氣候變化對(duì)我國(guó)水利基礎(chǔ)設(shè)施安全影響及應(yīng)對(duì)建議

庫(kù)壩系統(tǒng)災(zāi)害鏈傳導(dǎo)和演化機(jī)制

（3）海堤和河口水閘失事風(fēng)險(xiǎn)增加

根據(jù)《2023年中國(guó)海平面公報(bào)》，2023年中國(guó)沿海海平面較常年平均值高72mm，為有觀測(cè)記錄以來(lái)的最高位，研究預(yù)測(cè)未來(lái)30年沿海海平面將上升70~176mm，使得海堤等防洪標(biāo)準(zhǔn)降低。海平面上升引起風(fēng)暴潮水位抬升，近岸風(fēng)浪波高增大，局部水深增加還將導(dǎo)致堤前破碎極限波高增大，河口水閘和江（海）堤等防洪（潮）工程失事風(fēng)險(xiǎn)增加。2021年臺(tái)風(fēng)“煙花”影響期間，恰逢暴雨、大潮，黃浦江堤防有3處共12km堤段出現(xiàn)漫溢，443m堤段出現(xiàn)堤頂越浪險(xiǎn)情。受風(fēng)暴強(qiáng)浪影響，已建海堤部分岸段如浦東機(jī)場(chǎng)東側(cè)等堤前灘勢(shì)持續(xù)沖刷，堤防工程潛在失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題突出。假設(shè)到2050年，福建沿海海平面再上升150mm，按照目前100年一遇標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)海堤，屆時(shí)將無(wú)法抵御2013年出現(xiàn)的最高潮位；按照200年一遇標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)海堤，屆時(shí)防潮能力將只略高于現(xiàn)在100年一遇防潮能力。

2.水利基礎(chǔ)設(shè)施損毀或出現(xiàn)隱患概率增加

（1）極端溫度影響材料性能與結(jié)構(gòu)安全性

氣候變化加劇大背景下，出現(xiàn)極端溫度的可能性增加。1961—2023年，中國(guó)極端低溫事件顯著減少，極端高溫事件自21世紀(jì)初以來(lái)明顯增多，將會(huì)導(dǎo)致更多不利工況出現(xiàn)。極端溫度直接影響水工材料的性能。作為常用的水工材料，水工混凝土對(duì)極端溫度較為敏感，遭遇持續(xù)高溫干旱時(shí)，混凝土干縮率變大，干裂風(fēng)險(xiǎn)增加。持續(xù)性溫度變化還會(huì)導(dǎo)致水工結(jié)構(gòu)的應(yīng)力條件不斷惡化，可能使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)趨勢(shì)性變形，如長(zhǎng)期高溫干旱導(dǎo)致拱壩下游壩面、堤壩上游黏土防滲體產(chǎn)生裂縫，影響結(jié)構(gòu)滲流安全和穩(wěn)定狀態(tài)。氣候變化導(dǎo)致旱澇急轉(zhuǎn)時(shí)常發(fā)生，對(duì)土石堤壩的影響巨大，使得防滲黏土受旱開(kāi)裂，快速增長(zhǎng)的水位帶來(lái)的外部荷載導(dǎo)致工程隱患集中暴露，誘發(fā)工程失事甚至形成災(zāi)害鏈放大效應(yīng)，如美國(guó)斯托克頓壩和威斯特壩因土體干縮龜裂，暴雨誘發(fā)管涌導(dǎo)致垮塌。極端低溫寒潮使得水利工程混凝土表面溫度迅速降低，而混凝土內(nèi)部保持較高溫度，內(nèi)外溫度差形成拉應(yīng)力導(dǎo)致裂縫，如中國(guó)華北地區(qū)某渡槽2006年春季遭受寒潮襲擊，2天內(nèi)降溫幅度為12~20℃，致使槽身梁體和側(cè)壁出現(xiàn)較多裂縫。

（2）海水侵蝕縮短河口和沿海水利基礎(chǔ)設(shè)施使用壽命

氣候變化使得海平面上升，海水侵蝕加重，沿海涵閘等水工建筑物在海水腐蝕環(huán)境的長(zhǎng)期作用下，水工混凝土結(jié)構(gòu)損傷、鋼筋銹蝕，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載力不能滿足安全運(yùn)行要求，服役壽命縮短。海水侵蝕加速金屬結(jié)構(gòu)腐蝕，造成有效斷面減少，嚴(yán)重時(shí)局部穿孔，導(dǎo)致金屬結(jié)構(gòu)安全度下降，設(shè)備過(guò)早老化，嚴(yán)重影響閘門(mén)啟閉控制和安全運(yùn)行。

