淡水系统的压力越来越大

气候变化从根本上改变了地球的水文循环。 随着全球平均气温比工业化前水平上升了大约1.1°C,大气中水分的承受能力每摄氏度增加了约7 % 。 这一物理变化在一些地区催生了更强烈的降水事件,而另一些地区则加剧了蒸发和干旱。 其结果是,水的世界在有些地方变得湿润,在另一些地方变得干燥,后果波及每个国家的经济和生态系统。

水是感受到气候变化许多最明显影响的媒介。 洪水、干旱、海平面上升和冰川融化都威胁到淡水的供给和质量。 对国家政府来说,这些变化迫使人们从根本上重新评估长期为相对稳定的气候设计的水政策。 历史模式将持续存在的旧假设已经不再可行。 决策者现在必须规划未来水力极端,挑战现有基础设施、法律框架和治理结构。

气候变化如何直接影响水资源

移转降水模式

气候变化最直接的影响之一是降水系统的改变。 地中海盆地、南部非洲和北美西南部等已经干旱的地区平均降雨量减少,多年干旱更加频繁。 相反,萨赫勒和南亚部分地区的季风雨量增加,导致灾难性洪灾。 即使在一个国家,降水的分布也会发生剧烈变化,造成赢家和输家,使国家水资源分配复杂化。

加速排水和土壤湿度损失

高温会增加土壤、植被和开阔水面的蒸发率。 这意味着即使降水总量保持不变,作物、自然生态系统和水库储存的水量也会减少。 在许多农业地区,由于早前的雪融和蒸发需求增加,种植季节已经缩短。 农民必须通过改变种植日期、使用抗旱作物或投资提高灌溉效率来适应 — — 所有这些都需要政策支持和资金投资。

熔融冰川和改变中的雪包装

近20亿人依赖冰川和季节性积雪。 在喜马拉雅山脉、安第斯山脉和落基山脉,冰川正在以前所未有的速度退缩。 最初,随着冰的融化,河流流量会在短期内增加,但一旦冰消逝,旱季流量会急剧下降。 对秘鲁、印度和巴基斯坦等国家来说,冰川缓冲的丧失威胁到城市、水电和农业供水的可靠性。 曾经假设高海拔水储存稳定的国家政策现在必须纳入冰层缩小的现实。

海平面上升和盐水侵扰

沿海含水层由于海平面上升和地下水开采加剧,日益面临盐水入侵的风险,越南湄公河三角洲和孟加拉国恒河-布拉马普特拉三角洲等低洼三角洲区域面临双重威胁:上游水源的淡水供应减少,盐水流入地表和地下水源,这些国家的国家水政策现在必须把沿海区管理、地下水治理和气候适应战略结合起来,这些战略历来被视为单独的问题。

对关键水依赖部门的影响

农业和粮食安全

农业占全球淡水提取量的约70%,农业是气候多变性最直接暴露的部门。 水的供应和温度的变化直接影响到作物产量、牲畜生产和渔业健康。 在许多发展中国家,大多数农民依赖靠雨水灌溉的农业,使他们特别容易受到雨季变化和干旱频繁的伤害。 国家水政策与农业政策的联系日益紧密,其重点是推广节水技术、提高灌溉效率和开发抗旱作物品种。 然而,由于资金缺口和对小农的技术支持不足,实施速度仍然缓慢。

能源生产

水力发电提供了世界约16%的电力,许多国家依赖水力发电,其能源组合的很大一部分来自水力发电。 河流流量减少和水库水位降低直接降低了发电能力。 例如,巴西2021年的严重干旱迫使该国更多地依赖热电,碳排放增加,电力成本增加。 相反,依赖水冷却的热电厂在水温上升或低河流量限制取水时也面临中断。 因此,必须协调国家能源和水政策,以确保能源安全和可持续用水。

人类健康和卫生

极端天气事件——洪水、旋风和长期干旱——破坏清洁的供水和卫生服务。在城市地区,暴雨可能使混合下水道系统不堪重负,导致污水排放到水体中得不到处理。在农村地区,干旱可能迫使人们依赖不安全的来源,增加了霍乱和伤寒等水媒疾病的风险。世界卫生组织估计,在2030年至2050年期间,气候变化每年将造成25万人死亡,其中许多人死于与水有关的原因。包括公共卫生准备、加强基础设施和社区教育在内的国家水政策对于减轻这些风险至关重要。

