1、气候变化将如何对水质造成影响
首先我们需要在以下几点达成共识：1、气候是一直在变化中的；2、即使人类出现前，气候就一直在变化着的；3、关于气候变化的确切成因目前无法给出一个确切的答案，有历史记录的气候数据（包括传说）也在1万年以内，就此判断气候变化的成因是相当荒唐的，越准确的推断越荒唐；4、仅就第四纪而言，地球就经历过多次温度上升（间冰期）和下降的过程（冰期），表述这个过程的时间尺度基本都在万年（电影《冰河世纪，ICE AGE》就是对此推测演绎的）；5、目前就气候变化成因的讨论仅仅局限在温室气体的变化，以及由此可能导致温室效应增强对气候变化的影响方面。这种讨论是相当不靠谱的——如同仅分析土壤中沙石含量就要推测出50年以后这块地香蕉的产量一样（这块地在吐鲁番）。6、但这种探讨绝对是有益的，因为我们关心的气候变化是在变化幅度和变化速率上远超历史上的记录数据（也许不一定，中国历代的农民起义往往伴随着恶劣气候的发生——旱灾或涝灾；这方面做认真研究的人不多或没有），这很可能与工业革命后人类活动的强度以及对自然的改造能力的大幅度提升有关，比如温室气体排放的能力超出自然的缓冲或调节能力范围（更确切地说是超出了人们对自然调节的幅度的耐受能力范围），只是人们仍希望生活在遥远过去的天地中，这是问题的关键。
关于气候变化的成因目前接受程度比较广泛的是温室效应说：温室气体排放导致进入地表的太阳能很难逸散，由此导致地表温度升高，洋流乃至大气环流条件发生改变，进一步水汽运转方式以人们不特别熟悉的方式运行（也就是所谓极端气象、气候现象出现的频率较高），对人类的生产生活造成严重影响。
对水资源的影响：这里仅涉及淡水资源——时空分布不均匀进一步加剧；水资源利用效率下降，水资源利用成本上升；水资源的紧张态势应得到应有的重视；水利设施的修建、维护、保养工作需得到加强。
2、南水北调工程对气候和植被的影响有哪些
从简单的一维气柱能量平衡模式研究在我国北方土壤中增加水份含量后引起的局地气候变化,应用气柱中的辐射、降水、水汽和内,位能辐合间的平衡,可以推导出降水、温度、地表反射率各变化量之间的关系,而地表反射率的变化又与地表水份含量有关;而从地表能量平衡方程也可得到降水、温度、地表水份含量各变化量之间的关系,从上述这些关系最终可以得到地表水分变化对降水变化和温度变化的影响.结果表明降水和温度变化与植被复盖度有关.在我国西北地区,当土壤水增加1/15,随植被复盖度的从大到小,年降水可增加原年降水量的1/30～1/11,在华北地区,当土壤水增加1/20,随植被复盖度的从大到小,年降水可增加原年降水量的1/80～1/35.而年平均温度减少约在0.1℃的量级,在线性理论范围内,降水量的增加与温度的降低均与土壤水的增加量成正比.而能量平衡模型在西北地区更为适合。近年来我国北方降水减少和温度增加是气候变化的总趋势,由此引起的北方干旱化严重影响了我国北方的工农业生产和人民生活，计划中的南水北调是一个行之有效的解决法。
3、结合自己的认识谈谈目前水利工程的建设对环境产生哪些影响
1 对局部气候和大气的影响
水利枢纽工程建设会使库区微气候环境条件有所改变,包括气温、风速、湿度 、降水等。有关研究表明,水面上空比成片的房屋群上空空气的透明度高 8 %～ 10 %;水面上空与陆地上空相比较 , 紫外线辐射高出 30 %, 气温降低 4 ～ 5 ℃, 相对湿度提高 10 % ～ 15 %。一般情况下, 地区性气候状况受大气环 流控制,但大中型水库和灌溉工程的修建,使原先的陆地变成了水体或湿地, 对局部小气候产生了一定的影响,主要表现在对降雨 、气温、风和雾等气象因子的影响。
1.1 对降雨量的影响
a .降雨量有所增加。
这是由于修建水库形成了大面积蓄水,在阳光辐射下,蒸发量增加,引起降雨。
b .降雨地区分布发生改变 。
水库低温效应的影响可使降雨地区分布发生改变:库区和邻近地区的降雨量有所减少, 而一定距离的外围区降雨则有所增加 ;地势高的迎风面降雨增加,而背风面降雨则减少。
c .降雨时间分布发生改变 。
夏季水面温度低于气温 ,气层稳定 ,大气对流减弱 ,降雨量减少;但冬季水面较暖 ,大气对流作用增强 ,因而降雨量增加。
1.2 对气温的影响
水库建成后 ,库区与空间的接触由陆面变为水面 ,与空气间的能量交换方式和强度均发生变化 ,从而导致气温发生变化, 库区年平均气温略有升高 。
