《许继军-长江流域2022年汛期反枯现象警示与对策建议.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《许继军-长江流域2022年汛期反枯现象警示与对策建议.pdf(45页珍藏版)》请在三个皮匠报告上搜索。
1、汇 报 人:许继军单位:长江科学院长江流域2022年汛期反枯警示与对策建议1汇报提纲022022年极端干旱特点01长江流域干旱基本特征0305目前已开展的相关研究工作对策建议04干旱灾害应对难点及科技需求1.长江流域干旱基本特征 长江流域干旱总体情况长江流域处于东亚季风气候区,降水时空分配不均,径流丰枯季节性变化显著,容易出现季节性干旱;长江流域上中下游不同时期均有可能发生干旱,其中上游易发生秋冬春干旱、中下游夏伏旱危害大;长江流域中下游气象干旱持续时间一般在36月,而上游发生的严重干旱持续时间会超过6个月,甚至1年以上;流域经济社会发展与水资源供给关系日趋紧密,干旱灾害对区域经济社会影响深远
2、,本世纪以来干旱灾害每年给长江流域带来直接损失超过300亿元以上。3近60年来长江流域干旱日数分布干涸的蓄水池(2006年重庆奉节)村民排队取水(2011年云南砚山)梁子湖支流干涸(2011年湖北武汉)农田受旱(2019年安徽潜山)历史上干旱变化规律千年以来史料记录:长江流域经历个5个大湿润气候期,4个大干旱气候期;自2000年以来,处于小干旱周期;近70年的实测数据:干旱形势不容忽视,尤其是近20年来,干旱事件呈现频发态势,几乎每1-2年都会发生不同程度的干旱。470年42年31年23年近千年来长江流域每50a旱涝型频次统计大干旱气候期近20年来长江流域典型干旱灾害事件1.长江流域干旱基本特
3、征历史典型干旱事件 1959-1961(三年自然灾害)1959年黄河中下游普遍少雨,1960年受旱范围继续扩大,河北、河南、山东、陕西关中、辽宁西部。山东汶水、潍河等8条主要河流断流,黄河从山东范县至济南断流40多天。1961年继续干旱,干旱核心邯郸、德州、济南、菏泽和江淮平原旱情加剧。1959-1961年华北大旱与18741979年大旱类似,为海河和黄河流域范围内的百年一遇大旱,旱灾等级为重旱。1959-1961年3年全国其他省份也遭遇旱灾。云南、贵州、四川冬春连旱,广东、海南旱情持续7个月。3年间全国15个省受灾,旱灾面积54885万亩,成灾22995万亩。因旱全国粮食库存急剧下降,山东、
4、河南、河北灾民外逃。1959年山东、河南等省农民已经耗尽余粮,三年间1000万人死于饥饿。1.长江流域干旱基本特征历史典型干旱事件 1978年长江中下游夏伏旱长江中下游及淮河流域发生严重干旱,当年汉口站无雨日167d,连续无雨日47d;长江中下游1-10月水量为有水文记录以来最低值,中下游大部分塘堰干涸,河溪断流,许多大中型水库水位低于死水位;大通站来水量比常年同期少40%,实测最小流量6759m3/s,为历史上最小值。当年受旱面积16761万亩,成灾面积8658万亩,绝收面积1090万亩,粮食减产873万余吨,受旱人口6644万人1978年,白莲河水库开闸放水1978年,群众在白莲河水库提水
5、抗旱1978年,蕲春遭遇罕见旱灾,群众积极抗旱1.长江流域干旱基本特征历史典型干旱事件 2006年川渝地区夏伏旱夏伏期间,重庆大部及四川东部发生了特大旱灾,旱情持续时间长、强度大,损失极为严重,为自1891年有资料记录以来最为严重的干旱灾害。重庆所辖的40个区(县、市)中有37个区(县、市)发生特大干旱,3个区(县、市)发生严重干旱,影响人口超过2100万人。四川的旱灾波及到21个市(州),影响范围达35.8万平方公里,影响人口超过4700万人8月下旬全国夏伏旱分布图干枯的竹林(重庆大足)干涸的蓄水池(重庆奉节)1.长江流域干旱基本特征历史典型干旱事件 2011长江中下游春夏连旱15月,长江中
6、下游湖北、湖南、江西、安徽、江苏5省累计降水量比多年同期平均偏少5成以上,为近60年来同期最少。45月长江干流部分河段及湖南湘江、资水、沅江和江西赣江、抚河、信江、修河等主要河流均出现了多年同期最低水位。6月初,5省水利工程有效蓄水量比多年同期平均偏少近5成,鄱阳湖、洞庭湖、洪湖的水域面积比多年同期平均分别偏少85%、24%、31%。湖北武汉梁子湖的一个支流已经基本干涸长江支流汉江武汉段水位逼近枯水线,大面积河床裸露湖北省十堰市,水库中的螃蟹因干涸而死1.长江流域干旱基本特征历史典型干旱事件 2011年西南地区伏秋旱2011年5月至10月上旬,我国西南大部降水持续偏少,部分地区降水量较多年同期
