氣候變化背景下若干水文問(wèn)題的思考

1、 南京水利科學(xué)研究院水利部應(yīng)對(duì)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(wèn)題的思考鄱陽(yáng)湖水文與水生態(tài)論壇戈?duì)枺弘y以忽視的真相！后 天氣候變暖不爭(zhēng)的科學(xué)事實(shí)（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(guó)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(guó)搬遷氣候變化嚴(yán)重影響人類(lèi)生存和發(fā)展（島國(guó)的滅頂之災(zāi)）馬爾代夫首都馬累（Male） 海底議會(huì)（2009.10.09）胡錦濤總書(shū)記：氣候變化問(wèn)題是環(huán)境問(wèn)題，也是發(fā)展問(wèn)題，歸根到底是發(fā)展問(wèn)題。黨的十七大報(bào)告：加強(qiáng)應(yīng)對(duì)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(shí)代的重大挑戰(zhàn)之一。雙方?jīng)Q心根據(jù)各自國(guó)情采取重要減緩行動(dòng)，并認(rèn)識(shí)到兩國(guó)在促成加強(qiáng)世界應(yīng)對(duì)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(huì)議(框架公約第15次大會(huì))背景：京都議定書(shū)減排協(xié)議將于2012年屆滿四大議題:發(fā)達(dá)國(guó)家明確中期減排目標(biāo)化解發(fā)達(dá)國(guó)家與發(fā)展中國(guó)家的分歧發(fā)展中國(guó)家能否自愿提出減排目標(biāo)明確對(duì)發(fā)展中國(guó)家資金供應(yīng) 192觀測(cè)到的氣候變化對(duì)水文的可能影響鄱陽(yáng)湖的水文問(wèn)題幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)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(cè)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(lái)最熱的12年有11年發(fā)生在近期。全球氣候在過(guò)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(lái)氣候情景氣溫升高： 1.1-6.4海平面上升： 0.18-0.59m101.3 中國(guó)：觀測(cè)氣溫變化中國(guó)氣溫變化與全球趨勢(shì)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(guó)年均氣溫變化趨勢(shì) 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(shì)系數(shù)分布 (/10a) 1951-2004年月平均氣溫變化趨勢(shì) (/1

4、0a)春夏秋冬1.3 中國(guó)：觀測(cè)氣溫變化四季均呈升溫趨勢(shì)，其中，冬季節(jié)升溫顯著；春夏季節(jié)存在局地降溫情勢(shì)。12兩個(gè)時(shí)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(guó)：觀測(cè)降水變化海河流域: 減少最明顯長(zhǎng)江下游: 增加最明顯 黃河流域: 減少較明顯西部?jī)?nèi)陸河: 增加較明顯 131.3 中國(guó)：海河流域降水變化 20世紀(jì)80年代以來(lái)比80年代以前減少約10141980前后60min降雨量比值分布1.3 中國(guó)：觀測(cè)暴雨變化區(qū)域性短歷時(shí)暴雨強(qiáng)度有增加趨勢(shì)區(qū)域性極端強(qiáng)降水日數(shù)有增加趨勢(shì) 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(shì)152007年6月中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化國(guó)家方案 中國(guó)未來(lái)氣候變暖趨勢(shì)將進(jìn)一步加劇。 與2000年相比，中國(guó)年平均氣溫可能升高， 2020年：1.32.1；2050年：2.33.3。 未來(lái)50年中國(guó)年平均降水量將呈增加趨勢(shì)，預(yù)計(jì)： 2020年，全國(guó)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(shì)； 2050年，可能增加5%7%。 1.3 中國(guó)：未來(lái)氣候預(yù)測(cè) 16 全球平均海平面每年上升1-2mm,中國(guó)近50年上升0.13m 地域上呈南弱北強(qiáng)型 2008年我國(guó)沿海海平面為近10年來(lái)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(duì)海岸帶的影響17觀測(cè)到的氣候變化對(duì)水文的可能影響鄱陽(yáng)湖的水文問(wèn)題幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)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(duì)水文的可能影響氣候變化干旱洪澇生態(tài)202.1 對(duì)洪澇災(zāi)害的可能影響氣候變化對(duì)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(guó)家評(píng)估報(bào)告：2100年中國(guó)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(shì)更加嚴(yán)峻 全國(guó)平均降水量增加（國(guó)家應(yīng)對(duì)方案：2020年，全國(guó)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(lái)，我國(guó)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(shì)91江淮，98長(zhǎng)江、松花江、閩江2003、2005、2007淮河2005、2008西江淹沒(méi)房屋2.1 防洪安全：暴雨洪水222.1 對(duì)洪澇災(zāi)害的可能影響2000多年歷史資料統(tǒng)計(jì)：平均每2年發(fā)生一次較大洪水對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響上世紀(jì)90年代以來(lái)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(méi)的街道24強(qiáng)熱帶風(fēng)暴發(fā)生頻繁，呈增加趨勢(shì)2.1 防洪安全：臺(tái)風(fēng)、風(fēng)暴潮1970年以來(lái)我國(guó)登陸臺(tái)風(fēng)統(tǒng)計(jì) 臺(tái)風(fēng)浣熊近年強(qiáng)臺(tái)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(hào)臺(tái)風(fēng)“莫拉克”（38m/s(13)） 臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度強(qiáng)、維持時(shí)間長(zhǎng)，移速變化大、停滯時(shí)間長(zhǎng)，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(tái)、閩、浙、贛、徽、滬、蘇、魯?shù)?省，致臺(tái)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(tái)灣南橫公路損毀嚴(yán)重2.1 防洪安全： 臺(tái)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(shì)變化黃河封河天數(shù)明顯縮短，封河時(shí)的流量減小，封河時(shí)最大冰量明顯減少，封河長(zhǎng)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(duì)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(guó)干旱災(zāi)害情況統(tǒng)計(jì)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(guó)以來(lái)，我國(guó)干旱災(zāi)害的嚴(yán)重程度不斷加深；與建國(guó)初相比，21世紀(jì)以來(lái)的平均受旱率、平均成災(zāi)率和糧食減產(chǎn)率分別是原來(lái)的2.3倍、4.3倍和2.6倍；2008年，全國(guó)耕地累計(jì)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(wàn)畝；因旱造成糧食損失161億kg 2.2 對(duì)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(wú)雨雪，15省干旱嚴(yán)重，全國(guó)作物受旱面積1.36億畝，比常年多46，有346萬(wàn)人飲水困難 2.2 對(duì)干旱災(zāi)害的可能影響3