1.3 对大气的影响
在谈到大坝与生态问题时, 首先谈到的最重要问题就是大坝建设对大气的影响。从世界范围看, 这个问题十分突出 ,因此,国际上把对大气的影响看做是建坝对生态影响的首要问题。但是 , 这个问题在中国并不严重, 原因有 2 个 :①中国的电站虽然很大 ,但多属高山峡谷型水库, 与国外的水库相比, 库水面面积并不大;②我国有大面积森林的库区不多。
2 对水文情势和水温的影响
2.1 对水文情势的影响
水利工程尤其是水利枢纽工程的兴建改变了流域水文循环情势 ,对整个流域产生不同程度的影响 , 其影响有利有弊。水库蓄水后 ,原先的河流变为湖泊 ,水位抬高且水面面积增大,这一方面加大了水面的蒸发量,引起水分循环变化;另一方面由于岩层具有一定的透水性, 水库会发生渗漏,使地下水水位升高 。水库水位的变化与天然情况下水位的变化大不相同。调蓄能力较大的水库 ,其水位变幅较大;而径流式水库的水位变幅不大, 不会出现明显的季节性变化 。与天然河道相比, 水库的流速变化也很明显。在水库的不同库段, 流速的变化不一样, 一般越靠近库尾 ,流速越接近天然河道, 越近坝前, 流速越小,在某些条件特殊的库湾,流速甚至接近于零。拦河筑坝使水文情势发生突变, 影响原河流的生态过程和功能。水文情势的主要变化包括:流量的稳定化与流速频率的变化 ;季节性高峰流量的丧失 ,流速变缓 ,急流状态消失 ;水位落差变化平缓 ,来水时间 、来水时期改变;水量向上蒸发和向下渗漏改变水分循环等。
2.2 对水温的影响
水温变化指水库的特殊水温结构使入流和出流产生温差的现象。水库工程引起水温变化, 是水库建设中不可避免的现象。水库流速从上游到坝址处逐渐减小,水体性质也发生了改变,长期滞留在库内的水与大气之间的热量产生变化引起水温和流态产生变化 。
3 对泥沙的影响
水利枢纽工程的建设将改变库区和上下游河道泥沙的输移及沉降模式, 对上下游及工程区的生态环境产生一定的影响 。水库蓄水后 ,上游流速减小,水库来水携带的泥沙将会在库区内淤积, 而水库泥沙淤积会减小库容 , 从而降低水库的运行效益 。泥沙问题是水利工程建设中最重要的环境问题之一。在河流上建坝, 阻断了天然河道,导致河道的流态发生变化,改变了河流的泥沙运动规律,进而引发整条河流上下游和河口的水文特征发生改变, 这是建坝带来的最大生态问题之一 , 也是最令人担忧的问题, 应该特别慎重对待。水库蓄水后 , 流速降 低,河水挟沙能力减弱,水体中的悬浮物质或多或少地沉积下来,不仅影响到航道的运用,而且减少了水库的库容, 影响水库的使用年限 。水库的回水沉积作用对河道形态也有影响 。河流被大坝拦截后 , 泥沙在水库底部沉积, 形成一个回水三角洲,这个三角洲朝水坝方向渐渐递升, 泥沙颗粒变细 。
4 对水质的影响
水利工程的建设会对水质产生一定影响 。一方面 ,水体经过长距离的输送或一段时间的储存, 会使复氧过程充分形成, 从而丰富了水体潜在的环境容量资源 ;另一方面 ,库区水体抬高 ,水流缓慢,不利于污染物的扩散。
通常河流水的矿化度和总硬度均较低, pH 值适中 ,溶解氧丰富。但对河流无论采取哪种开发方式, 对水质都将产生影响 , 尤其是水库工程对水质的影响较明显。水库形成后 ,库区流速减小,水库的沉清作用显著,有利于削减溶解矿物质,减少浑浊度和生化需氧量,增加营养物质浓度。水库建成后,入库支流河水的稀释自净能力降低 ,导致入库支流河道污 染加重。库内水温一旦出现分层, 库水会形成一种密度屏蔽,使底层冷水层变成厌氧微生物层,库内不 溶解的固体物质沉降在库底就会产生营养富集现象 。总的来说 ,水库对水质可产生正负两方面的影响 。
①正面影响:库内大体积水体流速慢 ,滞留时间长 ,有利于悬浮物的沉降, 可使水体的浊度 、色度降低 ;同时由于库内流速慢, 藻类活动频繁 , 呼吸作用产生的 CO2 与水中钙、镁离子结合产生 CaCO3 和 MgCO3 并沉淀下来 ,降低了水体硬度 ,减少了因碱性增加(pH 值上升)而导致水体毒性加大的可能性。
