三峡工程大坝坝址在宜昌市三斗坪，位于已建成的葛洲坝水利枢纽上游约40公里处。2009年，除批准缓建的升船机工程外，三峡工程初步设计任务全部完成。三峡工程继续进行175米试验性蓄水。特别是滑坡、泥石流灾害有可能对三峡水库形成巨大冲击，从而危害大坝的安全，甚至诱发地震。这意味着气候变化可能使长江流域枯水期的干旱与汛期的洪涝发生的概率都加大。......
2023-08-21
中国气候问题对国家安全的影响与南水北调工程案例
【摘要】：南水北调工程是缓解中国北方水资源严重短缺局面的重大战略性工程，是当今世界上规模最大的远距离、跨流域、跨省市调水工程。[24]气候变化对南水北调工程的影响主要集中在对南水北调工程调水量的影响上。从中线看，气候变化对南水北调工程影响较大。南水北调工程绵延上千公里，沿线气候环境条件差异显著，遭遇极端天气气候事件袭击的概率大，因而对气候变化更为敏感与脆弱。
南水北调工程是缓解中国北方水资源严重短缺局面的重大战略性工程，是当今世界上规模最大的远距离、跨流域、跨省市调水工程。我国南涝北旱，南水北调工程通过跨流域的水资源合理配置，大大缓解我国北方水资源严重短缺问题，促进南北方经济、社会与人口、资源、环境的协调发展。1952年，毛泽东首先提出这一宏伟设想。经过50多年的研究和论证，我国政府决定分别从长江上、中、下游分三条线路向北方地区调水。
【东线工程】
从长江下游江苏省扬州江都抽引长江水，利用京杭大运河及与其平行的河道逐级提水北上，并连接起调蓄作用的洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖。出东平湖后分两路输水，一路向北，经隧洞穿黄河，流经山东、河北至天津。输水主干线长1156公里；一路向东，经济南输水到烟台、威海，输水线路长701公里。
【中线工程】
从长江中游北岸支流汉江加坝扩容后的丹江口水库引水，跨越长江、淮河、黄河、海河四大流域，可基本自流到北京、天津。输水总干线全长1267公里。其中，穿黄工程是南水北调中线总干渠穿越黄河的关键、控制性工程，是南水北调工程中投资较大、施工难度最高、立交规模最大的控制工期建筑物，同时也是人类历史上最宏大的穿越大江大河的工程。其任务是将中线调水从黄河南岸输送到黄河北岸，向黄河以北地区供水。
【西线工程】
在长江上游通天河、支流雅砻江和大渡河上游筑坝建库，开凿穿过长江与黄河的分水岭巴颜喀拉山的输水隧洞，调长江水入黄河上游，补充黄河水资源的不足，主要解决涉及青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西等黄河上中游地区和渭河关中平原的缺水问题。西线工程艰巨，其建设时期在东线、中线调水工程完成之后。在规划的50年间，南水北调工程总体规划分三个阶段实施，总投资将达4860亿元。[24]
气候变化对南水北调工程的影响主要集中在对南水北调工程调水量的影响上。从东线看，长江下游地区水量极为丰富，长江多年平均径流量9560亿立方米，入海水量8900亿立方米。气候变化对长江下游多年平均径流量的影响不大，但调水量受到对下游航运及生态与环境的制约。尤其是当三峡水库蓄水与南水北调同时运行时，要防止枯水年入海径流的锐减可能导致的海水入侵与风暴潮灾害的加剧。从中线看，气候变化对南水北调工程影响较大。研究表明，近30年，库区水源地年平均气温呈明显的增温趋势，特别是从20世纪90年代初至21世纪初的10年中增温明显，冬、春季节的增温贡献较大。这种气温变化趋势可能会对库区水源地的水资源造成如下影响：
第一，库区水源地气候变暖将导致地表径流、旱涝灾害频率和一些地区的水质等发生变化，特别是水资源供需矛盾将更加突出。库区水源地的气候变暖将使库区上游及周边入库的径流减少，蒸发加大，直接影响水库容量。
第二，水温的升高会促进水中污染物的沉淀和废弃物分解。
第三，库区水源地是农业生产区，种植业占主导地位，气候变暖后，特别是冬、春季节气温的升高会使土壤有机质的微生物分解加快，造成地力下降，直接影响农作物产量；另外，昆虫在春、夏、秋三季繁衍的代数增加，加剧病虫害的流行和杂草蔓延，致使农药和化肥的使用量加大，未经作物吸收利用的农药、化肥通过地表径流、地下渗透等方式进入库区水体，在一定程度上加剧了水体的污染。[25]
与此同时，从中线看，气候变化可能导致南水北调水源区无水可调的风险。以丹江口为例，丹江口水源区与北方受水区同时枯水的概率高达27%，平均不到4年就会发生一次，南北方同时连续枯水的概率也高达10%以上，因此，当北方缺水时，南方无水可调的风险很大。同时，汉江有“丰枯水年”。丹江口水库在必须兼顾中下游地区用水利益的前提下，在平水年和干旱的缺水年（10年中有6年左右）无法为北京引入预期水量，甚至是根本无水可调。
中线工程中，目前汉江已出现了多次类似于海洋赤潮的水华事件。如果汉江上游来水大幅度锐减，汉江中下游工农业污水、生活污水汇入汉江后，水环境将难以维系自净能力，水质将发生严重的恶化，势必损害汉水的生态功能，从而危及汉水的生产与饮用功能、养殖功能和旅游功能。
此外，南水北调工程是实现我国水资源南北调配、东西互济的宏大水利工程，由大型节点工程与面广量大呈串联状态分布的中小工程组成。其中仅中线工程需建设渠道、倒虹吸、渡槽、涵洞、桥梁、泵站、交叉建筑物、分流建筑物等1000多项混凝土建筑物工程。一旦遭遇极端天气气候事件而导致串联线上的任一输水建筑物损坏，势必引发严重的运行事故。南水北调工程绵延上千公里，沿线气候环境条件差异显著，遭遇极端天气气候事件袭击的概率大，因而对气候变化更为敏感与脆弱。
