科普时报:把握江河演变规律,实现人水和谐共处
时间:2022-08-31 来源:水利部 浏览次数:-
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  科普时报讯(记者胡利娟)

  江河作为栖息地,为生物多样性提供所必须的生存空间、食物、水源和庇护场所。如何平衡江河开发与保护?在人类活动频繁和气候变化的背景下,江河面临哪些挑战?怎样提升江河治理的智慧化水平?8月24日,在京举行的“江河国际论坛”上,中国工程院院士、中国水科院教授王浩,作了一一解读。

  “人类自诞生以来,就不断地改变着江河的循环过程。尤其是近200年来,人类活动对江河结构和功能的扰动开始显著增加,有些已经超过了江河系统本身的调控能力。”王浩强调,农业活动是人类改造江河主要因素之一,其直观的扰动表现为围湖造田和滩地围垦,这使得生物多样性丰富的河道被单一农作物替代,不仅影响原有江河地貌,还改变了河流廊道的水文功能。

  用水需求增加是江河面临的另一个重要挑战。王浩介绍,过去100年中,全球用水量增长了6倍,20世纪80年代以来,全球用水量仍以每年1%的速度稳定增长。

  据预测,2030年,我国城镇化率会达到70%左右。由于城镇居民更多地高耗水及食物消耗,城镇化率每增加1%,我国平均灌溉水需求就会增加27亿立方米。

  “这意味着2030年,全国灌溉水需求可能会增加162亿立方米。”王浩表示,水利工程在促进人类发展的同时,也对河流产生了显著的调节作用。

  城市化对江河的影响突出表现在不透水面增加和局地气候改变。当不透水层面积增加10%,城市河流的生态环境就会出现恶化;城市化带来的热岛效应,导致过去50年美国单日降水超过80mm的城市暴雨数量增加了1倍。

  此外,气候变化深刻影响着地球,而水是气候变化施加影响的主要媒介。

  “过去十年,全球90%以上重大灾害是由洪水、暴雨、干旱等与河水有关的自然事件引起的。”王浩称,受气候变化影响,全球农业生产条件不断恶化。与上世纪50年代相比,21世纪以来,中国的平均受旱率、成灾率减产分别是之前的2.3倍和4.3倍。

  水利工程服役环境也受到气候因素的显著影响。王浩解释,一方面,持续低温或温度急剧变化会影响混凝土性能并导致裂缝增多,降低工程耐久性和安全性,另一方面,气候波动会加大极端水文事件和地质灾害发生的频率,影响水利工程的寿命和安全。

  随着人类与江河关系的不断加深,江河的属性功能不断拓展,从而支撑地球系统稳定和人类文明发展。如何提升气候变化背景下江河开发利用的适应能力?王浩表示,这就需要构建起从感知到监测到分析,再到优化决策一体化的江河开发适应性策略,尽可能降低气候变化所带来的各种不利影响。

  智慧化是当今世界的发展趋势,就提升江河治理的智慧化水平这一问题,王浩称,目前江河治理的智慧化还处在起步阶段,进一步提升江河的科技赋能,将智慧技术和传统的物理模型、数学模型分析相结合,实现江河的实时监控、智能模拟、精准决策,将成为未来江河治理的重大发展方向。

  在新的治水阶段,王浩说,江河治理模式需要深入开展变化条件下,从自然到社会,再到二元水循环理论与方法的研究,以进一步把握江河演变规律,实现人水和谐共处。