②负面影响 :库内水流流速小, 降低了水 、气界面交换的速率和污染物的迁移扩散能力, 因此复氧能力减弱,使得水库水体自净能力比河流弱;库内水流流速小,透明度增大 ,利于藻类光合作用, 坝前储存数月甚至几年的水 , 因藻类大量生长而导致富营养化;被淹没的植被和腐烂的有机物会大量消耗水中的氧气,并释放沼气和大量二氧化碳,同样导致温室效应 ;悬移物质沉积于库底,长期累积, 不易迁移, 其中含有的有毒物质或难降解的重金属会形成次生 污染源。另外由于减少了河流基流生态水量 ,可能会加剧河道断面萎缩 ,增加污水排放总量,改变农 业灌排系统 , 提高面源入河比例, 加快面源入河速度 ,恶化下游河流 、湖泊的水环境质量。
5 对土壤和环境地质的影响
5.1 对土壤的影响
水库蓄水后, 将导致沿岸地下水状态发生变化, 通常在水库的近坝部分出现地下水升高 , 而库周地下水位升高, 会浸没土地, 并使土地沼泽化、盐碱化。
a .浸没 。在浸没区 ,因土壤中的通气条件差, 会造成土壤中的微生物活动减少 、肥力下降,从而影 响作物生长 。
b .沼泽化 。过分湿润致使植物根系衰败 、呼吸困难 ,当潜水层达到耕作层时, 造成土壤湿度过大, 以至大多数包气带被破坏 。
c.盐碱化。由库岸渗漏补给地下水 ,经毛细管 作用升至地表, 在强烈蒸发作用下 ,使水中盐分浓集于地表,形成盐碱化 。土壤溶液渗透压过高, 可引起植物生理干旱。当然, 盐碱化不是水利工程建设必然带来的 ,也有设计 、运行不当造成的。
5.2 对环境地质的影响
修建大坝后可能会触发地震、滑坡 、塌岸 、水库渗漏等不良地质灾害。
a .大型水库蓄水后可诱发地震 。水库诱发地震主要是因为巨大体积的蓄水增加的水压,以及在这种水压力下岩石裂隙和断裂面产生润滑, 使岩层和地壳内原有的地应力平衡被改变。值得注意的是,水库蓄水可以在天然地震较少和地震强度较弱的地区,诱发较强烈的地震。
b .库岸产生滑塌。水库蓄水后 , 由于水位升高,岸坡土体的抗剪强度降低 ,故易发生塌方、山体滑坡及危险岩体失稳 。
c.水库渗漏。水库渗漏造成周围的水文条件发生变化 ,若水库为污水库或尾矿水库 ,则将造成水库周围地区和地下水体的污染。
6 对河道的影响
河道整治是水利工程建设的组成部分。河道是水生态环境的重要载体, 护岸工程是河道生态治理的一项重要措施 ,对保护堤防免受冲刷 、防止水土流失具有重要作用 。与此同时, 水利工程建设对河道的影响也是显著的 , 主要体现在以下几个方面 :
①河道顺直化工程改变了自然水系 ,使生态结构单一化 ,生物群落减少, 河水净污能力削弱, 从而降低了环境质量 , 引起生态退化;
②河道横断面几何规则化 ,往往会把自然河流的复杂形状变成若干种几何规则断面, 改变了河流横断面深潭浅滩交错的自然格局 ;
③构筑堤防会引起河流侧向的非连续化。 因为堤防妨碍汛期主流与岔流之间的沟通, 阻止了 水流的横向扩展, 形成另一种侧向的水流非连续性 ;
④河口整治工程可能造成岸线 、河床高程变化,由此可能会影响到该地区的潮水位 ,从而影响排涝总水量 ;
⑤人工裁弯改直工程会造成河床演变,引发河道冲刷,导致河道水位下降。
7 对生物多样性的影响
生物多样性是指在一定时间和空间内所有生物物种及其变异的生态系统 。生物多样性的减少主要是由于人类各种经济和社会发展活动造成的 。水利工程建设的大发展, 淹没了成片的森林草地, 是不容忽视的重要原因。水利工程建设对生物多样性产生的影响通常可分为对陆生生物和水生生物产生的影 响。
7.1 对陆生生物的影响
对陆生生物的影响总的来说有 2 个方面, 一个是永久性及直接的影响 , 指库区淹没和永久性的工程建筑物对陆生植物和动物造成的直接破坏 ;另一个是间接的影响, 指局部气候变化 、土壤沼泽化、盐碱化等所造成的对动植物的种类、结构及生活环境的影响。
水库兴建、蓄水将会淹没大片陆地,这对陆生生物的生长栖息地、觅食地产生危险,所以水利工程对陆生生物带来的影响大多是不利的。具体表现为河滨植被、河流植物面积的减少 , 微生物多样性的降低 ,鸟类 、两栖动物和昆虫栖息地的改变或避难所的消失 ,造成物种数量的减少和某些物种的消亡。 但水利工程淹没的土地主要是流域或沿岸的一些农田 、平原 、坡地等海拔较低地区, 主要以农作物为主, 动物很少 , 因此, 水库兴建淹没土地对农业影响较大 ,对动物影响不大 。水利工程运行后, 水库水 体的存在使空气相对湿度有所提高, 将减少森林火灾发生的概率,降低库周防火等级,对库周陆生植物 生态系统结构的稳定和植物的生长有利。另外, 水利工程的兴建将会增加流域沿岸湿地、沼泽的面积, 而对这一带两栖生物以及水禽会带来有利影响, 使它们的种类 、密度相应增加 。
