气候变化对水利工程的影响

气候变化对水利工程的影响

李天助

（内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院农业水利工程2）

摘要：近百年来，地球气候正经历一次以全球变暖为主要特征的显着变化。据全球范围的观测数据表明，过去40年内洪水发生的频率呈上升趋势[1]。因此，气候变化成了全球最热门的研究问题之一，水利工程是应对气候变化的一项重要措施，同时水利工程又直接受到气候的影响，气候变化将改变全球水文循环现状.引起水资源在时空上的重新分配，干旱和暴雨、汛期洪涝发生频率等水文极端事件呈现上升趋势，进而影响水利工程的设计、运行等方面，尤其在大型水利工程更为突出。近年来，极端气候频发，对我国的水利工程带来较大影响。关键词：气候变化；水利工程；影响

在未来的50年，我国长江流域洪灾、干旱和冰冻雨雪等极端性事件将会更多，或许对三峡、南水北调等重大水利工程构成一定的挑战。随着气候变化的加剧，长江流域的地面气温可能上升1.5摄氏度至2摄氏度在未来50年内，随之而来的还有洪灾、冰冻雨雪灾害及干旱等气候事件。这些很有可能对三峡、南水北调这样的大型水利工程构成挑战。世界自然基金会（WWF）11月10日在北京正式发布了《长江流域气候变化及脆弱性与适应性研究》报告，提出了上述预警。气候变化通过改变全球水文循环现状。使水文极值事件的强度和频次增加.进而影响大型水利工程的设计、运行和建筑材料等。同时反过来大型水利工程的修建对区域气候也可能产生一定的反馈作用。目前，我国的大小水库大约有87000座，库容量接近6000亿立方米，但这些水库大多建于上世纪50—70年代，普遍存在防洪和工程质量等方面的安全隐患。根据2006年末的统计资料显示：目前我国3.7万座水库属于病险水库，约占水库总量的40%[2]。这类水库不但难以发挥工程效益，而且工程本身都了防洪安全的心腹之患。下面，通过三峡工程和南水北调工程来说明分析对水利工程可能带来的影响。一，气候变化与水利工程

1，气候对水利工程设计的影响

在气候变化的大背景下，水利工程尤其是大型水利工程的设计需要仔细考虑如下问题[3]：①气候变化带来流域降雨和径流的变化。将直接影响流域的设计暴雨和设计洪水，这需要提高水利工程防洪的设计标准；②气候变化的频发将可能加剧干旱发生的频率、范围和程度，从而影响到水利工程的供水保证率，在工程设计上应将保证率相应的提高；③暴雨强度和次数的增加.可能引发地质灾害的发生及加大泥沙冲淤，将对水利工程安全和寿命产生大的影响；④气候变化和变异将可能加大极端水文气候事件发生的频次和强度.引发洪水的超标，所以，在水利工程运行规程的设计和编制上要考虑气候的影响。

2，气候变化对水利工程运行管理的影响

随着全球气温的持续升高，我国气候的变化也将加剧，因此，在大型水利工程的管理中，需要考虑气候变化在如下一些方面的可能影响：①在全球气候变暖的大背景下，由于气象灾害发生的频率和强度有进一步增强的趋势，在水利工程的运行管理中要高度重视水情信

息的监测和预报，加强防和洪抗旱的应急预案的编制和执行；②由于气候变暖和人类活动的影响，流域的来水和用水条件上与原来的设计条件会有明显的变化，相关部门应做好相应的准备工作。

3，气候变化对水利工程自身安全的影响

气候变化对水利工程的自身影响主要集中在服役环境的显著恶化[4]。气候变化对水利工程的影响体现在如下方面：（1）低温导致工程材料的抗冻能力下降，从而引起极大的破坏。（2）持续的高温导致工程的应力变化及工程的趋势性变形。（3）江河径流的减少及海平面的上升使得沿海和河口地区的水体盐度增加，二氧化碳等气体增高也会对水利工程造成腐蚀性破坏。

二，气候变化对三峡工程的影响

长江作为全球第三长河，全长6300多公里，流域涉及18个省（自治区、直辖市），4.5亿人口。根据2007年的数据，长江流域经济总量为10.26万亿元，占全国经济总量的41.1%。因此，长江流域在中国国民经济中占有重要地位。三峡工程位于宜昌40多km以上。控制100万km2长江流域面积。不同气候模式对长江流域给出的未来的气候情景，在季节和上、中、下游地区的分布上都有所不同[5]。工程建筑由大坝、水电站厂房和通航建筑物三大部分组成，并兼有防洪、发电、航运等功能。三峡工程建成后，水库总库容量达到393亿m3。可调节的防洪库容达221.5亿m3。能有效拦截宜昌以上来的洪水。可大大削减洪峰流量。使荆江河段防洪标准从“十年一遇”提高到“百年一遇”。三峡枢纽工程是世界上目前最大的水电站，装机1820万kW，年均发电846.8亿千瓦。对我国的华东、华中和华南等地区的经济发展环境污染的减少起到重大的作用。三峡水库将明显改善宜昌至重庆660km 的长江航道。万吨级舰船可直达西部重庆港。航道单向年通过能力也可由1000万吨提高到5000万吨。运输成本可降低35％～37％。随着全球变暖带来的冰雪融化速度增加，会造成地表径流增加；如果同时降水也在增加，就有可能增加极端强降水事件发生的频率，并形成强烈的洪涝灾害。此外，还可能造成像滑坡、泥石流这样的地质灾害，会对三峡工程的安全造成一定的冲击。除了洪涝之外，干旱也会影响到三峡水库的正常运行。实际上，由于长江下游江西、湖南等地发生严重旱灾，各地水位普遍偏低，甚至刷新最低水位纪录，已经使得三峡水库不得不放慢蓄水至175米设计高程的进度。不同的气候模式对长江流域给出的未来气候情景，无论在季节上还是在上、中、下游地区的分布上都有所不同。共同之处是，气候变化将使长江流域上游地区干旱趋势有所减缓。汛期长江洪涝发生的频率增加。尤以中游汛期洪涝频发的可能性较大.枯水期干旱发生的频率可能加大。气候变化对三峡水库运行风险的可能性影响问题，目前扔仅限于对气候风险的影响研究。

三、气候变化对南水北调工程的影响

三峡工程和南水北调工程均为长江流域的重大水利工程。在全球气候变化的背景下，这两项重大水利工程，可能都会面临一定的挑战。南水北调工程是通过三条调水线与黄河、长江、淮河和海河四大江河联系。构成“三纵四横”的布局，以利于实现我国水资源的南北调配、东西互济的合理配置格局。气候变化对河川径流的影响将直接影响水量的调出和调入，涉及东、中、西调水系统对气候影响的敏感性与脆弱性。上述问题的综合性研究要从系统工