三峡水利工程对气候影响的另一种探讨

　　一、前言

　　三峡工程是世界上目前最大的水利枢纽工程。大型水利工程在保障防洪安全、供水安全的同时，也可能会对区域环境气候产生一定的影响。

　　国内学者已经采用对比分析法和区域气候模式法做了大量数值模拟进行探讨，然而不同学者对三峡工程区域气候效应的认识尚不一致。由于三峡工程建成蓄水后，水库全长660km，平均宽度约1.1km，宽度约为区域气候模式空间分辨率（10km）的1/10。因此本文采用对比分析法进行分析。

　　二、国内外大型水利工程对区域气候的影响研究

　　世界上已经修建了大量的大型水利工程。根据相关研究文献，综合分析了国内外典型水利工程对区域气候的影响。

　　1.国外水利工程对区域气候的影响研究

　　俄罗斯车尔尼雪夫斯基大坝建成后该地区年平均气温由-8.5℃上升到一7.0℃，冬季最低气温由-60℃上升到一50℃：夏季湿度提高33%。罗马尼亚伊兹伏卢尔，蒙特诺易水库建成后，最高与最低气温的温差缩小2℃，由于温度的影响，造成水库下游地区水蒸气凝固，结露比建库前增加了约30%，库区空气的相对湿度提高了20%以上。

　　2.国内水利工程对区域气候的影响研究

　　小浪底水库总库容126.5亿m3。小浪底水库正常高水位275m，对应水位淹没影响面积277.8km2。袁宝招等对小浪底库区气候要素变化的研究结果表明：小浪底工程对气温、风速、降水均会产生一定的影响：水库在不同季节对温度的影响不同，一致表现为冬季升温，和年、季、日温差减小；全年库面降水减少，库周地区降水则有所增加。

　　湖南省东江水库总库容91.48亿m3，水体面积160km2。王琪、刘胡等对比分析了东江流域内19个测站资料，结果表明，水库区域范围内的气温值明显比周边站点的气温低：建库后年降水量稍有所增加。

　　三、三峡水利工程对气候影响的探讨

　　1.三峡水利工程对气候因子的影响

　　从以上相关研究可以看出，相关研究对水蒸汽不通过降雨，而通过凝结或者络合水等方式转移到地面或者水体的过程关注比较少。

　　水蒸气在气候条件适宜的情况下，从空气进入地表水、转变为土壤水、植物用水的总水量是跟蒸发量相当的。是不容忽视的一种影响气候的因子。蒸发和凝结的速度与水汽压和有着密切的关系。而在水分供应一定的条件下，主要受温度控制。白天温度高，蒸发快，进入大气的水汽多，水汽压就大：夜间情况相反，基本上由温度决定。在气温高于水温的时候，空气中水蒸气的凝结速度大于水面的蒸发速度。水汽压的年变化和气温的年变化相似。最高值出现在7-8月，最低值出现在1-2月。

　　因此在夏季，气温高于水库温度，空气中大量的水蒸气向水库中融入，为库区周边空气升温贡献部分热量。而冬天水库水温比气温高，库区水面的蒸发速度大于凝结速度，使得库区水体以水蒸气的形式补充到干冷的大气中。三峡大坝建设之前，长江水给四川盆地带走一部分盆地内的热量。而三峡水库建成蓄水至175m正常蓄水位后，淹没632km2的陆地，水面平均宽度由0.6km增大到1.6km。由于大面积陆地变为水体，比热增加，水库白天吸收的热量不会被水流带走，而被滞留在库区，对库区周边的气候变化产生一定的影响。

　　已有研究成果表明，对大型水利工程响应较为敏感的气候要素是气温、风、蒸发和空气湿度。美国航天航天局（NASA）的研究人员撰写的研究报告指出，三峡大坝增加了大巴山和秦岭之间的降水，减少了大坝附近地区的降水。这项研究表明三峡大坝对气候的影响是地区性的，影响范围是100公里，而不是专家组给出的10公里。

　　2.三峡库区气候变化特征

　　三峡水库蓄水后，陈鲜艳等利用1961-2006年的气象观测资料对三峡库区局地气候变化作了分析。张天宇等将资料扩展到2008年。库区近48年平均气温增温趋势低于全国平均趋势。库区增温主要从1990年开始，且有加快趋势，年平均、秋季和冬季平均最低气温升温显著。从平均极值气温来看，秋季平均最高气温增温显著。近48年库区年高温日数整体上没有明显的变化趋势，但2001-2008年显著偏多，尤其是2006年为历年最多。

　　近48年三峡库区年降水量整体上表现为弱的减少趋势，秋季减少趋势显著。2001年后降水偏少主要原因是降水日数严重偏少。从雨日来看，库区降水日数、小雨日数和中雨日数整体上均为减少趋势。大雨日数和暴雨以上日数的变化趋势不明显。从季节降水的贡献来看，2001-2008年降水偏少主要是由于夏季和秋季降水偏少造成的，而20世纪60年代的降水略偏少主要表现在夏季降水偏少，90年代的降水略偏少主要表现在春季和秋季降水偏少。

　　近48年库区年日照时数整体上呈显著减少趋势，其中夏季和冬季日照时数显著减少。库区年平均相对湿度整体上呈显著增加趋势，其中夏季和冬季增加趋势显著。年和四季平均风速整体上都呈显著减小趋势。

　　通过对三峡库区及其周边地区气象观测站1961-2008年降水及气温观测资料的统计分析，尚未发现三峡水库蓄水后周边地区降水量的明显变化，近几年降水较常年偏少趋势与西南地区的降水变化基本一致。同时观测发现三峡水库蓄水后近库地区的气温在冬季有增温效应，夏季有降温效应。

　　此结论与陈鲜艳等的结论是一致的。三峡工程局地气候影响将是一个复杂、长期的气候调节过程，由于以上只是三峡峡水库蓄水至2008年共5年时间的观测分析结果。上述的观测结果是否只是大背景气候变暖下库区升温的时间差还是水库水域扩大影响造成的局地效应，还有待更长时间的观测分析及更多研究力一法及模式结果的验证。

　　参考文献：

　　[1]毛以伟，陈正洪，等，三峡水库坝区蓄水前水体对水库周边气温的影响[J]，气象科技，2005，33f4）：335-339.

　　[2]张洪涛，祝吕汉，张强，长江三峡水库气候效应的数值模拟[J]，长江流域资源与环境，2004，13（2）：133-136.

　　[3]张强，万素琴，毛以伟，等，三峡库区复杂地形下的气温变化特征[J]，气候变化研究进展，2005，1（4）：164-167.

　　[4]陈正洪，万素琴，毛以伟，三峡库区复杂地形下的降雨时空分布特点分析[J]，长江流域资源与环境，2005，14（5）：623-27.

　　[5]黄真理，吴炳方，敖良桂，三峡工程生态与环境监测系统研究[M]，北京：科学出版社，2006.

　　[6]陈鲜艳，张强，叶殿秀，等，三峡库区局地气候变化[J]，长江流域资源与环境，2009，18（1）：47-51.

　　（编辑/穆杨）

　　来源：活力 2013年10期

　　作者：张绪鹏