气候变化与城市水务:机遇与挑战(4)

作者:刘冰    文章来源:水信息网    点击数:810    更新时间:2013/4/5

  1.气候变化与水资源

  气候变化将会影响与很多水务机构密切相关的水资源。温度升高和降雨量减少会导致可用供水量短缺,因为地下水资源的回补速率变慢了和/或地表水可用性降低了。海平面上升以及内陆水灾会造成土地水毁以及天然排水设施受到阻碍。这些问题对于那些还未准备好和/或财务捉襟见肘的水务机构来说更加难以控制。

  很多气候变化模式得出的共同结论是地中海各国、南部非洲、美国西部和墨西哥北部的地表水径流将减少10%30%。气候变化的影响将导致河流流量季节性的波动,特别是那些冬季降水表现为降水的地区;冰川和冰雪的快速融化会造成冬季流量增加,因此夏季流量将减少。欧洲的阿尔卑斯山、亚洲的喜马拉雅山、北美的落基山脉、拉丁美洲的安第斯山脉以及俄罗斯、斯堪的纳维亚半岛和波罗的海地区都会面临这一问题[IPCC2007]。由于喜马拉雅-兴都库什山脉地区冰川融化加速,印度、孟加拉国、巴基斯坦和中国将近10亿人口将受到影响。安第斯山脉的冰川自1970年以来已经减少了20%,这给该地区国家,如哥伦比亚、厄瓜多尔、秘鲁、玻利维亚、智利和阿根廷的水资源和水力发电造成严重影响[Vergara2007]

  湿地:各大江河流域的湿地将受到大量泥沙沉淀、土地利用模式转变、伐木和人为介入的伤害。沿海和河口的沼泽栖息地会由于海平面上升的速度大于泥沙垂直冲积的速度而受到破坏,而且内迁也是不可能的。有机湿地是非常脆弱的,地下水水位哪怕有一丁点的变化都会影响到它。湿地的干涸、湿地面积的减少以及上有土地利用方式的转变预计都会发生在大多数淡水湿地上,那里的降雨量减少或保持稳定,而由于湿地对于降雨量和地下水水位微小变化的敏感性而造成温度升高[IPCC2007]

  湖泊和人工水库。过去数十年来,全世界有些地方已经变得相当干旱。在我们的案例中有很多这样的城市,比如西班牙的塞维利亚、纳米比亚首都温得和克以及澳大利亚的墨尔本(详见附件2)以及土耳其首都安卡拉、印度孟买以及其它很多城市。气候变化正在威胁着独一无二的生物区系,以及作为城市持续供水的水源地。举例来说,在印度,大多数湖泊都是印度城市供水的来源。这些湖泊严重依赖季风期的降雨量。但是近年来的观测表明,即使按照历史标准衡量,湖泊的水位已经出现了很大的改变。200977,据报道,孟买当局被迫减少供水20%,因为该市经历了有史以来最严重的缺水。削减供水影响了数万家庭、医院和宾馆的生活。市政当局敦促市民节水,三大湖泊也会轮流供水,预计只能维持大约两个半月的供水。

  干旱和半干旱地区的生态系统。当地水文模式的破坏让干旱和半干旱地区的生态系统面临风险。结果造成,农业生活资料和农村生计变得非常艰难。沿海地区和三角洲地区尤其难以应对海平面上升、洪水泛滥、暴风潮和剧风的威胁,只能将这些地区的人口迁走。在全球27个人口超过1000万的大城市中,有18个受到上述灾害的影响[联合国-水,2009]

  降雨量增加。降雨事件的频率越来越高以及强度越来越大导致暴洪的产生,雨水都集中在排水环境恶劣的地区,由于泥沙沉积,蓄水能力下降,而大的风暴潮和海啸导致沿海地区多发洪水。未来100多年,洪水可能将成为很多地区更加普遍和更加严重的威胁,特别是目前经历降雨量大,地势较低的沿海地区或地带。洪水风险波动有很多社会、环境和技术的因素,对于服务破坏、健康和基础设施损害都产生了影响。举例来说,2005726,印度孟买市一天之内降雨量就达到94cm,创造了100年以来的记录。降雨量导致了出乎意料的洪水爆发,2000万人受到影响,共造成1000多人死亡,经济损失达到10亿美元。灾害最主要的原因之一是降雨伴随着大潮大浪,造成暴洪排水系统阻塞[援助行动,2005]。附件2详细叙述了美国西雅图市降雨量增加造成的影响。

