【文章內容簡介】 生態(tài)效益（率）的充分發(fā)揮技術及應用； ④水生態(tài)效益的科學度量技術及應用； ⑤基于分布式生態(tài)水文模型的生態(tài)需水模擬技術及應用； ⑥基于定量生態(tài)目標及水分生態(tài)效益高效發(fā)揮的生態(tài)需水核算； ⑦基于水資源合理配置的生態(tài)需水調控與管理 。 四 、 創(chuàng)新前沿 ?水循環(huán)與生態(tài)環(huán)境的相互作用及生態(tài)需水研究 44 四 、 創(chuàng)新前沿 ?節(jié)水防污型社會建設的基礎研究 基礎理論層次 :節(jié)水防污型社會建設的基礎理論支撐體系； 關鍵技術層次 :帶有自主知識產權的創(chuàng)新性技術； 保障體系層次 :節(jié)水防污型社會的政策環(huán)境和運行機制。 45 四 、 創(chuàng)新前沿 ?流域水資源配置與調度研究 ① 南水北調工程水資源調配； ②三峽及長江上游特大型水庫群聯合調度； ③黃河水量統(tǒng)一調度； ④塔里木河水量統(tǒng)一調度； ⑤黑河水量統(tǒng)一調度； ⑥珠江枯水期水量統(tǒng)一調度； 46 數據層 模型層 應用層 數字流域的框架層次 頂層 /目標 核心 與水文水資源領域的研究內容和實踐需求密切相關 基礎 四 、 創(chuàng)新前沿 ?數字流域的基礎研究 47 東北地區(qū)：雪暴、凍害、 高溫、暴雨新疆 地區(qū)：干旱、融雪性洪水長江地區(qū)：冰凍災害、干旱、支流及局部性洪水東南地區(qū)：缺水 、山洪 、 海平面上升與咸潮上朔西南地區(qū)：旱澇災害頻發(fā) 、 交發(fā) ， 節(jié)律變化 2022 2022 年典型區(qū)水患災害狀況20222022年典型水旱災害 48 全球變化對水循環(huán)影響的總體框架 全球變化改變了水循環(huán)及伴生水化學、水生態(tài)及水沙過程演變的動力學機制，并已得到觀測事實；其資源環(huán)境效應具有相對隱性、長期累積及潛在性等特征。 水沙過程變化輻射能量變化降水變化 氣溫變化大氣動力過程變化海平面上升冰川退縮 /海冰融化海水入侵水循環(huán)變化 植被變化土壤 理化生性狀態(tài)變化水資源變化 水環(huán)境變化 水生態(tài)變化大氣構成物質變化CO CH N2O 、 H2O 、氣溶膠等極值過程如洪水、干旱、熱浪、寒潮頻率增加49 大氣構成物質發(fā)生改變 隨著人類經濟社會的發(fā)展，溫室氣體的排放量呈快速增長趨勢，溫室效應顯著；自 1990年起，全球范圍內 CO2排放量上升了 19%；世界 CO2排放量現狀與京都協(xié)定里預定的目標還相距甚遠。 50 大氣構成物質發(fā)生改變 20222022年間全球 3250氣象站氣 溶膠深度（ ) 氣溶膠含量年際變化 氣溶膠增加使得天空的能見度降低 ,使得大氣能量傳輸過程發(fā)生變化 改變水氣凝結核 ,使降水過程發(fā)生變化 ,初步研究表明 ,氣溶膠增加將使得強降水過程發(fā)生頻率增加 51 溫度升高 ?全球變暖趨勢明顯，最近 50年有加速趨勢 大量觀測事實表明全球氣候在過去百年正經歷一次全球變暖為主要特征的顯著變化 . IPCC第四次評估報告指出：地球表面的平均溫度在過去 100年增加了 ℃ ，過去 50年的增長速率約為過去 100年的 2倍 . 52 ?中國在過去 140年間的 13個最暖年份出現在近 20年 ?20世紀是中國過去 1000年中最溫暖的 100年 溫度升高 53 氣候變化對水循環(huán)影響 ? 水循環(huán)速率快速增加：洪水、干旱等極值過程發(fā)生頻率增大 ? 在冰川和積雪補給河流中，徑流量增加和早春最大流量提前；湖泊和河流變暖，同時對熱力結構和水質產生影響 54 ? 全球尺度降水變化具有很大不確定性，但是區(qū)域特征顯著 在北美和南美東部、歐洲北部、亞洲北部和中部降水顯著增加；而在撒哈拉、地中海、非洲南部、亞洲南部部分地區(qū)降水則趨于減少 中國年均降水量變化趨勢不顯著，近 50年來基本在多年平均值 580mm附近波動。 西北和長江中下游地區(qū)降水明顯增多，四川盆地降雨顯著減少，在華北地區(qū)、東北南部、山東半島降雨減少也較為明顯。 ? 我國平均降水量變化不顯著，區(qū)域降水變化較大 氣候變化對水循環(huán)影響 55 氣候變化對我國降水的影響 ? 歷史 ：除西北諸河流域外，我國在過去 50年我國降雨量的變化整體上呈現南方豐水區(qū)降雨增多，北方缺水區(qū)降雨減少的趨勢。 ? 趨勢 ：不同研究結果對于不同地區(qū)變化的趨勢和變化的幅度都有較大差別，具有很大的不確定性?？傮w來說未來百年中國年平均降水量將呈增加趨勢，但是在 2030年前現有的趨勢仍將保持。 ? 