▲2022年 7月,重庆市酉阳土家族苗族自治县水利局开展抗旱保水行动。图为抗旱供水后的梅江灌区酉阳段 摄/陈碧生
受全球气候平均状态随时间的变化影响,近年长江流域干旱事件总体呈现广发频发态势。2022年6月入汛以来,长江流域出现了自1961年有完整气象水文观测记录以来最严重的气象水文干旱。面对严峻旱情,党中央、国务院格外的重视,水利部、长江水利委员会(以下简称“长江委”)以及长江流域各级地方政府、气象水文部门等积极主动作为,充分的发挥各类水利工程保供水作用,采取强化“四预”、科学调度和应急供水等多项非工程措施,将此次长江流域极端干旱造成的经济损失减少到最小,保障了长江流域经济社会平稳运行,实现了大旱之年粮食保障、供水无虞,取得了抗旱减灾胜利。
应对2022年极端干旱过程中,也暴露出长江流域在整体防御和抗旱减灾方面还存在的诸多短板与不足,特别是在湿润半湿润地区干旱形成及致灾机理认知、流域水旱灾害统筹治理体系和协调机制、旱情监测预报预警能力、水库防洪抗旱运行管理等方面还存在一定差距。
2022年7—10月,长江流域累计面雨量只有291mm,仅为30年同期均值的61%,为1961年以来历史同期最少,尤其是处于主汛期的8月份,流域降水量仅61.2mm,较30年同期均值偏少五成多。同时,长江流域出现大范围高温热浪天气,多站平均气温及高温日数均为1961年以来历史同期之最,其中重庆北碚出现45℃高温,日最高气温达40℃以上的高温日数达29天。
受前汛期来水影响,2022年6月上旬长江中下游干流各主要站水位较多年同期平均偏高0.4~1.6m,其中中游城陵矶、螺山、汉口等站出现年最高水位。但从6月中下旬开始,长江流域来水明显减少、丰枯急转。长江干流主要控制站7—10月平均流量枯水重现期约60~70年,其中长江中下游干流主要控制站8月份枯水重现期超百年。
长江中下游主要水文站8—10月水位创有实测记录以来历史同期新低,中下游干流主要站及两湖出口控制站8月最低水位较历史同期最小值偏低0.9~2.1m。9月22日沙市站出现历史最低水位29.61m,大通站流量比往年早3个月达到低值。洞庭湖、鄱阳湖8月初进入枯水期,星子站水位创历史新低。
长江沿江沿湖水量虽能满足供水灌溉要求,但部分灌溉涵闸泵站和个别城乡供水工程因水位低,无法正常运行。2022年9月上旬,上海市长江口水源地较往年提前3~4个月受到咸潮入侵,上海市水源地取水受到严重影响,供水保障压力大。
2022年,长江流域四川、重庆、湖北、湖南、安徽、江西、河南、贵州、江苏和陕西等10省(直辖市)均发生旱情,旱情高峰期时流域耕地受旱面积6632万亩,有81万人、92万头大牲畜因旱发生临时饮水困难。其中,江西省受旱最为严重,造成全省545.6万人受灾,因旱需生活救助60.2万人,因旱饮水困难需救助19693人,农作物受灾面积701400hm2,绝收7970万hm2,直接经济损失71.4亿元。
2022年长江流域极端干旱不仅影响了城乡供水和 作物灌溉,还影响到水力发电、航运和生态安全。鄱阳湖9月水域面积较最大时缩小了九成,洞庭湖11月7日水域面积仅为一般的情况的1/7,受“汛期反枯”影响,航道大幅收窄,货船减载,黄金航运期提前结束。
2022年长江流域极端干旱发生以来,在党中央、国务院坚强领导下,水利部、长江委以及流域有关省份地方政府、各部门牢牢扛起水旱灾害防御责任,加强流域防汛抗旱协调指导和监督管理,强化监测预报预警和水工程科学精细调度,突出抓好流域极端干旱防御重点工作。其中,长江委通过优化调度三峡水库和支流雅砻江、嘉陵江、乌江控制性梯级水库,科学开展中小洪水资源化利用,共利用洪水资源近50亿m3;湖北、湖南、江西、安徽等省份在2022年7月初超前谋划,大中型水库多蓄水20%~30%;在两次长江流域水库群抗旱保供水联合调度专项行动期间,长江委和江西、湖南两省水利厅按照水利部部署要求,调度流域75座大中型水库精准补水,累计补水61.6亿m3,有效确保了秋粮丰收和人饮安全,“大旱”之年未见“大灾”。至2022年11月底,长江流域气象干旱基本结束,但流域土壤墒情仍然偏差,河道内水文干旱未消除,来水仍然相对偏少,低枯水位持续,长江委等相关水利部门和水利工程管理单位继续精细调度,保障城乡供水安全。