7、平均偏少5成以上,云南汛期平均降水比多年同期平均偏少23%,为有记录以来同期最少。同时,气温持续偏高,贵州东部、南部及赤水河谷地区持续出现35以上高温天气,部分县(市、区)最高气温突破当地历史纪录,云南68月日平均气温比多年同期平均偏高1。受持续高温少雨影响,西南主要江河来水较多年同期平均偏少28成,水利工程蓄水偏少24 成,有 1500 多座小型水库干涸。贵州江河来水较多年同期平均偏少59成,贵州全省有498条溪河断流,619座小型水库干涸云南砚山县维摩长岭街村村民拉着牛车排队取水云南省沾益县抗旱服务队为群众送水砚山县维摩长岭街村村民拉着牛车排队取水1.长江流域干旱基本特征历史典型干旱事件
8、2019年长江中下游夏秋冬三季连旱2019年8月至12月上旬,长江中下游地区及太湖流域降雨较常年同期少5成以上,库塘蓄水不断消耗,导致长江中下游地区大部、太湖流域部分地区发生夏伏旱并持续发展为夏秋冬连旱,受旱范围不断扩大,受旱程度持续加剧。旱情主要集中在湖北、江西、安徽、湖南、重庆。鄱阳湖水位降低露出的滩涂(11月28日)安徽潜山市余井镇受旱的农田(9月)长江汉口水文站将至13.49m,为1993年以来同期最低水位(12月)1.长江流域干旱基本特征汇报提纲022022年极端干旱特点01长江流域干旱基本特征0305目前已开展的相关研究工作对策建议04干旱灾害应对难点及科技需求12 雨季降水极少,
9、同时伴有高温天气2022年7月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5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的高温,日最高气温达40以上的高温日数长达29天。降水偏少2022年7月至8月降水量2.2022年极端干旱特点13 流域来水极少,上下游同枯2022年7月10月,长江总来水量(大通站)较30年同期均值偏少近5成。时值主汛期,却发生了历史罕见的流域性严重枯水,长江干流主要控制站71
10、0月平均流量枯水重现期约6070年一遇,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一遇。2.2022年极端干旱特点2022年水位-流量过程与历史比较沙市汉口九江大通沙市汉口九江大通红色线为2022年黑色线为历史同期下包络线主要控制站点径流量距平大通站径流量14 河流湖泊水位快速下降,突破历史最低水位长江中下游主要水文站810月均创有实测记录以来历史同期最低水位,8月份中下游干流主要站及两湖出口控制站最低水位较历史同期最小值偏低0.92.1m。2022年9月22日沙市站出现历史最低水位29.61m,大通流量比往年早3个月达到低值。洞庭湖、鄱阳湖8月初就提前进入枯水期,星子站水位创历史最低
11、水位。2.2022年极端干旱特点15 供水形势严峻,低水位增加取水难度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满足,一度取水困难。2022年9月上旬上海市长江口水源地受到咸潮入侵,较往年提前34个月,上海市水源地取水受到严重影响,供水保障压力大。2.2022年极端干旱特点长江沿江干流取水口现状调研与问题分析(2022年8-9月)16 受旱面积大,旱情程度严峻2022年,长江流域云南、贵州、四川、重庆、湖北、湖南、江西、安徽、江苏和陕西、河南等11省市均发生旱情,严重时长江流域农作物受旱面积2852千公顷,因旱影响供水473万人。其中,江西省受旱最为
12、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701.4千公顷(1052.1万亩),绝收79.7千公顷(119.5万亩),直接经济损失71.4亿元。2.2022年极端干旱特点2022年7月至8月干旱发展过程66952220228722402088650008月10日8月24日9月7日9月21日10月5日10月19日千公顷长江流域农作物受旱面积情况表长江流域农作物受旱面积情况表农作物受旱面积重旱面积23829747342440
