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热烈祝贺中国水利水电科学研究院五十周年院庆,热烈祝贺中国水利水电科学研究院五十周年院庆,发展之年人才创新科研开发争世界一流,大衍之庆水利电力重大项目居国内前列,支撑发展,气候变化与我国的水安全问题张建云水利部应对气候变化研究中心南京水利科学研究院2008年9月,汇报内容,观测到的变化事实我国的水安全问题气候变化对水安全的可能影响气候变化影响研究进展需要进一步研究的科学问题,观测到的事实,观测到的事实-全球气温变化,全球平均气温升高0.60.2℃，1990s是最热的十年。1850年以来最热的12年有11年发生在近期；2001-2005年气温距平为0.76℃,基准1850-1899,（Baseline1961-1990，IPCC，2001）,,,IPCCTAR,IPCCAR4,TheObservedchange,温度距平（℃）,全球平均地表温度距平变化,与全球气温变化趋势基本一致.过去的100年气温上升0.5－0.8℃最近几十年平均气温升率略高于全球平均水平0.22℃/10a,TheObservedchange,温度距平（℃）,全国平均气温距平变化,InChina’sNationalAssessmentReportonCC,2007,观测到的事实－中国气温变化,观测到的事实-全球降水变化,TheObservedchange,InIPCCTAR,2001,全球过去百年降水距平分布,1951-2002年全国降水变率,西部明显增加华南增加华北减少东北减少,TheObservedchange,InChina’sNationalAssessmentReportonCC,2007,观测到的事实-中国降水变化,观测到的事实－江河径流变化,总体趋势减少显著减少趋势海河、黄河、辽河弱减少趋势淮河、松辽河、珠江、长江弱递增趋势长江中下游，淮河上游，嫩江,TheObservedchange,,19812004年平均径流量较19501980年径流量的变化,例海河实测径流变化,张建云等，水科学进展，2006,TheObservedchange,例黄河实测径流量变化,30－40的减少是由于气候变化引起的.in,Impactsofclimatechangeonhydrologyandwaterresources,J.Y.Zhang,G.Q.Wang,2007.,TheObservedchange,观测到的事实,强热带风暴发生频繁，呈增加趋势,今年第14号强台风“黑格比”于9月24日6时45分在广东电白沿海登陆登陆时中心最大风力15级,洪水和干旱的频率和强度增加全球平均海平面每年上升12mm非极地冰川大范围缩小，雪盖面积下降，永久性冻土退化厄尔尼诺事件更频繁和强烈动植物生长范围向高海拔移动，生长周期和习性随之变化,TheObservedchange,观测到的事实－其它要素变化,汇报内容,观测到的事实我国的水安全问题气候变化对水安全的可能影响气候变化影响研究进展需要进一步研究的科学问题,我国水安全问题,我国水安全问题－（1）洪水安全,我国是一个水旱灾害十分严重的国家，水旱灾害的损失占71％；从目前洪涝灾害的发展趋势看，我国防洪问题仍很突出；1991年江淮大水，1996年海河南系大水，1998年长江、松花江、闽江大水，2003年淮河、渭河、汉江大水，2005年淮河和汉江大水，2007年淮河全流域性大洪水，2007年重庆、南京、济南等城市发生强暴雨。,洪涝灾害,WaterSecurityinChina,中国灾情报告1949-1995年统计,水旱灾害,2000多年历史资料统计平均每两年发生一次较大洪水,洪涝灾害为心腹之患,1931年长江大水长江中下游及淮河流域的湘、鄂、赣、浙、皖、苏、鲁、豫8省受灾严重，受灾人口5127万全国人口的1/4受灾农田1.46亿亩耕地面积的28，死亡40万余人。