當(dāng)前世界上由于人口迅速增長、人民生活提高以及工業(yè)的發(fā)達(dá)，使供水量日益大量增加。然而世界上供水水資源狀況卻因氣候變化關(guān)系受到極大影響。

　　目前世界上供作用水的淡水只占地球上全部水量的3％，而兩極冰川和冰帽的淡水量就占2％，不能夠使用。因此世界上40％人口的80個國家都面臨著缺水的危險。

　　據(jù)瑞典水文學(xué)者 Falkenmarks 提出的研究論證。一般人均量在1700m3／年以上的基本沒有缺水情況，1000—1700m3／年之間的可能有缺水情況，100Om3／年的已有供水不足情況，500m3／年的即為絕對缺水�，F(xiàn)行國際標(biāo)準(zhǔn)要求更加嚴(yán)格，規(guī)定為人均量2000m3／年的已為缺水邊緣，1000m3／年的為人類生存起碼需求。

　　根據(jù)聯(lián)合國估算，到2050年有44億人(全球人口100億)占有水量在1700m3／年以下，其中有中國。

　　當(dāng)前我國人均量據(jù)估計為世界人均量的1／4。我國現(xiàn)有6個省人均量不足500m3／年，還有16個省人均量低于2000m3／年，因此我國至少有一半以上的省處于達(dá)不到國際標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。在我國城市上，全國666個城市中，有400多個城市供水不足，其中包括北京、天津。我國水資源還是南方多北方少，長扛及其以南水系的流域面積占全國國土總面積的1／3，水資源卻占全國的4／5。淮河及其以北水系的流域面積占全國國土總面積的2／3，水資源量不及全國的1／5，西北內(nèi)部更差。從長遠(yuǎn)來看，我國水利專家預(yù)測到m田年，人口以16億計，人均量還要減少1／4，正如聯(lián)合國所估計的狀況。

　　天津市位于我國北方地區(qū)，雖然有海河及其支流廣布全市，但全市除雨量少外又多集中，上游來水量也不多，因此迄今四十多年來，一直為供水不足所纏繞，多次從黃河及密云水庫等處調(diào)水，后又由新建潘家口水庫引水，但去年又因氣候影響，幾年來北方干旱少雨，潘家口水庫蓄水水位已降到死庫容，不得已又千里迢迢再由黃河調(diào)水。

　　水資源的缺乏已成為世界上公認(rèn)的事實。因此如何保護(hù)水源、節(jié)約用水，已成為供水上急迫要解決的問題。氣候變化對水資源的影響很大，當(dāng)前水文學(xué)者為保護(hù)水源已經(jīng)深刻注意，并已做了大量的調(diào)查、研究工作，現(xiàn)匯集一部分有關(guān)此方面的論述予以介紹。

　　一、氣候變化對供水水潭的影響及其對策

　　21th international water supply conference "lmpact of climate variation on water resources with special reference to droughts and floods "

　　世界的氣候由于人類活動的原因，一般在10年之間就會起變化。氣候變化主要造成氣溫上升，水的蒸發(fā)量增加、降雪及化雪變化、地表水流動等，這些情況都有著對水源管理和水利用的影響。

　　世界的氣候變化，各國科學(xué)機構(gòu)都相當(dāng)注意，1992年6月于巴西的里約熱內(nèi)蘆召開的國際首腦會議上，通過了對水資源評估和對供水、干旱影響的調(diào)查等決議。聯(lián)合國設(shè)在瑞士日內(nèi)瓦世界氣候的組織也進(jìn)行了對海洋的大氣氣象狀況、對水循環(huán)和氣候情報發(fā)送等調(diào)查。葡萄牙、臺灣地區(qū)、英國、美國都積極的實施了氣候觀測，特別是美國海洋氣象局，努力提高預(yù)測厄爾尼諾現(xiàn)象的可信性，和提供出這方面的信息。