（3）白蟻北移引發(fā)北方堤壩滲流安全隱患

中國(guó)害堤動(dòng)物造成的堤壩安全隱患點(diǎn)中白蟻引起的占較大比重。堤壩內(nèi)部蟻巢間蟻道相通，四通八達(dá)，當(dāng)水位升高時(shí)，極易產(chǎn)生滲漏、管涌、跌窩等險(xiǎn)情，甚至引發(fā)堤壩潰決。新中國(guó)成立以來(lái)，中國(guó)有500余座水庫(kù)潰壩與蟻害直接相關(guān)，造成重大人員和財(cái)產(chǎn)損失。隨著氣候變暖、雨帶北移等氣候變化，白蟻活動(dòng)范圍已跨越黃河向北向西擴(kuò)展，黃河流域洛陽(yáng)、鄭州、濟(jì)源、三門(mén)峽等地出現(xiàn)白蟻，小浪底水庫(kù)、西霞院水庫(kù)、黃河大堤等水利工程出現(xiàn)大面積蟻害，帶來(lái)工程滲流安全隱患。

（4）極端天氣事件增加水利設(shè)施破損頻率

極端天氣事件導(dǎo)致水利基礎(chǔ)設(shè)施破損頻率增加，運(yùn)行維護(hù)成本增高。極端溫度導(dǎo)致水工結(jié)構(gòu)混凝土凍融破壞，冰拔冰推導(dǎo)致土石堤壩護(hù)坡大面積破損甚至塌陷。2021年11月6日—11日，河南省平頂山市遭受持續(xù)強(qiáng)風(fēng)、低溫襲擊，水庫(kù)部分壩段出現(xiàn)護(hù)坡坍塌險(xiǎn)情，須通過(guò)應(yīng)急處置和維修養(yǎng)護(hù)進(jìn)行處理。極端強(qiáng)降水事件導(dǎo)致水毀現(xiàn)象普遍，南水北調(diào)中線工程2014年通水運(yùn)行以來(lái)，先后遭受了2016年“7·9”、2021年“21·7”等暴雨洪水以及海河“23·7”流域性特大洪水，造成部分工程段發(fā)生水毀情況，增加了維修養(yǎng)護(hù)資金支出。

3.水利基礎(chǔ)設(shè)施調(diào)度難度增大

傳統(tǒng)水利基礎(chǔ)設(shè)施調(diào)度基于歷史水文統(tǒng)計(jì)信息和調(diào)度需求，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)、模擬或優(yōu)化的方法確定調(diào)度規(guī)則，指導(dǎo)調(diào)度實(shí)踐。在氣候變化影響下，流域的來(lái)水和用水條件與原設(shè)計(jì)條件相比可能已發(fā)生明顯變化，傳統(tǒng)調(diào)度策略難以滿足工程實(shí)踐的需求。已建工程的調(diào)度規(guī)程需要作相應(yīng)的必要調(diào)整，以保障水利基礎(chǔ)設(shè)施安全和洪水資源化利用。氣候變化使長(zhǎng)江上游地區(qū)年來(lái)水量增加，將可能導(dǎo)致洪澇干旱發(fā)生頻率增加。強(qiáng)降水使得庫(kù)區(qū)突發(fā)泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害概率增大；枯水期干旱影響水庫(kù)的蓄水、發(fā)電、航運(yùn)等功能發(fā)揮，給三峽水利樞紐的調(diào)度運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)峻考驗(yàn)。氣候變化對(duì)水生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生顯著影響，進(jìn)一步影響調(diào)水工程生態(tài)供水分配，迫使調(diào)水工程調(diào)度也需要相應(yīng)調(diào)整。

氣候變化影響水利基礎(chǔ)設(shè)施安全的典型案例

1.極端強(qiáng)降水事件誘發(fā)的漫頂與潰壩

受氣候變化影響，近年來(lái)全球范圍內(nèi)的漫壩（堤）和潰壩（堤）事故仍時(shí)有發(fā)生，極端強(qiáng)降水事件已成為各國(guó)面臨的共同挑戰(zhàn)。

