開展氣候變化對黑龍江省水文水資源影響研究對策

張玉國，李龍輝

(黑龍江省水文局，哈爾濱150001)

1 氣候變化對水文水資源影響研究現(xiàn)狀

我國自20世紀80年代迅速開展了氣候變化對我國水文水資源影響的專門研究。1988年，國家自然科學(xué)基金委員會批準“中國氣候與海面變化及其趨勢和影響研究”作為“七五”重大項目，其中包括“氣候變化對西北華北水資源的研究”。1991年，國家科委啟動的“八五”國家科技攻關(guān)項目“全球氣候變化的預(yù)測、影響和對策研究”中設(shè)立了“氣候變化對水文水資源的影響及適應(yīng)對策”專題。1994年，中美合作開展“國家研究”，兩個項目都包括氣候變化對水文、水資源的影響及適應(yīng)對策研究。1996年，國家科委設(shè)立“九五”國家重中之重科技攻關(guān)項目“我國短期氣候預(yù)測系統(tǒng)的研究”，其中包括“氣候異常對我國水資源及水分循環(huán)影響的評估模型研究”專項，選擇淮河流域和青藏高原作為研究區(qū)域，參加了GEWEX在亞洲季風(fēng)區(qū)試驗即GAME項目。“十五”科技攻關(guān)重點項目“中國可持續(xù)發(fā)展信息共享系統(tǒng)的開發(fā)研究”中設(shè)立了“氣候異常對我國淡水資源的影響閾值及綜合評價”專題，基于對未來水資源的模擬及水資源的需求預(yù)測進行氣候變化閾值研究。近幾年開展的國家973重點基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項目“我國生存環(huán)境演變和北方干旱化趨勢預(yù)測研究”則針對全球變暖問題重點研究我國北方干旱地區(qū)未來的氣候情勢、人類活動和水資源相互作用關(guān)系以及適應(yīng)對策［1］。我省有關(guān)學(xué)者利用CCCMA、CCSR、CSIRO、GFDL和HADL EY氣候模式，對未來氣候繼續(xù)變暖對我省水資源的影響進行預(yù)測，得出未來氣候?qū)⒗^續(xù)變暖，增溫使蒸發(fā)量增加，使松花干流及嫩江天然徑流減少，水資源危機更為嚴重，尤其農(nóng)業(yè)缺水更為嚴重的結(jié)論［2］。

歸納起來，研究內(nèi)容主要有以下4個方面［3］:①氣候變化對流域水量平衡的影響;②氣候變化對區(qū)域可供水量和需水量的影響;③氣候變化對洪水、干旱頻率的影響;④氣候變化對農(nóng)業(yè)灌溉水量的影響;⑤氣候變化對供水系統(tǒng)可靠性、恢復(fù)性和脆弱的影響;⑥氣候變化對水質(zhì)的影響。

2 開展研究工作的必要性

2.1 氣候變化對水資源的影響不容忽視

在全球氣候變暖的背景下，近120 a以來黑龍江省氣溫上升了1.4℃，20世紀90年代氣候變暖最為明顯，全省氣溫上升了1℃。近43 a以來我省年平均氣溫總體呈變暖趨勢，與全國氣溫變化趨勢接近。氣候條件變化，改變了水文循環(huán)過程，導(dǎo)致水資源在時空分布和數(shù)量發(fā)生變化，同時存在增加大范圍干旱和極端干旱天氣發(fā)生頻率的可能。研究表明:氣候變暖將使東北地區(qū)夏季徑流減少，以我省的烏裕爾河為例，在降水量不變的情況下，氣溫每增加1℃，年蒸發(fā)量增加10%，而年徑流量將減少10%。學(xué)者的氣候情景模擬也得出類似結(jié)論:2030年全省平均氣溫升高1.29℃，嫩江和松花江干流的徑流量將減少17.1%～21.7%。可見氣候變化對我省水資源產(chǎn)生的影響是不容忽視的。

2.2 在該領(lǐng)域的研究我省究尚屬空白

近幾十年，尤其是近幾年來氣候變化對水文水資源及對策影響，已成為各國政府及公眾密切關(guān)注和研究的熱點問題。國內(nèi)，水利部水文局等單位已在黃河、漢江、贛江、淮河、海河、萊州灣等多個流域和地區(qū)開展過研究，但在包括我省在內(nèi)的東北地區(qū)目前僅限于粗略的學(xué)術(shù)探討階段，一直未進行過專門和系統(tǒng)的研究。

2.3 對保證我省供水安全具有重要意義

黑龍江省年平均地表水資源量686億m3。人均占有水量2 123 m3，低于全國平均水平 ，居全國第 13位;每666.7m2耕地占有量545 m3，僅為全國單位面積平均水量的1/4，居全國第19位，水資源并不豐富。近年來，雙鴨山市、雞西市和七臺河市等許多城市出現(xiàn)用水危機。尤其是20世紀80年代以來，黑龍江省氣候變暖明顯，蒸發(fā)量加大，連續(xù)干旱，導(dǎo)致水資源匱乏，松花江自1998年之后連續(xù)四五年枯水，造成生活用水困難、航運中斷、農(nóng)田干旱減產(chǎn)，造成巨大的損失。水資源短缺，已成為影響和制約我省社會和經(jīng)濟發(fā)展的主要因素之一。今后隨著經(jīng)濟社會發(fā)展，用水需求逐年增加，我省水資源供需矛盾會更加突出。因此，在我省面臨氣候變化可能引起水資源量減少，增加供水風(fēng)險的局面下，盡快開展氣候變化對水資源影響及對策的研究，是非常迫切和必要的。