国家对策:使水政策适应不断变化的气候

世界各国正在修订水法、管理框架和投资优先事项,以应对气候变化的现实。 具体方法因地理、财富和机构能力而大不相同,但已经出现了若干共同战略。

加强水的节约和效率

许多国家都采取了[强制性水养护措施,特别是在农业和城市供水方面。在以色列,先进的滴灌和水循环技术使该国得以减少农业用水,同时增加作物产量。澳大利亚在多年严重干旱之后实施的“默里-达林盆地计划”包括水交易系统,将水分配给其最高价值的利用,同时保护环境流量。这些例子表明,保护不仅仅是限制使用,而且还要为更有效的行为创造经济和管理激励。

投资储存和分销基础设施

新的水库、海水淡化厂、流域间输水项目和地下水补给设施正在建设中,以缓冲气候的变异。 原文章指出,加利福尼亚州在海水淡化和水循环方面投入了大量资金。 新加坡是一个缺水的城市,开发了一套复杂的“四个国家水龙头”系统:进口水、当地集水、再生水和海水淡化。 然而,这种基础设施是资本密集型的,需要几十年的时间才能发展。 国家政策必须优先考虑灵活、成本效益高、与长期气候预测相一致的项目,而不是简单地扩大供应。

水资源综合管理

水资源综合管理是一个促进水、土地和相关资源的协调开发和管理的进程,目的是在不损害生态系统可持续性的情况下最大限度地实现经济和社会福利。 在气候变化下,水资源综合管理变得更加重要,因为它迫使决策者考虑不同水用户之间以及地表和地下水系统之间的互动。 联合国报告说,约有76%的国家制定了水资源综合管理计划,但由于机构薄弱、治理分散和资金不足,实施工作往往不完整。 加强机构能力和确保跨机构合作是有效的国家水政策的关键优先事项。

加强监测和预警系统

降水、河流流量、地下水水平和积雪群的准确数据对于在多变气候中管理水资源至关重要,许多国家正在扩大其监测网络,投资于卫星遥感技术,干旱和洪水预警系统使各国政府能够在灾害发生前发布警报、启动应急反应和分配资源,例如,印度气象局现在发布地区级极端降雨事件预报,使地方当局能够撤离脆弱人口,支持强有力的监测系统的国家政策是降低气候引起的极端水害的人力和经济代价的成本效益高的方法。

案例研究:加利福尼亚水政策转型

加利福尼亚州已成为气候压力下水政策创新的实验室。 2012年至2016年,美国经历了一场历史性的干旱,颁布了《可持续地下水管理法》(SGMA),这是管理地下水抽水的首部全面法律。 SGMA要求地方机构制定计划,在2040年代实现流域平衡。 此外,加利福尼亚州在水循环、风暴水捕获和海水淡化方面投入了数十亿美元。 2020年发布的“水复原力组合”概述了数十项行动,以备未来用水量减少20%。 尽管进展不平衡,政治冲突依然存在 — — 特别是在农业和城市用户之间 — — 加利福尼亚州的做法表明,面对气候不确定性,采取基于科学的前瞻性政策非常重要。

案例研究:荷兰适应性三角洲管理

荷兰长期以来一直是水管理的先驱,它采取了“适应三角洲管理”战略,明确纳入气候设想,荷兰三角洲方案采用多代规划视野——直到2100年——设计灵活的基础设施系统,随着条件的变化可以加以调整,主要措施包括加强堤坝,通过洪泛扩张为河流开辟空间,投资淡水供应系统,以抵御盐水的侵袭,该方案得到一个专门的三角洲基金的支持,确保长期筹资独立于政治周期,这种综合的前瞻性方法为面临类似沿海和河流挑战的其他国家提供了宝贵的经验教训。

案例研究:孟加拉国基于社区的适应

孟加拉国是世界上气候最脆弱的国家之一,气旋频繁、河流岸侵蚀和盐碱性侵扰影响到数百万人。 作为回应,政府将水适应纳入其国家气候战略,侧重于社区办法。 雨水收集、浮动农业和林地上住房的提高通过当地政府和非政府组织伙伴关系得到促进。 孟加拉国还大量投资于气旋避难所和预警系统,从而大幅降低了风暴死亡率。 尽管挑战依然存在,特别是在来自印度和中国的跨界河流流方面。 孟加拉国表明,即使是资源紧张的国家,通过增强当地社区的能力,也能实施有效的水政策。

阻碍国家水政策有效实施的挑战

有限的财政资源

即便在富裕国家,水系统适应气候变化的成本也非常高昂。 世界银行估计,世界每年需要投资1万亿美元以上的水基础设施来实现发展和气候目标。 发展中国家面临最大的缺口,许多国家无法为基本维护现有系统提供资金,更不用说新投资。 绿色气候基金等国际气候融资机制已经为水适应划拨了一些资源,但数额仍然远远低于需要。

