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气候科普
 
 
 
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气候变暖 会影响南水北调的节律吗

[日期:2015-02-16]  [新闻来源:中国气象报]

      “君不见,黄河之水天上来,奔流到海不复回”,李白《将进酒》中脍炙人口的名句,道出了气候与水资源之间的“亲缘关系”。

  有“天河”之称的南水北调中线工程已经通水,南起汉江下游湖北丹江口水库,直达北京团城湖和天津市外环河。如同一条巨大的水龙蜿蜒于华北腹地,润泽极度缺水的华北大地。

  在气候变化的大背景之下,如何能使天河之水保证华北地区充足的水量供应,并使水质得到保障,气象部门在这一过程中又扮演何种角色?

  北方是否还需南水?

  经历过近些年诸如北京“7·21”特大暴雨这样的强降水之后,很多北方百姓并没有为一路北上而来的“南水”欢欣鼓舞。在他们心中总有个疑问,北方还需要南水吗?

  “未来50年,气候变化将使南方水资源略有减少,北方水资源稍有增加,但不会扭转降水南多北少的格局,南水北调战略亦不会被颠覆。”“气候变化对我国重大工程的影响与对策研究”项目组成员、中国水利水电科学研究院水资源研究所所长严登华明确回应了这一观点。

  气候存在年际变化。近几年,雨带北抬的确导致北方降水增多。同时,许多气候模型给出的结果显示:到2050年甚至2100年,华北地区降水量将呈现增多趋势。但是北方的降水量仍然明显少于南方。

  同时,气候变暖导致气温升高,蒸发量也将随之加大。因此,尽管降水增多,但径流量增加并不显著。加之北方,尤其是处于政治经济中心的京津冀地区,随着未来人口增长、生活水平提高以及工业和生态用水量的增加,需水量还将呈现“刚性”增长趋势。

  在严登华看来,降水的增长将“无力”抵消需水量的增加,华北地区仍将陷于缺水局面之中,仍旧需要“南水”支援。

  极端天气会影响调水吗?

  中线工程长达1000多公里,跨越不同的气候区。一旦遇到季节性极端降水变化,供水区有可能在短时间内“缺水”。

  气候变化恰巧就增加了这些风险。据预测,未来,气候变暖使得中线供水区呈现夏季降水增多、冬季降水减少的趋势。并且,综合考虑气候、地形等因素,还存在海水倒灌的风险,导致供水地区在短时间之内出现缺水事件。

  因此,气候变暖的影响虽不会“动全身”, 却将影响调水的时间及空间节律。

  “南水北调工程像根扁担挑着两个筐。”严登华说。

  供水线路是扁担,而中线工程的水源区(长江流域)以及受水区(华北平原)犹如挂在扁担两端的筐。“我们的目标就是保持扁担平衡。”严登华说。

  “在气候变化影响下,年内、年际之间以及空间降水分布都将出现较大差别,这为‘平衡扁担’增加了难度系数。”中国水利水电科学研究院高级工程师鲁帆告诉记者,气候变暖将加剧极端事件,增加干旱、洪涝等灾害发生频率,使受水区或供水区的水量在短时间内发生较大变动。

  此外,还需考虑水质问题。温度在波动中上升,容易导致水质恶化。“供水区极端降水事件增多,特别是洪涝和干旱的频次增加也与水质好坏有一定关联。”严登华说。

  以上情况都将考验南水北调工程精准调度水资源的能力。因此,在气候变暖的背景下,要求在上千公里的调水线路之中,编制更加灵活的调度方案。

  如何应对气候变化挑战?

  气候变化带来的种种挑战,正在“倒逼”更加精准的调度方案及早问世。

  “气象和水利等多部门需无缝隙合作,才可能碰撞出相对完善的调度方案。”严登华介绍,天然水循环包括四大环节:天气过程、地表过程、土壤过程以及地下水过程。在这“四环”之外,还有社会循环过程,即取水、输水、用水、耗水、回归等过程。本该是套在一起的“五环”,目前彼此分割。严登华举例说:“天上来水并非完全进入河湖之中,还会有一部分‘钻进’土地中。因此,如果构建气象水文耦合模式,加之精准到10毫米之内的定量化气象预报,将对水文预报大有裨益。”

  此外,有关气候变化影响的研究仍需进一步加强。例如,供水、需水量受到温度、风速以及辐射等因素的影响(如气温上升1℃,工业用水效率可能就会下降10%到20%,导致需水量增加),这就需要提高受水区的需水量预报准确率,进而优化工程调度;工程布局建设需要考虑愈加频繁的极端事件,这就需要建立南水北调工程的风险应急预案体系,其中很重要的环节就是构建南水北调水源区与受水区丰枯遭遇风险的分析模型。

  “气候变化为‘平衡扁担’带来了新的挑战,单靠某个部门的力量已经走到极限,共享信息可以节省资源,互相校验,能够提高调水的精准程度,无疑是双赢之道。”严登华说。

 

 
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