丁相毅海河流域水资源演变的归因研究

海河流域水资源演变的归因研究

：丁相毅

汇报人

汇报人：

中国水利水电科学研究院

2010.11.25

20101125

汇报提纲

1. 绪论

1

2. 研究方法

3. 海河流域水资源演变的归因分析

4. 结论和展望

4

1.1.绪绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究进展

1.1.1 研究背景

¾近几十年来，海河流域气候和环境条件发生了巨大变化，气候变暖、下垫面变化、人工取用耗排水等

高强度人类活动对水循环造成了强烈影响

和50年代相比，湿地萎缩80%,年深层地下水开采量超过60亿1980年以来，地表来水减少41%，水资源总量减少25%

水资源开发利用率已达到123%

缺水不仅影响经济社会发展，还导致了严重的生缺水不仅影响经济社会发展还导致了严重的生

态环境问题，给流域可持续发展带来了巨大挑战

水资源衰减原因：自然变异？气候变化？人类活动？

如何定量区分不同因素的贡献？国际难点问题

1.1.2 研究内容及意义

¾针对前述问题，将流域水资源演变的归因方法（丁

相毅，2010）应用于流域尺度水资源演变研究中，

以对气候变化敏感、人类活动强烈、水问题突出、

具有重要战略地位的海河流域为典型流域，在明确

水资源量时空演变特征的基础上，对海河流域

1961~2000年水资源变化进行归因分析，定量区分

气候自然变异、全球变暖、人类活动的贡献

重要的理论创新价值：丰富“自然-社会”二元水循环理论体系 实践应用意义：为气候变化及高强度人类活动影响下的流域水资源管理提供战略支撑和决策支持

1.2 国内外研究进展

气候变化对水资源影响

气候变化将导致水资源时空的重新分配，对水循环各要素产生

直接影响；20世纪80年代中期才引起国际水文界的高度重视

我国自80年代起开展气候变化对水资源影响研究，在“七五”-

“九五”期间均设立了相关研究项目

统计降尺度方法的理论研究及其在水资源响应评估中的应用主

要在欧美，而在我国起步较晚，且研究的广度和深度也不够

降尺度方法的研究成果大约只有1/3左右考虑了气候变化的影响

评估，涉及水文影响评估的仅占1/6 ，而其中专门使用统计降尺度方法的则更少。所以，流域尺度上的统计降尺度方法的研究是一个薄弱环节，也是气象学家和水文学家共同关注的重点

人类活动对水资源影响

人工取用耗排水是人类活动影响水资源的主要形式

任立良等（2001）利用长期水文观测数据，研究了中国北方地区人类活动对地

表水资源的影响，认为河道外用水量的增加是导致实测径流减少的直接原因下垫面也是影响流域水循环过程的重要因子。农业活动、水利工

程建设、城市化，改变了天然水循环的自然规律

刘昌明（1978）分析了黄土高原区不同下垫面对产流的影响

郝芳华（2004）采用SWAT模型研究了黄河下游区不同下垫面对产流的影响

由于涉及到复杂的社会与水的关系，大多研究仍处于定性描述

分析阶段

定量分析下垫面变化、取用水对水资源的影响尚处于起步阶段

各种因素对水资源演变的深层次驱动机理尚没有明晰

¾不同学者采用不同的方法（分项调查法、水文模型法）在分离水资源演变的归因研究

气候变化和人类活动对水文要素的影响方面开展了一些探索性研究，研究成果多见于我国长江流域以北地区及西北干旱区，华南湿润区的类似研究成果则较少见

¾

国外在变量变化的归因研究方面：基于指纹的归因方法

（Hasselmann,1997），目前广泛用于气候变化领域

(Thorne

et al2003)

主要在全球尺度对近地表温度(Thorne et al., 2003)、海洋热容量(Barnett et al., 2001,2005)、地表气压(Gillet et al., 2005)、降雨(Lambert et al2004)

(Lambert et al., 2004)等变量的变化进行归因分析，最近在极端事件方面也开展了归因研究（Hegerl et al., 2006）

在水资源变化的归因研究方面，目前只有一些学者在美国西部流域做了一些探索工作（Barnett et al., 2008）

存在的主要问题

国内尚无统一、成熟的方法，国际上成熟的归因方法主要用

于气候变化领域，水资源演变的归因研究基本属于空白

虽然Barnett等人在美国西部流域做了一些探索工作，但只是

针对与温度变化有关的变量如积雪水当量、径流达到一半的时间等，并没有涉及径流量、水资源量变化的归因；并且该研究只考虑气候变化一个因素的影响，而没有考虑下垫面变化、人工取用水等人类活动因素的影响，无法定量区分出人类活动和气候变化对水资源演变的贡献

2. 研究方法

2.1水资源演变的归因方法

2.2 全球气候模式

布水文模

2.3分布式水文模型

2.4 降尺度模型

24

3.1 海河流域概况

社

会

经

济水 温带半湿润、半干旱大陆性季风气候区

~文

气

年平均气温1.514℃左右，相对湿度50-70%，年平均陆面蒸发量470mm,水面蒸发量1100mm 象 水资源总量少，降水时空分布不均，年际变化大，多年平

均降水539mm，经常出现连续枯水年