1961-2009年辽河流域气候变化特征及其对水资源的影响

辽河流域是我国七大流域之一,长期以来一直存在水资源严重不足的问题。采用1961-2009年辽河流域境内水文、气象观测数据,研究气象、水文要素历史变化特征,并采用同期和滞后相关分析,建立气象要素与水文要素的最优相关关系。结果表明：辽河流域气候变暖明显,增温幅度远高于全球和中国的同期增温幅度;辽河流域降水量增减趋势不明显,总体上为略减少趋势,但存在明显的少-多-少-多-少5个阶段性变化。辽河流域蒸发量为略减少趋势,春季、夏季是蒸发量较大季节;辽河流域近50年来径流量为减少趋势,经历了偏多-偏少-偏多-偏少4个阶段的变化,最近的1996-2009年经历了年径流量最少阶段,平均年径流量仅为16.2亿 m³,只达到多年平均径流量的58 %、径流量最多年代的32 %。7月、8月是流量最为集中的月份,2个月流量就占到全年的50.24 %,超过全年的一半;辽河流域降水量与径流量有较好的相关关系。在年尺度,径流量与铁岭、法库等周边地区相关系数基本达到0.6左右;在日尺度,日降水量与降水发生后第二日流量相关程度最好,在所有等级上两者相关系数均在0.7以上,在日降水量大于等于25 mm等级上,相关系数最高可达到0.85。     

1961—2009年辽河流域水文气象要素变化特征

依据1961—2009年辽河流域5个气象观测站点逐日降水和气温观测资料,运用非参数检验方法（Mann-Kendall法）,对辽河流域降水和气温的变化趋势进行了分析。利用2006—2010年夏季共162d降水日的铁岭站日降水量与铁岭水文站径流量资料,探讨了日降水量与径流量之间的相关关系。结果表明：辽河流域年降水量减少趋势明显,降水量偏少年份明显增加,其主要原因为占全年降水量65%的夏季降水以7.4 mm/10 a的气候趋势倾向率递减,呈现出明显的减少趋势;辽河流域的年平均气温是在波动中逐渐上升的,且升温趋势明显,春季呈明显的升温趋势,夏季略有下降,秋季变化不大,冬季是气温上升最明显的季节;日降水量与径流量存在正相关关系,且日降水量与降水第二日的径流量相关显著。     

1961-2005年嫩江流域右岸气候变化及对水资源的影响

利用累积距平法和气候倾向率对1961－2005年嫩江流域右岸气温、降水量和径流量资料进行分析,研究嫩江流域右岸气候变化及其对水资源的影响。结果表明：近45 a来嫩江流域右岸气温显著增高,平均以0.52 ℃/10 a的速率上升,而且四季均为上升趋势, 不同季节增温幅度以冬、春、秋、夏季依次递减,1986年以来为气温升高最显著的时段;降水变化可分为3个阶段： 1961－1982年降水量呈减少趋势,1982－1998年处于增加时期,1998年以来降水量又呈现减少趋势。夏季降水量变化趋势与年降水量变化趋势趋于一致, 降水量总趋势是在波动中微弱上升;嫩江流域右岸主要控制站年径流量与年降水量保持同步变化。     

华北地区气候变化及其对水资源的影响

根据华北地区近50年的气候、水资源、旱涝灾害面积等资料，对该地区的气候特点及变化趋势、水资源的变化规律与气候变化的相互关系、极端气候事件对水资源的影响及气候变化对农业旱涝的影响进行了分析，并在气候模式预测结果的基础上，简要分析了华北地区未来气候变化对水资源的可能影响，提出了相应的对策建议，从而为实现水资源可持续利用提供科学依据。     

青藏高原气候变化及其对水资源影响的研究进展

回顾总结了近20年、特别是近10年来青藏高原气候变化的特征、变化的原因及其对高原水资源的影响方面的最新研究进展。1960年以来青藏高原地区总体气温显著升高,升温趋势存在明显的海拔依赖性,温室气体、冰雪反照率反馈、云-水汽-辐射反馈、局地强迫等是影响高原气温上升具有海拔依赖性的重要因素。总体上青藏高原降水呈现增加趋势,变化的区域性和季节性差异比气温变化的时空差异更强;降水空间变化主要分为南北偶极型、东西偶极型、中部和边缘差异型和多元型;夏季降水增加最为显著。受气候变化和人为气溶胶排放等影响,青藏高原水资源特别是冰冻圈水资源发生剧烈的变化,大部分冰川加速退缩、冰川径流增加、湖泊严重扩张,导致青藏高原上水循环加强和气候偏暖湿化;青藏高原积雪的变化具有明显的年代际特征。最后提出未来需要进一步开展的研究方向和政策建议。     