,九十年代洪涝旱灾统计表,洪涝灾害仍为心腹之患,2001年以来洪涝旱灾统计表,洪涝灾害仍为心腹之患,2000年以来，年均洪涝灾害损失约1100亿元，约占同期全国GDP的1％；局部洪涝灾害每年发生；2003年、2005年、2007年部分江河发生洪水平均每年有7个台风登陆，超强台风有增加趋势；山洪灾害严重。,,大江大河综合防洪减灾体系仍不完善；蓄滞洪区安全建设滞后、运用难度大；中小河流防洪能力低；大量病险水库尚未除险加固；沿海地区风暴潮频发；泥石流、滑坡等山洪灾害危害严重。,目前洪涝灾害威胁经济社会发展,洪涝灾害仍为心腹之患,我国水资源总量为2.8万亿m3，人均水资源量不到2200m3，不足世界人均的1/4；旱灾的特点是范围广，损失大。“十五”期间，农田受旱面积年均达3.85亿亩，平均每年因旱减产粮食350亿公斤。我国有40以上的人口生活在缺水地区，全国农村有3.2亿人饮水不安全,饮水安全是一个突出问题。,,,我国水安全问题－（2）用水安全,水资源短缺严重制约经济社会发展,城市缺水问题严重,全国661座城市有400多座缺水，其中110座严重缺水，1.6亿多城市居民的正常生活受影响。,水资源短缺严重制约经济社会发展,,地下水平均每年超采约100亿方超采面积达19万平方公里，深层地下水超采区面积达9万平方公里,水资源短缺严重制约经济社会发展,,,水资源短缺严重制约经济社会发展,2006年，全国废污水排放总量731亿吨，比2000年增加111亿吨。,我国水安全问题－（3）生态环境安全,2005年13.3万公里评价河长水质评价结果水质四类和劣于四类的河长占总评价河长的37.7，特别是劣五类水河长占20.3，比2000年增加近5个百分点。,水污染严重趋势未有效控制,水土流失及生态环境问题突出,2005年普查资料全国水土流失面积356万km2，占国土面积的37，其中水蚀165万km2，每年江河流失表土51亿t。大量泥沙流入河道。,黄土高原,河道断流，湖泊萎缩，滩涂消失，天然湿地干涸，土地荒漠化、水源涵养能力和调节能力下降；牧区草原沙化严重。全国牧区33.8亿亩可利用草原，有90％退化问题突出,干涸的白洋淀,土地荒漠化,水土流失及生态环境问题突出,恶化的塔里木河,牧区草原沙化,我国水安全问题－（4）水工程安全,1、温室气体浓度↑、气候要素变化、海平面上升对水工混凝土材料碳化程度、沿海水工钢筋混凝土建筑物的腐蚀破坏及防腐蚀；2、极端寒潮低温对水工大体积混凝土与薄壁复杂应力结构开裂的影响分析，冻融循环次数对水工混凝土材料寿命的影响；3、持续干旱高温对水工混凝土材料和结构开裂影响；4、极端暴雨及超标准洪水对水利工程安全的影响,汇报内容,观测到的事实我国的水安全问题气候变化对水安全的可能影响气候变化影响研究进展需要进一步研究的科学问题,,Impactsofglobewarmonwatersecurity,气候模式预测出不同排放情景下的增暖结果本世纪末全球平均升温幅度大致为1.1－6.4℃。地球将进入一个更加温暖的时期,气候变化对水安全的可能影响,Impactofglobewarmonwatersecurity,,气候变化对水安全的可能影响,温室气体增长通过对水循环的影响造成极端气候事件变化的概念模型,气候变化对水安全的可能影响,气候变暖下的极端事件,全球变暖－地表潜热增加－蒸散发加强－高温热浪及干旱事件频次增加、范围扩大全球变暖－空气温度升高－大气持水能力增加－降水机率增大、强度增强，洪涝机率加大台风和风暴潮机率及强度增大，海岸侵蚀及致灾程度加重全球变暖－海平面上升－沿海及河口地区防洪形势更加严峻,气候变化国家评估报告（2007）随着地球变暖导致较高的蒸发和降水速率，高温、风暴等极端事件将变得更为频繁，而寒冷极端事件将会减少更多的降水将发生在更短的时间内，因而降水的强度将增加,Impactsofglobewarmonwatersecurity,气候变化对水安全的可能影响,气候变化对水安全的可能影响,2007年6月国务院发布中国应对气候变化国家方案预测结果表明中国未来气候变暖趋势将进一步加剧。