（1）近5年國(guó)外潰壩事故

2019年以來(lái)，影響較大的國(guó)外潰壩事故統(tǒng)計(jì)列于下表?？梢园l(fā)現(xiàn)，近年來(lái)潰壩呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：暴雨洪水是漫頂潰決的主因，工程質(zhì)量導(dǎo)致的潰壩問(wèn)題突出，維修養(yǎng)護(hù)和調(diào)度運(yùn)行不當(dāng)是重要誘因

在氣候變暖的驅(qū)動(dòng)下，冰湖潰決風(fēng)險(xiǎn)不斷加劇。近年來(lái)，喜馬拉雅山冰川迅速消融，南洛納克冰川在1962—2008年期間退縮了1.9～2km，在接下來(lái)的11年里又退縮了400m。南洛納克冰川的融化以及鄰近的北洛納克和主洛納克冰川的額外融水，使得南洛納克冰川湖的水量迅速增加。2023年10月3日，印度錫金邦強(qiáng)降水，4日，南洛納克冰川湖潰決，引發(fā)山洪泥石流沖入提斯塔河，導(dǎo)致下游提斯塔Ⅲ級(jí)水電站垮壩、Ⅴ級(jí)水電站漫頂潰決。事件造成18人死亡、逾150人失蹤，15座橋梁被沖垮，2.2萬(wàn)人受災(zāi)，生命財(cái)產(chǎn)損失嚴(yán)重。類(lèi)似的，2021年2月，印度北阿坎德邦查莫利地區(qū)在建的里希甘加水電站，因附近冰川滑落，造成漫頂潰決，導(dǎo)致18人死亡、超過(guò)200人失蹤。

近5年國(guó)外16起嚴(yán)重潰壩事故

（2）近年來(lái)中國(guó)潰壩事故

2021年內(nèi)蒙古永安水庫(kù)、新發(fā)水庫(kù)和2018年新疆射月溝水庫(kù)因極端暴雨事件導(dǎo)致漫頂潰壩事故。

永安水庫(kù)、新發(fā)水庫(kù)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市，多年平均年降雨量398mm。2021年7月17日8時(shí)至18日14時(shí)，當(dāng)?shù)卦庥霰┯甑酱蟊┯?，累?jì)面平均雨量87mm，最大點(diǎn)雨量223mm，暴雨形成超標(biāo)準(zhǔn)洪水，超出上游永安水庫(kù)、下游新發(fā)水庫(kù)兩座水庫(kù)的泄洪能力，18日13時(shí)、15時(shí)兩座水庫(kù)大壩相繼漫頂潰決，險(xiǎn)情發(fā)生前下游群眾已全部轉(zhuǎn)移，無(wú)人員傷亡。永安水庫(kù)為小（1）型，總庫(kù)容800萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)、校核洪水標(biāo)準(zhǔn)分別為50年一遇、500年一遇，大壩為混合土質(zhì)壩，溢洪道最大泄量295m/s；500年一遇校核洪水標(biāo)準(zhǔn)洪峰流量為362m3/s，遭受極端暴雨反推的入庫(kù)洪峰流量為1060m3/s，重現(xiàn)期約為1000年一遇，遠(yuǎn)大于最大泄流能力578.70m3/s；洪水漫頂時(shí)在溢洪道與土壩接觸部位形成潰口，潰口逐漸擴(kuò)大、下切最終導(dǎo)致壩體潰決。新發(fā)水庫(kù)為中型水庫(kù)，總庫(kù)容3808萬(wàn)m3，設(shè)計(jì)、校核洪水標(biāo)準(zhǔn)分別為50年一遇、300年一遇，大壩為黏土均質(zhì)壩，溢洪道最大泄量474m3/s；300年一遇校核洪水標(biāo)準(zhǔn)洪峰流量722m3/s，遭受極端暴雨反推入庫(kù)洪峰流量為2710m3/s，重現(xiàn)期約為2000年一遇，實(shí)際入庫(kù)洪峰流量比校核工況下洪峰流量大3倍，洪水漫頂沖刷下游壩坡導(dǎo)致大壩潰決。

