前 言 我国特殊的地理气候条件,决定了降水年内时空分布不均、年际变幅很大,加之人口众多,受水旱灾害威胁的土地不断开发利用,水旱灾害频发,损失严重。据不完全统计,自公元前206年至1949年的2155年间,较大的洪涝灾害有1092次、干旱灾害有1056次,其中造成10万人以上人员死亡的水旱灾害时有发生,水旱灾害历来是对我国经济社会发展影响最大的自然灾害。经过新中国成立以来70余年的防洪抗旱工程建设,我国流域防洪工程体系不断完善,主要江河的防洪标准有了较大提高,已逐步形成较为完备的工程体系和非工程体系相结合的水旱灾害防御体系。水旱灾害防御能力不断提升,尤其近10年来实现整体性跃升,水旱灾害防御能力超过了历史上任何一个时期,逐步消灭了困扰我国几千年的大水大灾难、大旱大饥荒的状况。据中国工程院研究成果,目前我国防洪能力已升级到较安全水平,水旱灾害防御能力达到国际中等水平,在发展中国家相对靠前。
前 言
我国特殊的地理气候条件,决定了降水年内时空分布不均、年际变幅很大,加之人口众多,受水旱灾害威胁的土地不断开发利用,水旱灾害频发,损失严重。据不完全统计,自公元前206年至1949年的2155年间,较大的洪涝灾害有1092次、干旱灾害有1056次,其中造成10万人以上人员死亡的水旱灾害时有发生,水旱灾害历来是对我国经济社会发展影响最大的自然灾害。经过新中国成立以来70余年的防洪抗旱工程建设,我国流域防洪工程体系不断完善,主要江河的防洪标准有了较大提高,已逐步形成较为完备的工程体系和非工程体系相结合的水旱灾害防御体系。水旱灾害防御能力不断提升,尤其近10年来实现整体性跃升,水旱灾害防御能力超过了历史上任何一个时期,逐步消灭了困扰我国几千年的大水大灾难、大旱大饥荒的状况。据中国工程院研究成果,目前我国防洪能力已升级到较安全水平,水旱灾害防御能力达到国际中等水平,在发展中国家相对靠前。
Part
Ⅰ
我国水旱灾害防御体系
截至2021年底,我国工程体系建设情况为:
(1)全国已建成各类水库97036座,水库总库容9853亿m3。其中,大型水库805座,总库容7944亿m3,占全部总库容的80.6%;中型水库4174座,总库容1197亿m3,占全部总库容的12.1%。
(2)全国已建成5级及以上江河堤防33.1万km,累计达标堤防24.8万km,堤防达标率为74.9%。其中,1级、2级达标堤防长度为3.8万km,达标率为84.3%。全国已建成江河堤防保护人口6.5亿人,保护耕地42万km2。
(3)全国共设置98处国家蓄滞洪区,分布于长江(44处)、黄河(2处)、淮河(21处)、海河(28处)、珠江(1处)、松花江(2处)等6个流域,涉及北京、天津、河北、江苏、安徽、江西、山东、河南、湖北、湖南、吉林、黑龙江、广东等13个省(直辖市),总面积约3.4万km2,总蓄洪容积约1080亿m3。
(4)全国已累计建成日取水量不小于20m3的供水机电井或内径大于200mm的灌溉机电井共522.2万眼。全国已建成各类装机流量1m3/s或装机功率50kW以上的泵站9.4万处。其中,大型泵站444处,中型泵站4439处,小型泵站88816处。
(5)全国已建成设计灌溉面积2000亩及以上的灌区21619处,耕地灌溉面积39.7万km。其中,50万亩及以上灌区154处,耕地灌溉面积12.2万km2;30万~50万亩大型灌区296处,耕地灌溉面积56.6万km2。
(6)全国水利工程供水能力8984.2亿m3。