13、08月月17日日8月月31日日9月月14日日9月月28日日10月月12日日10月月26日日万人万人长江流域因旱影响人口情况表长江流域因旱影响人口情况表影响供水人口影响供水人口饮水困难人口饮水困难人口17 干旱波及水力发电、航运和生态安全2022年长江流域极端干旱不仅影响了城乡供水和作物灌溉,还严重影响水力发电、航运和生态安全。例如,作为我国水电大省四川省,2022年夏天严重干旱导致该省水力发电能力下降50%以上,造成严重缺电影响;长江“双肾”鄱阳湖和洞庭湖日渐干涸,鄱阳湖9月水域面积较最大时缩小了九成以上,洞庭湖11月7日水域面积仅为正常情况的七分之一;受“汛期反枯”的影响,航道大幅收窄货船减
14、载,黄金航运期提前结束。2.2022年极端干旱特点2022年:空间范围更广、持续时间更长,饮水困难与农业灾害损失相对较高,但并非最高,说明近15年来长江流域抗旱减灾能力有所提升年份受旱严重地区持续月份降水偏少情况人饮困难数(万人)牲畜饮水困难数(万头)作物受灾面积(103hm2)2006西南地区(重庆、四川、贵州及云南)15月25成3922802335.05重庆、四川68月58成1537.241632.4946562011湖南、湖北、江西、江苏及安徽15月5成以上383183.425695.5西南地区510月59成2013四川、云南、重庆及贵州翌年12月4月68成4752
15、744842湖南、江西、安徽、浙江、江苏及湖北68月56成619云南16月3成以上216107.231636长江中下游及太湖流域(湖北、江西、安徽、福建、湖南及重庆)812月67成219.2815.12300.592022四川、重庆、湖北、湖南、安徽、江西等9个省(市)6月中旬至今56成4737143232.2022年极端干旱特点19在气候变化背景下,长历时的高温少雨天气、“汛期反枯”极端水文事件,未来是否会成为“常态”?“大旱”之年未见“大灾”水利部长江水利委员会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5
16、0亿立方米;湖北、湖南、江西、安徽等省份在2022年7月初就超前谋划、积极作为,多蓄水23成;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,长江委会同江西、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62亿立方米,有效确保了秋粮丰收和人饮安全。至2022年11月底,长江流域气象干旱已基本结束,但流域土壤墒情仍然偏干,河道内水文干旱还未消除,来水仍然相对偏少,低枯水位还将持续。2.2022年极端干旱特点20 未来气候变化趋势研判长江上游地区(尤其是川渝地区)呈现出暖干化的趋势,干旱频次和强度均将会明显增加,旱灾风险加剧长江中下游地区(尤其是鄱阳湖和洞庭湖地区
17、)虽然呈现出暖湿化的趋势,但降水时空分布更为不均,水资源系统脆弱性增加,旱灾风险整体仍呈增加趋势,且旱涝/涝旱急转现象会进一步凸显气候模式及其降尺度技术未来气候变化特征未来干旱变化特征气候模式评价与优选0.000.010.020.030.04050100150200概率气象要素OBSGCM1GCM2GCM30.000.010.020.030.04-100-90-80-70-60-50气象要素时间OBSGCM1GCM2GCM3气象要素分布统计特征气象要素时间演变趋势SaSkGCMs模拟效果:SS=f(Sa,Sk)0.000.010.020.030.040.050.060.070.080.090.
18、100.110.120.130.140.150.160.170.180.190.200.210.220.230.240.250.260.270.280.290.300.310.320.330.340.350.360.370.380.390.400.410.420.430.440.450.460.470.480.490.500.510.520.530.540.550.560.570.580.590.600.610.620.630.640.650.660.670.680.690.700.710.720.730.740.750.760.770.780.790.800.810.820.830.840.