7.2 对水生生物的影响
由于水利工程作用的对象主要是水体, 所以水生生态系统受工程影响较直接、明显 。水库的兴建 抬高了水位 ,改变了河流水生生态系统,破坏了水生生物的生长、产卵所必需的水文条件和生长环境。 此外 ,水库淹没区和浸没区原有植被的死亡以及土 壤可溶盐都会增加水体中氮磷的含量, 加上库区周围农田、森林和草原的营养物质随降雨径流进入水体 ,从而形成富营养化的有利条件 。 兴建水利工程对水生生物的影响重点体现在对鱼类资源的影响上:
①阻隔了鱼类洄游通道。水库 大坝截断江河 ,使洄游性鱼类不能顺利完成其生活 周期 ,河流的梯级开发会加重这一影响 。
②改变鱼类区系组成 。水库形成后 ,水体的水文条件发生较大变化 ,从而改变了鱼类的栖息环境 。不同的鱼类栖息环境不同, 因此 ,库区的鱼类组成常发生明显的变化。
③影响鱼类繁殖。水库的存在和运行 影响鱼类的产卵场和鱼类的产卵活动, 水库蓄水后水流减缓、水深加大和泥沙沉积则对喜在急流河底产卵的鱼类不利;水库运行时,库水位的变动不利于在草上产卵的鱼类繁殖, 因为水库水位的消落常将 它们的卵暴露在库岸上致其死亡。
8 对人口迁移和土地利用的影响
水利工程的兴建必然带来移民问题 。由于水库建设打破了移民原有的生产体系、生活方式及地缘、血缘和亲属网络 , 使他们长期赖以生存的政治、经济、文化体系解体;与此同时 ,移民安置还造成安置地人口增加 ,以及资源、基础设施承载力增加等一系列问题 。但对于不同的水利工程, 移民问题的影响也是不同的。如都江堰是古代水利工程, 从现 有可查阅的资料看, 移民问题不是其突出问题 ;万家寨水利枢纽及引黄工程妥善安置了库区移民, 改善 了其生活条件和生存环境 ,提高了供水保证率 ,对人口迁移和土地利用产生了积极的影响;塔河下游生态调水工程由于塔河下游人烟稀少 ,因而没有人口迁移问题。总的来看, 水利工程建设或多或少都会产生一定的人口迁移现象, 并且由于水库淹没 占用一部分土地 ,使得人地矛盾更加紧张。另外, 水利工程的兴建必然会使诸多环境因子发生变化 , 如施工过程中产生的废水、废气、噪声 、固体废弃物等 , 将影响施工区的环境卫生和当地居民及施工人员的健康 。
4、气候变化对水文水资源的影响评价
我国水资源现状及面临形势的分析报告
壹） 我国水资源现状
我国是一个水资源短缺的国家，水资源时空分布不均。近年来我国连续遭受严重干旱，旱灾发生的频率和影响范围扩大，持续时间和遭受的损失增加。目前全国 600多个城市中，400多个缺水，其中100多个严重缺水，而北京、天津等大城市目前的供水已经到了最严峻时刻。与此同时，由于人口的增长，到2030 年我国人均水资源占有量将从现在的2200立方米降至1700至1800立方米，需水量接近水资源可开发利用量，缺水问题将更加突出，因此，节约水资源，强化水资源稀缺意识已刻不容缓，大家得从我做起，从自身做起，节约每一滴水。 此外，我国水资源开发中还存在着其他问题： (1) 洪水灾害对国民经济发展和社会安定存在潜在威胁 (2) 水分利用效率不高 (3) 水资源普遍受到污染 2003年，淮河、海河、辽河、太湖、巢湖、滇池，其主要水污染物排放总量居高不下。淮河流域仍有一半的支流水质污染严重，海河、辽河生态用水严重缺乏，其中内蒙古的西辽河已连续五年断流。太湖、巢湖、滇池均为劣五类水质，总氮和总磷等有机物污染严重。以黄河为例，工业污染是黄河水污染的主要原因，占废污水排放总量的73％，每年由于水污染造成的经济损失约115亿元至156亿元。同时，令人担忧的是，沿黄地区许多农田被迫用污水灌溉，给区域内居民健康带来危害。据初步测算，区域内每年人体健康损失达22亿至27亿元。黄河水污染同时还带来水资源价值损失、城镇供水损失，并增加了处理污水的市政额外投资，每年总损失近60亿元。地球上的水虽然看上去很多，然而在当今经济技术条件下，可供人类开发利用的水资源并不多。据专家估计，地球上的13.86亿立方公里水资源总量中，其中 96.7％的水集中在海洋里，目前还无法利用。而大陆上所有淡水资源总储量只占地球上的水量的3.3%，这3.3%里的85％集中在南极和格陵兰地区的冰盖和高山渺无人烟的冰川中，在现阶段内也难以利用。地球上实际上能为人类开发利用的水资源主要是河流径流和地下淡水。