在应对2022年流域性干旱过程中,长江流域抗旱水利工程体系发挥了及其重要的作用。但在部分地区,尤其是山丘区,抗旱工程措施仍显不足,在2022年干旱严重时期,已建大多数中小型水库蓄水严重不足,库水位低于死水位,甚至干涸。此外,水库防洪与抗旱之间的统筹协调还不够深入,汛期水库运行方式更注重防洪安全,对抗旱供水灌溉的需求考虑不足,且没有最大限度地考虑气象水文预报水平的进步,进而影响了水库在汛期的供水和灌溉功能的发挥。
长江流域极端干旱不仅造成区域性旱灾损失,也会带来流域性缺水问题。2006年长江上游严重干旱曾导致中下游供水和灌溉困难;2022年则是长江流域上中下游均发生了严重干旱,不仅造成干支流、洞庭湖、鄱阳湖出现极端低水位,甚至导致长江口发生咸潮入侵现象。2022年的极端干旱之所以没有造成大的灾害,其关键也在于流域水资源上下游统筹调配应对。通过上游水库群的联合调度补给,不仅有效保障了中下游低枯水位下沿江的供水、灌溉、航运和生态安全,而且某些特定的程度上避免和缓解了长江口咸潮入侵给上海市带来的取水困难。然而,长江流域抗旱减灾工作,从空间上看涉及上下游、左右岸、干支流,从经济社会持续健康发展的角度讲,涉及不一样的地区、不一样的行业、不同部门,存在着区域间利益冲突和部门间利益冲突,导致上下游沟通协调机制不畅、整体推进不协调、跨部门联动不足等问题,迫切地需要进一步建立流域性抗旱减灾统筹和协调机制。另外,从抗旱减灾措施来看,目前比较重视工程措施,相对忽视非工程措施,在防旱抗旱减灾预案、社会节水意识、工程风险管理等方面的政策法规和规程规范还需要修订和完善,主动适应能力不强。
2022年长江流域极端干旱事件暴露出长江流域在干旱基础研究和技术装备创新方面存在不足。长江流域极端水旱灾害的孕育与发生,既有自然气候演变的随机性,也有全球气候平均状态随时间的变化影响的趋势性。迄今为止,人类在干旱发生规律和预测方面仍有很大不足,需要多学科联合探索与研究。从长远来看,在全球气候平均状态随时间的变化、极端天气增加的背景下,如何认知极端干旱对流域水—粮食—生态—能源—航运等安全的影响,如何提升针对极端干旱的应急抗旱减灾和主动防御适应能力,都是亟待解决的问题,需要深入研究和科学谋划。相对于防洪而言,针对长江流域等湿润和半湿润地区干旱问题的相关基础研究和应对关键技术明显偏弱。
建议结合国家和区域水网建设,统筹防汛与抗旱工程措施,实施长江流域水旱灾害整体防御布局,编制长江流域水旱灾害防御总体设计或防旱抗旱专题规划。针对偏远山丘区用水问题,建议在充分的发挥现有大中型水利工程作用的同时,重视小水窖、小水池、小泵站、小塘坝、小水渠等“五小水利”工程作用;针对旱涝/涝旱急转频发的平原地区,建议从防洪抗旱整体角度研究水利工程联合调控,优化调整和修订水库汛限水位,设置河流湖泊和水库旱限/旱警水位,并结合水雨情集合预报信息实行动态水位运行调度,既要发挥水库的防洪功能,也要发挥水库在抗旱中的及其重要的作用,提高洪水资源利用潜力,实现“涝为旱用”;针对“两湖”地区,建议重新审视蓄滞洪区和单/双退圩垸的主动防洪和洪水资源化、生态化利用的多重作用,充分的利用蓄滞洪区及湖区圩垸,主动纳蓄洪水,构建类季节性平原型水库或者蓄水湿地,进而达到汛期纳蓄洪水、非汛期补给湖水的目的,也能提高湖区抗旱供水和灌溉保障能力,还可改善和修复河湖生态环境。