  地下水。在干旱和半干旱地区,由于地表水获取非常困难,所以地下水在满足家庭和农业灌溉需求方面起到了重要作用。地下水对于为居民提供城市水务无法提供的私人非正规用水方面也是必不可少的。联合国估计全世界共有20亿人口依赖地下水提供的服务。自从1970年代以来,地下水的使用帮助人们实现了粮食自给自足和饮用水水安全,尤其是在很多亚洲和中东地区的国家。但是由于缺少地下水正确的规划,立法不完善以及监督不当,很多地下水含水层遭到了破坏(CA2007年)。气候变化预计也会减少地表水供水量,导致更加严重的依赖地下水资源,特别是在干旱和半干旱地区。与此同时,地下水的回灌也会受到水文气候变化、地质、社会经济发展以及制度因素的阻碍,因此地下水可持续的管理面临更加巨大的挑战。

  降雨量减少以及持续不断的开采将影响地下水的回补速率,如果开采净速率超大的话,最终造成水位下降。下面的数据表1列举了一些地下水回灌速率最低国家的名单。地下水超采往往会造成随之而来的盐度增加,溶解性总固体量、氟化物和氯化物增加。地下水超采问题由于抽水成本更高、质量退化以及处理成本增加而会自动限制,防止产生资源减少问题。

数据表1.1:中东和北非地区可再生天然水资源比较低的国家。

来源:GWI,海水淡化市场:全球工业展望,2007年。

  化石水在有些国家也很流行使用,包括中国、埃及、利比亚、约旦、沙特阿拉伯、土库曼斯坦、墨西哥和美国。化石水,也叫古水,指的是很长时期密封于蓄水层里的地下水。数千甚至数百万年前因为周围地质的变化,某些地下水从此被密封于“化石含水层”里,而不再受到地下水循环的补充,就成了所谓的化石水。美国中西部八个州从奥加拉拉蓄水层中大规模的开采化石水(见图1.1)。奥加拉拉蓄水层为这些州提供了82%的饮用水以及粮食灌溉用水的大约30%。预计奥加拉拉蓄水层将在25年内干涸。

  同样的,巴基斯坦拉瓦尔品第的地下蓄水层退化严重,主要是因为回补速率降低了。强降雨和快速径流再加上超采严重造成地下水水位每年下降大约2-4(见图1.2)。

1.1:奥加拉拉蓄水层地下水开采量估算

1.2:巴基斯坦拉瓦尔品第的地下水退化严重

  表1.1:越南河内的地下水污染

  地下水是越南河内市的主要水源。目前,河内市每天要开采50万立方米的地下水,到2010年,如果开采速率继续保持的话,那么每天要达到100万立方米。地下水大规模的开采给水位带来了很多不利影响,扩大了漏斗区的面积,造成地面下沉。地下水供应的质量也受到城市污水和排水系统处理不当的影响。

  由于河内只有不到一半的居民有正规的排污系统,所以该市河流和湖泊被家庭和工业污水严重的污染了,而且还渗入到城市的地下蓄水层中。污染物包括氮混合物、生物和有机物质以及砷和汞等有毒物质。和全球很多其它城市一样,污水管理仍然是河内在快速人口增长和经济发展过程中面临的最严重的挑战。

  来源:Van DanThi Dzung2003

  表1.2:印度尼西亚雅加达市的地下水超采

  印度尼西亚首都雅加达市的地下水超采问题正在导致该市地面下沉,而且经常造成水管爆裂。地下水超采也会加大洪水风险、受影响最大的地区都居住着低收入者。除了盐水入侵越来越多之外,化学和微生物污染物已经渗入到城市65%的地下水中,据印度尼西亚环境部称,这些都不适合人类使用。雅加达矿业部已经承诺进一步控制地下水的超采问题,为的是阻止地面继续沉降。

  来源:亚洲开发银行,2007

  上述讨论的内容关于气候变化如何影响水资源,而水资源对于城市水务从业者至关重要,所以城市水务必须响应挑战。鉴于气候变化的影响是长期的,城市水务必须分阶段采取适应措施来解决各自的技术、财政和制度能力问题。下一章将分析城市水务的指导框架,评估各自气候变化适应的脆弱性以及通过城市水资源综合管理方针采取相应适应行动。(刘冰 译)

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