20世紀下半葉以來，以全球氣候變暖為主要特征的氣候變化已是不爭的事實，但又包含許多不確定性和未知的因素。由于特殊的地理位置、氣候條件以及經濟社會快速發展的階段性特征，我國面臨的水安全問題十分復雜而嚴峻。水旱災害頻繁仍是中華民族的心腹大患，水資源供需矛盾突出是制約經濟社會發展的重要因素，水環境污染嚴重、水生態系統惡化是國家可持續發展的主要瓶頸。全球氣候變化導致的氣溫升高、海平面上升以及極端氣候事件（強臺風、強暴雨、高溫干旱等）頻次和強度的增加，將進一步威脅到我國的水安全。

自20世紀90年代起，我國開展了一系列有關氣候變化及其對水資源影響的研究，主要利用假定的氣候情景來研究水資源等對氣候變化的敏感性，評估氣候變化對水資源安全的影響，而針對全國范圍的系統的關于氣候變化對洪澇、干旱、海平面、臺風風暴潮、水生態以及水工材料的影響的研究鮮見報道。針對上述問題，2008年，國家水利管理部門啟動了公益性行業科研重大項目“氣候變化對中國水安全的影響及對策研究”，利用全球氣候變化情景評估未來氣候變化對我國防洪安全、水資源安全、水生態安全和水工程安全的影響，并提出我國水利適應氣候變化的對策措施，研究成果為水利應對氣候變化提供了重要支撐。該項目由南京水利科學研究院、中國水利水電科學研究院、水利部水利信息中心、中國科學院地理科學與資源研究所和國家氣候中心等單位共同完成，項目成果獲2014年度大禹水利科學技術獎一等獎。

一、研究內容

1．建立了覆蓋全國的水文、氣象、地理信息和洪旱災害等數據庫群，是全面的、長系列的氣候變化影響與水安全問題研究領域數據庫群，為開展氣候變化影響研究奠定了堅實的資料基礎。

2．系統分析了全國范圍內氣溫、降水、干旱、洪澇、水資源、海平面、臺風等水安全問題全要素的歷史演變規律，定量識別了河川徑流變化歸因。

3．研發了覆蓋業務范圍廣、覆蓋空間尺度大的氣候變化影響模擬評價平臺，涵蓋了多模型與多方法，包括基于格點的全國水資源模擬模型，綜合考慮氣候變化、社會經濟發展和人口增長的區域需水預測模型，分布式流域水質–水量耦合模型，耦合海平面上升與海陸相互作用的近海風暴潮數值模擬模型等。

4．發明了“大型水工極端氣候模擬器”，建立了“水生態氣候響應試驗箱”，試驗研究了水工建材特性和湖泊生態過程對氣候變化的響應機理。

5．科學評估了氣候變化對防洪、水資源、水生態環境和水工材料的影響，系統分析了中國十大水資源分區未來氣候變化趨勢以及可能面臨的水安全問題，提出了我國水利適應氣候變化的國家戰略和保障國家水安全的應對措施。

二、創新點

1．研發了覆蓋全國的業務范圍廣、空間尺度大的多模式多方法的全要素氣候變化影響評價平臺，提出了氣候變化影響評價模型遴選的標準體系和區域參數率定方法，解決了無資料地區模型分析計算問題。

2．提出了基于水文模擬技術的突變診斷方法及河川徑流變化歸因定量分析方法，識別了氣候要素變化和人類活動對主要江河徑流變化的影響，探明了全國不同區域氣候變化對水安全影響的全要素演變規律。

3．發明了“大型水工極端氣候模擬器”和“可調節式多應力混凝土誘導開裂裝置”，探明了水工建材特性對極端氣候變化的響應機理，建立了氣候變化背景下水工混凝土服役環境溫度、強度等級與最大凍融循環耐久性之間的定量關系。

4．提出了氣候模式綜合評價指標體系和氣候情景修訂方法，構建了水資源對氣候變化響應的脆弱性評價指標體系，評估了未來氣候變化對全國十大水資源分區水安全的影響，明晰了中國適應氣候變化的重點區域及相應的適應措施。

三、推廣應用情況

1．項目部分成果已在中國“十二五”水利發展規劃編制以及大江大河治理、中小河流治理和山洪地質災害防治等工程論證和建設中得到應用，為開展水利重大問題研究和水利適應氣候變化有關工作提供了重要的參考。

2．研究成果在全國抗旱規劃編制和實施中，充分考慮氣候變化的影響，加強了各地區水利工程體系抗旱能力建設、抗旱應急專業水源工程體系建設、旱情監測預警和抗旱指揮系統建設以及抗旱管理服務體系建設等項目的規劃和實施，提升了全國抗旱規劃的針對性和科學性，將進一步增強國家的綜合抗旱能力。

3．成果系統分析了中國主要江河水文氣候要素的演變規律，科學評估了未來氣候變化對中國水資源、需水等方面的影響，該部分成果納入《第二次氣候變化國家評估報告》；成果定量識別了河川徑流變化歸因，科學評估了未來氣候變化下中國水資源的脆弱性，該部分研究成果納入了《中國氣候與環境演變：2012》科學報告。

4．成果對實施國家最嚴格的水資源管理具有重要的借鑒意義，部分成果應用于全國水資源管理控制指標分解、《全國中長期供求規劃》等多項工作中；研究成果對于推進我國生態文明建設、創新水資源管理制度等具有重要的借鑒意義，也將為國家水安全戰略保障體系的構建提供重要的參考。

5．結合云南省魯地拉水電站工程周邊優質粉煤灰資源短缺的實際情況，系統開展了氣溫和地區凍融循環與水工混凝土壽命關系的研究工作，提出采用新型摻合料取代優質粉煤灰作為大壩碾壓混凝土摻合料，減少單方混凝土中水泥用量的大壩配合比方案被工程采納，產生了顯著的社會效益、經濟效益與生態效益。

第一完成人簡介

王國慶（1971－　），男，博士，南京水利科學研究院教授級高工，兼任國際水文協會（IAHS）中國國家委員會副秘書長，國際大壩協會氣候變化專委會（ICOLD）理事，江蘇省“333高層次人才培養工程”中青年科學技術帶頭人。主要從事流域水文模擬、氣候變化影響與適應、水資源綜合管理等方面的科學研究。作為項目技術負責人，近五年承擔了國家自然科學基金面項目“不同尺度流域水文循環過程對氣候與植被變化的耦合響應關系及模擬”（項目編號：41371063）、全球變化重大科技專項“氣候變化對黃淮海地區水循環影響機理和水資源安全評估”（項目編號：2010CB951100）、國際科學技術合作項目“氣候變化對黃土高原典型支流水文的影響及適應對策”（項目編號：2010DFA24330）等近十項重大基礎科研項目。發表學術論文120余篇，其中SCI、EI源刊論文40余篇，撰寫了《氣候變化對水文水資源影響研究》、《河川徑流變化及歸因定量識別》、《氣候變化對中國水安全的影響及適應對策研究》學術專著3部。曾獲省部級科技進步一等獎1項、二等獎1項。