探究河川径流信息密码解读的理论与实践

3.2.1.1　国外研究现状

1977年，美国国家研究协会组织了关于气候、气候变化和洪水之间的相互关系和影响方面的讲座。1979年，在瑞士召开的 “世界气候大会”上，尽管有些学者呼吁应开展这方面的研究，但没有引起应有的重视。20世纪80年代中期，国际水文界才开始重视和讨论温室效应对水文水资源系统的影响。1985年，世界气象组织（WMO）出版了气候变化对水文水资源影响的综述报告，并推荐了一些检验和评价方法。1987年，WMO给出了水文水资源系统对气候变化的敏感度分析报告。1987年，国际水文科学协会 （IAHS）在第十九届国际地质和地球物理联合会 （IUGG）大会中举办了 “气候变化和气候波动对水文水资源的影响”的专题学术讨论会。1988年和1989年由WMO组织多机构协作参加的 “世界气候计划”中，包括一个与水有关的专题，简记为WCP—Water计划。1989年，美国科学进步协会 （AAAS）组织一些专家学者编著了《气候变化和波动对美国水文水资源的影响》。欧洲各国也先后提出温室效应对本国水文水资源影响的报告或论著。1989年，在美国召开的第三届国际水文科学大会的主题已经注意到环境变化对水文学的影响，以及有关的大尺度过程问题。但这些只是一些初步性的研究成果，许多关键问题，如温室效应如何影响区域降水形式、水量和水质，尚未解决。从1990年开始，国际上许多科学机构和科学家参与国际地圈和生物圈计划 （IGBP）以及全球能量和水循环试验计划（GEWEX）。全球能量和水循环试验计划是世界气候研究计划（WCRP）的一个组成部分，GEWEX旨在改善模拟全球降水和蒸发的能力，提供精确评估大气辐射和云的敏感程度以及水分循环、水资源对全球气候变化的响应；从模式研制、资料同化到有关观测系统的应用和运行，把所有气候研究各个方面结合成一个协调的计划。

1991年，在维也纳举行的第二十届国际IUGG大会期间，水文科学活动的主题更加明确地为配合国际IGBP计划，侧重探讨土壤和大气之间相互作用的水文过程。1993年，在日本联合召开第六届国际气象和大气物理科学大会，第四届水文科学大会中心议题便是气候变化，气圈和水圈的相互作用和影响。

联合国教科文主持进行的国际水文计划第四期计划 （IHP～Ⅳ） （1990～1995年）“在变化的环境中的水文学与水资源持续开发”等。这些国际科学计划相对独立、又相辅相成，其主要目标是研究全球气候变化（含人类活动）对水文水资源的影响。

2000年9月联合国国际气候变化大会在法国里昂举行，主要议题是 “如何减少温室效应，防止全球气候变暖”，大会再次提醒人们，气候变暖将危及人类，加强国际合作，共同对付温室效应已变得刻不容缓。

2001年3月，八国环境部长会议在意大利的里雅斯特举行，就全球气候变暖问题重新开始对话，确保1997年在日本京都举行的气候大会上发表的《京都议定书》中经济可行的抑制全球气候变暖的手段付诸实施。

总之，气候变化等对河川径流的影响已引起全世界的注意，各国都投入了大量的人力物力进行研究。

3.2.1.2　国内研究现状(www.xing528.com)

我国关于气候变化对水文水资源影响的研究起步晚于国外。1988年在中国科学院及国家自然科学基金支持下开展了“中国气候与海平面变化及其趋势和影响的初步研究”。其中第四课题为气候变化对西北、华北水资源影响及趋势预测。西北地区研究范围为昆仑山系以北，贺兰山系以西的西北干旱区，华北研究区为海河及滦河流域。

“七五”至 “九五”期间，我国相继开展了一系列的大型科学试验和海气相互作用研究，包括黑河地区地气相互作用的观测实验、华南暴雨试验、南海季风试验、青藏高原试验，淮河流域能量与水分试验，以及内蒙古半干旱草原土壤—植被—大气相互作用试验。这些试验于1998年、1999年陆续结束，积累了丰富的、有待开发的海—陆—气相互作用资料，这对于建模以认识全球变化的区域响应是十分宝贵的。