洱海流域近50年气候变化特征及其对洱海水资源的影响

利用1961-2010年洱海流域的气候和洱海水资源等资料,统计分析了洱海流域气候变化特征及不同气候类型对洱海水资源量的影响,并建立了洱海水资源量与洱海流域降水量、气温的定量关系,对洱海水资源量进行定量估计.结果表明:近50年洱海流域气温呈波动上升趋势,气候变暖明显;21世纪的第一个10年是洱海流域近50年来最暖的10年.年降水量总体上呈减少趋势.洱海水资源量与年降水量之间有显著的正相关关系,而与气温呈明显的负相关关系.洱海流域气候类型在20世纪60和70年代以偏冷和偏湿为主,进入80年代后开始出现暖年,特别是21世纪的第一个10年,气候以偏暖和偏干为主,未出现过偏冷年.在偏干和偏暖的年份洱海水资源均为枯水年;而偏湿和偏冷的年份洱海水资源多为丰水年;气候正常的年份,洱海水资源多为正常.可根据洱海流域未来气候趋势的预测结果,分别通过气候类型及回归预测方程对洱海水资源的丰欠作定性的估计和定量的预测.     

气候变化对密云水库水资源的影响及其适应性管理对策

 密云水库近30 a入库水资源量日益减少,严重影响城市供水和可持续发展,其中气候变化对水资源的影响成为最受关注的问题之一。以海河流域密云水库的水资源供应为例,研究了气候变化对入库水资源的影响。结果表明：除SRES A2情景下在2025年入库流量减少外,其他情景均表现为入库流量增加。对入库流量增加的情景,采用"零调整方案",即不采取调整措施是可以的,但由于未来北京水资源压力较大,有必要采取一些综合对策。通过多目标条件分析,为解决北京的饮用水供应问题,建议采用开源（跨河流调水）、节流（水田改旱地）及污水治理三管齐下的方案。     

气候变化对密云水库水资源的影响及其适应性管理对策

密云水库近30 a入库水资源量日益减少,严重影响城市供水和可持续发展,其中气候变化对水资源的影响成为最受关注的问题之一。以海河流域密云水库的水资源供应为例,研究了气候变化对入库水资源的影响。结果表明：除SRES A2情景下在2025年入库流量减少外,其他情景均表现为入库流量增加。对入库流量增加的情景,采用"零调整方案",即不采取调整措施是可以的,但由于未来北京水资源压力较大,有必要采取一些综合对策。通过多目标条件分析,为解决北京的饮用水供应问题,建议采用开源（跨河流调水）、节流（水田改旱地）及污水治理三管齐下的方案。     

兰江流域近43年气候变化及对水资源的影响

利用累积距平法对兰江流域近43年（1961-2003年）气温、降水量和径流量资料进行分析,研究兰江流域气候变化及其气候变化对水资源的影响。结果显示：兰江流域近43年来气温、降水量总的趋势是上升的;1990年代是兰江流域气温上升和降水增加最显著的时段,主要表现在冬春气温明显上升,夏季降水量明显增加：兰江流域年径流深与年降水量基本保持同步变化。兰江流域过去43年的气候变化对流域内水资源产生了较大的影响,而且由于兰江流域内水资源空间分布差异较大,致使流域内人均水资源占有量较少的金华地区易受气候变化影响而出现供水紧张。     

1971—2009年金沙江流域气候变化特征及对生态环境的影响

基于1971—2009年金沙江流域(云南段)35个气象站的逐月平均气温、降水量和蒸发量,分析了近40 a金沙江流域的上段、中段、下段的气象要素变化趋势。结果表明：近40 a来,金沙江流域的年平均气温变化幅度为0.29 ℃/10 a;在空间分布上,流域中段的年平均气温相对较高且升温幅度达到0.46 ℃/10 a,上段的年平均气温低且变化幅度不大。金沙江流域的年平均降水量以8.89 mm/10 a 的速率增加;春季流域的年平均降水量最大,在空间分布上,流域的上段、中段的年平均降水量呈增加趋势,而在下段呈下降趋势。各气象要素年代变化趋势不太明显。金沙江流域云南段的气候变化对流域内自然生态系统、水资源量、自然灾害等产生影响,从而加剧了流域内生态系统的脆弱性,并在一定程度上影响区域的经济发展水平。     