　　1982年到1983年由于厄爾尼諾現(xiàn)象，世界各國在經(jīng)濟(jì)上損失了近15億美元。今后對提高長期氣候預(yù)測的精確性，對世界經(jīng)濟(jì)有利。

　　在對供水的影響上，還有供水會使供水設(shè)施損害，及并由于污染物質(zhì)流入水源，引起水質(zhì)惡化。還有干旱，蒸發(fā)會使污染物濃縮，這不但對河水影響，且由于地下水的過度使用，還造成潛水層下降。供水與干旱且使得自來水凈水處理和運行等費用增加，加大財政負(fù)擔(dān)。

　　一些主要國家及地區(qū)由于氣候變化有以下影響和對策。

　　在臺灣地區(qū)于氣候變化影響上，預(yù)測2050年氣溫上升0.6℃，河水流量減少4%。提出在今后基本計劃上，進(jìn)行對供水和干旱變化所帶來影響的對策。

　　在法國由于1989年至1992年干旱所得的經(jīng)驗，訂立了對供水管理的導(dǎo)則，作為強化供水設(shè)施、保護(hù)水源、決定緊急狀況對策的基準(zhǔn)。

　　在葡萄牙于弄明1995年干旱的南部地帶地下水設(shè)備的不足后，訂立對抽水開、貯水池開發(fā)的計劃并展開對水源保護(hù)的宣傳。

　　在西班牙在對付干旱季節(jié)上，多數(shù)供水水源都依賴水庫儲水應(yīng)付。并預(yù)測今后降雨量回減少10%、氣溫會上升2℃、水庫貯水量減少20-39%。因此已作為社會問題提出。

　　在英國，通過調(diào)查氣候變化的結(jié)果，認(rèn)為英格蘭東南部干燥地區(qū)易受氣候變化影響。該國對近年干旱的對策是，將供水管理和水源保護(hù)作為重點，該國認(rèn)為限制水需求量比開發(fā)水源還要重要。

　　在比利時，對地下水的滲透和潛水層的儲水能力進(jìn)行了調(diào)查，預(yù)測土壤干燥和冬季泛流水的大量增加對供水所造成的影響。泛流水使原水水質(zhì)變壞，干旱減少儲水能力又可達(dá)30％。這就使得開發(fā)水源困難的比利時，把維護(hù)珥有供水設(shè)施和保護(hù)水源作為重點。

　　在瑞士，雖然萊茵河流域降雨量比本世紀(jì)初增加9％，但河道最低流量每年反減少0.3％，主要的冰河水源比上世紀(jì)減少50％。由于氣候溫暖化，標(biāo)高高的地區(qū)降雪變?yōu)榻涤�，增加了發(fā)生泛流水的危險性。

　　在美國，20世紀(jì)70年代存有氣候變化紀(jì)錄，而現(xiàn)在倒沒有做此項工作。美國將根據(jù)氣候變化定出的氣候變化指標(biāo)(Climate extremes index)，以及溫室大氣變化標(biāo)準(zhǔn)這兩項作為大致目標(biāo)，所定出的溫暖化指標(biāo)變化比例，對急劇的氣候變化和溫暖化的前兆表現(xiàn)并不明確。因此該國對氣候變化，今后有必要深刻加強觀察。

　　從所得結(jié)論和實地考察上，還不能確定所得的氣候變化狀況是屬于連續(xù)變化或是一時的短期變化，今后有必要繼續(xù)對氣候變化進(jìn)行調(diào)查。此外，由于已經(jīng)在絕大的地域?qū)Ρ姸嗟姆毫魍{和干旱頻率進(jìn)行預(yù)測，因此可將評估的水源可信性及對原水水質(zhì)的影響所得結(jié)果，來進(jìn)行水源管理。同時確立利于水源管理的未來的國際協(xié)調(diào)和合作體制。

　　水源管理已日益增加其重要性。但如果沒有消費者的認(rèn)同和理解，就不會得到財政上
的支援。供水事業(yè)者今后要定出水源和供水設(shè)施分析、水源危機處理、緊急對策及財政計劃等，這樣做對水源管理的措施認(rèn)為很重要。