19、850.860.870.880.890.900.910.920.930.940.950.960.970.980.991.001.011.021.031.041.05050100150200累积概率气象要素OBSGCM_rawGCM_revFOBS-1(p)Fhist_raw-1(p)降水校正函数:g(p)=FOBS-1(p)/Fhist_raw-1(p)气温校正函数:g(p)=FOBS-1(p)-Fhist_raw-1(p)气候模式订正降水预估:Frcp_rev-1(p)=g(p)Frcp_raw-1(p)气温预估:Frcp_rev-1(p)=g(p)+Frcp_raw-1(p)1063.01
20、072.9 80006620046年降水量(mm)年份RCP2.61063.01063.6 80006620046年降水量(mm)年份RCP4.51063.01049.2 80006620046年降水量(mm)年份RCP8.514.99 12.914.6 12.013.014.015.016.0619861996
21、200620046年均气温()年份RCP2.615.17 12.914.5 12.013.014.015.016.06620046年均气温()年份RCP4.515.93 12.914.9 12.013.014.015.016.06620046年均气温()年份RCP8.5未来气温变化未来降水变化0%20%40%60%80%100%轻度干旱中度干旱重度干旱干旱面积干旱面积变化(%)干旱等级RCP2.60%20%40%60%80%1956 1966
22、 1976 1986 1996 2006 2016 2026 2036 2046干旱率(%)年份RCP2.6轻度干旱中度干旱重度干旱5年滑动平均0%20%40%60%80%100%轻度干旱中度干旱重度干旱干旱面积干旱面积变化(%)干旱等级RCP4.50%20%40%60%80%1956 1966 1976 1986 1996 2006 2016 2026 2036 2046干旱率(%)年份RCP4.5轻度干旱中度干旱重度干旱5年滑动平均0%60%120%180%轻度干旱中度干旱重度干旱干旱面积干旱面积变化(%)干旱等级RCP8.50%20%40%60%80%1956 1966 1976 198
23、6 1996 2006 2016 2026 2036 2046干旱率(%)年份RCP8.5轻度干旱中度干旱重度干旱5年滑动平均2.2022年极端干旱特点汇报提纲022022年极端干旱特点01长江流域干旱基本特征0305目前已开展的相关研究工作对策建议04干旱灾害应对难点及科技需求22 长江流域干旱形成机制和致灾机理较为复杂长江流域位于湿润和半湿润地区,气象干旱发展成农业干旱和水文干旱乃至成灾的过程较为复杂,受到降水和气温等气象条件、农业种植方式和灌溉条件、河流来水、水库蓄水和取水条件等诸多因素的影响,在旱灾应对过程中,需要考虑的影响因子和关键环节繁多。2022年夏秋季虽然发生了极端的气象干旱,
24、水文干旱也是极为严重,但由于应对有效,有灌溉条件的绝大部分地区并没有出现严重的农业干旱,也没有出现严重的供水安全事故等经济社会损失。气象干旱旱灾,气象干旱只是诱因,但不一定成灾3.长江流域干旱灾害应对难点23 干旱发展过程缓慢且受多因子影响,旱情监测评估和预报预警难度大干旱是个“慢性病“,其发展需要一段时间,短则一个月,长则半年,甚至跨年度,目前中长期气候和水文预报精度低,难以准确预测未来发展趋势。尤其是在长江流域,需要考虑水情、雨情、工情、农情和民情等多种因素,才能做好气象干旱预报预测和农业干旱和水文干旱发展态势的研判。比如2022年11月后,气象干旱已基本结束,土壤墒情得到一定缓解,但河道
25、径流将会保持较长时期的低枯水位。3.长江流域干旱灾害应对难点24 干旱影响涉及范畴广,各地区抗旱能力/旱灾韧性存在较大差异,因旱致灾的不确定性大干旱对长江流域城乡供水、农作物生长、内河航运、水力发电以及河流湖泊湿地生态环境等均有着显著的影响,不同时期、不同区域、不同承灾体对干旱的响应特征不尽相同,且旱灾风险各构成要素间(自然因素和人为因素)存在着复杂的非线性关系,因旱致灾不确定性大。目前流域/区域的抗旱能力评估和防旱抗旱规划工作比较薄弱。作物生长鱼类产卵洄游候鸟栖息沿江取水水力发电干旱影响3.长江流域干旱灾害应对难点25 防洪与抗旱之间的调度统筹还不够,旱涝/涝旱急转对水利工程运行调度极具挑战