政治和体制分裂

水治理往往被分在多个机构之间,如农业、环境、能源、卫生和城市规划,每个机构都有各自的优先事项和支持者。 气候变化需要综合应对,但官僚主义的排位和相互竞争的任务会阻碍进步。 在许多国家,水权历来都是基于过时的稳定的供给假设分配的,使得改革在政治上很困难。 强大的农业游说可能抵制削减灌溉拨款,而城市人口则需要更可靠的供给。 克服这些冲突需要透明的谈判、利益攸关方的参与以及愿意作出权衡的政治领导。

跨界水冲突

260多个河流流域跨越国界,气候变化正在加剧共享水资源的紧张。 兴建水坝或引水的上游国家可以减少流向下游邻国的流量,气候变化造成的变化使得这些影响更加难以预测。 尼罗河、印度河、湄公河和科罗拉多河都是盆地中需求不断加剧的例子。 虽然许多流域都存在国际水条约,但它们往往在几十年前就已经写成,可能不会对气候变化做出解释。 重新谈判这些协定是许多国家不愿承担的外交挑战。

数据差距和不确定性

有效的水管理取决于可靠的数据,但在许多区域,特别是在非洲和亚洲部分地区,监测网络是稀少和恶化的。 即使有数据,气候模型也预测了广泛的未来,使得决策者难以在可能需要几十年才能兑现的投资中作出选择。 决策者必须学会接受“无反悔”的备选办法:在广泛的未来设想下有益的措施,包括提高水效率、保护自然生态系统和建设机构能力,所有这一切无论气候如何演变,都会产生共同效益。

未来方向:通过创新与合作建立复原力

将气候适应纳入国家规划的主流

水政策不能孤立地制定,它们必须纳入国家气候适应计划、减少灾害风险战略和可持续发展目标,许多国家目前正在制定明确涉及水安全的适应计划,面临的挑战是通过确保资金、培训人员、建立监测和评估机制从规划转向实施,定期更新国家行动方案,同时了解最新气候科学,对于在迅速变化的世界中保持政策的相关性至关重要。

利用基于自然的解决办法

传统的“草”基础设施(水坝、堤坝、管道)仍然很重要,但基于自然的解决方案正被公认为具有成本效益和复原力的补充。 恢复湿地、重新造林、保护沿海红树林和创造城市绿地可以改善水质、减少洪水风险和蓄水层。 比如,纽约市为保护卡特斯基尔流域的投资节省了数十亿美元的水处理成本。 包括生态系统恢复和可持续土地利用激励在内的国家政策可以帮助利用这些自然服务。

引进数字水技术

智能水表、实时传感器、人工智能和数据分析正在改变水务部门如何管理系统。 这些技术可以发现泄漏、优化压力、预测需求、改善极端事件的反应时间。 发展中国家可以通过采用低成本的传感器网络和移动数据平台来跳跃。 然而,数字解决方案需要投资于互联网连接和网络安全,以及培训运营商。 推动创新和知识转让的国家政策将有助于加快这些工具的采用。

加强国际合作

气候变化是一个全球性问题,需要全球应对,特别是共享水资源。 联合国水资源公约和国际水资源协会等国际机构促进对话、数据共享和联合管理。 双边和多边协议可以降低冲突风险,促进互利,如联合水电项目或协调的大坝运行。 各国必须超越零和思维,承认合作可以增强各方的用水安全。 气候变化的紧迫性最终可以推动更新条约和加强跨界治理所需的政治意愿。

结论

气候变化并不是对水资源的遥远威胁;它已经在重新塑造各个大陆的水文系统。 无法解释这些变化的国家水政策将越来越不健全,导致更大的经济损失、社会混乱和环境退化。 好消息是许多国家已经开始采取创新战略——从加利福尼亚的地下水改革到孟加拉国的社区适应方案——来应对。 然而,挑战的规模要求更大胆、更加速地应对。

综合、灵活和包容性的水政策,辅之以强有力的科学、充足的资金和强有力的机构,对于未来几十年的航行至关重要。 每个国家都必须自问:我们的水政策是针对过去的气候设计的,还是针对未来的气候制定的? 答案将不仅决定清洁水的提供,而且还决定全球经济、生态系统和社会的稳定。为了进一步阅读全球水政策对策,联合国环境规划署的水资源适应门户网站 提供了国家一级的案例研究,而世界银行的水资源网页[提供了投资需求和最佳做法的数据。 气专委关于影响、适应和脆弱性的第六次评估报告载有对气候-水相互作用的最全面科学分析,以及适应基金展示了为建设复原力而资助的具体项目。