基于水生态功能分区的辽河流域控制单元划分

基于控制单元的水质目标管理可以使复杂的流域水环境问题分解到各控制单元内,而控制单元划分是实现基于控制单元水质目标管理的必要环节。基于水生态功能分区,在控制单元划分理论、原则与方法研究基础上,在GIS技术支持下,实现了辽宁省辽河流域控制单元划分。结果表明：根据辽河流域自然地理指标、水生态环境指标和社会经济指标,将该区域划分为5个一级控制单元、56个二级控制单元、245个三级控制单元。研究成果可以为建立基于控制单元的辽河流域水环境质量管理体系提供技术支持。     

气候变化对长江上游径流影响预估

利用第五次国际耦合模式比较计划(CMIP5)中5个气候模式在3种典型浓度路径(RCPs)下的预估结果驱动SWAT水文模型,预估了21世纪气候变化对长江上游年径流量、季节分配以及极端径流的影响。结果表明：预估的长江上游平均气温呈显著上升趋势,21世纪末较当前(1986—2005年)升高1.5~5.5℃,降水总体呈增加趋势,在21世纪30年代后高于当前气候平均值,21世纪末相对于当前增加5%~15%。流域内气候变化存在明显空间差异,金沙江和岷沱江流域气温升高和降水增加幅度均大于流域平均值。预估的长江上游年径流量及各月平均径流均有增加趋势,在21世纪30年代后高于当前多年平均值,21世纪中期增加4%~8%,21世纪末增加10%~15%。预估的径流年内分布的均匀性有所增加,但年际变化明显增大,极端旱涝事件的频率和强度明显增加。预估的各子流域径流变化对气候变化的响应也存在差异,金沙江和岷沱江流域年径流量、年际变化和年内分布变化小,对气候变化的响应表现为低敏感;嘉陵江流域、乌江流域和长江上游干流径流增加幅度大,同时极端丰枯出现的频率和程度增加显著,是气候变化响应的敏感区域。     

Adapting to climate change impacts on water resources in England—An assessment of draft Water Resources Management Plans

Climate change is expected to produce reductions in water availability in England, potentially necessitating adaptive action by the water industry to maintain supplies. As part of Ofwat's fifth Periodic Review (PR09), water companies recently released their draft Water Resources Management Plans, setting out how each company intends to maintain the balance between the supply and demand for water over the next 25 years, following Environment Agency guidelines. This paper reviews these plans to determine company estimates of the impact of climate change on water supply relative to other resource pressures. The approaches adopted for incorporating the impact in the plans and the proposed management solutions are also identified.Climate change impacts for individual resource zones range from no reductions in deployable output to greater than 50% over the planning period. The estimated national aggregated loss of deployable output under a “core” climate scenario is ∼520 Ml/d (3% of deployable output) by 2034/2035, the equivalent of the supply of one entire water company (South West Water). Climate change is the largest single driver of change in water supplies over the planning period. Over half of the climate change impact is concentrated in southern England. In extreme cases, climate change uncertainty is of the same magnitude as the change under the core scenario (up to a loss of ∼475 Ml/d). 44 of the 68 resource zones with available data are estimated to have a climate change impact. In 35 of these climate change has the greatest impact although in 10 zones sustainability reductions have a greater impact. Of the overall change in downward pressure on the supply-demand balance over the planning period, ∼56% is accounted for by increased demand (620 Ml/d) and supply side climate change accounts for ∼37% (407 Ml/d). Climate change impacts have a cumulative impact in concert with other changing supply side reducing components increasing the national pressure on the supply-demand balance. Whilst the magnitude of climate change appears to justify its explicit consideration, it is rare that adaptation options are planned solely in response to climate change but as a suite of options to provide a resilient supply to a range of pressures (including significant demand side pressures). Supply-side measures still tend to be considered by water companies to be more reliable than demand-side measures.     