(7)全国已建成各类调水工程482项,输水干线总长度17.2万km。七大流域及其各支流基本形成以水库、河道及堤防、蓄滞洪区为主要组成的流域防洪工程体系,通过综合采取“拦、分、蓄、滞、排”等措施,科学实施水工程调度,加强水库群和梯级水库联合调度及河湖联调、湖库联调、库闸联调等,基本能防御新中国成立以来实际发生的最大洪水;通过综合采取“蓄、引、提、调”等措施,可确保城乡供水安全。
我国逐步形成了由法律法规体系、组织指挥体系、监测预报预警体系、群测群防体系等组成的非工程体系,与工程体系紧密结合,共同为水旱灾害防御提供保障与支撑。非工程体系的建设情况为:
(1)从20世纪80年代开始,先后颁布实施了一系列法律法规制度,包括《中华人民共和国水法》(1988年中华人民共和国主席令第61号发布,2002年修订,2009年、2016年两次修正),《中华人民共和国防汛条例》(1991年中华人民共和国国务院令第86号发布,2005年、2011年两次修订),《中华人民共和国防洪法》(1997年全国人民代表大会常务委员会通过,2009年、2015年、2016年三次修正),《蓄滞洪区运用补偿暂行办法》(2000年中华人民共和国国务院令第286号发布),《中华人民共和国突发事件应对法》(2007年中华人民共和国主席令第69号发布),《中华人民共和国抗旱条例》(2009年中华人民共和国国务院令第552号发布),《国家防汛抗旱应急预案》(2005年国务院办公厅印发,2022年国务院办公厅修订后印发),确保水旱灾害防御工作有法可依、依法防控。编制了防御洪水方案、洪水调度方案、各级各类预案等,主要江河流域都编制了洪水调度方案,实施水工程联合调度,可做到“拦、分、蓄、滞、排”合理安排,基本实现对洪水的有效管理。此外,制定了一整套技术标准和规程规范体系,支撑防洪体系建设。
(2)按照统一指挥、分级负责的原则,建立了国家、流域、省、市、县5级水旱灾害防御组织指挥体系。水旱灾害防御实行以行政首长负责制为核心的各项责任制,设置各类水旱灾害防御责任人,实行水库大坝安全责任制,以及小型水库防汛“三个责任人”“三个重点环节”。
(3)水文监测预报预警体系方面,截至2021年底,全国已建成各类水文测站11.9万处(2012年7.0万处),其中国家基本水文站3293处、专用水文站4598处、水位站1.7万处、雨量站5.3万处、墒情站4487处,可发布预报站2521处,可发布预警站2583处,实现了大江大河及其主要支流、有防洪任务中小河流水文监测全面覆盖,水文站网密度、水文测报质量和水文预报精度大幅提升,洪水预报精度达到90%以上,预见期延长至3~7天。全国县级以上水利部门累计配置各类卫星设备3018台(套),利用北斗卫星短文传输报汛站8015个,全国省级以上水利部门各类信息采集点42.95万处。
(4)气象监测已形成地面、高空、空间监测网络。截至2021年底,地面已建成73248个自动气象站,空间有雷达、飞机、气球监测,覆盖全国。自1988年起,成功发射19颗气象卫星,其中在轨运行的有8颗。
(5)基本建成专业防治与群测群防相结合的山洪灾害防御体系。划分了全国山丘区53万个小流域基本单元并建立拓扑关系,完成574个重点城镇、10261个重点集镇、150万个村山洪灾害风险普查,划定了57万处危险区。建设自动雨量水位监测站点7.7万个,布设现地简易监测报警站32万个,2022年试点建设测雨雷达17部。全国建设了国家级、30个省级和2076个县级山洪灾害监测预报预警平台,确定了17万个沿河村落不同时段的预警指标。实现了各类数据的快速汇集、各级互联互通和信息共享,嵌入了高精度、高分辨率山洪灾害风险调查评价成果及责任人网格管理数据,部分地区基于短临气象预报和高精度遥感数据,采用分布式水文模型提前识别分析山洪潜势并发布预警,基层防汛指挥决策能力取得了质的飞跃。