　　二、氣候變化對水源影響的模式

　　R.B.Wardlaw etal"Modelling the impact of climate change on water resources"

　　1、前言

　　英國安固利安自來水公司在20世紀(jì)20年代末期，由于英國北部遭受缺水的原因，進(jìn)行了對水資源穩(wěn)定性的調(diào)查，并為應(yīng)付缺水危機，訂立未來的投資計劃。認(rèn)定其中造成缺水危機之一的是氣候變化對現(xiàn)有水資源的影響。為此該公司建設(shè)了水資源穩(wěn)定性的方案。

　　2、氣候變化穩(wěn)定方案

　　對氣候變化預(yù)測和影響的評估，根據(jù)水源廣域氣候狀況進(jìn)行。估計今后氣溫會上升，降雨量也將隨之增加。安固利安地方基于這種估計預(yù)測，到2050年夏季根據(jù)降雨量的準(zhǔn)確預(yù)測，計算增加6％，幅度上限值為正14％，下限值為負(fù)25％。將來氣候變化的預(yù)測方案采用此模式可信度低，而且熱發(fā)散能力還是以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格計算。這種計算方法以蒸發(fā)、風(fēng)力、太陽幅射等氣象條件探討不充分，同時評估還要增加植物生理學(xué)的關(guān)系以及CO2濃度的因素。

　　3、水源地帶氣候變化的影響評估

　　水源評估根據(jù)氣溫和降雨量等氣候變化狀況，以及蒸發(fā)、表流水的流失的水循環(huán)模擬的水源系統(tǒng)而定。缺水的可能供水量必須以100年準(zhǔn)確率的缺水狀況考慮，因此對以往河流流量、氣象觀測、缺水狀況等進(jìn)行整理是重要的。

　　水循環(huán)模擬根據(jù)氣候變化、河流流量的調(diào)查基數(shù)進(jìn)行，并發(fā)布降雨量和蒸發(fā)量的月平均變動調(diào)查結(jié)果的氣候變化狀況。結(jié)果明確了夏季期間蒸發(fā)量增加15％，地表水流失減少8％。但是沒有從降雨量、降雨期、頻度等的降雨模式計算，因此有效性低。另外，有關(guān)調(diào)查的廣域氣候模式中所含的降雨量部分，調(diào)查的缺水狀況也不充分。

　　4、大氣循環(huán)型式和降雨量

　　以大氣循環(huán)和氣象變化的調(diào)查結(jié)果，統(tǒng)計、整理不同季節(jié)循環(huán)型式和日降雨量，根據(jù)循環(huán)型式進(jìn)行開發(fā)不同季節(jié)降雨量的準(zhǔn)確率。

　　英國氣候系統(tǒng)分類，根據(jù)東安固利安大學(xué)調(diào)查的大氣循環(huán)型式訂立。

　　先進(jìn)行小型試驗探討循環(huán)型式分類，以后再進(jìn)行大型試驗，以提高其可信性。大氣循環(huán)分類基本為東風(fēng)和西風(fēng)兩類。

　　表1 大氣循環(huán)型式分類

　    重要的是，循環(huán)型式依季節(jié)而定。春季和夏季為高氣壓性氣候，降雨確率低。日降雨量夏季大，表示出夏季變化的特微。特別指出夏季雨量變化大。
　　
　　基于循環(huán)形式的降雨量模式，必須成分考慮不同季節(jié)的狀況。另外從調(diào)查、研究過去基數(shù)的結(jié)果，從循環(huán)形式導(dǎo)入降雨確率。兩者相比較，從表2明確的看出相差無幾。