地下水占地球淡水总量的22.6%，为8600万亿吨，但一半的地下水资源处于800米以下的深度，难以开采，而且过量开采地下水会带来诸多问题。河流和湖泊占地球淡水总量的0.6%，为 230万亿吨，是陆地上的植物、动物和人类获得淡水资源的主要来源，可是由于水体污染，这一部分可以利用的水资源又在急剧减少。大气中水蒸气量为地球淡水总量的0.03%，为13万亿吨，它以降雨的形式为陆地补充淡水。目前能够为人类开采利用的河流径流和地下淡水一般只能达到40％。我国多年平均降水总量为6.2万亿m3,除通过土壤水直接利用于天然生态系统与人工生态系统外,可通过水循环更新的地表水和地下水的多年平均水资源总量为 2.8万亿m3，水资源总量居世界第六位,仅次于巴西、前苏联、加拿大、美国和印度尼西亚。按1997年人口统计,我国人均水资源总量为2200m3, 人均占有量仅有世界平均数的¼，居世界第121位 ,被列为世界上12个贫水国之一。随着工农业生产的发展，从1980年到1999年，我国社会经济总用水量增加了约四分之一，从4437亿立方米增加到 5591亿立方米。其中农业用水占70%，工业用水占20%，生活用水占10.1%。
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贰）我国水资源面临形势
a）新世纪面临的重大水问题
当代人口、资源和环境的协调发展已成为国际社会共同关注的重大战略问题，中国是世界人口大国，但人均淡水资源却是贫国。我国水资源可利用量、以及人均和亩均的水资源数量极为有限，降雨时空分布严重不均，地区分布差异性极大，这是我国水资源短缺的基本特点。目前水资源短缺问题己成为国家经济社会可持续发展的严重制约因素。但我国水资源可利用量是有限的，从目前现状来看，就全国而言，人均占有淡水资源量只有2200 立方米，从地区来看，水资源总量的81%集中分布于长江及其以南地区，其中40%以上又集中于西南五省区，这是先天决定的水情。从人均占有量来看，人均占有淡水资源量南方最高和北方最低可以相差十倍，西部比东部可以高达五、六百倍。这是我国北方属于资源型缺水的根本原因，南方地区水资源虽然比较丰富，但由于水体污染，水质型缺水也相当严重。目前全国性的干旱缺水越来越严重，尤其北方地区发生水危机已不是危言耸听。
(一) 主要灾情
进入90年代，中国水旱灾害和水污染频繁发生，水多、水少、水脏与水环境恶化问题越来越严重。
(1)洪涝灾害：累计的直接经济损失超过了1.1万亿元，约相当于同期财政收入的1/5。直接经济损失超过1000亿元的年份有1994年(1797亿元)、1995年(亿元)；直接经济损失超过2000亿元的年份有1996年(2208亿元)、1998年(2684亿元)。世界银行曾测算，中国每年洪涝灾害损失100多亿美元。
(2)干旱灾害：由于供水不足每年直接影响工业产值2300亿元，正常年份和较旱年份，粮食减产在100～250亿kg(正常年份，如1996年减产100亿kg，较旱年份，如1994年、1995年减产粮食250亿kg)，但遇到严重干旱年份粮食减产曾高达近500亿kg(如1997年，北方一些地区干旱持续时间长达100多天，黄河下游发生了有史以来，断流天数、断流河长均创历史记录。这一年因旱粮食减产476亿kg，对粮食生产造成的损失是新个中国成立以来最严重的年份)。世界银行曾测算，中国每年干旱缺水造成的损失约为350亿美元。
(3)水环境：一是水土流失，区域性、局部性的治理成效较大，但面上的水土流失治理进程缓慢，边治理、边破坏的现象还很严重，特别是开发建设项目人为造成新的水土流失急剧增加。全国平均每年因开发建设活动等人为新增的水土流失面积达1万平方公里，每年堆积的废弃土石约30亿吨，其中20％流入江河，直接影响防洪保安。二是水体污染严重，由于工业废污水排放量的急剧增长，并未经处理直接排放到河道里，导致了以淮河、太湖污染为代表的水环境恶化。世界银行发表的中国环境报告测算，中国仅水和大气造成的污染，年损失为540亿美元，占中国年GDP的8%。这就表明，水环境质量在继续恶化，造成的经济损失也十分巨大。
以上这三大灾害合计年均经济损失达1000亿美元，占全国年GDP的15%左右。从这三大灾害损失来看，进入21世纪这三大灾害，水资源源的短缺和水环境恶化将上升为主要矛盾。
(二)主要矛盾
1. 水资源短缺形势严峻
