國水資源總量為2.8萬億m3，人均水資源量不到2170 m3 ，不足世界人均的1/3 我國有40%以上的人口生活在缺水地區(qū)，飲水安全突出； 全國668座城市有400多座缺水，其中108座嚴(yán)重缺水，1.6億多城市居民的正常生活受影響 北方地表水資源量難以支撐社會經(jīng)濟(jì)用水需求，地下水超采嚴(yán)重2.2 水資源安全：供需矛盾32我國洪澇干旱災(zāi)害發(fā)生機(jī)率可能增加南澇北旱

12、的的格局可能不會有明顯改變隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，北方缺水情勢可能會進(jìn)一步加劇側(cè)重經(jīng)濟(jì)發(fā)展（A2）情景的2050年水資源分布:北方缺水情勢可能進(jìn)一步加劇2.2 未來水資源情景33農(nóng)業(yè)灌溉用水量增加氣溫升高降水變化蒸散發(fā)增加生長期變化作物需水變化利用有效降水變化灌溉需水變化2.2 水資源安全：灌溉需水34初步分析： 農(nóng)業(yè): 增加2.7%（相對情景：氣溫1，降水3%） 工業(yè): 氣溫每升高1將導(dǎo)致冷卻需水增加12% 生活: 氣溫每升高1，生活用水量增加1.0%左右 生態(tài): 水面蒸發(fā)加大 生態(tài)用水增加 供需矛盾更加突出 。2.2 未來水資源安全全球變暖 溫度升高 需水增加35冰川、雪蓋萎縮；湖泊萎縮、濕地

13、減少；地下水超采、水環(huán)境惡化水土流失、土地荒漠化污染的淮河水干涸的白洋淀土地荒漠化2.3 對生態(tài)的可能影響36世界上1/6以上的人口生活在冰川或融雪供水的江河流域，將受到冰川和積雪儲水量減少、冬季流量與年度流量比率上升、季節(jié)流量下降的影響2.3 生態(tài)影響：冰川、雪蓋1989年烏魯木齊河源一號冰川，原本為一體的東、西兩支冰舌在1993年完全分離，成為獨立的兩支冰川。從1958年到2004年，冰川平均厚度減薄了12m2004年37冰川大范圍縮小，雪蓋面積下降，永久性凍土退化 中國冰川資源及其變化調(diào)查項目顯示：與第一次冰川普查相比，總體處于面積縮小狀態(tài)，縮小比例為7.4青海高原多年凍土面積的減少和凍

14、土下界的升高，20世紀(jì)60年代與90年代相比，高原多年凍土下界分布高度上升約71m，季節(jié)性凍土厚度平均減小19cm。2.3 生態(tài)影響：冰川、雪蓋38氣候變化濕地影響濕地面積和功能碳匯，減緩氣候變化調(diào)節(jié)洪澇、干旱等極端事件2.3 生態(tài)影響：濕地退化39氣溫升高蒸發(fā)增大濕地萎縮降水減少入湖流量減少氣候區(qū)域暖干化導(dǎo)致濕地資源減少、抗干擾能力減弱生物多樣性減少，瀕危物種增加、自然退化加重2.3 生態(tài)影響：濕地退化40天然狀況：湖泊形態(tài)季節(jié)差異懸殊 年內(nèi)水位變化劇烈，達(dá)13m以上，洪水期3850平方公里，枯水期不足1000平方公里。 “高水為湖、低水似河” “洪水一片、枯水一線”由于連年干旱，2007年

15、冬季鄱陽湖水面僅剩不足50平方公里 鄱陽湖：旱災(zāi)導(dǎo)致濕地面積縮減2.3 生態(tài)影響：濕地退化41湖泊類型湖泊數(shù)量湖泊面積湖泊蓄水量湖泊數(shù)（個）占總湖泊數(shù)（%）面積減少（km2）占總面積（%）蓄水量減少（億m3）占總蓄水量（%）淡水湖10546.5779719.8310.811.7咸水湖2711.311764.31894.1鹽湖107.56015.6162.7全國14223.9957412.4515.86.5 我國不同類型湖泊萎縮情況統(tǒng)計 2.3 生態(tài)影響：湖泊萎縮20世紀(jì)50年代以來，全國有142個大于10km2的湖泊萎縮，總計面積減少9574km2，占萎縮前湖泊總面積的12%，蓄水量減少516