　　表2 實際數(shù)量和預(yù)測數(shù)量的年平均降雨量

　　6、過缺水模式的評價

　　在水源系統(tǒng)上，必須鼠及缺水狀況。預(yù)測降雨量用以分析有否缺水狀況。以不同季節(jié)實際降雨量和循環(huán)型式預(yù)測降雨量的比較，其中夏季和秋季一致，而冬季和春季剮有所不同。今后考慮日降雨量持續(xù)性的開發(fā)模式很有必要。近年來紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)等對降雨量做了詳盡調(diào)查，開發(fā)出降雨量模式。

　　7．結(jié)語

　　降雨確率準(zhǔn)確到小數(shù)點1位。降雨量依據(jù)循環(huán)型式而定。極端缺水情況的預(yù)測模式，由于考慮了其持續(xù)性準(zhǔn)確率高。

　　以循環(huán)形式為基礎(chǔ)，預(yù)測的降雨量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性高，目前更加進(jìn)一步研究，以期開發(fā)出更準(zhǔn)確的降雨量模式。

　　三、氣候變化和水資源

　　AWWA‘s public advisory forum"Climate change and water resources"

　　1、前言

　　近年來，地球規(guī)模的氣候變——溫室效應(yīng)正繼續(xù)延長下去。氣候變化給予水循環(huán)有多么大的影響，利用的水資源就必須有多么大的相應(yīng)變化。供水事業(yè)者與政府機構(gòu)人員就AWWA顧問會議所做的調(diào)查作為重點資料，作出的對氣候變化的各樣調(diào)查報告的結(jié)論，在不同水利用的角度上，提出對氣候變化相應(yīng)的對策。本文就這些狀況予以敘述。

　　2、氣候變化的影響

　　20世紀(jì)80年代后半期，世界氣象機關(guān)和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃單位在有關(guān)氣候變化的政府機構(gòu)(IPCC）的支持下，進(jìn)行對氣候變化科學(xué)評價的調(diào)查。通過該調(diào)查，證實的確由于人類活動所產(chǎn)生的排泄廢物，加深丁大氣中CO2濃度的溫室效應(yīng)。結(jié)果是，IPCC估計到2100年，氣溫會升高1-3℃。根據(jù)最近報告，由于溫室效應(yīng)，對世界中的水資源和地表水產(chǎn)生重大影響。

　　供水長期規(guī)劃、供水設(shè)施的設(shè)計和建設(shè)、水庫的利用都是依據(jù)以往氣候狀況制定的。按照水文學(xué)估計的基數(shù)來看，其所制定的長期規(guī)劃對未來水利用已不合時宜，從而供水事業(yè)者和政策立案者應(yīng)將近期氣候變化加以注意放在重要位置。

　　由于近期氣候變化的影響，應(yīng)當(dāng)對水需要量、供水量、水質(zhì)等變化著重考慮。現(xiàn)分述如下。

　　(1)氣沮、蒸發(fā)量、降雨量地球的蒸發(fā)量、降雨量由于大氣中的c02濃度增加，氣候產(chǎn)生溫暖化傾向，漬測會增加3-15％。其量因為氣候溫暖化增加快，導(dǎo)致高緯度地域和熱帶地方于一年內(nèi)及中緯度地域于冬季降雨量都在增加。

　　(2)地球表面干燥 由于溫暖化使得降雨量增加，但蒸發(fā)量也隨之增加，因此，地球干燥。在高緯度地域冬季土壤增加水份，而中緯度的國家夏季出現(xiàn)大規(guī)模干燥狀況。

　　(3)降霜、溶雪型式變化在降霜、溶雪影響大的流域，冬季期間降雨量多、積雪時間短。受溶雪水的影響，冬季地表水流量增加，但干燥時期到來的早。從而對儲水量和表流水的利用有影響。

　　(4)暴雨頻度和其強烈變化 由于氣候變化，氣象也隨之變化，結(jié)果是時常發(fā)生暴風(fēng)雨和地面干燥的極端的氣象狀況。后果是降雨多的地方更潮濕，干燥地方更干旱。