“八五”期间，攻关基础研究课题之一，“我国未来生存环境变化趋势的预测和对策研究”中的一个专题是“气候变化对水文水资源的影响及对策研究”。在气候变化对农业、水文水资源、森林及沿海地区海平面的影响和对策研究方面尽管取得了较大的成果，但由于对气候变化本身的不确定性及作物模式的局限性，所得结果也有很多不确定因素。

在 “八五”研究的基础上，“九五”期间研究工作中，气候情景采用CO2渐增模式HadCM2和ECHAM4代替原来的倍增模式，针对我国气候在时空分布上的显著差异，“九五”从天然年径流变化、天然径流年内分配的变化以及流域水文情势变化三方面阐述气候变化对天然径流的影响。研究工作的基本思路与方法是，设定各种气候变化情景，利用年或月径流模型推求径流、蒸发的可能变化，从而判断水资源情况的未来变化，其中具有代表性的有。

谢平等（1993年）在频域范围内定性地分析长江流域水文气候时间序列的内部结构，并引进模型效率标准对组成该区域水文气候时间序列的各个成分进行定量估算。王建生等（1996年）根据大气环流模型（GCMs）输出的未来气候变化情景，结合历史资料的诊断分析，应用流域水文模型和水资源利用综合评价模型，研究了气候变化对京津唐地区水资源数量和时空变化的影响。刘春蓁 （1997年）以平衡的GCM 模型输出作为大气中CO2浓度倍增时的气候情景，采用月水量平衡利用综合评价模型研究我国部分流域年、月径流、蒸发的可能变化及2030年水供需差额变化。李桂忱等 （1999年）分析了华北地区主要河流水系滦河、海河、黄河中下游重要径流控制站的年均径流量作了年代际的统计分析，得出的结果是降水随年代际有升有降，径流也随着降水的起伏而变化，但是径流与降水的区别在于20世纪70年代之后径流随年代际的递减趋势十分明显。李丽娟等 （2000年）对华北典型河流潮白河近百年来的径流演变规律及其驱动因子作了较全面的分析。贺伟程 （2000年）对黄河水资源情势进行了分析，对黄河流域的水资源量和可利用量重新进行了估计，重点分析了天然径流量衰减和河道损失水量增加情况。冯建英等 （2000年）根据黄河上游唐乃亥水文站年径流量丰、枯等级指数资料，采用滑动滤波、功率谱分析以及突变分析等方法，对其自身的演变规律进行了诊断分析。刘昌明等（2000年）利用黄河干流控制流域汇水的主要水文站近40年的逐月径流资料，全面地揭示了黄河流域径流序列的变化规律。王国庆 （2000年）利用黄河月水文模型，采取假定的气候方案，分析了中上游径流量对气候变化的响应。张国胜等（2000年）分析了黄河上游径流量及其与流域降水、气温的关系，并且分析了干旱气候对黄河水资源的影响。

2000年4月第158次香山科学会议召开，王浩 （中国水利水电科学研究院水资源所研究员）作的报告是《面向生态的水资源配置与科学调控》，内容包括水资源概念界定，生态问题的提出，水资源研究观念与方法，生态价值与经济价值的权衡，水资源—宏观经济—生态环境的三元体系等。刘昌明（中国科学院院士、北京师范大学教授）作的报告是 《水循环机理与水资源演化规律》，主要强调水循环是水资源演化的基础，需要重视机理实验研究，人类活动对水循环影响日益增大，水资源—自然变化—人类活动—宏观经济—产业结构—生态环境六大系统相互作用、相互影响。由于水文存在地域性，西部问题不能套用东部方法等。本次香山科学会议的中心议题有四个：自然与人类活动影响下的水资源演变规律，水与生态相互作用，水资源合理配置与调控的准则与方法，水资源利用的新理论、新方法、新技术。

以上国内外有关影响河川径流变化的气候等因素的研究表明，气候变化、温室效应等对河川径流已产生了深刻的影响，对河川径流的变化研究已变得刻不容缓，本课题的研究具有重要的理论价值和应用价值。