气候变化对大型水利工程的综合影响分析

【摘 要】气候变化可以起水文极端事件的频率与大小、流域降雨径流的关系发生变化，从而导致大型水利工程建设的标准、运行规程与规模等受到影响。本文以南水北调工程为例，分析气候变化对于大型水利工程设计及运行等方面所产生的影响。

【关键词】气候变化；大型水利工程；南水北调工程

1 气候变化和大型水利工程的联系

1.1 气候变化对于大型水利工程设计所造成的影响

在气候变化的情况下，设计水利工程应考虑以下问题：

（1）气候变化可使的发生干旱的程度、范围、频率等加剧，从而影响其供水的保证率

（2）气候变化导致流域降雨与径流等发生改变，使得流域设计洪水与设计暴雨等受到影响，换而言之就是使得水利工程的防洪设计标准受到影响。

（3）暴雨强度与次数的加剧，均可致使地质灾害的发生与加大泥沙冲淤所对于水利工程的安全与寿命的影响。

（4）气候变化与变异都会使得发生极端水文气候事件的强度与频次大大增加，从而引发计划外的洪水，导致设计与编制水利工程运行质量的计划受到影响。

1.2 气候变化对于大型水利工程的运行管理所造成的影响

对于大型水利工程运行管理过程中，应考虑一下问题：

（1）在“温室效应”的背景下，因为发生极端灾害气象的频率与强度有所增强，因此在运行管理的过程中，要注重监测、预报水情信息，加强编制、执行防洪抗旱的应急预案。

（2）因为受到气候变暖与人类活动的影响，流域的来、用水条件和原本设计会有明显的变动，所以已建工程运行的规模、规则要做出相应的调整，从而保障水利工程的安全性与洪水的资源化。

（3）气候变化明显影响水生态环境，在运行调度水利工程中，要充分考虑到生态环境用水，可治理与保护逐渐恶化的水生态环境，可持续利用水资源。

2 气候变化对于南水北调工程所造成的影响

南水北调由三条调水线路和海河、淮河、黄河与长江四大江河联系，构成了“四横三纵”的布局，从而实现我国水资源的南北调配、东西互补的合理配置。

2.1 气候变化对于华北地区水资源的影响

根据气候模型显示，华北地区2050～2100年的降水量会增加，但是气温升高的幅度大，蒸发量也随之加大，让径流增加不明显。径流量的增加可否抵消经济社会发展与人口增长对于水的需求，预测未来需水量起着决定性的作用。研究表明，生活水平、人口增长的提高与生态、工业用水量的加大，使得需水量不断增加，未来的径流量远远不能满足需水量，因此北方缺水的局面还不能有根本性的解决。按照水利部水利信息中心所模拟的结果：在2061至2090年中，北方地区山西、陕西、甘肃与宁夏等省区的径流量会有减少的趋势，减幅为2%、3%、6%与10%。结合生态需水量的加大、科技发展对于节水的影响与人类活动对于径流的削减等，气候变化不能有效缓解我国华北地区的缺水情况。

2.2 气候变化对于调水区所造成的影响

气候变化致使在空间、时间上河流径流的变化，所以会直接影响到华北地区能调水量的多少，与此同时，也影响到调入去需水量的大小。

（1）对于东线能调出水量的影响。据研究显示，气候变化会加大汛期长江下游的径流量，不过其年内的分配也会随之发生改变，当南水北调与三峡水库蓄水一同进行时，要预防枯水年对于下游航运、入海径流的锐减和生态环境的约束都会加剧风暴潮灾、海水入侵。除此之外，气温变化对于调水水质也有所影响，特别是在枯水年，是不容忽略的。

（2）影响中线的可调水量。陈剑池等相关学者用月水量的平衡模型和7种GCMs模型所给出温室气体加倍情况下气候情景的输出值，并综合汉江流域未来需水的预测，模拟算出丹江口的径流量对于不同气候情景的情况和丹江口能调水量的影响。模拟得出初期能调水量会减少了3.5%，后期的能调水量减少了2.2%，平均年调水量减少了4.8～5.0亿立方米。气候变化对于能调水量的影响不大，基本能忽略。

陈德亮等采取了两参数分布式的水文模型，使用HadCM2与ECHAM4这两个GCMs模型，探讨了汉江径流受气候变化的影响程度，从研究中可见，在HadCM2的情境下，2051至2080增量15%，比2021至2050年增多10%；在ECHAM4的情境下，则相反，2021至2050年平均年径流量增加10%，比2051至2080年增量2%。

现在所得的结果均为在特定的气候背景中所假设的可能性，但气候变化是不可预测的，因此也会产生异于结果的气候响应，结果也因此而具有局限性。所以，有必要深入地认识气候变化对于南水北调工程调水区域受水区的可能性影响。

3 结语

气候变化导致了全球水文循环的改变，从而引起了在时空上水资源的再分配，汛期洪涝、暴雨与干旱等水文极端事件发生的频率呈上升的趋势，从而使得大型水利工程设计、运行等受到不同程度的影响。

参考文献：

[1]常军，顾万龙，竹磊磊，李素萍.河南5座大型水库上游流域气候变化及对水库运行影响分析[A]；第26届中国气象学会年会气候变化分会场论文集[C]，2009.

[2]秦天玲，严登华，宋新山，张诚，翁白莎.我国水资源管理及其关键问题初探[J].中国水利，2011（03）.

[3]张凯，唐亚平，李岚，李忠娴，李贺，吴艳青.天气发生器与SDSM两种统计降尺度技术对长江中下游地区最高温度模拟的比较研究[J].安徽农业科学，2011（03）.

[4]李国玉，金会军，盛煜，张建明，俞祁浩，齐吉琳，温智，吕兰芝，童长江，郭东信，王绍令，魏智，杨思忠，吉延俊，于少鹏，何瑞霞，常晓丽，郝加前，陈友昌，吴伟，翟镇远，赵意民.中国-俄罗斯原油管道工程（漠河-大庆段）冻土工程地质考察与研究进展[J]；冰川冻土；2008（01）.