Part
Ⅱ
近年水旱灾害防御实践
受5号台风“杜苏芮”北上与冷空气共同影响,2023年7月28日至8月1日,海河全流域出现强降雨过程,累计面降雨量155.3mm,其中北京市83h面降雨量达到331mm,为常年全面降雨量的60%,降雨总量初步计算为494亿m3。受其影响,海河流域有22条河流发生超警以上洪水,8条河流发生有实测资料以来的最大洪水,大清河、永定河发生特大洪水,子牙河发生大洪水,海河流域发生“23·7”流域性特大洪水,是1963年以来海河流域最大的场次洪水。
党中央、国务院高度重视海河流域暴雨洪水防御工作,水利部及地方各级水利部门认真贯彻党中央、国务院重要指示批示精神。水利部全面启动防汛关键期工作机制,多次召开专题会商会,7月28日启动洪水防御III级应急响应,7月30日将应急响应提升至II级。强化预报、预警、预演、预案“四预”措施,构建雨水情监测预报“三道防线”,滚动发布洪水预警90余次,相关省市水利部门向防汛责任人和社会公众发布山洪灾害预警3.41亿条。调度京津冀84座大中型水库拦蓄洪水28.5亿m3。按程序相继启用大陆泽、宁晋泊、小清河分洪区、兰沟洼、东淀、献县泛区、共渠西、永定河泛区等8处国家蓄滞洪区,最大蓄洪量25.3亿m3。调度永定河卢沟桥、北运河北关和土门楼等关键枢纽,控制河道洪水有序下泄。先后派出26个工作组、专家组,针对性指导地方开展洪水防御和险情处置工作。商财政部下达中央救灾资金11.5亿元,支持京津冀修复水毁水利工程设施;提前拨付蓄滞洪区运用补偿资金15亿元,帮助支持受灾地区和群众尽快恢复生产生活。
在下游河道行洪能力偏低、强降雨形成的超标准洪水远超下游河道行洪能力的情况下(见图1),各级水利部门上下联动、科学应对,“上蓄、中疏、下排、适当地滞”,取得了显著成效。没有发生群死群伤,最大程度保障了人民群众生命财产安全,确保了天津、石家庄等重要防御对象安全;大中小型水库无一垮坝失事,水库拦蓄洪水避免了24个城镇、751万亩耕地受淹和462.3万人转移;妥善处置堤防险情,重要堤防无一决口;蓄滞洪区发挥了重要分洪缓洪滞洪作用,及时有效削减洪峰,分泄超出下游河道行洪能力的洪水(见图2、图3),保障了下游河道的行洪安全,避免了洪水大面积泛滥,极大减轻了下游地区的防洪压力,区内近百万人转移,无一人员伤亡。
2022年7—10月,长江流域发生1961年有实测记录以来最严重的气象水文干旱。流域累计降雨量291mm,较常年同期偏少39%,为1961年以来同期最少;高温日数长达45.6天,为1961年以来同期最多;长江流域上、中、下游来水持续偏枯,出现罕见汛期枯水现象,流域来水较常年同期总体偏少超过4成,其中洞庭湖水系偏少6~7成、鄱阳湖水系偏少7~9成,8月中下游干流出现超100年一遇枯水;中下游干流及洞庭湖、鄱阳湖水位均创有实测记录以来同期最低水位,鄱阳湖星子站9月23日跌破历史最低水位;上海市遭遇历史上最早最严重的咸潮入侵。旱情高峰时,四川、重庆、湖北、湖南等10省(直辖市)作物受旱面积4421.33hm2,81万人、92万头大牲畜因旱发生饮水困难,上海、南昌和武汉等重要城市供水安全一度受到严重威胁,重庆、湖南两省(直辖市)局地群众饮水困难情况持续至12月,还波及生态、航运、发电等多方面。