五十年来，全国水资源开发利用率已达到21%。特别是近20年来，由于供水能力增长缓慢，1978～1998年全国供水能力年增长率约为1%左右，而同期国民经济以8～12%的高速度增长，同期人口又增加了约2.5亿，更加剧了缺水矛盾。值得注意的是，由于人类活动的影响，降雨与径流关系，产流与汇流条件都在发生变化，有些江河的天然来水量己呈现衰减的趋势。黄河下游频频发生断流、海河成为季节性河流，以及内陆河部分河流干枯，2000年发生的旱灾，经济损失严重，充分暴露了我国城市供水系统和农村抗旱能力的脆弱性，是水资源供需矛盾的集中表现。
目前，全国每年缺水量近400亿m3，其中，农业每年缺水300多亿立方米，平均每年因旱受灾的耕地达4亿多亩，年均减产粮食200多亿公斤；城市、工业年缺水60亿立方米，直接影响工业产值2300多亿元；农村还有2400多万人饮水困难；在全国668座城市中，有400多座缺水，其中100多座严重缺水。天津市由于连续四年遭受华北干旱影响，为天津供水的潘家口水库水位已接近死库容，于桥水库已无水可供，直接威胁到天津市的生活和生产用水，尽管采取一系列限制用水措施，但今冬明春用水水源仍难以保证。为此，国务院批准了水利部制定的“引黄济津”应急输水工程的实施方案。
进入21世纪，随着我国人口的增长、生活质量水平提高、城市化进程加快，人均水资源占有量将进一步减少，而用水量却进一步增加，水资源供需矛盾更加突出，缺水已成为影响我国粮食安全、经济发展、社会安定和生态环境改善的首要制约因素。维护生态环境安全的
2.水已成为维护生态环境安全的严重问题
全国现有土壤侵蚀面积367万平方公里，占国土面积的38%，其中水蚀面积179万平方公里，风蚀面积188万平方公里，其中黄河中上游和长江上游地区，以及海河上游地区水土流失最为严重。严重的水土流失使我国每年平均损失耕地100多万亩，流失土壤50多亿吨，导致生态环境恶化，河湖泥沙淤积，加剧了洪、旱和风沙灾害。我国自然生态脆弱，加之不合理的人类活动，进一步加剧了水土流失、土地退化和水体污染。
全国地下水由于长期超采，又不能得到回补，目前年超采量达80多亿立方米，已形成了56个区域性地下水位下降漏斗，导致部分地区地面沉降、海水入侵。部分干旱和半干旱地区由于不合理的水资源开发利用，导致下游河道断流、河湖萎缩，下游有些尾闾与湖泊消亡，生态环境严重恶化，胡杨林大面积枯死；草场退化，荒漠化加剧，沙尘暴发生频率增加；此外，有些灌区和绿洲，由于大水漫灌、排水不畅，导致严重的土壤次生盐渍化，土地质量下降，农业生产能力衰减。
1999年全国年排放废污水总量606亿吨(不包括火电直流冷却水)，其中工业废水占67%，生活污水占33%。根据1999年水质监测资料，对全国11.36万公里河长进行评价的结果，Ⅰ、‖类水河长只占30%，Ⅲ类水以上的河长占70%(其中Ⅰ类水河长占 5.5%，‖类水河长占24.5%，Ⅲ类水河长占32.4%，Ⅳ类水河长占12..6%，Ⅴ类水河长占7.8%，劣Ⅴ类水河长占17.2%)。
b）十大挑战
邓小平同志指出：“要善于从战略上看问题，要研究下世纪前五十年的发展战略和规划。采取有力步骤，使我们的发展能够持续、有后劲。”水利发展面临着严峻的挑战，我们要抓住机遇迎接挑战，把水利建设作为保障经济社会持续发展的一项重大战略措施来抓。
(一)人口增长出现峰值，人均水资源量降到低谷。我们面临的是庞大的人口基数，如果2030年人口增长达到峰值总人口就达到16亿，人均占有水资源将下降到1750立方米。人口的增长不仅增加对水的需求，而且增加对资源和生态环境的压力，对水的有效利用会带来负面影响。因此，未来50年中国人口的增长是对水资源和水环境最大的挑战，也是对可持续发展最大的挑战。
(二)水的供需矛盾更加尖锐，开发利用更加艰难。中国水资源总量为2.8万亿立方米，专家们根据国际上评估的标准认为，中国水资源的可利用量大约为 10000-11000亿立方米，1997年，我国年总用水量达到了5623亿立方米。按照21世纪中叶中国达到中等发达国家水平的战略目标，初步估计，我国未来水需求将达到7500-8000亿立方米，在现有基础上再增加1500-2200亿立方米的供水能力。鉴于区域发展的不平衡，可经济开发的水源不仅受到区域性的限制，而且可开发利用的水资源的难度也越来越大，因此，中国未来水资源的开发利用将更加艰难，供需矛盾将会更加尖锐。
