黄河流域气候变化与水资源演变特点（王玲,刘吉峰）

气候变化对流域水资源的影响研究是水科学研究的热点，未来水资源变化趋势是编制流域综合规划，提高流域综合管理水平的重要依据。本文简述了气候变化对黄河流域水资源总量、暴雨洪水的频次和强度、黄河冰凌等的影响，指出气候变化已经影响到了黄河流域水资源系统的不同环节，这种影响是否是趋势性的，未来影响程度如何，有待进一步研究。

黄河流域位于我国西北部，自然地理条件复杂，水文气象情况特殊，有着不同于其他江河的显著特点。水少沙多、水沙异源、水沙关系不协调是黄河流域水资源的突出特点。黄河流域以大陆性季风气候为主，降水少且集中在6~9月，径流年际变化大，年内分配集中，连续枯水段长。流域多年平均天然径流量为535亿立方米，多年平均输沙量12.47亿吨，是世界上输沙量最大的河流。兰州以上水量占黄河的62%，是黄河主要产流区；河口镇至龙门区间水量占黄河的9%，沙量约占黄河的54%，是黄河主要产沙区。黄河干支流来沙系数大、含沙量高，河道泥沙淤积严重。

黄河的基本特点决定了黄河流域水资源系统对气候变化的敏感性和脆弱性。特别是进入20世纪80年代以后，社会经济发展对水资源需求日益增加，气候变化与人类活动的影响导致河川径流量逐年减少，黄河流域水资源供需矛盾愈来愈尖锐，黄河流域水资源管理成为流域管理的首要问题。气候变化对黄河流域水资源的影响，格外令人关注。

一、黄河流域气候变化特点

统计数据表明，自20世纪80年代以来，黄河流域气温明显升高，降水量有所减少。

最近50年，黄河流域气温呈波动上升趋势，与全球增温一致；20世纪90年代以后，气温上升趋势尤为显著。由于地理位置的差异，流域内气温变化的空间差异比较大，河源区气温升高幅度较大，近40余年来平均气温线性升温率为每10年0.267摄氏度，高于北半球（每10年0.241摄氏度）及我国（每10年0.22摄氏度）平均气温的上升速率；从年际变化看，19世纪80年代和90年代气温变化幅度最大，尤其是90年代，流域气温增幅达到0.7摄氏度。

黄河流域多年平均降水量为447毫米，降水量自东南向西北逐渐减少。黄河流域降水总体呈波动下降趋势，且以20世纪90年代降水最少，进入21世纪以来，降水略有增加；唐乃亥以上地区20世纪90年代降水量较多年均值偏少，其中玛曲一带最大降幅达15.8%。

观测事实和研究均表明，黄河流域最近几十年的蒸发皿蒸发量观测数据（蒸发能力）呈下降趋势，且以春季和夏季下降最为明显。郭军等认为近50年来黄淮海流域蒸发量减少十分显著，造成蒸发量减少的直接气候原因可能是日照时数及太阳辐射的减少，平均风速和气温日较差的降低可能也起着重要的作用。蒸发能力与雨强是否有一定的关系，值得研究。与蒸发能力观测值相反，黄河流域实际陆面蒸发呈逐年增大的趋势，其重要原因是灌溉等用水量加大，尽管太阳辐射有所减弱，但在比较干旱的地区，供水条件是决定陆面蒸发的主要因素。

二、气候变化对流域水资源的影响

气温升高导致冻土融化、蒸发加大，灌溉用水增多，从而加重了黄河流域日益发展的水资源供需矛盾；气候变化和人类活动双重作用下，黄河水沙关系愈加不协调，增加了河道防洪防凌压力，给流域管理带来了严峻挑战。

1.黄河流域径流量变化

按1919-1975年系列水文数据计算，黄河多年平均天然径流量为580亿立方米，1956~2000年系列计算的天然径流量（花园口水文站）为532.8亿立方米，减少了8%。天然径流量变化趋势与降水变化趋势大体一致，总体上均呈减少的趋势。

黄河源区20世纪90年代平均天然径流量为176亿立方米，比多年平均径流量（205亿立方米）减少15%。一些研究认为，气候变化是黄河源区天然径流量减少的主要原因。尽管20世纪90年代以来，黄河源区降水减少5%，但降水强度明显减少，土壤下渗量增加，导致产流量减少；黄河源区近50年来气温明显升高造成至少4%以上的径流量的损失。

2.黄河流域极端水文事件情况

20世纪90年代以来，黄河流域暴雨洪水的频次和量级变小，干旱形势日趋严重。

黄河的暴雨洪水主要来自中游河口镇到花园口区间和兰州以上区间。其中，三门峡至花园口无控区的暴雨洪水最为严重，是气候变化影响研究的重点之一。20世纪80年代以来，黄河上中游地区暴雨洪水的量级和频次均明显减少，进入21世纪以来，少有5000立方米每秒以上的洪水出现。如以花园口洪峰流量大于平滩流量的洪水为下游漫滩洪水，20世纪50年代为9次，接近每年一次；而1986～2000年的15年期间只有3次。从2002年至今年调水调沙以前，下游最大洪峰流量只有4200立方米每秒。气候变化和水利工程的调节都会影响洪水的频次和强度。

