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關(guān)于水文水資源中氣候變化研究的技術(shù)應(yīng)用探究的水利工程論文
摘要：水文水資源研究工作是國(guó)家與社會(huì)發(fā)展中不可缺少的重要內(nèi)容，對(duì)自然環(huán)境保護(hù)以及人類社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展也有著重要的意義和影響。近年來，相關(guān)科研團(tuán)隊(duì)對(duì)氣候變化與水文水資源之間的關(guān)系進(jìn)行了深入研究，并對(duì)現(xiàn)階段各地區(qū)水文水資源管理情況進(jìn)行了系統(tǒng)研究，從而為相關(guān)研究方案的制定以及管理模式的選擇提供有利條件。
關(guān)鍵詞：氣候；水文；水資源；
現(xiàn)在我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平不斷提高，針對(duì)水文資源所開展的研究也的得到了很大的進(jìn)展，一方面很多先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)都得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)很多科研部門開始全方位探討水資源管以及相關(guān)優(yōu)化的要點(diǎn)，而在現(xiàn)階段的研究進(jìn)展當(dāng)中，從事水文資源研究的工作人員也開始對(duì)氣象變化等問題給予了足夠的重視，其首先由于現(xiàn)階段水文以及水資源環(huán)境已經(jīng)開始給人類的發(fā)展造成了嚴(yán)重的影響，而另一方面，氣候的變化也開始在一定程度上對(duì)水文水資源管理質(zhì)量起到了一定的作用，這些問題的存在也需要相關(guān)管理部門給予足夠的重視。
1、我國(guó)的相關(guān)研究工作內(nèi)容分析
我國(guó)從二十世紀(jì)末就逐漸展開了氣候變動(dòng)以及水資源水文變化的研究工作。自然科學(xué)委員會(huì)借助基金有效支持了相關(guān)的大型研究項(xiàng)目，包括海邊變動(dòng)受到氣候的影響，著重對(duì)華北以及西北的水資源變動(dòng)情況進(jìn)行了剖析，國(guó)家科委也展開了一系列關(guān)于氣候變動(dòng)的研究工作，在了解氣候出現(xiàn)變動(dòng)時(shí)，水資源受到的具體影響的同時(shí)，還對(duì)有效的適應(yīng)對(duì)策進(jìn)行了確定，在進(jìn)行自主型的研究工作的同時(shí)，還與其他國(guó)家進(jìn)行合作，共享相應(yīng)科研成果，以便可以加快研究進(jìn)程。建設(shè)了多種研究模型，對(duì)水分循環(huán)受到氣候的影響進(jìn)行評(píng)估，在研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氣候出現(xiàn)異常的情況時(shí)，淡水資源會(huì)受到影響，研究主要圍繞具體的變動(dòng)閾值展開。針對(duì)全球變暖的情況，來對(duì)北方區(qū)域存有的干旱狀況進(jìn)行了解，對(duì)研究?jī)?nèi)容進(jìn)行細(xì)化之后發(fā)現(xiàn)，需重點(diǎn)掌握水資源、人類生產(chǎn)生存活動(dòng)與氣候情勢(shì)變之間的關(guān)系。
對(duì)研究?jī)?nèi)容進(jìn)行總結(jié)之后可以發(fā)現(xiàn)，我國(guó)主要研究的氣候變動(dòng)給水文以及水環(huán)境帶來的以下幾方面影響:流域水量平衡、區(qū)域具體的需水量以及供水量、干旱以及洪水頻率、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際灌溉量以及供水系統(tǒng)以及水質(zhì)。在研究供水系統(tǒng)的情況時(shí)，研究重心被放到了脆弱性、恢復(fù)性以及可靠性幾個(gè)方面。
2、氣候變化和水文水資源之間的關(guān)系
2.1關(guān)于降水分布和降水強(qiáng)度。