在人类赖以生存的各种自然社会系统中，农业系统是受气候变化影响最直接、最脆弱的部门之一。民以食为天。我国是拥有6亿农民的农业大国。保障国家粮食安全是治国安邦的头等大事。气候变化对我国农业的影响具有两重性，既有利，也不利，但以不利为主，主要表现在：第一，农业生产的不稳定性增加，作物产量波动加大，将是困扰农业发展的重要因素；第二，农业生产结构与布局将因气候变化而发生重大调整，种植制度、作物种类和品种布局等都会发生重大变化；第三，农业生产成本改变，农业成本和投资大幅度增加。[26]另外，局部干旱高温危害加剧，气象灾害造成的农牧业损失加大。
【注释】
[1]中国水资源网信息（http：//stuweb.zjhzyg.net/08/_private/0810/081032/_private/ziyuan.htm）。
[2]秦大河等主编：《中国气候与环境演变》下卷——《气候与环境变化的影响与适应、减缓对策》，科学出版社2005年版，第25页。
[3]《气候变化国家评估报告》编写委员会编著：《气候变化国家评估报告》，科学出版社2007年版，第203页。
[4]叶柏生等：《100多年来东亚地区主要河流径流变化》，《冰川冻土》，2008年第4期，第556—561页。
[5]张建云等：《黄河中游水文变化趋势及其对气候变化的响应》，《水科学进展》，2009年第2期，第153—157页。
[6]丁永建、刘时银、叶柏生、赵林：《近50a中国寒区与旱区湖泊变化的气候因素分析》，2006年5期，第623—632页。
[7]秦大河总主编，丁一汇主编：《中国气候与环境：2012年》第二卷《影响与脆弱性》上册，第249页。
[8]秦大河总主编：《中国气候与环境：2012年》第二卷《影响与脆弱性》上册，第249页。
[9]秦大河总主编：《中国气候与环境：2012年》第二卷《影响与脆弱性》上册，第250页。
[10]Jansson P，Hock R，Schneider T，The Concept of Glacier Storage—A Review，Journal of Hydrology，2003，282：116-129.
[11]施雅风主编：《简明中国冰川目录》，上海科学普及出版社2005年版，第194页。
[12]《中国冰川加速消融最终会导致河流枯竭水荒发生》，中国新闻网（http：//www.chinanews.com.cn/gn/news/2007/03-29/903590.shtml）。
[13]秦大河总主编：《中国气候与环境：2012年》第一卷《科学基础》，第209—210页。
[14]《气候变化国家评估报告》编写委员会编著：《气候变化国家评估报告》，科学出版社2007年版，第207页。
[15]丁永建、秦大河：《冰冻圈变化与全球变暖：我国面临的影响与挑战》，《中国基础科学》2009年第3期，第4页。
[16]刘时银、丁永建等：《中国西部冰川对近期气候变暖的响应》，《第四纪研究》2006年第5期，第762—771页。
[17]《调查显示：中国第一大河长江源区冰川面积加快萎缩》，中国新闻网（http：//www.chinanews.com.cn/gn/news/2009/07-28/1793616.shtml）。
[18]《气候变化导致黄河源区生态环境恶化》，中国网（http：//www.china.com.cn/chinese/huanjing/1008608.htm）。
[19]秦大河总主编，丁一汇主编：《中国西部环境演变评估》第二卷——《中国西部环境变化的预测》，科学出版社2002年版，第64、73、115、132、145—154、160—161页。
[20]Tao，F.L.，M.Yokozawa，Y.Hayashi and E.Lin，A perspective on water resources in China：interactions between climate change and soil degradation.Climatic Change，68（1-2），2005，pp.169-197.
[21]相关信息来自中国三峡集团公司网站（http：//www.ctgpc.com.cn/index.php）。
[22]秦大河等总主编，陈宜瑜主编：《中国气候与环境演变》下卷——《气候与环境变化的影响与适应、减缓对策》，科学出版社2005年版，第275—276页。
[23]王维强、葛全胜：《论温室效应对中国社会经济发展的影响》，《科技导报》1993年第3期，第38—42页。
[24]国务院南水北调工程建设委员会办公室网站（http：//www.nsbd.gov.cn/）。
[25]陈燕、郭志勇、单伟：《丹江口库区气候变化及对生态环境的影响》，《河南气象》2006年第4期，第42—43页。
[26]秦大河等总主编，陈宜瑜主编：《中国气候与环境演变》下卷——《气候与环境变化的影响与适应、减缓对策》，科学出版社2005年版，第80页。
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