26、长江干支流大多数水库都是季调度水库,对径流的调节能力有限(全流域只有25%左右),而且在汛前(一般56月份)水库需按照防洪安全要求,消落至汛限水位来运行,汛期水库内留蓄的水量不多;若遇类似2022年这样的夏季伏旱,一方面水库本身蓄水不多,而上游又没有来水,从而导致水库在此干旱时期的供水、灌溉和发电等方面的作用难以正常发挥。防汛抗旱3.长江流域干旱灾害应对难点26 思路开拓创新水旱灾害统筹防御迫切需要按照新时代的系统治水思路,不仅仅要防洪抗旱统筹,还要系统考虑水旱灾害防御与水资源短缺、水环境恶化和水生态损害等新老四水问题,加强流域水旱灾害整体性统筹防御的科学认知、基础理论,以及新方法和新技术等方
27、面的研究,以进一步保障长江经济带高质量发展应对对象空间单元时间尺度工程措施管理措施综合对策防洪抗旱相统筹,发挥水库防洪与抗旱多重效益河道内与河道外相协调,地表与地下相结合常态过程与极值过程相结合,多时间尺度协同大、中、小、微工程相统筹,蓄、引、提、调工程相结合法制、体制、机制并举工程与非工程措施相适应3.长江流域干旱灾害应对科技需求27 迫切需要加强流域/区域干旱形成机制和旱灾机理等相关的基础研究相对于防洪而言,针对湿润地区的干旱相关基础研究比较薄弱,应进一步丰富流域/区域水旱灾害统筹防御理论,重点突破气候变化引发的极端气象水文事件、涝旱/旱涝急转的成因机制,以及大范围长历时高温少雨的致灾机理
28、等3.长江流域干旱灾害应对科技需求 迫切需要开展流域/区域干旱灾害监测评估与预报预警技术研发重点突破中长期气象水文预报集合旱情模拟推演和旱灾风险评估的模型方法和创新技术,充分利用卫星遥感、大数据、智能感知、数字流域等信息技术,研发集合水情、雨情、工情、农情和民情等多元信息的干旱灾害防御和应急管理决策支持平台技术28干旱灾害应急管理决策支持平台干旱灾害应急管理决策支持平台3.长江流域干旱灾害应对科技需求 迫切需要从防洪和抗旱统筹角度加强水库抗旱调度研究,优化汛期水库运行方式针对长江流域径流特点及其丰枯变化,尤其旱涝/涝旱急转频发地区,从防洪和抗旱统筹角度,来研究水利工程的联合调控,并优化水库汛限
29、水位运行方式,发挥水库防洪与抗旱多重效益,提高雨洪资源化利用潜力以及实现“涝为旱用”迫切需要加强抗旱非工程措施研究,提高经济社会系统适应旱灾风险的能力干旱是自然现象,但是否发展成为旱灾,则与我们的抗旱能力和应对行为密切有关。需要以现代自然灾害系统理论为指导,加强干旱适应性相关研究,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,加强灾害金融和巨灾指数保险等研究,从而提高抵御灾害风险的经济社会系统韧性,促进被动抗旱减灾向主动防御适应转变汇报提纲022022年极端干旱特点01长江流域干旱基本特征0305目前已开展的相关研究工作对策建议04干旱灾害应对难点及科技需求可获悉流域/区域内的地表水、地
30、下水、土壤水以及蒸发、径流等全要素的空间分布状态(15km分辨率)和随时间的变化过程(日尺度)模型框架模型原理模型应用“山坡沟道”系统 旱情综合评估和预报模型方法(国家自然科学基金项目)从水循环过程角度,开发了基于分布式水文模拟的旱情评估预报模型,能够全景模拟水文过程,获悉流域/区域内的地表水、地下水、土壤水以及蒸发、径流等气象水文要素的空间分布状态和随时间的变化过程4.目前已开展的相关工作基于分布式水文模拟的旱情预报技术框架长江流域典型干旱事件发展过程推演可对旱情发生发展过程进行多指标的综合评估和高时空精度的推演预报,获取高时空分辨率的旱情等级分布图(旬、月尺度、15km网格)。气象输入降水
31、潜在蒸发(气温、日照、风速和相对湿度)流域水文循环过程模拟山坡水文模拟降水截留下渗蒸散发坡面汇流地下出流格网系统汇流模拟河网系统河道汇流水库调节灌溉取水流域空间信息库水文要素输出流量过程径流深实际蒸发土壤含水量干旱模拟和预报PDSI干旱推演模型干旱发展过程模拟干旱要素指标变化常用干旱评估指标降水距平指标干燥度/湿润指数土壤含水量指标径流距平指标数字高程DEM河网提取子流域划分地貌参数计算山坡河沟概化遥感资料土地利用类型植被分布植被指数LAI土壤数据土壤类型土壤厚度土壤物理参数河道水库河道断面水力学参数水库参数历史旱情灾情统计资料气象观测资料2006年11月-2007年4月干旱事件2008年11