　　(5)河流流量變化 氣候變化引起河流流量在不同季節(jié)內(nèi)出現(xiàn)變動。例如在美國西部于洪水來臨的溶雪時期內(nèi)，恐怕由于沮暖化再多降雨增加流量。另外到了溶雪量缺少的夏季，則擔(dān)心有流量減少的傾向。對于既恐怕有洪水來臨又擔(dān)心缺水的兩個方面的地區(qū)，要有處理的對策。

　　3、準(zhǔn)備未來的措施

　　對上述的各種事態(tài)，當(dāng)前AWWA顧問會議應(yīng)考慮未來全世界為應(yīng)付氣候變化，而再探討水利用的長期計劃。供水事業(yè)者和政策制定者的有關(guān)專家，提出以下的對應(yīng)意見。

　　(1)為了適應(yīng)新的水文狀況，應(yīng)再度估價供水設(shè)施的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、運用規(guī)劃、設(shè)施的最佳化及不測事故的對應(yīng)計劃。在這種情形下，欲其提出一部分供水設(shè)施變更使用工藝或修建需要花費資金的構(gòu)筑物的對策，莫如采用使需要的操作有著高效率的對策。

　　(2)依據(jù)以往的氣象狀況對水利用的作用，核查未來氣候變化對供水設(shè)施運用的安全度。

　　(3)嘩水事業(yè)者本身探索利用代替的能源和使能源消耗提高效率的途徑，力圖減少石化燃料的使用量。

　　(4)繼續(xù)對氣候變化調(diào)查和監(jiān)視，要和國際科學(xué)團(tuán)體結(jié)合，以便能經(jīng)常獲得最新的氣候變化情報。

　　四、氣候變化對水資源的影響

　　10th Asian-Pacific water supply congress "climate change it‘s potential effect on water resources"

　　自使用石化燃料以來，由于排放出大量的CO2氣體，使大氣層中CO2濃度，每年以1％程度上升。當(dāng)前因為CO2氣體的溫室效應(yīng)，地球正在趨于溫暖化。本文對地球溫暖化對地球的影響予以探討。

　　最近大氣大循環(huán)模式，由于考慮CO2的溫暖化效應(yīng)和硫黃氧化物的氣溶液(aerosol)的寒冷化效應(yīng)計算，其對過去的溫度傾向，得以更具有再現(xiàn)性。預(yù)測未來氣候變化，計算時還要將經(jīng)濟(jì)增長的因素和環(huán)境保護(hù)政策考慮在內(nèi)。

　　使用這種模式以全地球規(guī)模計算結(jié)果為，在2050年，南亞、東南亞、澳大利亞地區(qū)年平均氣溫上升1℃，平均降雨量下降，伴隨著蒸發(fā)量加大，河流水量和地下水貯量減少。城市由于氣候上升，使用水量增加。在農(nóng)田方面，因為蒸發(fā)量加大，土壤含水量降低，增加了灌溉水量，可能還會發(fā)生農(nóng)民爭水問題。極地也會出現(xiàn)冰融，造成海平面上升，擔(dān)心盂加拉國海拔低的地區(qū)會被水淹沒。

　　在長期預(yù)測水需要這個問題上，氣候變化的因素影響的可能性很大。為此要預(yù)測各個地區(qū)的氣候變化。歐洲就有更周密的預(yù)測各個地區(qū)和不同季節(jié)的氣候變化狀況作法，以便了解詳細(xì)的氣候變化趨向。例如在英國，預(yù)想在該國南北地區(qū)溫度升降和降雨量大小的變化會有著差異，季節(jié)變更也會有使氣候變化的狀況�；谶@種預(yù)想，使在倫敦近郊的 Medway 河設(shè)站預(yù)測每月的流量成為事實。在這樣情況下，預(yù)測會年總流量減低了25％。

　　亞洲沒有對各個地區(qū)于不同季節(jié)內(nèi)做每月的預(yù)測工作，但可從得到歐洲計算結(jié)果的各樣情報，進(jìn)行更詳細(xì)的評估，并將氣候變化考慮在內(nèi)，以期能預(yù)測到精度更高而長期需要的水量。

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