与2000年相比，2020年中国年平均气温将升高1.3－2.1℃，2050年将升高2.3－3.3℃。全国温度升高的幅度由南向北递增，西北和东北地区温度上升明显未来50年中国年平均降水量将呈增加趋势，预计到2020年，全国年平均降水量将增加2－3，到2050年可能增加5－7。其中东南沿海增幅最大未来100年中国境内的极端天气与气候事件发生的频率可能性增大干旱区范围可能扩大、荒漠化可能性加重沿海海平面仍将继续上升青藏高原和天山冰川将加速退缩，一些小型冰川将消失,Impactsofglobewarmonwatersecurity,气候变化对水安全的可能影响,IPCC－SRES－A2情景21世纪中国分区年降水变化％,来源气候变化国家评估报告21世纪呈增加趋势，洪涝灾害机率增加；40年前长江以北减少为主，旱区扩大；40年以后均呈逐渐增加趋势,河流断流，湖泊萎缩，水库蓄水减少，湿地功能下降海平面上升加剧沿海水生态环境问题干旱范围扩大，水资源供需矛盾加剧，地下水超采增加强暴雨降水增加导致水土流失加剧、北方降水减少、温度升高、蒸发增加导致沙化、荒漠化部分地区径流的减少，水质将进一步恶化,气候变化对水安全的可能影响,Impactsofglobewarmonwatersecurity,汇报内容,观测到的事实我国的水安全问题气候变化对水安全的可能影响气候变化影响研究进展需要进一步研究的科学问题,气候变化影响研究进展,WCIPWorldClimateImpactProgram1979GEWEXGlobalEnergyandWaterCycleExperiment，GEWEX1988,GAMEGEWEXAsianMonsoonExperiment1988IGBPInternationalGeosphere-BiosphereProgram1990IHP-IVInternationalHydrologyPlanIPCCIntergovernmentalPanelonClimateChange1988,ProgressonCCResearch,国际开展的主要项目与计划,IPCC评价报告,IPCC的目标（1）归因认识,（2）影响评价,（3）适应对策FAR1990过去百年全球升温0.30.6℃。SAR19951全球变暖不可能完全是自然变化的结果.2若不限排，未来百年将升温13.5℃TAR20011自1861以来,全球平均升温0.6℃,220世纪90年代，最暖的十年，31998年，最热的一年，4全球变暖，66的可能性是人类活动的结果。AR42007119062005,全球平均升温0.74℃,2全球变暖，90的可能性是人类活动的结果.,ProgressonCCResearch,1、八五”国家科技攻关气候变化对水文水资源的影响及适应对策研究应用集总式水文模型对海河、黄河中游、赣江等流域进行了影响分析评价，以典型流域为对象，分析了气候变化对河川径流的影响及敏感性分析，初步探讨减缓气候变化影响的适应对策,气候变化影响研究进展,2、九五”国家科技攻关气候异常对我国水资源及水分循环评估模型研究基于地理信息系统，建立分布式水文模型，解决大范围水文模拟问题，评价了不同模拟情景和假设情景下的区域水资源情势分析模型参数与地理信息的关系，解决无资料地区模型参数识别问题空间解集技术，解决GCM与水文模型的耦合问题气候变化影响敏感性分析研究流域淮河、海河、黄河中游、长江汉江及赣江,气候变化影响研究进展,,影响及敏感性（“九五”科技攻关项目成果）（1）径流对降水的敏感性远大于气温。