(三)经济快速增长相应废污水排放量将急剧增长。未来50年，这种发展趋势对供水基础设施建设提出了挑战。基于目前废污水的处理和回收利用偏低的现状，如果未来50年工业用水成倍增加、城市化水平成倍上升、小城镇快速发展，废污水的排放量将会数倍、甚至十几倍的增加，势必加剧水环境的恶化。因此，中国将面临解决水资源短缺和废污水处理、水环境治理的巨大压力。
(四)全球气候变化的影响，北方地区水资源紧缺矛盾更加尖锐，南方地区洪涝灾害可能更加严重。目前全球气候变暖、臭氧层破坏、土地退化、沙化、海平面升高、资源匮乏等将造成一系列的全球性的环境问题，已引起全世界的关注。全球气候变暖对中国降水、水资源和地区性的分配，以及可利用量势必会带来影响，尤其是北方地区将会带来不利的影响。因此，可以预见未来50年内，水旱灾害防治任务更加繁重，尤其北方地区水资源短缺的矛盾将会更加尖锐。
(五)北方地区缺水形势严峻，黄河及其以北地区河道断流情况加剧。中国北方地区水资源短缺是随着人口、经济社会发展而逐步加剧的。黄河断流、天津城市用水告急就是北方地区水资源供需矛盾的集中表现。黄河断流的原因虽然有许多因素，但主要因素是经济发展导致用水量急剧增加，管理不善和用水浪费造成的，还包括区外引水等因素。专家们分析认为，在未来10-30年内，黄河每年将缺水40-150亿m3，如果未来50年，黄河流域干旱频率增高，黄河中下游泥沙淤积量增加，有可能加重水资源短缺和治黄的难度。黄河以北紧邻的海河流域，尤其是京、津两大城市早在70年代、80年代就出现用水危机。进入21世纪如果北方缺水不能未雨绸缪，我国北方地区缺水问题将直接影响国家经济发展和社会稳定。
(六)粮食增长主要在北方，产粮区与水资源不相匹配的矛盾更加尖锐。在中国历史上水利与经济区的形成和转移密切相关，盛唐时期生主要经济区在北方，当时水利设施的数量的比重占全国41%，到宋朝主要经济区转移南方，北方水利建设被忽视，这时水利设施的数量只占7%，到清朝北方又成为政治经济中心，水利设施的数量又上升到占全国49%。
新中国成立以后，我国的粮食生产主要在南方，曾形成“南粮北运”格局。然而，随着南方经济的发展，粮食生产比较效益下降，水利建设力度减小，粮食增长主要转移到北方，产粮区与水资源不相匹配的矛盾更加尖锐，导致北方旱灾更加严重。在1985年以前，中国长江以以南地区的粮食生产总量占全国粮食生产总量的比重略高于人口占全国人口的比重，南方地区人口占全国总人口的57.1—57.8%，粮食产量占全国粮食总产量的57.2—61.5%，50年代、60年代、70年代前期，南方粮食在低消费水平下，自给有余，余粮调给北方，1953—1959年年均南方净调给北方粮食332.97万吨，1960—1969 年年均净调给北方粮食174.54万吨，1970—1975年均净调给北方粮食192.82万吨，从而形成“南粮北调”的格局。
由于经济发展，南方粮食生产比较效益下降，农田水利建设比北方明显减缓。1998年南方地区有效灌溉面积35978万亩，比1980年只增加1679万亩,仅增加了4.9%，其中，东南沿海地区还减少了912万亩，减少了12.4%。而北方地区有效灌溉面积由30979万亩增加到40554万亩，增加9575万亩，增加了30.9%，其中，东北地区有效灌溉面积由3242万亩增加到6533万亩，增加3291万亩，增加了一倍多。蒙宁新区和华北地区灌溉面积也有很大的增加。
随着南方农田水利建设的减缓，粮食播种面积的减少等因素的影响，导致粮食增产在全国的贡献率大幅度减少。表8—17中列出了南北方1985年前后在我国粮食总产增产中贡献率的变化。1952—1985年我国粮食增产量中，南方占61.4%，北方占38.4%。1985年以后，粮食生产地区格局发生了巨大逆转，北方地区的粮食生产的增量比重已上升到69.4%，其中华北地区占25%，而南方粮食生产增量却下降为30.6%。全国粮食总产量中，北方地区由1985年占40.7%上升到48.4%，南方地区由59.3%下降到51.6%。人均拥有粮食，北方由表1985年的349公斤增加到1998年的484公斤，增加了38.7%；而南方地区由372公斤只增加到377公斤，几乎没有增加。