16、億m3，占湖泊總蓄水量的6.5%。 42 干旱增多，北方地表水資源量不足，地下水超采嚴(yán)重 地下水平均每年超采約100 億方 超采面積達(dá)19萬km2，深層地下水超采區(qū)面積達(dá)9萬km22.3 生態(tài)影響：地下水超采43太湖藍(lán)藻暴發(fā)2.3 生態(tài)影響：水污染嚴(yán)重河流湖泊變暖，熱力結(jié)構(gòu)和水質(zhì)變化，藻類和浮游生物增加太湖2007年4月平均水溫19.56，為25年來最高，為藻類暴發(fā)提供了適宜的條件442005年普查資料：全國水土流失面積357萬km2，占國土面積的37.6%，其中：水蝕161萬km2，每年江河流失表土50億t。大量泥沙流入河道。2.3 生態(tài)影響：水土流失氣候干旱極端暴雨增多植被退化水土流失加重

17、45觀測到的氣候變化對水文的可能影響鄱陽湖的水文問題幾點認(rèn)識主 要 內(nèi) 容463.1 防洪安全問題全球氣候變化背景下，極端暴雨事件增多增強(qiáng)，鄱陽湖流域的洪澇災(zāi)害可能進(jìn)一步加劇。加強(qiáng)鄱陽湖流域暴雨、洪水的監(jiān)測體系建設(shè)強(qiáng)化暴雨洪水的預(yù)警、預(yù)報、預(yù)測能力氣候變化對鄱陽湖暴雨洪澇影響的基礎(chǔ)科學(xué)研究47 鄱陽湖五河及區(qū)間來水的變化3.2 鄱陽湖水位持續(xù)偏低原因分析氣候變化影響？程度？三峽調(diào)度的影響（ 蓄水期流量減少 ）河道沖刷48三峽水庫運行后11011月三峽蓄水：下泄流量減小60008000m3/s12月至次4月蓄水位不低于枯季消落低水位 56月預(yù)泄期：流量增大100010000m3/s69月防洪調(diào)度

18、期：削峰調(diào)度3、三峽水庫調(diào)度的影響49九江河段泥沙沖淤變化對鄱陽湖湖口水位的變化，江湖關(guān)系的變化九江河段鄱陽湖出口水道鄱陽湖之間水沙的互動和反饋效應(yīng) 上游來沙減少 水庫攔沙 “清水下泄”致九江河段沖刷3.3 三峽水庫調(diào)度的影響50江湖關(guān)系的主要問題：九江河道沖淤變化（湖口附近官州、沙洲發(fā)展和束窄入江水道斷面） 、鄱陽湖湖出口河段脆弱的泥沙沖淤平衡和鄱陽湖出口主流流向隨水位升高而變化、八里江以下河段沖淤變化的趨勢及對江湖水情的影響。江湖關(guān)系的科學(xué)問題：識別江湖關(guān)系的影響因素及其變化，揭示江湖吞吐結(jié)構(gòu)與江湖水沙變化之間的耦合反饋機(jī)制，探討江湖水沙關(guān)系的演變規(guī)律3.3 三峽水庫調(diào)度的影響513.4 水質(zhì)水生態(tài)問題氣溫升高，將使得湖泊水質(zhì)進(jìn)一步惡化（現(xiàn)IV-V類，部分劣V類），對河流湖泊水環(huán)境核生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生重要影響，威脅供水安全和經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展。鄱陽湖水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測體系建設(shè)鄱陽湖水質(zhì)預(yù)警、預(yù)報能力未來氣候變化對河流湖泊水環(huán)境及水生態(tài)系統(tǒng)的影響分析極端高溫和持續(xù)干旱條件下供水安全的應(yīng)急措施濕地萎縮，鳥類和魚類減少，研究生態(tài)保護(hù)措施和規(guī)劃523.5 鄱陽湖的其它水文問題水利工程是防洪、抗旱的重要措施，也是應(yīng)對氣候變化能力建設(shè)的重要組成。在流域水利工程規(guī)劃、工程設(shè)計中，需要充分考慮未來氣候變化條件下對流域水文的影響。工程規(guī)劃和管理中的氣候變化問題氣候變化對鄱陽湖的影響；鄱陽湖對區(qū)域氣候的