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单词 中国冰雪水资源
释义

【中国冰雪水资源】
 

拼译:ice melt water resources in China
 

是研究地球表面冰川、冰内、冰下、河冰、地下冰和积雪的水文现象,内容包括冰雪的形成、积累和消融、产流机制、水文过程、径流时空分布规律、计算及其在河川径流中的作用。冰雪融水径流是高寒山区、中国西北干旱与半干旱区发展工农业和林牧业重要的水源之一。冰雪融水径流随着气候而变化,是可更新的水力资源。由于水是人类赖以生存和工农业发展的最基本要素之一,近期随着工农业的迅速发展和人口的不断增长,水资源研究引起世界各国的高度重视。冰雪水资源研究是冰川学和水文学的边缘科学。

1958年,中国科学院首次提出“开发高山冰雪、改变西北干旱”的状况,在祁连山进行冰川考察和融冰化雪试验,增加河西灌溉水源。随后,在中国西部山区多处进行冰川考察和建立定位与半定位观测站,观测冰川、气象、水文等要素。国际水文10年期间,已在全球建立60多个冰川水文野外观测站,从建站时间上看,大体与中国相同。目前乌鲁木齐河上游的天山冰川站已成为中国唯一具有长系列、多学科、高山冰川综合性实验研究基地,为深入开展冰雪水文和冰雪水资源研究提供了有利条件,从而冰雪水文研究有可能从定性描述冰川的分布、形态、类型特征发展到冰川作为水资源开辟了广阔的前景。侧重研究冰川储量、冰川融水径流、年内、年际变化及其水文基本特征的分布规律,同时合理利用水资源以生态和环境平衡为基础,以系统工程理论和综合方法论进行宏观综合评价。对于寒区环境可能形成的冰川泥石流、冰川溃决洪水、雪崩等相应得到重视。80年代初开始加强国际间交流和合作研究。根据国际冰川编目的要求,在中国系统进行了冰川编目工作。为适应中国国民经济建设的需要和针对全球气候变暖可能带来的后果,在全国范围内进行水资源现状(包括冰川水资源)的全面综合分析和评价,并列入国家重点研究项目之一。1985年首次提出了中国冰川水资源的估算和评价(杨针娘,1991)。近几年与瑞士苏黎世高级理工学院地理所在天山乌鲁木齐河源1号冰川开展冰川、水文、气象合作研究;在祁连山黑河上游冰沟和天山站空冰斗与加拿大麦克马斯特大学地理系开展了寒区水文研究,这标志着中国冰川水文学研究范围从冰川区扩大到整个高寒山区。应用遥感技术研究大尺度雪盖和融雪径流预报在黄河上游和祁连山中段取得可喜进展。

近期研究主要进展:(1)冰雪融水流径是中国西部山区河流水资源的重要组成部分。随着观测资料的积累,有可能以数理统计为基础建立以物理基础的冰雪融水径流模式。例如能量与水量平衡原理模拟乌鲁木齐河1号冰川冰雪融水径流模式(康尔泗等,1992),提高到新水平。应用区域性地理的综合模式是解决现阶段估算高寒缺乏观测资料地区冰雪融水径流的重要途径之一。80年代初,提出了利用冰雪融水径流模数具有随大陆度的增强而减小的区域分布特点,首次估算了中国冰雪融水径流量(杨针娘,1988),及按山脉、水系的冰雪融水量,此外,国外还常以气温作为热量的指标和以度日因子法等估算冰雪融水径流。冰川是全球淡水资源的宝库。全球冰川面积为1.62275×1010m2,冰川储量为2.6041×1010m3(K.P.Voskrcscnky,1978),约占全球淡水总储量的69%。中国冰川面积为5.8651×107m2,约相当于亚洲中部山岳冰川的一半。冰川年融水量为564×108m3,约占全国地表水资源的2%,为中国西部包括新疆、甘肃、青海和西藏四省区地表水资源的10%。冰雪融水在西部山区河流的补给比重是随着干旱度的增加而增大,从青藏高原外围的10%向高原腹地递增至30%~40%。有些河流冰雪融水比重可达50%以上。冰雪融水比重达25%以上的西部山区河流约有30余条(杨针娘,1991)。冰雪融水受制于气候变化,干而暖气候的,冰雪融水量大,低温湿润气候则相反。因此起到多年调节河川径流量的作用,使干旱年份河流不缺水,湿润年缓和了河川径流量偏丰程度。从而具有冰雪融水补给的河流,径流年际变化小,一般径流变差系数为Cv=0.10~0.20。

(2)中国西部地区河流不同程度承受冰雪融水补给。据河流不同水源的补给比重及其水文特征,西部山区河流可分为:冰雪融水型;冰雪融水与雨水混合补给型;融雪水型;雨水型和地下水型。上述类型河流的径流年内、年际变化及其水文特征做了详细的分析和论述。气候变化对水资源的响应近几年引起学术界高度关注。“六五”期间,中国科学院兰州冰川冻土研究所开展了祁连山气候、冰川与径流变化及寒区水文研究,通过树木年轮、冰岩芯、水文气象资料的周期性、趋势性应用数理统计等方法探讨祁连山区气候、冰川与径流趋势变化预测,取得了一定进展(中国科学院兰州冰川冻土研究所,1992)。水量平衡是水资源研究的基础。从开展冰川区水量平衡研究(杨针娘,1991),逐步扩大到高寒山区水量平衡研究。开展了高山区降水不同降水观测仪器的对比试验,求得降水修正系数(杨大庆,1988),高山冰雪蒸发,陆面蒸发观测实验也取得了一定进展。在中国开辟了新的寒区水文学。这对于占中国领土四分之一的冻土覆盖区将具有深远意义,对寒区水资源的开发及其对水文环境的评价显示出积极的作用。

(3)冰川资源作为水资源对中国西部经济建设有积极的一面,但也应重视消极的一面,即寒区冰湖溃决洪水形成的冰川泥石流灾害。中国川藏公路多次受冰川泥石流袭击,1964年首次进行冰川泥石流考察(施雅风等,1964),随后于中巴公路喀喇昆仑山南坡(李械,1980),中尼公路和叶尔羌河支流克勒青河等进行冰川溃决洪水考察与研究(张祥松等,1990),对公路交通发挥了积极的作用。

《中国冰川水资源》不仅是中国第1部科学专著,也是目前国际上第1本综合一个国家冰川水资源状况的科学论述。理论上有重要发展,得到国内外专家的高度评价和肯定,冰雪水文研究从总体上已基本接近和达到国际先进水平。然而中国西部山区的面积大部是冻土覆盖区,目前冻土水文过程的研究处于起步阶段,需要进一步重视和积累野外观测资料,加强物理过程、能量与水量平衡研究及气候变化对寒区径流的响应,到2000年可望中国寒区水文研究接近或达到国际先进水平,填补本学科领域空白。

【参考文献】:

1 施雅风,等.科学通报,1964.542~544

2 李械,等.喀喇昆仑山巴托拉冰川考察与研究.北京:科学出版社,1980.146~152

3 杨针娘.中国冰川概论.北京:科学出版社,1988.187~204

4 张祥松,等.喀喇昆仑山叶尔恙河冰川湖突发洪水研究.1990,38~47

5 杨针娘.中国冰川水资源.兰州:甘肃科学技术出版社,1991.1~152

6 康尔泗,等.乌鲁木齐河山区水资源形成与估算.北京:科学出版社,1992.148~165

7 祁连山冰川气候及径流变化监测与寒区水文研究专辑.北京:科学出版社,1992.1~47

(中国科学院兰州冰川冻土研究所杨针娘研究员撰)

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