32、月-2009年4月干旱事件2012年12月-2013年5月干旱事件旬尺度月尺度5km网格1km网格00030004500600020062009201220152018干旱覆盖率(%)受灾面积(千hm2)年份(a)农作物受灾面积(源于中国水旱灾害公报)干旱覆盖百分率(根据SSDI-3M计算)y=140.39x-726.68R =0.4848006000010203040受灾面积(千hm2)干旱覆盖百分率(%)(b)过程验证4.目前已开展的相关工作 旱情综合评估和预报模型方法(国家自然科学基金项目)基于气象水文过程分布式模拟并结合干旱发生发展过程的重要
33、环节(气象水文农业),通过连续演算降水蒸发、土壤水分亏缺和持续时间对干旱程度的累积影响,精确描述干旱发生、发展和结束32既可再现历史干旱事件过程,为抗旱规划和水资源管理提供科学依据,也可结合气象统计和预报信息对下阶段旱情发展进行推演预测,为抗旱减灾决策提供技术支持旱情预报结果发布PDSI指标降水距平干燥度径流距平土壤墒情干旱评估和旱情预报服务平台 旱情综合评估和预报模型方法(国家自然科学基金项目)在GBHM分布式水文模拟模型与多指标干旱评估预报模型的基础上,构建了基于WEBGIS的网络化干旱评估和旱情预报服务平台4.目前已开展的相关工作将传统以农业为主的承灾对象拓展致农田、城镇、天然林草地、湖
34、泊湿地等多个子系统,从弹性力学的角度阐明了不同类型承灾体因旱致灾的渐变性与突变性特征实验室尺度与田间尺度下水分胁迫机理试验区域尺度下多场景下灾损过程推演分析干旱强度旱灾损失关系0 10 20 30 40 50 60 70 0%20%40%60%80%100%平均缺水损失(亿元)单月总缺水比例重点工业一般工业建筑业及第三产业居民生活-80-4004080050002500ESV减少量(亿元)入湖水量(亿m)农田城镇湖泊湿地天然林草地xyzoPW1(危险点)W2(破坏点)弹性区塑性区qabr3333333333332022rrrddrra qrbrbaa qrbrba000y
35、xxzxxyyzyyzxzzXxyzYxyzZxyz121212xxyyzzxyyxyzzyzxxzuvwxyzuvyxvwzyuwzx 旱灾风险评估技术(国家重点研发专项课题)通过水分胁迫机理试验与多场景下灾损过程推演分析,揭示了不同承灾体干旱产生、发展、致灾过程的演变机理及驱动模式,建立干旱强度和旱灾损失之间的本构方程4.目前已开展的相关工作风险动态评估思路风险因子动态预测风险评估前期来水亏缺+当前月来水变化干旱损失动态变化曲线不同来水频率下可供水量计算不同类型产业正常需水量计算城市干旱指数(月尺度)城市干旱缺水损失模型基于动态优化法的城市干旱缺水量配置计算干旱缺水损失城市因旱缺水风险动态
36、评估水位-缺水关系HARA函数抗旱定额法验证 城市干旱指数:用于识别干旱,是研判风险的基础 城市干旱损失模型:辨识灾损响应特征,定量表征脆弱性 水文预测模型:提供干旱评价模型、因旱损失评估模型的来水驱动数据,实现旱灾风险的动态评估基础理论农业城市生态农业(长江中下游)工业(长株潭地区)林草(长江上游)湿地(鄱阳湖)从“动态评估”的角度研判不同类型承灾体“旱情旱灾”的渐变过程及突变特征,相较于传统风险“静态评估”的模式,更具有时效性2019年长江中下游,湖北和江西两省的旱灾损失降低了约4.6亿元前期来水亏缺+当前月来水变化干旱损失动态变化曲线不同来水频率下可供水量计算不同类型产业正常需水量计算城
37、市干旱指数(月尺度)城市干旱缺水损失模型基于动态优化法的城市干旱缺水量配置计算干旱缺水损失城市因旱缺水风险动态评估水位-缺水关系HARA函数抗旱定额法验证 城市干旱指数:用于识别干旱,是研判风险的基础 城市干旱损失模型:辨识灾损响应特征,定量表征脆弱性 水文预测模型:提供干旱评价模型、因旱损失评估模型的来水驱动数据,实现旱灾风险的动态评估 旱灾风险评估技术(国家重点研发专项课题)以水资源系统随机分析与机器学习技术为支撑,面向农业、城镇和生态等不同承灾体,提出了多驱动因子动态变化条件下旱灾风险综合度量方法4.目前已开展的相关工作35 长江流域旱灾风险区划图(水利前期项目-水规总院委托)在旱灾风险