辽河流域生态系统时空格局及服务价值变化研究

以辽宁省境内辽河流域为研究对象,将流域生态系统划分为7类,从全流域、15个子流域、河岸带3个尺度分析了生态系统结构的空间和时间变化,结合生态系统服务价值评估方法,评价了三个尺度下生态系统服务价值及变化。结果表明：全流域生态系统以农田和森林生态系统为主,子流域生态系统结构及时空变化存在较大差异,河岸带生态系统结构与全流域结构差异显著,与全流域生态系统结构相比,河岸带森林生态系统所占成分显著降低,水体与湿地生态系统显著增加。全流域生态系统服务总价值逐渐降低,森林生态系统服务价值最高;子流域内森林生态系统服务价值对子流域服务价值最大;河岸带内水体与湿地生态系统服务价值最大。     

1960-2009年石羊河流域气候变化特征

利用线性倾向率和Mann-Kendall非参数检验及克里金（Kriging）空间插值法,分析石羊河流域气温、降水量和蒸发量3个气候要素的年代际时空变化特征。结果表明：1960-2009年石羊河流域气温最小增速为0.25 ℃/10 a,高于中国及全球平均增速,且石羊河流域东部地区增温速度大于流域西部;20世纪60年代石羊河流域气温为降低趋势,其他年代流域大部地区均为增温趋势,且这种增温趋势是突变的。石羊河流域各年代及50 a平均降水量流域西部地区均比东部地区增加明显,近50 a石羊河流域降水量的变化趋势大多数未通过显著性检验,流域降水量的变化是由于降水的年际振荡造成的。近50 a石羊河流域大部地区的蒸发量呈先减少后增加的趋势,除民勤外,流域各地区蒸发量的减少或增加均存在突变。石羊河流域气温持续升高和蒸发量增加及二者的协同关系可能导致区域干旱的加剧。     

The implications of climate policy for the impacts of climate change on global water resources

This paper assesses the implications of climate policy for exposure to water resources stresses. It compares a Reference scenario which leads to an increase in global mean temperature of 4 °C by the end of the 21st century with a Mitigation scenario which stabilises greenhouse gas concentrations at around 450 ppm CO₂e and leads to a 2 °C increase in 2100. Associated changes in river runoff are simulated using a global hydrological model, for four spatial patterns of change in temperature and rainfall. There is a considerable difference in hydrological change between these four patterns, but the percentages of change avoided at the global scale are relatively robust. By the 2050s, the Mitigation scenario typically avoids between 16 and 30% of the change in runoff under the Reference scenario, and by 2100 it avoids between 43 and 65%. Two different measures of exposure to water resources stress are calculated, based on resources per capita and the ratio of withdrawals to resources. Using the first measure, the Mitigation scenario avoids 8-17% of the impact in 2050 and 20-31% in 2100; with the second measure, the avoided impacts are 5-21% and 15-47% respectively. However, at the same time, the Mitigation scenario also reduces the positive impacts of climate change on water scarcity in other areas. The absolute numbers and locations of people affected by climate change and climate policy vary considerably between the four climate model patterns.     

辽河流域气候变化及对径流影响预估与评估分析

辽河流域属于气候变暖较为显著区域,增温幅度比全球和全国的增温幅度都要高。同时辽河流域也是水资源较为匮乏且需求量大的地区,因此气候变化对水资源影响问题也更值得关注。基于长期历史观测气象水文数据和未来不同情景下气候变化预估资料,建立评估气候变化与径流量的关系,预估未来气候变化对径流量的可能影响,为辽河流域应对气候变化决策提供科学依据。结果表明：1961—2020年,辽河流域气温为持续上升趋势,降水没有明显的增减趋势,但存在阶段性变化;辽河流域降水量与径流量有较好的相关关系,具有较为一致的长期变化趋势与特征,年降水量与径流量相关数达到0.6以上。日降水量与径流量相关分析表明,降水发生后次日且为大雨降水等级(即日降水量≥25 mm)时,两者相关系数可高达0.85;敏感性试验和模式模拟试验表明,径流量对气候变化有明显的响应,降水增加(减少)、气温降低(升高),则径流量增加(减少);在未来RCP8.5排放情景下气温升高趋势最为明显,未来径流量也为显著增加趋势;RCP2.6排放情景下气温增加的幅度最小,未来径流量也表现为无明显增减趋势;RCP4.5情景下,气温增加的幅度居中,未来径流量则为减少趋势。