水资源是重要的自然资源。气候变化将影响水资源的时空分布。经济社会发展对水资源的开发利用以及管理保护都提出了新的要求。就如何认识这些影响并开展前瞻性的基础工作,本刊记者专访了中国工程院院士、南京水利科学研究院院长张建云。
中国水利:气候变化对水资源的主要影响和特点有哪些?
张建云:全球气候呈现以变暖为主要特征的显著变化。气候变化对我国水资源造成的影响是多方面的,加剧了我国水资源管理的复杂性。在气候变化的背景下,随着经济社会的发展,我国的水资源情势发生了以下主要变化:
(1)降水持续偏少,干旱范围扩大。根据最新的全国水资源评价成果,20世纪80年代以来,我国华北地区持续偏旱,京津地区、海滦河流域、山东半岛等连续10多年平均降水量偏少10%至15%或以上;20世纪90年代以后,黄河中上游的陕甘宁地区、汉江流域、淮河上游、四川盆地以及辽河流域的平均年降水量也偏少5%至10%甚至更多,干旱区从黄淮海地区继续向西北、西南、东北方向扩展。如2006年川渝出现了百年不遇的大旱。2009年春北方百日无雨雪,15省干旱严重,全国作物受旱面积1.36亿亩(907万hm2),比常年多46%,有346万人饮水困难。进入2010年,我国南方尤其西南地区再次发生较长历时、更为严重的干旱,北方干旱也在抬头,旱灾影响有加剧的趋势。
(2)水资源量减少,用水增加,供需矛盾日趋尖锐。近50年特别是1980年以来我国各大江河的实测径流量多呈下降趋势,其中,海河流域各主要河流1980年以后河川径流减少了四至七成,河流普遍断流,流域地表水资源量减少约40%;黄河中下游地区的径流量显著减少;黄河、长江流域上游河源地区的径流量也有减少的趋势。全球变暖将在一定程度上增加农业、工业和生活等方面的需水量;经济社会的快速发展也无疑增加需水量。虽然我国不断加强节水技术的开发和应用,大力推动节水型社会建设,但需水量和用水总量仍在增加,全国用水总量从1980年的4 406亿t增加到2006年的5 696亿t。河川径流量的减少和用水量的增加,使得我国的水资源供需矛盾日趋尖锐。
(3)暴雨、洪涝、强台风等极端灾害频繁发生。20世纪90年代以来,我国先后发生了1991年江淮大水,1996年海河南系大水,1998年长江、松花江和闽江大水,2003年淮河、渭河和汉江大水,2005年和2007年的淮河大水。据资料统计,20世纪90年代以来,我国洪涝灾害多年平均直接经济损失约为1 100亿元,约占同期GDP的1.8%,而在美国和日本分别只占0.03%和0.22%。极端强暴雨时有发生,根据统计分析,20世纪80年代以来,60分钟的短历时强暴雨及强暴雨日数在全国各地均有增加(强)的趋势,特别是在我国的西部和华南地区增加明显。如1998年7月,陕西宽坪发生了6~7小时降雨1 300 mm的调查记录,2007年广东湛江发生了24小时降雨1 188 mm的实测记录。此外,近几年给大家的感觉是台风比以前多了,比以前强了。根据统计分析,近几年影响和登陆我国的台风确实呈增强之势,特别是强台风和超强台风有较明显增强趋势。随着气候变暖,大气的持水能力增加,水文循环加快,可能导致极端天气灾害事件发生的频次和强度增加,给防洪安全带来新的挑战。
(4)对水生态和水环境产生重要影响。由于气候变暖和人类活动的影响,一些湖泊水体富营养化加剧,蓝藻多发;一些湖泊萎缩甚至消失(如洞庭湖在20世纪30年代,最大水域面积曾有近5 000 km2;70年代锐减至2 960 km2;2006年10月15日卫星遥感资料显示,洞庭湖面积仅有878.30 km2);北方河流断流现象严重,水库蓄水减少,湿地功能下降,河道水体污染加剧,地下水超采;沿海地区由于海平面上升引起海岸侵蚀、海水入侵、土壤盐渍化、河口海水倒灌等一系列生态环境问题。
根据2007年发布的《气候变化国家评估报告》给出的未来气候变化情景分析,未来30年内,我国水资源分布会更加不均,全国多年平均径流量北方地区将可能会进一步减少。西北高寒山区冰川萎缩,可能导致主要依靠冰川补给的河流年径流不断减少,对供水安全和生态环境将可能产生重大影响。
中国水利:在气候变化条件下水资源管理制度体系的设计应注意什么?怎么抓好落实?
