气候变化对地下水资源影响探究综述

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1、气候变化对地下水资源影响探究综述【摘要】综述了国内外关于地下水资源量减少及其引发的经济社会问题、气候变化对地下水资源的影响、区域地下水资源对全球气候变化的响应、农区气候变化对地下水资源的影响等方面的研究进展，指出气候变化对地下水资源的影响是一个十分值得关注的研究方向。【关键词】气候变化地下水资源影响一、引言气候变化是全球变化研究的核心问题。科学研究证实，近百年来地球气候正表现出显著变暖的主要特征。这种变化，已经并将继续给全球自然生态和人类生存与发展带来巨大挑战。近20a来，气候变化的研究方向从认识气候系统基本规律的纯基础研究发展到与人类社会可持

2、续发展密切相关的一系列生态环境实际问题的研究⑴。气候变化问题的核心是气温和降水量的变化。气温持续上升已经成为可证实的变化。IPCC先后在1990、1995和2001年公布的三次评估报告中指出，观测事实表明，20世纪全球地表温度升高了大约0.6。。。2007年发布的IPCC第四次评估报告则指出，未来100a,全球地表温度可能会升高1.6到6.4摄氏度。大气环流模式（GCMs）模拟的降水量的变化却存在相当的不确定性，但不管未来降水量是减少还是微量增加，由于温度升高导致的蒸发力加大或蒸发降水差的加大，以及高温干旱一并出现，都将加剧我国已经很严重的干旱

3、，从而对农业的可持续发展造成极大的影响。以华北地区为例，大量研究表明，近50a来，华北地区气候表现出“暖而干”的变化趋势。研究指出，上世纪50年代以来华北地区降水呈减少趋势，而蒸发量呈增加趋势。因此，当气候变暖时，作为重要粮食生产基地的华北平原将是我国突出的农业脆弱地区，最容易受到严重的干旱威胁。二、地下水资源的重要性地下水资源的重要性地下水是世界上重要的淡水资源，在人类生命活动的历史中起着举足轻重的支撑作用。全国以地下水灌溉的耕地面积约1.68亿亩，占总灌溉面积的24%o地下水是世界上许多国家或地区重要的或唯一的饮用水源。世界上超过15亿的人

4、口以地下水为饮用水源，在美国，地下水提供了1/2以上人口的饮用水源。我国有约1/3人口饮用地下水。对于地表水相对缺乏的我国北方来说，地下水的开发利用处于重要战略地位。对华北27个城市的统计资料显示，在782万m3的日用水量中，地下水提供了686万m3，占87%,有的城市则完全依靠地下水。1997-2001年，地下水资源供水量占华北地区年均供水量的59.6%[2]o统计资料表明，华北地区平均地下水资源量由1956-1979年间的625.5x108m3减少到1994-2001年间的564.3x108m3,下降9.7%。2•地下水资源量减少引发的经济

5、社会问题由于社会经济发展和气候变化造成的水资源严重不足，人们不得不大量开采利用有限的地下水资源。地下水的超采，造成地下水位持续下降，包气带厚度增加，使地表产水量减少，地下水补给量下降，地下水水位进一步下降，形成恶性循环，产生了一系列日益严重社会和生态环境问题。过度抽取地下水，造成地下水“漏斗”现象，大面积的地下水位不断下降。据统计，全国已经出现了56个地下水区域下降漏斗，总面积大于8.2万km2，其中华北平原情况最为严重。如北京近郊区已形成1600km2的地下水漏斗区，而且北京东部、天津、冀（县）枣（强）衡（水）沧（州L德州地下漏斗已连成一片［

6、3］。近年来，地下水水位持续下降引起的地面沉降、地裂缝和地面塌陷时有报道。在沿海地区，地下水的下降破坏了淡水与海水的平衡关系，还会引起海水入侵，使水质恶化，不仅影响人畜饮用，而且导致农业减产。另外，地下水的超采部分实际上通过大气和地表径流到达海洋，最终还会引起海平面的上升［4］。三、地下水受气候变化影响的研究地下水的形成与演化受大气圈、水圈、生物圈和岩石圈中各种物理、化学作用的制约，同时它又积极参与着上述各圈层间物质循环与能量交换，是地质和环境过程中最活跃的因子。研究指出，地下水是水文循环的产物，水文循环与气候之间通过一系列反馈过程相互制约，降

7、水的变化将影响径流出现的时间及干旱频率和强度，温度的变化将影响蒸发、土壤湿度和入渗条件，所有这些作用都将在地下水的形成和演化过程中留下深刻的烙印。地下水与气候、环境之间的这种辩证关系，决定了地下水在气候变化研究中应当也必然占据不可替代的重要地位。1•气候变化对地下水水位的影响气候变化会直接或间接地导致地下水水位变化。在雨期,地下水系统不断得到大气降雨的补给，而出现地下水水位的上升;在旱季，蒸发会引起地下水水位的下降。大量的地下水动态研究表明，地下水水位变化在较大时间尺度上与太阳黑子活动存在很好的相关性，这可能也是由于太阳活动变化导致气候变化所引

8、起的。Chen等通过对加拿大Manitoba南部碳酸盐含水层中地下水水位与气候变化的相关性研究，揭示了该含水层年均地下水水位与月平均降雨和气温存在很好