党中央、国务院高度重视长江流域抗旱工作,水利部及地方各级水利部门认真贯彻党中央、国务院重要指示批示精神。水利部8月11日启动干旱防御IV级应急响应,多次召开长江流域夏秋连旱专题会商会,分析研判旱情形势,部署抗旱保供水保灌溉工作。派出9个工作组指导地方做好抗旱保供水工作。强化预报、预警、预演、预案“四预”措施,密切关注旱区雨情、水情、旱情,滚动预测预报。根据可能发生严重干旱的预测预报,多次发布枯水预警信息,提醒指导地方提前开展水库蓄水保水和沿江引水保水;针对长江中下游抗旱补水和长江口抗咸潮补水滚动编制更新水库群联合调度方案;针对上海市供水受咸潮影响情况,研究实施抗咸潮保上海市供水专项行动;在长江流域秋粮作物生长关键时段,组织实施两轮长江流域水库群抗旱保供水联合调度专项行动,精准调度长江流域75座大中型水库,累计补水61.6亿m3,保障了补水沿线356处大中型灌区2856万亩水稻等秋粮作物及众多小型灌区用水需求。国务院常务会研究安排100亿元中央预备费支持以长江流域为重点的受旱地区抗旱减灾,其中65亿元用于支持水利抗旱救灾工作。
在长江流域发生1961年有实测记录以来最严重的气象水文干旱情况下,实现了“确保旱区群众饮水安全、保障大牲畜饮水和秋粮作物时令灌溉用水需求”的既定目标,确保了上海市供水安全,同时有效保障了洞庭湖、鄱阳湖、太湖等水生态环境安全。
Part
Ⅲ
水旱灾害防御成效
2013—2022年,全国主要江河共发生98次编号洪水,5065条次河流发生超警戒洪水,其中1113条次河流发生超保证洪水、337条次河流发生超历史实测记录洪水,各级水利部门会同有关部门共同努力,成功实现了因洪涝灾害死亡人口、因洪涝直接经济损失占当年GDP的比值、因干旱作物受灾面积、因干旱饮水困难人口及大牲畜、因山洪灾害死亡失踪人口等统计指标历史最低。
全国因洪涝灾害死亡人口由20世纪50年代的年均8571人稳步下降,2000—2009年降至年均1454人,2010—2019年降至年均776人,近几年降至年均295人(见图4);全国因洪涝灾害直接经济损失占当年GDP的百分比由20世纪90年代的年均2.28%稳步下降,2000—2009年降至年均0.58%,2010—2019年降至年均0.38%,近几年降至年均0.19%(见图5)。全国因干旱作物受灾面积在21世纪初之前一直维持在年代平均25000hm2左右,2010年起开始稳步下降,2010—2019年降至年均10751hm2,近几年降至年均4866hm2(见图6);因干旱灾害饮水困难人口和饮水困难大牲畜呈现大幅度减少的趋势(见图7)。全国因山洪灾害死亡失踪人口由2000—2010年平均1178人降至2011—2022年平均326人(见图8)。
我国水旱灾害防御还存在一些薄弱环节和短板。在水库安全方面,病险水库数量多、除险加固任务重,部分水库泄洪能力不足;在河道及堤防方面,人类活动缩窄或压缩河道空间,部分河流堤防未达到设计标准;在蓄滞洪区方面,一些蓄滞洪区防洪工程设施和安全设施建设滞后,缺乏实时监测和进退洪设施;在“四预”措施方面,局地极端暴雨预报准确率、预警覆盖面、防洪调度预演能力、预案修订及时性等有待进一步提高;在法规制度方面,部分法律法规有待制修订。
Part
Ⅳ
思考和建议