张建云:水资源是受气候变化影响的重点领域。在我国,气候变化将导致水资源时空配置格局的变化,加剧水旱灾害发生的频率和强度,进一步加剧水资源短缺,影响水资源开发利用的总体战略,对流域防灾减灾体系提出新的挑战。
我国政府于2007年6月发布的 《中国应对气候变化国家方案》,把水资源列为我国应对气候变化的重点。要实现水资源安全与水资源可持续利用的国家目标,在气候变化条件下,水资源管理制度体系设计的总体思路,是必须全面贯彻落实科学发展观,坚持节约资源、保护环境和发展经济的基本国策。
气候变化对区域水资源的影响包括长期趋势性变化的影响和极端事件的影响。此外,限于目前的科学技术水平,对未来气候变化的情景预测还存在着较大的不确定性。因此,要正确认识气候变化的事实,科学分析气候变化的规律,全面评估气候变化的影响。在实际工作中,如流域规划和工程的运行管理,要适当考虑气候变化的影响因素,采取积极主动的适应策略和应对对策,实现趋利避害,以资源的区域承载力为约束,实现水资源的可持续开发利用和保护。在应对措施上,既要采用应对常态气候变化的措施,又要考虑应对非常态的应急手段。
在常态措施方面,需要从以下几个方面考虑:
(1)转变水资源管理思路。解决我国日益复杂的水资源问题,必须转变水资源管理的思路。2009年1月召开的全国水利工作会议,回良玉副总理指出要实行最严格的水资源管理制度。2009年3月召开的全国水资源工作会议上,陈雷部长明确提出实行最严格的水资源管理制度应划定三条“红线”:一是明确水资源开发利用红线,实行严格的用水总量控制;二是明确用水效率控制红线,遏制用水浪费;三是明确水功能区限制纳污红线,严格控制入河排污总量。这是一个科学可行的制度。首先,以总量控制为核心,抓好水资源配置,实现从供水管理向需水管理转变;第二,以水功能区管理为载体,进一步加强水资源保护,实现从水资源开发利用优先向节约保护优先的转变;第三,以提高用水效率和效益为目标,进一步大力推进节水型社会建设,实现从粗放型利用向高效型利用的转变。这些制度设计架构,也是减缓和适应气候变化对水资源影响的重要措施。
(2)加强水利工程的建设,提高应对气候变化的能力。这是实现水资源管理的工程基础。概括起来,通过工程手段加强江河堤防、病险水库除险加固、中小流域治理、山洪地质灾害防治和预警等工程的建设,提高洪涝灾害的防御能力,提高雨洪资源的利用水平;加强水资源配置工程建设,提高供水能力;加强灌区改造和高效率灌区工程建设,提高灌溉水利用系数,提高用水效率和效益。
(3)强化非传统水源开发利用,实现多种水源综合配置。充分利用现代洪水预报和调度技术,科学调度,加大洪水资源的利用;建立城市和农村的水循环利用体系,充分利用河道湖泊等调节条件,提高再生水的利用率;加大海水淡化的技术开发,降低成本,提高海水的开发应用水平。完善多种水源的统一配置和优化调度系统,加强水资源的综合管理。
(4)针对重点地区和重点问题开展专项研究。如:对于黄淮海、西北干旱区等水资源条件较差、对气候变化敏感的重点地区应开展重点研究,针对气候变化可能导致的水资源时空变异、供需关系日趋尖锐、水生态水环境进一步恶化等重点问题开展专项研究,以全面准确地掌握气候变化对我国水资源的各方面影响,有针对性地制定应对对策。
在应对非常态气候变化方面,则需要注重应急预案制定和应急管理。进一步加强暴雨洪水的预警预报工作,提高洪涝灾害的防御能力;加强大范围长历时干旱监测和分析系统和流域水资源监控系统的建设,提高水资源的应急调度能力;加强应急水源地的规划和建设,提高应急供水能力;完善应急管理法律和规范,建设应急管理系统,建立和完善突发极端灾害的应急机制、体制,加强应急预案的编制与落实。