干旱缺水是黄河的主要问题。据观测资料记录，黄河流域从1965年起连续干旱，自19世纪90年代以来，干旱程度不断加剧，范围逐渐扩大。气候变化导致的来水量减少是流域干旱的重要原因之一。

黄河流域纬度差异较大，黄河凌汛是其他江河所没有的，黄河干流宁蒙河段和下游河段冰情最为严重，容易泛滥成灾。19世纪90年代以来，黄河流域冬季气温明显偏高，黄河宁蒙河段凌情呈现出新特点，表现在：封河天数减少，封开河日期不稳定，预报难度增大；“地上悬河”发展，开河期水位持续增高，堤防压力增大。2007~2008年度凌汛期，宁蒙河段三湖河口水位高达1021.22米，较历史最高水位高出0.41米，导致内蒙古杭锦旗段出现溃堤。

3.黄河流域下垫面变化

气温的升高导致冰川退缩、永久冻土退融、地表蒸发和下渗加强，减少了年径流量。最近35年（1966~2000年）内，气候变暖导致黄河源区阿尼玛卿山冰川总面积减少了17%，高山雪线上升了近30米，许多湖泊萎缩甚至消失，草场退化，生态环境恶化（如下图）。据统计，黄河源区2000年沼泽湿地及湖泊面积比1976年减少了近3000平方千米。

黄河流域的生态环境状况与黄河的水资源问题紧密联系。天然径流量锐减的同时，黄河流域经济社会的迅速发展对水资源的需求不断扩大，二者矛盾日益尖锐，河道内大量生态环境用水被挤占，入海水量急剧减少。入海水量减少导致黄河下游河道萎缩严重，“二级悬河”迅速发展，不仅使堤防“冲决”和“溃决”的可能性增大，还导致下游河道内湿地萎缩、水质恶化、生物多样性受到破坏等。

根据20世纪90年代统计，因黄河下游断流，河口区植被面积减少了近一半，鱼类减少近40%，鸟类减少30%。水量调度和调水调沙在缓解下游及河口地区生态环境问题方面初见成效，但功能性断流问题和流域层面上的生态环境问题还远未解决。

气候变化和人类活动使黄河流域水资源发生了明显变化。这种影响是广泛而深刻的，涉及到流域水循环的各个环节。气候变化对黄河水资源的影响既有波动性特征，又表现出一定的趋势。20世纪80年代以来，气候变化是否已经对黄河流域水资源产生了趋势性的影响，未来气候变化对黄河流域水资源产生怎样的影响，是有待进一步研究的重大问题。

三、气候变化对流域管理的影响研究

1.黄河流域气候变化研究正在兴起

中国关于气候变化对水文水资源影响研究起步较晚，在“七五”、“八五”、“九五”、“十五”以及正在进行的 “十一五”国家科技攻关项目中均涉及了气候变化对流域水资源影响方面的一些研究，黄河流域的研究也在其中。2008年4月，水利部应对气候变化研究中心在南京成立，标志着中国水利在应对气候变化的科学研究和技术支持领域迈出了实质性的一步，必将推动气候变化对中国流域管理和规划影响研究的进程。

进入21世纪以来，研究机构和流域管理部门开始重视气候变化对黄河水资源系统影响研究，在流域综合管理规划中也明确考虑了气候变化对水资源的影响。2008年4月，中国—欧盟流域管理项目召开气候变化与黄河流域管理影响研讨会，并初步制定了气候变化与黄河流域管理研究框架，为气候变化影响研究打下坚实的基础。因此，尽管气候变化对黄河流域管理的影响研究才刚刚兴起，但已经显示出广阔的前景。

2.气候变化适应性对策研究的重点

（1）开展气候变化与极端气象水文事件研究

黄河流域灾害类型多，干旱、洪水和冰凌灾害发生频繁，影响范围大。气候变化对暴雨洪水强度和频次的影响是防洪防凌工程设计和管理的重要依据；随着水资源供需矛盾的加剧，干旱程度成为影响水资源调度的重要依据。目前，黄河流域气候与水资源研究主要集中在气候变化对流域径流平均值变化的影响上，缺少气候变化对水文极端事件研究。应深入研究气象水文要素平均值变化与极端事件之间的非线性关系，提高极端气象水文事件预测能力，满足水资源管理的客观需求。

（2）重视气候变化对流域综合管理的影响

要实现黄委提出的“维持黄河健康生命”治黄目标，应从流域管理实践出发，着重加强气候变化对黄河流域水沙调控体系、水量统一管理和调度、水土保持和生态环境规划、流域经济社会发展等的影响研究。根据气候变化对流域管理体系的附加影响，制订出相应管理对策和措施以应对气候变化带来的挑战。　　

总之，开展气候变化对黄河流域管理的影响研究，要从黄河水资源问题出发，科学评估未来气候变化情景下黄河流域水资源变化趋势；分析水资源变化对水沙调控体系、水量统一管理和调度、水土保持和生态环境规划等方面的影响，有针对性地提出流域水资源管理体系应对气候变化的对策，为黄河流域综合规划和“维持黄河健康生命”提供依据。

（王玲，黄委水文局副总工程师兼黄河水文水资源科学研究院院长，教授级高级工程师）

稿件来源：黄河报·黄河网