气候变化对水循环与水资源的影响研究综述

毛建忠

摘要：气候变化会对水资源以及水循环造成非常严重的影响，所以，国内外学者开始对其增加了重视和研究。文章定量评估了水资源及水循环所受人类活动与气候变化的影响，然后又预估了以后气候变化会影响水资源及水循环向着什么趋势演变，最后探究了在气候不断变化的情况下管理水资源的方案。

关键词：气候变化；水循环；水资源；影响研究

在经济与工业飞速发展的进程中，大量的温室气体被排入大气中，进而促使全球呈现不断变暖的发展趋势。IPCC第四次评估中明确表明：2010年至2015年全球的地表温度线性趋势是0.84摄氏度，估计在2120年，全球的平均气温有可能会上升1.2至6.5摄氏度。全球变暖最主要特征就是气候变化，这种变化将会影响地球上的水资源及水循环，加剧环境问题的恶化。对此，笔者研究了气候变化给水资源及水环境造成的影响，具体如下。

一、定量评估了水资源及水循环所受人类活动与气候变化的影响

流域水文不但会受气候变化所影响，还会因为人类活动发展变化。而在不同的流域地区，人类活动及气候变化会对径流产生不同程度的影响。以前学者在研究水资源的影响因素时，只是单一的研究人类活动或者是气候变化，很少将这两者综合到一起进行分析，并且大多数都是定性研究。在人类活动及气候变化对水资源影响程度逐渐加重的过程中，对二者在径流变化方面进行的定量区分被众多学者所关注，并成为现在重点的研究内容[1]。

现在经常应用的研究思路就是：在掌握流域条件的基础上，选择恰当水文模型，把天然水文阶段明确的划分成人类活动与天然两个时期，利用模型对这两个时期的径流量进行模拟，然后根据实际测量的径流量来计算，把人类活动与气候变化会对径流造成的影响区分开（如图1）。研究过程中应用的水文模型可用分布式模型，还可以应用集总式模型，但人们经常应用分布式模式。

图1人类活动及气候变化会对径流变化造成的影响

在分析以后影响径流变化的贡献率时，其一，要对人类活动以及气候在未来的变化趋势进行预测，假如这两者是影响径流变化的两个独立因子，通过水文模型对单个因子在未来变化下的径流变化进行模拟，然后将这两者的影响程度放在一起比较，看哪个因子对径流的影响程度大[2]。

二、预估以后气候变化会影响水资源及水循环向着什么趋势演变

（一）对气候变化的情景进行介绍

气候变化情景主要是在假设基础上进行建立的，并合理的描述未来气候的内在一致性与连续性。通常情况下，人们会应用时间类比方法、时间序列分析方法、GCMs输出方法、任意假设方法和空间类比方法对气候变化情景进行设计。现在应用GCMs输出方法设计的气候情景，从以前的渐变试验和平衡试验两种情景转变成SRES情景。传统应用的渐变和平衡这两种试验情景主要是通过调整基准气候得出来的，而SRES情景是在分析社会经济状况上得出的，注意包括以下情景族，一共有温室气候参考情景40个，A1与A2主要强调的是经济发展，可是社会与经济有不同的发展程度；B1和B2主要强调的是可持续发展，可是同样存在不同的发展程度。

（二）对水文模型进行介绍

在选定气候情景以后，要对水文模型进行选择。我们可以利用水文模型对水文现象进行模拟与概化。特别是在研究人类活动及气候变化影响水资源的背景下，使得水文模型大范围被使用。现在人们经常应用的水文模型包括：概念性、分布式物理型、水量平衡型、统计回归型等几种水文模型。其中从概念性水文模型发展成分布式水文模型是现在主要的发展趋势，并且研究尺度开始向着全球尺度方向发展。现在经常被人们应用的分布式模型包括DTVGM、VIC、SHE、SWAT等模型。在应用水文模型探究水资源受气候变化的影响时，要对模型的参数变化、率定、精度、通用性、方便性、兼容性的进行重点考虑。

（三）对陆、气模型耦合进行介绍

相比于流域水文模型的尺度，GCMs具有较大的网格格距，不能将输出结果直接应用到水文模型中。所以，人们经常应用情景耦合方式和流域水文模型来预测和研究未来的水资源变化。一直以来人们都应用水文和气候两种模型进行单向连接研究，也就是应用降尺度的方法对气候模式输出结果进行处理，然后将其当作水文模型的实际输入。现在降尺度的方法包括动力统计、统计和动力几种方法，其中统计这种降尺度的防范应用范围较广，动力统计这种降尺度方法是未来研究的重点。

三、探究了在气候不断变化的情况下，管理水资源的方案

国内外一些研究人士开始对此方面加强了关注，2011年美国就在水资源及气候变化两方面进行研究，并编制了管理报告。美国在规划水资源中分析了气候情景在未来发展过程中变化趋势。近几年来，国内通过开展项目与课题研究来应对水资源适应性问题。我国设立专门水资源适应对策，其目的就是根据模型成果及实证研究进行分析，探究水资源适应性的管理手段，同时分析和探究适应性方案的制约因素以及成本效益，探究在气候变化过程中，水资源适应性的模式、管理制度等，进而制定保证水资源及降低气候风险的政策与措施。

结语：

总之，在对水资源适应性进行研究过程中，一定要分析发生水文实践的概率、响应气候变化的规律、气候变化会对水资源造成的影响等等。但是因为公众对以上研究不够重视，并且在研究水资源适应性方面还较为薄弱。所以，必须明确探讨水资源所受气候变化影响是非常艰巨的，进而提升水資源的适应性水平。

参考文献：

[1]陆垂裕，孙青言，李慧等.基于水循环模拟的干旱半干旱地区地下水补给评价[J].水利学报，2014（6）：701-711.

[2]陈陆望，殷晓曦，陈园平等.采动影响下矿区深部地下水循环氢氧稳定同位素示踪[J].地理与地理信息科学，2013，29（2）：85-90.