影響 ：我國南豐北枯的水資源格局在今后幾十年內將可能進一步朝著不利的方向發(fā)展。 氣候變化對水循環(huán)影響 56 對蒸發(fā)的影響 氣候變化對水循環(huán)影響 57 對徑流的影響 徑流是降水和蒸發(fā)變化的綜合結果。根據兩次水資源評價對比：北方大部分地區(qū)的天然徑流量有所減少，其中海河區(qū)、黃河區(qū)、淮河區(qū)和遼河區(qū)水資源量下降明顯；南方地區(qū)還原后徑流有所上升，其中長江區(qū)、東南諸河和珠江區(qū)還原后徑流深都有所增加，松花江區(qū)和西北諸河區(qū)徑流深也較為明顯的增加。 氣候變化對水循環(huán)影響 58 資源環(huán)境效應（ 1）：海平面變化 自 1961年以來 ,全球平均海平面上升的平均速率為每年 ( 毫米 )，而從 1993年以來平均速率為每年 ( 毫米 )。 近 50年來中國海平面的上升速率達 /年，略高于全球平均水平。 59 左圖： 1. 蓋孜河 2. 葉爾羌河 3. 和田河 4. 克里雅河 5. 新青峰冰帽 6. 格拉丹東山區(qū) 7 . 朋曲河 8. 崗日嘎布山 9. 阿尼瑪卿山區(qū) 10. 祁連山西部 11. 阿克蘇河 12. 開都河 13. 喀什河 14. 四棵樹河 15. 烏魯木齊河 ?山地冰川快速退縮，并呈加速趨勢 近 50年來，中國西部地區(qū) 5000多條具有代表的冰川中，約有 82％的冰川處于退縮狀態(tài)，面積減少了 ％。 資源環(huán)境效應（ 2）：冰川退縮 60 資源環(huán)境效應（ 3）： 自然和生物系統(tǒng) 全球變化還使得自然和生物系統(tǒng)發(fā)生了改變；全球觀測到 765個自然系統(tǒng)發(fā)生變化；與增暖一致顯著變化系數達到94%；觀測到 28671個生物系統(tǒng)發(fā)生了變化，與增暖一致顯著變化系數達到 90%。 自然和生物系統(tǒng)變化，改變了水循環(huán)的下墊面條件，對水循環(huán)產生影響。 61 氣象因素的改變都將影響到水環(huán)境狀況，其中氣溫是感覺最直觀、影響最明顯的氣候因子：氣溫通過熱輻射影響水溫變化，引發(fā)一系列的水環(huán)境變化，對于水體爆發(fā)突發(fā)性水質事件具有關鍵控制性的作用。 資源環(huán)境效應（ 3）：水環(huán)境（ A） 012345678910110 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12濃度 ( m g / L )月份T T+1 T+不同水溫下斷面溶解氧的濃度 （南水北調東線長江取水口） 62 降水強度坡面產 / 匯流河道匯流及水動力學特征地表植 / 覆被土壤理化生性質侵蝕力變化坡面侵蝕河道侵蝕 及 泥沙運移（包括重力侵蝕）地表 / 河道阻滯力（泥沙運移阻力）沙 源溫度變化水沙資源配置（包括調水調沙）全球變化人類活動水土流失量水資源水環(huán)境水生態(tài)地表植 / 覆被社會經濟變化環(huán)境影響因子 / 驅動力 水土流失演變與調控 效應植被生態(tài)過程 水循環(huán)過程 資源環(huán)境效應（ 4）：水沙（ A） 全球變化使我國 “南澇北旱” 氣候演變情勢加劇，南方地區(qū)水土流失的天然應力將增大，水土流失風險 增強 全球氣候變化下，隨著 極端氣候事件 （尤其是暴雨洪水和干旱）發(fā)生頻率加大，我國水土流失自然驅動力增強，水土流失風險增大；特別是北方地區(qū)旱化背景下強暴雨的發(fā)生，水土流失風險 更大 隨著全球氣候變化和人類活動影響下 土地沙漠化程度程度和土壤旱化 （北方地區(qū)）程度的加劇，土壤耐侵蝕的能力下降，水土流失風險 增加 經濟社會發(fā)展對生態(tài)用水的擠占， 植被及水生態(tài)退化 態(tài)勢嚴峻，地表攔截泥沙的能力降低，水土流失風險 加大 人類工程開發(fā)活動 的增多，人工誘導下的水土流失 態(tài)勢嚴峻 整體上看，變化環(huán)境下我國水土流失的風險呈增加趨勢 資源環(huán)境效應（ 4）：水沙（ B） 全球 / 氣候變化（趨勢性、周期性、 突變性 等）人類活動降水減少 氣溫升高 能量變化 流場（風）變化土地資源開發(fā)能源開發(fā)其他開發(fā)活動有效降水/ 土壤水減少可調控水資源減少可調控水資源格局變化生產需水增加生活需水增加生態(tài)需水增加保證率要求提高水資源配置與調度供應側需求側變化外調水源保障情況變化環(huán)境下水資源系統(tǒng)演變驅動機制 全球變化和人類活動從供水、需水及水資源配置與調度等方面深刻影響到水資源系統(tǒng)。 ? 以增溫為主要特征的氣候變化對水資源總量、過程和空間分布、供需關系和水環(huán)境等都有顯著的影響，給水資源持續(xù)利用和安全保障帶來