青藏高原水资源演变与趋势分析

讨论

青藏高原五大主要河流源区的径流量除黄河源区有微弱下降外，其余河流源区径流量都呈现不同程度的上升趋势，其中长江源区的上升趋势较显著，其他河流上升趋势均不明显。径流量上升速率范围为0．26×10⁸—0．73×10⁸m³／（10⁴km² ·10 a），处于同一量级，其中单位流域面积径流量上升最快的是怒江源区。从月径流变化来看，径流量呈现上升趋势的长江、澜沧江、怒江、雅鲁藏布江 4 个流域春季、秋季和冬季径流量增长趋势更为明显，而夏季径流量变化趋势较小且部分出现下降趋势，这与全球变暖背景下冬季最低温度升高显著和春秋冰川雪盖融化量增加等密切相关。

青藏高原地下水的变化

青藏高原地下水资源丰富，区域内主要涉及的西藏自治区、青海省、四川省地下水资源总量分别为1105．7×10⁸m³、424．2×10⁸m³和 635．1×10⁸m^3①。青藏高原地下水储存对区域牧业、种植业、制造业和生态系统保护恢复至关重要，也关系着雅鲁藏布江、长江、黄河、怒江等重要江河的补给，对保障区域经济社会发展具有重要意义。

地下水储量分布与变化特征

目前，分析大尺度地下水资源储量的主要方法多为基于 GRACE 重力卫星数据并结合大尺度水文模型、地面观测、航空遥感等数据进行评估计算。

青藏高原水资源在 2003—2012 年总体上经历了储存量增加过程，年增长率为 9．7 mm／a，而喜马拉雅山脉则经历了冰川急剧退缩过程，冰川雪水当量以20．2 mm／a 的速率在损失。青藏高原的 8 个主要区域地下水储量在 2003—2009 年均呈现增加的变化，包括金沙江流域 （24．6±22．4）×10⁸m³／a、怒江—澜沧江源区 （17．7±20．9）×10⁸m³／a、长江源区 （18．6±16．9）×10⁸m³／a、黄河源区 （11．4±13．9）×10⁸m³／a、柴达木盆地 （15．2±9．5）×10⁸m³／a、羌塘自然保护区 （13．6±15．2）×10⁸m³／a、印度河上游 （53．7±21．7）×10⁸m³／a 以及阿克苏河流域 （27．7±9．9）×10⁸m³／a，其主要原因是喜马拉雅山脉不断加剧的冰川融化、冻土消融以及中国在三江源区的生态保护与建设项目等行政行为。但同样受“亚洲水塔”影响的中国西南周边的阿富汗、巴基斯坦、印度（北部）和孟加拉国等国家，则因地下水的无节制开采导致了地下水存储量的损失，其中印度最为严重。2002 年 4 月—2008年 6 月，印度以 （540±90）×10⁸m³／a 的速率损失地下水，年地下水损失量相当于印度最大地表水库蓄水量的 2 倍，这可能是地球上任何类似规模的地区中地下水流失率最大的。

地下水径流特征与影响

青藏高原山地冰川大幅度退缩和湖泊体量增加的趋势明显。湖泊面积增加主要原因可能是冰川积雪消融水、冻土融水和降水的流入，地下水在此过程中具有不可忽视的推动作用。地下水从补给区以降水、冰雪融水的形式补给，最终在高原山谷和邻近盆地以泉水、侧向补给河水与湖泊的形式排放。

高原地区的地下水流动由地形梯度驱动，其循环深度可达 1—2 km，并可能携带地热能出露地表形成温泉水，这可能是破坏永久冻土并在高原上形成多年冻土消融区域的重要机制。多年冻土消融形成的水资源量十分可观，这不仅使得区域地下水储量增加，冻土层隔水效应的削弱也加剧了地下水与地表水体间的交换。因此，地下水径流量的增加也是间接导致高原湖泊数量与体量增加的因素。

地下水资源的演变趋势

大量研究成果表明，由于气候变暖，喜马拉雅山大部分冰川、积雪、永久性冻土在近年间经历了加速融化。在此条件下，未来地下水在高海拔源区补给充分，加之在青藏高原地下水具有非常特殊的深储存和深循环特征，使得地下水可携带更多的热能冲击地表多年冻土层，这进一步加剧多年冻土的消融速度。冻土层的消融使得地表水和地下水之间的隔断逐渐消失，地下水与地表水的交换将更为频繁。由此预见，高海拔区域的地下水补给与相对低海拔区域的地下水自然排泄都将增大。在不扩大开采的条件下，未来青藏高原的地下水资源量及储量都将呈现增加的趋势。

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