38、普查资料的基础上,以气象干旱水文干旱农业/生态/经济社会干旱的演变过程为主线,基于多维干旱特征旱灾损失关系,编制了能够体现长江流域(片)气候和地域空间差异性的旱灾风险区划图农业干旱灾害风险因旱人饮困难风险城镇干旱灾害风险干旱灾害综合风险干旱对农业的影响干旱对人饮的影响4.目前已开展的相关工作36 长江流域旱灾风险区划图(水利前期项目-水规总院委托)从自然、工程、管理三个方面分析干旱灾害风险源,并结合旱灾风险区划与区域抗旱减灾能力评估,编制干旱灾害防治区划,初步确定了长江流域片旱灾风险应对的重点环节与关键因子风险源类型干旱灾害风险形成的主导性因子重点防治区中等防治区一般防治区旱灾风险区划抗旱减灾
39、能力评估自然条件工程措施管理措施4.目前已开展的相关工作37 重要河段控制断面旱警水位(流量)指标(长江委抗旱业务费项目)针对2022年“汛期反枯”情形,分析比较了长江干流主要控制站水位流量过程,并对干流沿线取水口进行了现场调研4.目前已开展的相关工作长江沿江干流取水口现状调研与问题分析(2022年8-9月)2022年水位-流量过程与历史比较沙市汉口九江大通沙市汉口九江大通红色线为2022年黑色线为历史同期下包络线38 重要河段控制断面旱警水位(流量)指标(长江委抗旱业务费项目)通过现场勘查和调研,并结合相关供水规划、水量分配方案、生态流量保障方案等成果,统计分析了长江流域重要河段控制断面用水
40、需求等,初步确定长江干支流135个重要河段控制断面旱警水位(流量)指标上游中下游干流汉江鄱阳湖及其他洞庭湖长江中下游干流主要断面旱警水位(流量)4.目前已开展的相关工作39 三峡水库应急抗旱补水调度研究(三峡后续基金项目)结合2022年汛期三峡水库抗旱补水调度,构建了基于数据驱动方法的水库下泄流量与下游控制断面水位流量参数响应关系模拟模型,开展了典型干旱情景下三峡水库应急抗旱补水模拟分析,各站水位预测值与观测值差值的小于0.08m,均方根误差小于0.06,纳什效率系数高于0.95,模型预测精确度较高以8月16日-21日三峡补水过程为例,对比模型预测与实测21日末水位站点15日8时实测水位官方预
41、测三峡不补水21日末水位21日实测值本项目模型水位与无补水比较抬升效果预测水位与实测值对比与15日比较抬高效果与无补水比较抬升效果沙市33.3433.333.480.1833.520.050.180.22城陵矶23.5522.723.330.6323.370.05-0.180.67汉口17.3016.316.730.4316.790.06-0.510.49湖口10.379.559.720.179.790.04-0.580.24大通6.846.446.18-0.266.210.05-0.63-0.23各站2022.8.17-2022.8.23水位预测值与观测值差值时间沙市城陵矶汉口九江湖口大通2
42、022/8/170.01-0.040.010.010.040.062022/8/180.060.02-0.040.01-0.03-0.012022/8/190.05-0.040.020.02-0.080.032022/8/200.000.010.030.020.020.072022/8/210.040.040.060.01-0.060.032022/8/220.040.02-0.060.010.010.062022/8/230.050.060.03-0.020.040.044.目前已开展的相关工作40 三峡水库应急抗旱补水调度研究(三峡后续基金项目)同时分析了不同调度运行时段水库坝前可用于应急
43、抗旱补水量,以及不同调度时段、不同下泄流量与中下游控制断面水位涨幅变化之间的响应关系,初步界定了三峡水库应急抗旱补水调度的有效作用范围宜昌流量初始范围补水方式沙市城陵矶汉口九江大通2800m3/s-7000m3/s加大1000m/s0.30m0.36m0.11m0.14m0.04m0.05m0.05m0.06m0.01m0.02m加大2000m/s0.71m0.76m0.21m0.27m0.09m0.10m0.09m0.11m0.02m0.03m7000m/s-11000m/s加大1000m/s0.02m0.22m0.01m0.06m0.01m0.05m0m0.02m0m0.01m加大2000