贯彻落实《中华人民共和国长江保护法》,建议在中央层面建立长江流域协调机制和流域综合管理委员会,以现行流域管理与区域管理相结合的管理模式为基础,遵循流域整体性和复杂性规律,建立长江流域水旱灾害统筹防御协调机制,充分的发挥长江流域水利工程体系在保障水—粮食—生态—能源—航运安全的综合作用,实现流域水旱灾害防御的“统一规划、统一治理、统一调度、统一管理”。
建议修订有关法律和法规,使其适应水旱灾害统筹防御新形势新要求,修订完善长江流域梯级水库调度与运行管理相关的技术标准、规程规范与调度方案,科学调整与优化长江流域梯级水库汛期运行方式,实行水库汛期水位动态调度,增强长江流域水利工程体系抗旱作用。建议建立国家跨部门合作信息共享机制,加强长江流域干旱监测评估和预报预警能力,建设集雨情、水情、工情、墒情、农情和民情等多元信息为一体的抗旱减灾决策平台,提升应对水旱灾害(包括旱涝/涝旱急转)的综合管理能力。
针对目前干旱主动适应能力不强的问题,建议从社会管理角度来区别用水类型及对象,设定科学合理的各类用水保障率,出现严重干旱时,应及时采取节水、应急需求管理等非工程措施。在保证生活用水前提下,高耗水行业用水服从高效益行业用水,低效率用水服从高效率用水,统筹考虑抗旱救灾成本与效益。
加强极端干旱下长江流域水—粮食—生态—能源—航运安全等方面的基础科学和战略对策研究
长江流域以其丰富的水资源保障了国家的供水安全、粮食安全和能源安全,具备极其重大的战略地位。但在当前以增温为主要特征的气候平均状态随时间的变化背景下,极端水文事件呈多发、群发态势,经济社会持续健康发展导致 旱灾系统的暴露特性日趋增强,干旱事件发生的不确定性与旱灾风险增加,鉴于近年长江流域干旱频发态势,以及抗旱减灾中存在的不足和薄弱环节,迫切地需要贯彻落实“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”治水思路,加强流域水旱灾害基础理论、新方法和新技术研究。
一是加强南方湿润和半湿润地区干旱形成机制和致灾机理研究。关注全球气候平均状态随时间的变化引发的极端气象水文事件以及涝旱/旱涝急转现象成灾机制及其危害性,着重关注大面积长历时高温少雨干旱对农作物生长关键环节、候鸟栖息重要湿地保护、大型梯级水电站发电效益、重要城市群供水安全等的影响机制,为干旱区划、旱灾风险管理、抗旱规划、洪旱灾害整体防御规划、应急抗旱减灾等工作提供相关依据和方法。
二是加强水旱灾害监测预报和应急管理技术探讨研究和装备研制。充分的利用卫星遥感、大数据、智能感知、数字流域等信息技术,集合水情、雨情、工情、农情和民情等多元信息,并从防洪和抗旱统筹角度,审视和研究优化现有水库调度运行方式,充分协调发挥工程的防洪、抗旱和供水等综合效益。着重关注现代智能化的干旱灾害监测预警技术和水利工程防洪抗旱统筹调度技术,为极端枯水条件下农业生产灌溉、城乡供水保障、河湖湿地生态环境保护和经济社会持续健康发展提供技术支撑。
三是加强抗旱减灾相关的自然科学和社会科学的融合创新研究。以现代自然灾害系统理论为指导,重点研究自然和人类活动双重驱动下的干旱灾害及风险孕育规律,加强干旱适应性相关的经济社会学科领域研究,创建将防灾减灾融入经济社会布局和城市发展的理论方法,和灾害金融和巨灾指数保险的模式,来提升抵御灾害风险的经济社会韧性,促进被动抗旱减灾向主动防御适应转变。
许继军,周涛.长江流域2022“汛期反枯”现象警示与对策[J].中国水利,2023(11):12-14+19.
作者许继军(水利部长江水利委员会长江科学院副总工程师,正高级工程师),周涛
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