随着南方粮食生产的减缓，导致了南方粮食总量不足。根据国家计划委员会农村经济司、国家统计局农调总队研究，1978—1990年平均南方粮食自给率100%以上，1991—1994年平均粮食自给率下降至95.2%，1997年南方粮食自给再下降到95.9%,每年需要从北方调运粮食1400万吨以上。粮食产销地区格局逆转为“北粮南运”，这种格局的急剧变化，对未来50年粮食生产总量的增长将产生严重的影响。目前，北方地区水资源短缺的矛盾己十分尖锐，如果未来年粮食生产总量的格局不发生根本性的变化，那么，未来北方，尤其是华北地区水资源短缺的矛盾将更加尖锐。
(七)水利工程将进入百年期，巩固改造任务繁重。我国水利设施目前面临着两大威胁：一是现有水利基础设施面临着萎缩衰老的“危机”，二是工程保安、维修、更新、配套任务大，这是历史遗留下的问题。到21 世纪中叶这些水利基础设施将逐步进入百年期。由于种种历史原因，当时对自然规律认识不足，按经济规律、按照基本建设程序办事不够，设计标准普遍偏低，再加上重骨干、轻配套，重建设、轻管理。因此，许多水利基础设施配套差、尾工大、设备老化失修、管理水平低，运行状态不良，至今没有能充分发挥应有的效益。如果未来50年，现有水利基础设施不能巩固、提高和充分发挥效益，那么现有水利基础设施存在的问题很可能成为经济社会发展最大的制约因素。因此，随着水利基础设施逐步进入百年期，巩固改造任务愈加繁重。
(八)科技含量和管理素质低，提高科技和管理水平任务艰巨。从目前来看，我国科技水平与发达国家相比，存在着很大的差距。因此，未来水利基础设施效益和水资源利用率的提高，缓解水资源短缺矛盾，都取决于科技水平和管理水平的提高。在水利领域，目前水利科技贡献率只有32%左右，水的有效利用和节水技术的应用没有引起高度的重视，在水利建设的指导思想上，重建设、轻管理，管理机构不健全，管理人员素质普遍较低。因此，进入21世纪，依靠科技进步，提高水利科技水平和管理人员素质的任务十分迫切，也十分艰巨。
(九)水价过低，建立水市场经济体制任重道远。目前水价格偏低不利于节水和水资源的有效利用，也不利于各方面资金投入到水资源的开发利用上来。国内外经验表明，提高供水价格，可以促进节约用水和延长工程使用年限。因此，制定有利于水资源可持续利用的经济政策，对缓解水资源的供需矛盾至关重要。 30多年来，国家发布的收取水费和水价改革的文件，至今未能完全到位，很重要的一个原因，就是人们缺乏对水的认识，更缺乏水是商品的意识。加上农业一直是用水大户，它更难靠市场经济来调节。因此，从总体来看，水市场体制的建立任务十分艰巨。
(十)管理体制分割，影响水资源的统一管理。实践表明，水利涉及到农业、工业、水运交通、城镇建设、生态环境、以及人民的健康水平等等；水资源利用涉及到防洪、排涝、灌溉、水电、供水等等；水利是国民经济和社会发展第一位的基础设施。但是长期以来，无论是思想认识上、还是经济体制上，水利只作为农业的一个重要方面，一直没有作为国民经济的基础设施对待。目前水资源分地区、分部门的管理体制，既不利于水资源的有效利用，也不利于生产力的发展。因此，“多龙管水”的时代应当尽快结束，现
5、气候变化对水利工程的影响主要体现在哪几个方面
降水量，降水季节，集中程度
6、全球水循环过程对天气和气候变化的作用？
气候变化对寒区水循环的影响研究进展
邵春 沈永平 张姣
【摘要】：随着全球气候变暖,气候的变异性变得越来越极端,极端天气事件的频率和强度也在不断地上升.气候变化改变了水文循环,其变化趋势对世界水资源的管理提出了严峻的考验.气候变化对寒区水循环的影响包括对降水、蒸散发、径流、降雪与积雪面积、冰川和冻土等方面的影响:近百年来,全球降水在波动中略有增加;在北半球水面蒸发量呈逐步减少的趋势,径流量及其时空分布发生了巨大变化;全球以积雪形式的降水越来越少,且积雪面积越来越小;冰川出现加速退缩的现象.随着全球变暖,多年冻土融化,导致活动层厚度有明显增大趋势.所有现存的模型都表明了一个更暖的未来世界.为降低地球各圈层系统对气候变化的脆弱性,需要控制温室气体的排放,建立更精确的气候预测模型,提高水资源管理者的技术水平等手段来提高系统的适应能力,以解决人类的水资源需求问题.
【作者单位】： 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
7、三峡水电工程对大西北气候变化怎么影响？
大西北的气候是由地理环境和大气环流环境共同影响造成的,不可能靠一两个大的人工水库来改变