11、0我國(guó)主要江河年徑流量的變化（1981-2004年相對(duì)于1950-1980年） 總體趨勢(shì)：減少 顯著減少趨勢(shì) ：海河、黃河、遼河 弱減少趨勢(shì)：淮河、松遼河、珠江、長(zhǎng)江 弱遞增趨勢(shì)：長(zhǎng)江中下游，淮河上游，嫩江2.2 干旱災(zāi)害：河川徑流31 我國(guó)水資源總量為2.8萬(wàn)億m3，人均水資源量不到2170 m3 ，不足世界人均的1/3 我國(guó)有40%以上的人口生活在缺水地區(qū)，飲水安全突出； 全國(guó)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(huì)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(guó)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(huì)有明顯改變隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，北方缺水情勢(shì)可能會(huì)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(shì)可能進(jìn)一步加劇2.2 未來(lái)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(zhǎng)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(duì)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(lái)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(duì)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(chǔ)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(hào)冰川，原本為一體的東、西兩支冰舌在1993年完全分離，成為獨(dú)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(guó)冰川資源及其變化調(diào)查項(xiàng)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(yáng)湖水面僅剩不足50平方公里 鄱陽(yáng)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(lèi)型湖泊數(shù)量湖泊面積湖泊蓄水量湖泊數(shù)（個(gè)）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(guó)14223.9957412.4515.86.5 我國(guó)不同類(lèi)型湖泊萎縮情況統(tǒng)計(jì) 2.3 生態(tài)影響：湖泊萎縮20世紀(jì)50年代以來(lái)，全國(guó)有142個(gè)大于10km2的湖泊萎縮，總計(jì)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(wàn)km2，深層地下水超采區(qū)面積達(dá)9萬(wàn)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(lèi)和浮游生物增加太湖2007年4月平均水溫19.56，為25年來(lái)最高，為藻類(lèi)暴發(fā)提供了適宜的條件442005年普查資料：全國(guó)水土流失面積357萬(wàn)km2，占國(guó)土面積的37.6%，其中：水蝕161萬(wàn)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(cè)到的氣候變化對(duì)水文的可能影響鄱陽(yáng)湖的水文問(wèn)題幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)主 要 內(nèi) 容463.1 防洪安全問(wèn)題全球氣候變化背景下，極端暴雨事件增多增強(qiáng)，鄱陽(yáng)湖流域的洪澇災(zāi)害可能進(jìn)一步加劇。加強(qiáng)鄱陽(yáng)湖流域暴雨、洪水的監(jiān)測(cè)體系建設(shè)強(qiáng)化暴雨洪水的預(yù)警、預(yù)報(bào)、預(yù)測(cè)能力氣候變化對(duì)鄱陽(yáng)湖暴雨洪澇影響的基礎(chǔ)科學(xué)研究47 鄱陽(yáng)湖五河及區(qū)間來(lái)水的變化3.2 鄱陽(yáng)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(kù)運(yùn)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(kù)調(diào)度的影響49九江河段泥沙沖淤變化對(duì)鄱陽(yáng)湖湖口水位的變化，江湖關(guān)系的變化九江河段鄱陽(yáng)湖出口水道鄱陽(yáng)湖之間水沙的互動(dòng)和反饋效應(yīng) 上游來(lái)沙減少 水庫(kù)攔沙 “清水下泄”致九江河段沖刷3.3 三峽水庫(kù)調(diào)度的影響50江湖關(guān)系的主要問(wèn)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(yáng)湖湖出口河段脆弱的泥沙沖淤平衡和鄱陽(yáng)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(shì)及對(duì)江湖水情的影響。江湖關(guān)系的科學(xué)問(wèn)題：識(shí)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(kù)調(diào)度的影響513.4 水質(zhì)水生態(tài)問(wèn)題氣溫升高，將使得湖泊水質(zhì)進(jìn)一步惡化（現(xiàn)IV-V類(lèi)，部分劣V類(lèi)），對(duì)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(huì)的可持續(xù)發(fā)展。鄱陽(yáng)湖水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)體系建設(shè)鄱陽(yáng)湖水質(zhì)預(yù)警、預(yù)報(bào)能力未來(lái)氣候變化對(duì)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(niǎo)類(lèi)和魚(yú)類(lèi)減少，研究生態(tài)保護(hù)措施和規(guī)劃523.5 鄱陽(yáng)湖的其它水文問(wèn)題水利工程是防洪、抗旱的重要措施，也是應(yīng)對(duì)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(jì)中，需要充分考慮未來(lái)氣候變化條件下對(duì)流域水文的影響。工程規(guī)劃和管理中的氣候變化問(wèn)題氣候變化對(duì)鄱陽(yáng)湖的影響；鄱陽(yáng)湖對(duì)區(qū)域氣候的