南亞三角洲利用地下水灌溉的不可持續性研究

南亞三角洲利用地下水灌溉的不可持續性研究

NatureSustainability Published：16May2025 DOI：10.1038/s41893-025-01566-0

南亞地區通過抽取地下水進行農業灌溉，在旱季可以提高農作物產量，在季風期促進該地區地表水對含水層的補給。利用基于數據驅動的綜合模擬系統進行數值模擬，結果表明：地下水灌溉不可持續，其對地表淡水資源的負面影響超過了以往的認知。研究驗證了既有的結論，即2002＼～2021年的豐水期，該地區地表水對地下水的補給有所增加。但是，地下水所受補給仍不足以使含水層完全恢復，這使恒河—布拉馬普特拉河—梅克納河三角洲的地下水日益減少。同時，補給增加導致季風期地表徑流以及形成的基流減少，雖然能使洪水風險降低，但也減少了農業可用的地表淡水資源，并可能進一步刺激地下水用水需求的增長。沿海地區洪水風險因內陸地下水灌溉而降低，降低幅度約為海平面上升所導致洪水風險增加幅度的5＼～10倍。但是，徑流的減少使抵御海水的淡水減少，水動力條件失衡，導致海水入侵風險增加，進一步加劇淡水短缺。由于該地區受到海平面上升與地面沉降的雙重挑戰，需著重關注利用地下水灌溉帶來的問題。隨著全球沿海及三角洲地區生態系統受到人類與氣候變化的壓力增大，該項南亞三角洲的研究成果可供其他地區參考。

集約灌溉對緩解歐洲重要產糧區地下水儲量減少的作用研究

意大利北部的波河平原是重要的農業區，也是歐盟用水量最大的地區之一。近年來，由于干旱問題，該地區未來的水資源可用量面臨挑戰。基于GRACE重力衛星觀測及1000余口地下水測井數據，分析了2002＼～2022年間該區域地下水儲量的時空變化。結果表明：2015＼～2022年的地下水儲量減少速率較2002＼～2022年增加了1倍以上。灌溉活動對地下水的季節性可利用量及長期可利用量具有重要影響。與非灌溉區地下水儲量在干旱年份會出現急劇下降的情況相比，灌溉區地下水儲量與阿爾卑斯山積雪量相關度高，相對更加穩定。灌溉區主要利用融雪補給水進行的低效灌溉做法，能夠促進含水層回補并維持較高的地下水位，使得農田灌溉區的含水層能夠抵御干旱帶來的負面影響。研究成果可為制定考慮地下水補給影響的灌溉系統氣候變化適應性措施提供參考。

NatureWater Published：19May2025 DOI：10.1038/s44221-025-00445-4

氣候變化對水電發展影響的系統性綜述

RenewableandSustainableEnergyReviews Volume219，Articlenumber：115890 DOI：10.1016/j.rser.2025.115890

水電能源是全球可再生能源轉型的關鍵，但是，由于氣候變化影響，水文循環發生改變，水電的可靠性面臨日益嚴峻的挑戰。通過系統性綜述，研究了氣候變化如何通過水資源可利用量、徑流變化以及極端天氣事件發生頻率等影響水電發展的可持續性。基于PRISMA框架，綜合124篇研究論文，從對全球的影響模式、地區脆弱性和適應性策略3個主要維度，分析氣候和水文變化對全球水電系統運行及戰略可持續性的影響。結果表明各地區存在顯著差異：北非和地中海地區等干旱區域的水資源可利用量大幅減少，喜馬拉雅山脈等高海拔地區的季節性徑流差異增大，而北歐等地區降水增加并可能從中獲益。這反映了氣溫升高、融雪時間提前和水分蒸發加劇等普遍存在的氣候變化趨勢正持續削弱生態脆弱地區水電的可靠性。此外，提出了具有應用前景的適應性路徑，具體包括：發展基于人工智能的水資源管理以及水輪機系統改進等技術創新，以提升不確定情況下的水電運行效率；優化水資源綜合管理和跨界合作協議等治理策略，以完善管理機制，協調用水并緩解資源沖突。該綜述整合了全球趨勢變化與地方區域特性，可為具有氣候韌性的水電規劃、基礎設施投資與政策制定提供重要參考，并強調應開展跨學科合作和進行前瞻性策略調整，以確保水電能源在氣候變化背景下發揮重要作用。

全球洪水研究發展的需求、挑戰與關鍵

近年來，洪水事件頻發，給全球各地帶來巨大生命財產損失，影響社會穩定。因此，有必要深入了解洪水成災過程、影響及其隨氣候與環境變化的機制。提升洪水模擬效果可以更好地認識洪水形成機理及其潛在影響。為此，世界氣象組織全球能源與水資源交換計劃（GEWEX）水文氣象組（GHP）開展“全球洪水交叉研究”，旨在促進洪水模擬研究成果在各地區的推廣傳播，并融合得到全球尺度的綜合研究成果。通過構建徑流形成過程動態及其影響的研究框架，分析了“全球洪水交叉研究”在應對上述挑戰中所發揮的作用。研究建立通用的術語體系與方法，以推動全球學術社群交流知識與經驗、開展實驗，進而為更有效地進行洪水管理實踐與制定政策、提升防洪韌性，提出實用有效的建議。此類跨學科多視角的協同能夠促進知識的共享共創，尤其在當下氣候劇烈且快速變化的背景下，有助于推動洪水研究的進一步發展。研究成果將建立跨學科的洪水研究新范式，通過綜合考慮社會經濟影響、預警通信與長期適災策略，從不同維度開展洪水機制與過程的研究，降低洪水風險。

WIREsWater

Volume12，Issue3，Articlenumber：e70026

DOI：10.1002/wat2.70026