44、m/s0.02m0.47m0.01m0.08m0.01m0.05m0m0.04m0m0.02m加大3000m/s0.05m0.77m0.03m0.10m0.01m0.08m0.01m0.06m0.01m0.05m11000m/s13000m/s加大1000m/s0.01m0.02m0.01m0.02m0.01m0.02m0m0.01m0m0.02m加大2000m/s0.02m0.04m0.01m0.03m0.01m0.03m0.01m0.03m0m0.02m加大3000m/s0.02m0.09m0.02m0.05m0.01m0.04m0.01m0.03m0.01m0.02m 当处于中低来水量级
45、情形,若三峡水库加大补水10003000m/s,下游沙市站、汉口站、大通站最高水位增幅依次为0.77m、0.10m、0.05m 当处于较大来水量级情形,若三峡水库加大大补水10003000m/s,下游沙市站、汉口站、大通站最高水位增幅依次为0.09m、0.04m、0.02m4.目前已开展的相关工作汇报提纲022022年极端干旱特点01长江流域干旱基本特征0305目前已开展的相关研究工作对策建议04干旱灾害应对难点及科技需求42一是建议统筹防汛与抗旱工程措施,进一步完善长江流域水安全保障体系 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
46、害防御总体规划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重要作用,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,充分利用蓄滞洪区及湖区圩垸,主动纳蓄洪水,构建类似季
47、节性平原型水库或者蓄水湿地,从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。5.对策建议43二是建议统筹区域与流域治理能力,充分发挥水工程的综合作用 建议贯彻落实长江保护法,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”。建议修订适应水旱灾害统筹防御新形势新要求的有关法律法规,修
48、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,
49、低效益用水服从高效率用水,统筹考虑抗旱救灾成本与效益。5.对策建议44三是建议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 建议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。关注全球气候变化引发的极端气象水文事件以及涝旱/旱涝急转现象的成灾机制及其危害性,重点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方面的影响机制,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科学依据和理论方法。建议加强水旱灾害监测预报和应急管理技术研究和装备研制。充分利用卫
50、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,审视和优化研究现有水库调度运行方式,充分发挥和协调工程的防洪、抗旱和供水等综合效益。重点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,加强极端干旱条件下应急供水技术与装备研制,以现代化的制造和装备技术,来提升应急抗旱供水保障能力。建议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社会经济布局和城市发展的理论方法,以及灾害金融和巨灾指数保险的模式,从而提高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。5.对策建议45谢谢各位专家领导,敬请批评指正!谢谢各位专家领导,敬请批评指正!