气候变化背景下如何提高水利工程气候韧性？水科院专家详解
洪涝灾害是中国发生最频繁、危害最大、造成损失最严重的自然灾害之一，随着全球气候变化影响加剧，暴雨洪涝灾害的突发性、极端性、反常性越来越明显。
水利部部长李国英在刚刚闭幕的第三届亚洲国际水周上作主旨报告时说，今年，中国大江大河发生25次编号洪水，刷新1998年有统计资料以来最高纪录，水利部启动防汛应急响应39次，发布洪水预警4238次，调度运用6293座（次）大中型水库拦蓄洪水1404亿立方米，最大程度保障了人民群众生命财产安全，最大限度减轻了洪涝灾害损失。
面对气候变化带来的挑战，如何提高水利工程的气候韧性？
针对上述问题，中国水利水电科学研究院（以下简称“水科院”）组织专家向澎湃新闻（www.thepaper.cn）提供了书面回复。水科院隶属水利部，是从事水利水电科学研究的国家级社会公益性科研机构。
水科院指出，气候变化直接导致致灾因子危险性不断增加，人口增长、城市化、土地利用变化等社会因素影响水利工程灾害风险的强度、危害、灾害链的衍生。不同区域应厘清气候变化灾害效应的区域特征，加强水利工程灾害链衍生激励研究，提出针对性的应对政策，充分利用数字孪生、四预等技术和手段，以最大程度提高水利工程韧性。
气候变化导致的水利工程风险成为水利高质量发展的主要威胁之一
近年来全球显著升温的异常加速态势，超过了过去数百年、甚至数千年的气候系统变化幅度，造成水循环时空分配偏向极端化，干季更干、湿季更湿，极端降雨频次与强度均明显增加，如极端干旱的非洲撒哈拉沙漠频频出现强降雨过程、长江流域发生流域性特大干旱，郑州市发生有记录以来最强降雨过程等。气候变化导致的水利工程风险成为水利高质量发展的主要威胁之一。
水科院回应说，气候变化背景下，水利工程管理面临新问题，首先体现在气候变化导致水利工程风险不确定性增加。
水利工程的设计和建设的主要依据之一是长序列降雨水文规律，但在气候变化背景下，降雨水文规律发生变化，当初采用的重现期降雨量大概率已远低于当前条件下重现期雨量，而大量水利工程未及时更新相关数据、方案、预案，导致水利工程风险面临很大不确定性。
其次，水利工程链生灾害机制不明。气候变化背景叠加人类活动强度加强，水利工程链生灾害频发，导致人类社会面临水利工程灾害的脆弱性提高。如强震发生，往往会造成震区水库大坝等水利工程损毁，进而威胁水库下游不断扩张的城市或新建的产业设施。若水库发生溃坝，不止威胁下游城市和村庄，还可能会影响下游输水工程，进而影响输水工程受益区供水安全，进而引发一系列不确定的突发风险。
再次，气候变化灾害效应的区域特征差异明显。大气环流、地形等因素综合作用，海陆热力差异、山地气象的海拔依赖性特征、城市化带来的热岛效应等致使自然灾害对气候变化的响应在区域尺度上呈现出显著不均衡性。普遍认为，“干旱地区将变得更加干燥, 潮湿地区将变得更加潮湿”模式，但观测数据表明, 极端气候事件的强度、时间存在极大不确定性。这是目前造成水利工程影响不确定性的主要因素之一。
开展水利工程风险普查，建立灾害基础数据库
气候变化背景下，如何提高水利工程气候韧性？
水科院认为首先应开展水利工程风险普查，建立灾害基础数据库。水利工程类型多、风险复杂。应充分利用山洪灾害调查、水旱灾害风险普查成果，尽快对全区进行全面、系统的灾害普查。利用遥感、大数据、无人机、激光雷达等先进探测技术和数据分析技术，获取第一手全面、完整、近实时的水利工程灾害和风险数据，建立水利工程和环境气候因素（降雨、水文、地质、地形、社会经济等）等于一体的基础资料数据库，为灾害机理研究和监测预警提供基础资料。
其次，应动态评价水利工程面临的气候变化不确定性风险。需要利用监测数据和气候模型成果，动态评价气候变化背景下水利工程面临的风险。
“一方面，随着水利工程使用年限增加，工程安全性会降低；另一方面，需要采用新的降雨水文规律，采用新的降雨重现期数据对水利工程的应对能力进行分析、调整。”水科院回复说。
明晰水利工程灾害链生机理，为灾害应对提供科学支撑
明晰气候变化背景下水利工程灾害链生机理也非常重要。水科院指出，在气候变化背景和经济快速增长情况下，水利工程灾害链不断延长，需要厘清强震、地质灾害、大范围极端强降雨等强致灾因素引发的水利工程风险链生灾害路径和衍生机理，为水利工程灾害应对提供科学支撑。
另外，水利工程类型多、分布广、运行时长跨度大、管理水平高低不一。需要不断加强水利工程安全监测和风险预警。以水库为例，全国97000多座水库，尤其是小型水库，设计、建设、管理水平，难以应对气候背景下极端降雨，需要利用“三道防线”，及安全监测设备，加强水库预报风险、监测风险、工程风险监测，感知极端事件和工程风险，及时预警，最大程度降低工程风险，以及风险发生后的危害。
当气候灾害风险来临，如何提高水利工程管理机制和风险应对水平？水科院指出，水利工程除了防洪作用，还涉及供水、抗旱、发电等多种功能，需要在坚持安全底线的条件下，综合考虑各方需求，提高工程综合效益。一方面，在体制机制方面，坚持责任明确；另一方面，利用数字孪生等新技术，运用四预措施，提高风险应对水平。
水科院指出，中国幅员辽阔，气候特征差异大，应因地制宜采用差异化应对措施。从历史统计来看，干旱地区水利工程风险概率高于湿润地区，而气候变化背景下，干旱地区的降雨变率更高，需要按照风险区划，采用差异化应对手段，以应对不同地区差异化的主要致灾因素。如青藏高原气温整体上升, 温度升高导致冻土退化,增加了地下水储水空间，土体中液态水的含量亦急剧上升，多年冻土消融也有助于局地地表径流的增加，使得流水冲刷河岸和沟床物质动力增强，利于山洪、泥石流、崩塌等灾害的发生。
最后，水科院建议要促成水利工程灾害信息共享和减灾协同机制。加强水利、应急、气象、救援、统计等多部门之间信息共享和实时协同。提高跨部门水利工程灾害感知、预警和应对水平。
