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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. 支撑发展. 大衍之庆水利电力重大项目居国内前列. 热 烈 祝 贺 中国水利水电科学研究院 五十周年院庆. 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. 全球变暖. 气候要素变化. 温 度. 降水. 冰川雪 盖减少. 海平面 上升. 其它 变化. 影响领域. ….

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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

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Presentation Transcript

  1. 热 烈 祝 贺中国水利水电科学研究院五十周年院庆

  2. 发展之年人才创新科研开发争世界一流 支撑发展 大衍之庆水利电力重大项目居国内前列 热 烈 祝 贺中国水利水电科学研究院五十周年院庆

  3. 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

  4. 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

  5. 全球变暖 气候要素变化 温 度 降水 冰川雪 盖减少 海平面 上升 其它 变化 影响领域 … 水 农 林 其它领域 观测到的事实

  6. （Base line:1961-1990，IPCC，2001） 观测到的事实-全球气温变化 温度距平（ ℃） • 全球平均气温升高:0.6±0.2℃， • 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) 全球平均地表温度距平变化 IPCC TAR IPCC AR4 The Observed change

  7. China Baseline:1970~2000 观测到的事实－中国气温变化 温度距平（ ℃） • 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 全国平均气温距平变化 In: China’s National Assessment Report on CC, 2007 The Observed change

  8. Increasing Increasing Decreasing Decreasing Increasing Increasing 观测到的事实-全球降水变化 全球过去百年降水距平分布 In: IPCC TAR, 2001 The Observed change

  9. Decreasing Increasing Decreasing Increasing 观测到的事实-中国降水变化 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 In: China’s National Assessment Report on CC, 2007 The Observed change

  10. 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 1981~2004年平均径流量较 1950~1980年径流量的变化 The Observed change

  11. 例：海河实测径流变化 张建云等，《水科学进展》，2006 The Observed change

  12. 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:, Impacts of climate change on hydrology and water resources, J.Y.Zhang, G.Q.Wang, 2007. The Observed change

  13. 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

  14. 观测到的事实－其它要素变化 • 洪水和干旱的频率和强度增加 • 全球平均海平面每年上升1~2mm • 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 The Observed change

  15. 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

  16. “四大”水问题 环境变化 四大水安全问题 水 多 气候变化 防洪安全 水 少 用水安全 人类活动 水生态环境 安全 水 脏 经济社会发展 水 浑 水工程安全 我国水安全问题

  17. 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 Water Security in China

  18. 洪涝灾害为心腹之患 《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

  19. 汉口 大船若蛙半浮水面，小船如蚁漂流四海 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。

  20. 洪涝灾害仍为心腹之患 九十年代洪涝旱灾统计表

  21. 洪涝灾害仍为心腹之患 2001年以来洪涝旱灾统计表 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。

  22. 洪涝灾害仍为心腹之患 泥石流 淮河蓄滞洪区 病险水库 目前洪涝灾害威胁经济社会发展 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。

  23. 我国水安全问题－（2）用水安全 • 我国水资源总量为2.8万亿m3，人均水资源量不到2200 m3，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 。

  24. 正常年份缺水达400亿方 Water deficit is up to 40 billion m3 in normal year 需水Demand 供水 Supply 水资源短缺严重制约经济社会发展

  25. 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 。

  26. Groundwater table in Beijing Region (1959,1981) Base Rock 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

  27. 2030年人口16亿 ！ 如果不采取有力措施，我国有可能出现严重的水危机。 水资源短缺严重制约经济社会发展

  28. 我国水安全问题－（3）生态环境安全 2006年，全国废污水排放总量731亿吨， 比2000年增加111亿吨。

  29. 水污染严重趋势未有效控制 一类水5.7％ 劣五类水20.3％ 二类水29％ 五类水7.1％ 四类水10.3％ 三类水27.6％ 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。

  30. 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

  31. 土地荒漠化 干涸的白洋淀 恶化的塔里木河 水土流失及生态环境问题突出 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 牧区草原沙化

  32. 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

  33. 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

  34. 6.4℃ 1.1℃ ( IPCC AR4, 2007 ) 气候变化对水安全的可能影响 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 Impacts of globe warm on water security

  35. 气候变化对水安全的影响 气候变化 对水安全的影响 适应对策 防洪安全 水资源 安全 水生态 安全 水工程 安全 暴雨 洪水 海平面 上升 风暴潮 干旱加剧 低流量 敏感性 脆弱性 气候变化对水安全的可能影响 Impact of globe warm on water security

  36. 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

  37. 流域大洪水 2007南京特大暴雨 2006川渝干旱 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

  38. 气候变化对水安全的可能影响 《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 Impacts of globe warm on water security

  39. 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

  40. 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 Impacts of globe warm on water security

  41. 太湖蓝藻 黄海赤潮 黄河断流 气候变化对水安全的可能影响 • 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 Impacts of globe warm on water security

  42. 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

  43. 气候变化影响研究进展 • WCIP (World Climate Impact Program): 1979 • GEWEX (Global Energy and Water Cycle Experiment，GEWEX): 1988, • GAME(GEWEX Asian Monsoon Experiment): 1988 • IGBP (International Geosphere-Biosphere Program): 1990 • IHP-IV (International Hydrology Plan): • IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change): 1988 国际开展的主要项目与计划 Progress on CC Research

  44. IPCC 评价报告 • IPCC的目标: （1）归因认识, （2）影响评价, （3）适应对策 • FAR(1990):过去百年全球升温：0.3~0.6℃。 • SAR(1995): (1) 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：1~3.5℃ • TAR(2001): (1) 自1861以来,全球平均升温 0.6 ℃, (2) 20世纪90年代，最暖的十年， (3) 1998年，最热的一年， (4) 全球变暖，66%的可能性是人类活动的结果。 • AR4(2007): (1) 1906~2005, 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. Progress on CC Research

  45. 气候变化影响研究进展 • 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

  46. 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

  47. 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）

  48. 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

  49. 气候变化影响研究进展 A2情景 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

  50. 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 人类活动和气候变化影响定量分析-流域水文模拟法 张建云、王国庆，《气候变化对水文水资源影响研究》，2007

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