受全球气候变化和人类活动影响,近年来极端天气事件呈现趋多、趋频、趋强、趋广态势,暴雨洪涝干旱等灾害的突发性、极端性、反常性越来越明显,突破历史纪录的水旱灾害事件频繁出现。2023年海河流域发生1963年以来最大的场次洪水;2021年郑州“7·20”特大暴雨最大日降雨量接近常年的年降雨量,最大小时降雨量突破了我国大陆气象观测记录历史极值;2021年塔克拉玛干沙漠地区罕见地发生洪水。一向水量丰沛的流域相继出现罕见旱情,2022年长江流域遭遇1961年有完整记录以来最严重的气象水文干旱,鄱阳湖水位跌破历史最低纪录,长江口出现历史罕见咸潮入侵,珠江三角洲、长江三角洲重点城市供水面临严重困难。极端天气和罕见水旱灾害在每个地区、每个流域、每个年份都有可能发生,并且可能出现旱涝交替、洪旱并存的情况。为持续提升我国水旱灾害防御能力,提出如下思考和建议。
一是构建水旱灾害防御矩阵。锚定“人员不伤亡、水库不垮坝、重要堤防不决口、重要基础设施不受冲击”和确保城乡供水安全目标,贯通雨水情、汛情/旱情、险情、灾情“四情”防御,绷紧“降雨—产流—汇流—演进”“流域—干流—支流—断面”“总量—洪峰—过程—调度”“技术—料物—队伍—组织”四个链条,科学精细调度水库、河道及堤防、蓄滞洪区等防洪工程,强化预报、预警、预演、预案“四预”措施,构建纵向到底、横向到边的水旱灾害防御矩阵,实现“防”的关口前移,赢得防御先机。
二是完善水旱灾害防御工程体系。坚持建重于防、防重于抢、抢重于救,以流域为单元,构建由水库、河道及堤防、蓄滞洪区为主要组成的现代化流域防洪工程体系,优化布局、提高标准,全面提升防洪减灾能力。加强水库工程建设及运行管理,加强水库除险加固、安全鉴定、日常维护、安全保障等工作,加强水库大坝、溢洪道、放空设施、堤防险工险段及穿堤建筑物等关键部位隐患排查整治力度。实施河道畅通及堤防达标建设,加强河道行洪空间管控,确保河道行洪畅通。加强蓄滞洪区建设和管理,推进蓄滞洪区防洪工程和安全设施建设,全面排查蓄滞洪区内影响分洪的障碍物和严重污染源等风险隐患。加强水毁水利工程修复,及时恢复防洪功能。
三是建设数字孪生流域,提升“四预”能力。按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”的要求,以数字化、网络化、智能化为主线,以算据、算法、算力建设为支撑,以数字化场景、智慧化模拟、精准化决策为路径,建设数字孪生流域、数字孪生工程、数字孪生蓄滞洪区,构建具有“四预”功能的数字孪生水利体系,实现大江大河重点防洪区域和抗旱“四预”功能。推进天空地一体化监测,构建气象卫星和测雨雷达、雨量站、水文站组成的雨水情监测“三道防线”,延长预见期,提高预报精准度。强化江河洪水、局地暴雨山洪、区域干旱等预警发布,提高对水工程调度和洪水演进过程的预演水平,根据预演结果迭代更新预案,预置巡查人员、技术专家、抢险力量。
四是完善法律法规及管理体制机制。完善水旱灾害防御法治体系,修订防洪防汛抗旱相关法规制度,宣贯《长江保护法》《黄河保护法》,开展蓄滞洪区、水库大坝安全管理等领域法规制修订;强化监测预报、预警发布、会商研判、调度指挥、技术支撑全链条职责;实施流域控制性水工程统一联合调度,推进上下游、左右岸、干支流联防联控联治,强化多目标高效耦合。优化水旱灾害防御应急响应工作规程,健全完善联动响应机制;完善山洪灾害监测预警机制,落实“叫应”机制。
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