氣候直接決定降水，無論是降水的時(shí)空變化還是總降水量，氣候都是其決定因素。而降水和地表徑流之間的關(guān)系非常密切，對(duì)水資源的數(shù)量和質(zhì)量都有著深遠(yuǎn)的影響。舉例來說，受到氣候的變化，我國(guó)內(nèi)陸的很多地區(qū)降水量分布和總量都出現(xiàn)了很大的變化，其不僅給我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作的開展造成了一定的影響，同時(shí)也會(huì)給水利工作的開展和水文治理工作的開展方式帶來變化，需要我們結(jié)合具體情況進(jìn)行調(diào)整，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行分析，控制好降水流量。
除此之外，在氣候影響之下，降水量出現(xiàn)變化，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致一系列影響，例如該地區(qū)的蒸發(fā)量、局部小氣候等等情況都會(huì)隨之出現(xiàn)變化，而如果將水分布產(chǎn)生變化，也會(huì)給農(nóng)業(yè)的發(fā)展和水利工作的開展提出新的問題。
2.2關(guān)于冰川的融化。
全球變暖是一個(gè)氣候方面的概念，受到全球變暖的影響，冰川融化為開始出現(xiàn)，近年來隨著全球平均氣溫的提高，融化速度也開始逐漸加快。受此影響，冰川的面積不斷縮減的同時(shí)自然災(zāi)害的出現(xiàn)也開始無法避免。在這種情況下，如果不迅速采取對(duì)策加以遏制和應(yīng)對(duì)，必然會(huì)給人類的生存和發(fā)展造成影響。除此之外，很多河流也依賴于冰川徑流作為自身河道的補(bǔ)給，如果冰川消融速度過高，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致地表徑流兩的增加，短期內(nèi)形成較大的防洪防汛的壓力，之后也會(huì)由于冰川的消失導(dǎo)致河道的干涸，給流域內(nèi)的居民生產(chǎn)生活的開展造成不便。
在這種情況下，水文管理部門和水資源管理部門應(yīng)當(dāng)對(duì)于氣候變化給予足夠的重視，在工作開展的過程中，積極檢測(cè)水文水資源系統(tǒng)，并且采用功能完善、質(zhì)量好的設(shè)備儀器，更新檢測(cè)技術(shù)，這樣才能不斷提高水資源應(yīng)用的合理性，規(guī)避自然災(zāi)害。
3、水文水資源中氣候變化研究的技術(shù)應(yīng)用
3.1關(guān)于情境再現(xiàn)生成技術(shù)。
情境再現(xiàn)生成技術(shù)在現(xiàn)階段的水文水資源研究過程中是一種最為關(guān)鍵的方法和手段，現(xiàn)在在很多科研團(tuán)隊(duì)當(dāng)中也得到了非常廣泛的推廣和應(yīng)用。得益于情境再現(xiàn)生成技術(shù)的發(fā)展和推廣，科研組織也可以及時(shí)設(shè)置水文水資源情景，并且參考相關(guān)歷史數(shù)據(jù)，查詢資料來管理這些內(nèi)容，給后續(xù)科研工作的開展提供了有效可靠的依據(jù)。除此之外，經(jīng)由情境在線生成技術(shù)的應(yīng)用，科研團(tuán)隊(duì)也可以及時(shí)預(yù)測(cè)氣候變化后，水環(huán)境所產(chǎn)生的變化以及影響，經(jīng)由這些手段的應(yīng)用，也可以不斷防治自然災(zāi)害，并且更好地開展水資源管理工作，為人們的生產(chǎn)生活提供便利。
3.2水文模型技術(shù)。
目前，水文模型技術(shù)主要包括經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)模型、分布式水文模型。經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)模型構(gòu)建過程中是以同期降水量、氣溫和徑流量為參考，通過對(duì)這些歷史數(shù)據(jù)資料的對(duì)比分析，以總結(jié)出氣候變化規(guī)。在模型構(gòu)建過程中，必須對(duì)環(huán)境因素的影響進(jìn)行重點(diǎn)分析，常見的環(huán)境因素包括地址地貌、流域面積以及植被情況等。地域方位上的不同會(huì)直接影響到蒸騰效應(yīng)效果與洪澇活動(dòng)的發(fā)生頻率都會(huì)出現(xiàn)不同的數(shù)值，因此氣溫變化也會(huì)因此出現(xiàn)較強(qiáng)的差異。這就使得技術(shù)人員在對(duì)區(qū)域的平均氣溫進(jìn)行變化形勢(shì)進(jìn)行研究時(shí)，應(yīng)對(duì)當(dāng)?shù)氐母鞣N特征進(jìn)行數(shù)據(jù)上的統(tǒng)計(jì)，并通過分析參考指標(biāo)的方式讓評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性得到保障。