（2）变化相同的幅度，径流对降雨增加比对减少敏感。（3）地表径流比总径流对气候变化敏感。（4）干旱地区径流对气候变化敏感（张建云等，2000年）,气候变化影响研究进展,3、十五国家科技攻关气候变化对我国淡水资源的影响阈值及综合评价在GIS环境下，应用具有物理基础的VIC模型，对IPCC－SRES－A2和B2变化情景下水资源的响应和敏感性进行计算分析初步进行流域水资源脆弱性和阈值分析评价区域全国范围,气候变化影响研究进展,,,,,气候变化可能增加我国洪涝干旱灾害发生机率，加剧北旱南涝的现状,A2情景,气候变化影响研究进展,人类活动和气候变化影响定量分析-流域水文模拟法,WT为径流变化总量WH为人类活动对径流的影响量WC为气候变化对径流的影响量WB为天然时期的径流量WHR为人类活动影响时期的实测径量WHN为人类活动影响时期的天然径流量，由天然条件率定的模型参数和建立的水文模型计算得出。H、C分别为人类活动和气候变化对径流影响百分比。,气候变化影响研究进展,,张建云、王国庆，气候变化对水文水资源影响研究，2007,定量分析初步成果（1）气候变化和人类活动对径流的绝对影响量呈现增加趋势（2）就1970－1995年的平均状况而言，在黄河中游气候因素对径流减少的贡献率为40％左右，在汾河流域，气候因素与人类活动对径流的影响量分别占径流减少总量的38.7和61.3（张建云、王国庆等）。人类活动是黄河中游径流减少的主要因素。,气候变化影响研究进展,汇报内容,观测到的事实我国的水安全问题气候变化对水安全的可能影响气候变化影响研究进展需要进一步研究的科学问题,问题1气候变化及其不确定性变如何变如何变（T，P）变化幅度（⊿T,⊿P）不确定性（各种模式差异很大，T扫帚现象,P可能相反结论）,需要研究的科学技术问题,问题2气候变化对水文水资源影响评估（如何影响）评估模型（基于GIS的分布式水文模型）陆－气相互作用及耦合技术参数识别（大范围、无资料、序列代表性变化）尺度耦合及其影响（陆气模式差异）敏感性及脆弱性分析模型不确定性及其降低技术,需要研究的科学技术问题,问题3人类活动和气候变化对水文水资源影响评估（谁之影响）水资源时空分布变化（蓄水工程和调水工程）资料系列代表性变化（PUB问题，分布式水文模型）科学定量评价气候变化和人类活动对河川径流影响以便针对不同的影响，提出具体的适应性对策突出问题人类活动影响显著期的确定资料系列一致性和系列还原,,需要研究的科学技术问题,问题5加强气候变化对海洋及海岸带影响研究研究海平面上升对波浪、水流、潮位等水文条件的影响，以及对沿海港口设计、海岸防护工程体系及沿海地区防洪体系和海水入侵等生态环境问题的影响,问题4加强气候变化对极端水文事件的影响研究分析极端天气/气候事件的形成机理，认识气候变暖背景下亚洲和中国区域能量和水循环的变化特征及其与旱涝的关系，评估灾害影响，开展气候变化对干旱、洪涝灾害的影响研究,需要研究的科学技术问题,问题7加强水资源脆弱性及其区划和风险管理体系的研究研究气候变化对水资源等系统的敏感性和脆弱性分析及其区划，评估气候变化对各类敏感脆弱区影响的风险水平，研究建立中国气候变化影响的风险管理体系,问题6加强气候变化对水生态环境影响的研究开展气候变化对土壤侵蚀、水土流失、河流泥沙、河流水质、湖泊生态等方面的影响研究。,需要研究的科学技术问题,问题8加强气候变化对水利工程及水工材料影响的研究研究气候变化对大型水利工程规划设计、建设及运行管理，以及对工程建筑材料耐久性和材料结构稳定性等方面影响的研究，开展重大水利工程对区域气候的影响研究。问题9加强应对气候变化的适应性对策的研究根据气候变化对防洪安全、用水安全、水生态安全、水工程安全，提出相应的适应对策，包括技术层面和政策层面对策。,需要研究的科学技术问题,谢谢,