气候变化与长三角城市水安全-综合新能源论文(1)

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翻新时间：2013-12-18

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气候变化与长三角城市水安全-综合新能源论文(1)

近年来随着我国城市化进程的加快，城市水源短缺、洪涝灾害加剧以及水环境恶化等城市水安全问题日益引起人们的关注，城市水安全问题已经成为当前较为关注的一个热点领域。长江三角洲地区20世纪80年代以来洪涝灾害加剧、水环境恶化现象频繁出现，这与该区气候背景、下垫面条件、自然地理状况以及人类活动的改变密切相关。

气候变化、城市化发展以及土地利用、覆被变化使得研究区水循环过程发生较大改变，而城市化所引起的河流水系变化则对洪水过程产生显著影响，同时河流水系衰减与河道淤积也使得河流自净能力下降。因而，探讨该地区气候变化背景下的城市化发展与水安全问题具有重要的意义。

未来长三角洪涝和干旱发生的几率会更高长江三角洲地区北起通扬运河，南抵杭州湾，西至镇江，东到海边，范围包括江苏、浙江两省的15个地级市及上海市，是我国工业化和城市化最发达的地区，人口稠密、经济发达。长三角地处平原河网地区，河道比降小，水流渲泄不畅，同时还受天文、气象等因素的共同影响，易涝、易洪的特征比较明显。

该地区在气候上属于亚热带季风气候，常遭受梅雨、台风暴雨、风暴潮以及长江中下游地区洪水的袭击，容易出现外洪、内涝或外洪内涝同时并发的水灾。长江三角洲地区是对气候变化响应比较敏感而强烈的地区。

20世纪80年代以来，长江中下游升温0.2~0.8摄氏度，其中增温最高的地区位于长江三角洲。以该地区5个代表城市为例，近50年来，长江三角洲地区气温有上升趋势，尤其在20世纪90年代显著升高。

90年代各城市的平均气温普遍比前40年高出约0.96摄氏度。上海升温速度最快，为0.73摄氏度每10年，其它4个城市的气温增加率平均为0.23摄氏度每10年。

通过对上海、杭州和南京3个气象站的分析，该区年均气温有显著升高趋势，且在90年代初期发生明显突变。区域气温升高对水文水资源变化造成了深刻的影响，首先表现在对降水的影响上，气温升高使水循环加快，从而有助于降水量增多。

其次是对洪涝灾害的影响。联合国政府间气候变化专门委员会指出，全球变暖导致极端降水事件的增加比降水量的增加更为显著，因此未来长江三角洲发生大洪涝的可能性增大。

再次，气温升高还会影响区域水资源的变化，水资源的变化受到降水和温度变化的共同影响。据对长江三角洲的研究发现，温度升高1摄氏度引起当地水资源的减少量，相当于降水量减少3.3%引起的水资源减少量。

目前该区降水总量的变化趋势不明显，而通过季节降水量的分析来看，夏季降水明显增加，其余季节降水量表现出一定的下降趋势，说明降水集中于夏季的程度有增大的趋势，这将会进一步加剧该区水资源时间分布不平衡的矛盾，对区域洪旱灾害的防治也存在不利影响，极端降水却都呈现显著增长趋势，未来长江三角洲洪涝和干旱发生的几率会更高，极端气候造成的危害将更为严重。城市化对长三角水环境的影响不可小视城市化对降水的影响。

本文以城市化发展最为迅速的苏州市为例，探讨该地区城市化对降水特征的影响。苏州全市地势平坦，大部分为平原区，气象条件和地形影响基本一致。

首先，采用方差谱密度等方法对两个站点1953年~2000年的日降雨时间序列特征进行分析，结果表明两个站点年降雨时间序列均不存在明显突变、变化趋势和周期成分。其次，通过对年雨量、汛期雨量以及最大日雨量的对比分析，发现城市化对年雨量、汛期雨量和最大日雨量的都有不同程度的增加作用，其中对最大日雨量的影响最为显著，其次为汛期雨量和年雨量；同时，研究结果表明城市化使汛期雨量和最大日雨量的频率参数增大，且不同时期苏州站的汛期雨量、最大日雨量的变差系数（Cv）均大于望亭站，说明受城市化的影响，城区的Cv值明显增大，而且苏州站汛期雨量所占的比重有微弱的上升趋势；最后，通过对不同类型的降雨资料进行统计分析发现，城市化使得不同类型降雨发生次数都有增加，且以暴雨发生次数的增加最为显著。

城市化对暴雨洪水影响。随着城市化的发展，城市的生产活动和特殊地面结构共同作用于大气，使大气边界层的特性发生变化，从而形成了城市热岛效应、雨岛效应。

与此同时，城市化地区众多天然河流水系消失，削弱了河道的蓄洪能力，加快了地表径流速度，缩短了汇流时间，导致暴雨后干流河道水量快速增加和地表积水现象，使得该区域夏季城市洪涝灾害的发生频率与强度呈现逐渐增加趋势。