3.3水文模擬技術(shù)。
當(dāng)選擇和使用水文模型來評(píng)價(jià)氣候變化對(duì)水文水資源的影響時(shí)，主要考慮下列幾個(gè)因素:模型內(nèi)在的精度；模型率定和參數(shù)變化；現(xiàn)有的資料及其精度；模型的通用性和便于應(yīng)用；以及與GCMs的兼容性。目前用于估算區(qū)域水文水資源對(duì)氣候變化響應(yīng)的水文模型主要有以下三大類:經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)模型、概念性水文模型、分布式水文模型。
4、相關(guān)研究問題
完成一個(gè)階段的研究工作之后，發(fā)現(xiàn)了在研究活動(dòng)展開時(shí)，一些研究問題影響了最終研究結(jié)果的合理性，現(xiàn)探討幾種比較突出的研究問題:
研究者受到固化式的研究理念的影響，一直將氣候系統(tǒng)以及水文系統(tǒng)當(dāng)做兩種較為獨(dú)立的個(gè)體，研究過程也具有靜態(tài)化的特點(diǎn)，同時(shí)對(duì)兩種系統(tǒng)進(jìn)行了平衡處理，在選用研究方法時(shí)，應(yīng)用的也是單向連接的模型建設(shè)方法，建設(shè)出的用于研究的模型也具有反向化與被動(dòng)的特點(diǎn)。在大氣研究系統(tǒng)中，進(jìn)使用參數(shù)來對(duì)水文空間分布與變動(dòng)情況進(jìn)行反映，沒有對(duì)水文循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行更加全面地研究，包括起到的反饋?zhàn)饔门c動(dòng)力機(jī)制，只考慮到氣候帶給水文系統(tǒng)的影響，而沒有對(duì)水文給氣候帶去的影響進(jìn)行反映。這就導(dǎo)致研究工作與實(shí)際情況出現(xiàn)了相互脫離的情況。因此應(yīng)當(dāng)對(duì)水文與氣候模型進(jìn)行調(diào)整，提升時(shí)空分辨率與模擬精度。
在模擬研究工作中，研究人員可通過氣候模型對(duì)氣候要素變動(dòng)加以預(yù)測(cè)，在此過程中，并不能對(duì)局部地面尺度數(shù)據(jù)有效反應(yīng)，失控分辨率數(shù)值也相對(duì)較低，研究效果不佳。因此應(yīng)當(dāng)嘗試運(yùn)用耦合技術(shù)，來對(duì)水文與氣候模型進(jìn)行模擬與轉(zhuǎn)化，探尋可靠的接口技術(shù)。
傳統(tǒng)式的水文模型與當(dāng)前的水文環(huán)境存在不相符的情況，因此需從物理機(jī)制入手，轉(zhuǎn)變水文模型的形式，使其形成分布化的外部形式，增加機(jī)制尺度，在利用模型來描述水文循環(huán)情況的同時(shí)，還要根據(jù)其他的水文變動(dòng)情況，建設(shè)其他的模型，反映出不同的水文變動(dòng)情況，包括水評(píng)價(jià)模型以及水管理模型，全面呈現(xiàn)出各種不同的城市用水情況。
當(dāng)前的研究工作主要圍繞流域徑流受到的來自于氣候方面的影響進(jìn)行，未來的研究工作需要對(duì)水文極端事件、農(nóng)業(yè)灌溉需水以及旅游業(yè)的情況進(jìn)行深入研究。
結(jié)束語(yǔ)
經(jīng)過前文總結(jié)，我們不難發(fā)現(xiàn)，水文水資源管理部門在對(duì)氣候的研究過程當(dāng)中，需要將重點(diǎn)放在一些要點(diǎn)問題上，在研究過程中，所遇到的困難也要結(jié)合實(shí)際情況來進(jìn)行分析和研討，積極制定可行的方案來加以處理，這樣才能更好地從氣候變化的角度來研究水文水資源，給其他工作的開展帶來便利�，F(xiàn)在仍然有部分地區(qū)的研究還較為落后，無法從細(xì)節(jié)上加以把握，所以相關(guān)研究工作的開展仍然較為困難。這就需要我們對(duì)于氣候變化的研究要點(diǎn)予以把握，這樣才能給后續(xù)研究的開展提供便利。
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