加大全球水资源储量以应对气候变化
2018-03-25R.
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全球水资源储备减少的现状令人担忧。随着气候变化导致水文趋势变异性加大,为了保证水、食物和能源的正常供给水平,需要更充足的水资源储备。水资源的储蓄是应对气候变化最根本的预防措施之一,只有保障水资源的安全供给并保持水 - 食物 - 能源间的平衡,才能免受气候变化影响,特别是在持续干旱时期。数千年来,人类通过修建大坝水库蓄水以灌溉农作物并控制洪水,为工业和家庭用水提供水源。水力发电为粮食安全、人类发展以及经济增长发挥了巨大作用。如今,许多大坝都不只局限于一种用途,但妥善应对供水需求的变化仍然是其基本功能。在20世纪,全球范围内共建设坝高超过15 m的大坝45 000座,合计库容达6 700~8 000 km3,占全球年径流量的17%。
水、食品和能源的安全密不可分。 例如, 全世界大型水库中约有50%的蓄水主要用于灌溉。 如果没有充足的储水量,农业灌溉就会完全受制于降雨和径流变化模式。为了管理水资源,了解水资源储量至关重要。简单来说就是需水量的变化,即流量(供水)减去出流量(需水量)。更重要的是,蓄水量减少是否与供水减少、需求增加有关,或者与两者都有关,值得探讨。其实,蓄水量减少与两者都有关,同时受到其他因素的影响,如气候变化引起流量变幅增大,人口增长导致需水量增加,泥沙淤积导致库容损失,以及由于环境和社会影响导致世界范围内的建坝数量减少等。
1 影响因素
(1)气候变化。据有关研究预计,未来的气候变化会加剧并导致极端水文事件的发生,且破坏程度比以往更大,如干旱时间延长和洪水致灾更为严重。干旱时间延长会导致入库流量减少,从而使蓄水量减少。如果用水需求保持不变,现有蓄水量将会面临更大压力。
(2)人口增长。据估计,2017年全球人口约为75亿,而200 a前还不到10亿。 人口与用水需求密切相关。随着世界人口以每年约8 000万的速度增长,人们满足基本需求以及提高生活水平的愿望强烈,因此对水资源的需求也会不断增加,将给现有的储水设施带来额外的压力。
(3)泥沙淤积。由于泥沙淤积,世界上许多大型水库的寿命都因此而缩短,导致许多地区的净库容减少。全球范围内, 水库库容的年损失率约为0.5%~1.0%,全球每年损失库容约40~80 km3。
大型水库的建设曾在20世纪60~70年代达到顶峰,无论是数量还是库容在当时都大幅增长。 但是,其中一些水库建设对环境产生了极大的破坏,造成了不良的社会影响。因此,如今的大坝建设受到严格审查,全球范围内的大坝建设数量明显减少。
随着建坝数量的减少、部分老旧水库的停运以及泥沙淤积造成的蓄水量减少,全球水库净库容量
正在降低,尤其是人均储水量大幅减少。 库容的减少很可能会削弱供水的可靠性。
与其他建设项目相比,大坝建设一直面临着巨大争议。 然而,大型水库对环境和社会的影响各不相同,有的甚至差别很大。坝址在很大程度上决定了大坝对环境的影响。从环境的角度来看,选择合适的坝址有利于大坝建设。而如果选址不当,后期会造成很多问题,而且难以通过相关措施进行补救。因此,为了顺利开展大坝工程建设,需要选择合适的坝址。
2 应对措施
在气候变化条件下,为应对世界范围内水资源储量减少的问题,缓解蓄水量需求增加的压力,需要采取以下有效措施来保障可靠的水资源供应、灌溉和能源系统运作。
(1)要对现有水库进行妥善管理,并认识到水库对保障水资源可靠供应的重要性。 同时,要有效处置水库泥沙淤积问题及其影响。 为了确保对现有水库的有效利用,在利用先进信息技术的基础上,可采用实时的水资源监测和管理手段。
(2)通过大坝加高或水库群的合理调度等方式,增加现有水库的蓄水能力。与新建一座大坝相比,以上方式通常更具成本效益和环境友好性。
(3)合适的坝址可减少不利的社会影响。好的选址是缓解大坝不良环境影响的最佳措施。
由于全球水库净库容量减少,在分析大坝建设项目的可持续性和经济影响时,需要采取不同的思路。作为决策者,争论重点不在于是否需要建设更多的大坝,而是需要清楚认识到增加水资源储量的必要性,并作出相应规划。
何阳译