3 開展研究的有利條件

3.1 具備開展研究的水文氣象環(huán)境

黑龍江省嫩江、松花江、湯旺河、穆棱河、呼瑪河等重要河流均建有比較完善水文氣象監(jiān)測站網(wǎng)，遙感、遙測技術(shù)開始應(yīng)用，具有比較先進的信息采集、傳輸和處理手段，一些站已積累了100余年的氣象水文資料，一些河流人類活動的影響還比較輕微，便于研究工作的開展。

3.2 具備開展項目研究技術(shù)基礎(chǔ)

我省水文氣象部門擁有從事氣候氣象、水文水資源監(jiān)測、預(yù)測的專業(yè)隊伍，具有應(yīng)用氣候變化情景生成技術(shù)、水文水資源模擬技術(shù)和進行模型開發(fā)的基礎(chǔ)。尤其是水利部水文局、南京水利科學(xué)研究院等有關(guān)單位，自20世紀80年代開始相繼開展了《氣候變化對水文水資源及適應(yīng)政策研究》、《氣候變化對西北華北水資源的影響》、《氣候異常對我國淡水資源的影響閥值及綜合評價》等專題研究工作，有很多可資借鑒的經(jīng)驗。因此，在加強與國內(nèi)有關(guān)機構(gòu)合作交流的前提下，我省有能力保障研究工作的順利實施。

4 研究的主要內(nèi)容及預(yù)期效果

氣候變化對水文水資源系統(tǒng)的影響研究，主要是通過研究氣候變化引起的流域氣溫、降水、蒸發(fā)等變化來評估預(yù)測徑流可能的增減趨勢及對其流域供水影響。

4.1 研究的主要內(nèi)容

①定義氣候變化情景;②建立、驗證流域水文模型;③將氣候變化情景作為流域水文模型的輸入，模擬分析水文循環(huán)過程和水文變量;④評價氣候變化對水文水資源的影響:⑤根據(jù)水文水資源的變化規(guī)律和影響程度，提出相適應(yīng)的對策和措施。

4.2 預(yù)期達到的效果

①建立適合省情、能夠快速評價氣候變化影響的指標體系;②借鑒國內(nèi)外成功的經(jīng)驗，應(yīng)用GIS技術(shù)和計算機模擬等先進的評價方法，研究出能夠定量評估氣候變化對水資源影響程度的模型;③提出更具針對性的適應(yīng)對策和解決措施，為未來我省水資源合理開發(fā)、有效管理、優(yōu)化配置和水環(huán)境保護提供依據(jù)。

5 開展研究工作的建議

5.1 政府應(yīng)高度重視開展研究工作的重要性

《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》把能源和環(huán)境確定為科學(xué)技術(shù)發(fā)展的優(yōu)先領(lǐng)域，把全球環(huán)境變化監(jiān)測與對策明確列為環(huán)境領(lǐng)域的優(yōu)先主題之一;《中國應(yīng)對氣候變化國家方案》明確提出要依靠科技進步和科技創(chuàng)新應(yīng)對氣候變化，把科技工作作為國家應(yīng)對氣候變化的重大舉措。在此背景下，我省有關(guān)部門應(yīng)高度重視適應(yīng)氣候變化的科研工作，充分發(fā)揮政府在氣候變化科技工作中的主導(dǎo)作用，通過政策和制度創(chuàng)新，鼓勵和支持我省學(xué)者、科研機構(gòu)參與氣候變化領(lǐng)域、區(qū)域科學(xué)研究計劃與技術(shù)開發(fā)計劃，同時加強宣傳和溝通，爭取研究項目及早立項。

5.2 加強交流與合作

通過國際國內(nèi)技術(shù)交流渠道，加強國際科技合作與交流，吸取國外先進技術(shù)，洞察學(xué)科研究前沿動態(tài)，提高我們的科技水平。同時積極與水利部應(yīng)對氣候變化研究中心、武漢大學(xué)、水利部水文局等開展類似工作的單位的合作，使研究項目的開展擁有可靠的技術(shù)保障。

5.3 建立有效的評價體系和實用先進的評價方法

評價指標體系要符合我省經(jīng)濟、技術(shù)和資料積累的實際，要求所建立的指標體系要集普遍性、適用性于一身，所選擇的指標能夠比較準確評價氣候變化的影響。此外，水資源往往是人為因素和氣候因素的共同作用的結(jié)果，要單獨量化氣候?qū)λY源的影響是非常困難的。因此需要加大科研攻關(guān)的力度，借鑒國內(nèi)外成功的經(jīng)驗，應(yīng)用GIS技術(shù)和計算機模擬等先進的評價方法，研究出符合我省實際、先進、可靠的分析、預(yù)測和管理模型。

［1］江濤，等.未來氣候變化對我國水文水資源影響的研究［J］，中山大學(xué)學(xué)報，2000，29(12):153.

［2］潘華盛，等.氣候變暖對黑龍江省水資源的影響及對策［J］，黑龍江水專學(xué)報，2004，31(03):4.

［3］張利平，等，氣候變化對水文水資源影響的研究進展［J］，地理科學(xué)進展，2008，27(05):61.