新疆射月溝水庫(kù)總庫(kù)容680萬(wàn)m3，為瀝青心墻砂礫石壩，高41m，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為300年一遇。2018年7月31日1時(shí)至13時(shí)，射月溝流域發(fā)生特大暴雨，小堡、射月溝、秦城3個(gè)氣象站12h的降水強(qiáng)度分別為116mm、105mm、79mm，均打破了當(dāng)?shù)氐臉O值紀(jì)錄，入庫(kù)洪峰流量達(dá)到1848m3/s，實(shí)際入庫(kù)流量超1000年一遇，導(dǎo)致洪水漫頂水庫(kù)潰壩。

2.氣候變化導(dǎo)致水利基礎(chǔ)設(shè)施嚴(yán)重受損

氣候變化誘發(fā)的極端天氣事件導(dǎo)致水利基礎(chǔ)設(shè)施嚴(yán)重受損。2014年，河南遭遇63年來(lái)最嚴(yán)重夏旱，白龜山水庫(kù)黏土鋪蓋、昭平臺(tái)水庫(kù)黏土斜墻產(chǎn)生大量干縮裂縫。以白龜山水庫(kù)為例，2014年5月底，白龜山水庫(kù)庫(kù)水位接近死水位，6月底動(dòng)用死庫(kù)容應(yīng)急供水，7月底黏土鋪蓋裸露，出現(xiàn)大范圍干縮裂縫，裂縫寬度達(dá)3cm，深度超過(guò)1m。為保障大壩安全，采取了灌漿、開(kāi)挖回填、土工膜覆蓋與保濕等處置措施，防止黏土鋪蓋防滲體系在旱澇急轉(zhuǎn)工況下發(fā)生破壞。

3.水利基礎(chǔ)設(shè)施調(diào)度運(yùn)行受到影響

氣候變化還影響著水利基礎(chǔ)設(shè)施的調(diào)度運(yùn)行。長(zhǎng)江流域2022年6月入汛后，出現(xiàn)了自1961年有完整氣象水文觀測(cè)記錄以來(lái)最嚴(yán)重的氣象水文干旱。7—10月，降水極少同時(shí)伴有高溫，流域上中下游同枯，長(zhǎng)江流域累計(jì)面雨量只有291mm，僅為30年同期均值的61%，為1961年以來(lái)歷史同期最少，尤其是處于主汛期的8月，流域降水量?jī)H61.2mm，較30年同期均值偏少五成多。同時(shí)，多站平均氣溫及高溫日數(shù)均為1961年以來(lái)歷史同期之最，其中重慶北碚出現(xiàn)45℃高溫，日最高氣溫達(dá)40℃以上的高溫日數(shù)達(dá)29天。長(zhǎng)江中下游干流主要水文站及洞庭湖、鄱陽(yáng)湖兩湖出口控制站8月最低水位較歷史同期最小值偏低0.9～2.1m。極端干旱不僅影響了城鄉(xiāng)供水和作物灌溉，還影響到水力發(fā)電、航運(yùn)等，對(duì)流域工程調(diào)度提出了更高要求。通過(guò)優(yōu)化調(diào)度三峽水庫(kù)和支流雅礱江、嘉陵江、烏江控制性梯級(jí)水庫(kù)等多種手段，一定程度上緩解了用水壓力。

水利基礎(chǔ)設(shè)施適應(yīng)氣候變化的應(yīng)對(duì)策略

氣候變化給全球不同地區(qū)帶來(lái)了極端降雨、低溫凍害、極端高溫和干旱等極端天氣事件，“減緩氣候變化”和“提升工程適應(yīng)性應(yīng)對(duì)”是保障水利工程基礎(chǔ)設(shè)施兩個(gè)主要的應(yīng)對(duì)策略前者是長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)，后者是目前更為現(xiàn)實(shí)和直接的重要手段，主要是加強(qiáng)氣候適應(yīng)性和工程韌性能力建設(shè)，提升應(yīng)對(duì)極端天氣事件的災(zāi)前適應(yīng)力、災(zāi)中抵御力和災(zāi)后恢復(fù)力。

1.制定適應(yīng)氣候變化的政策與制度

考慮未來(lái)氣候變化背景下水利工程安全與運(yùn)行管理，開(kāi)展氣候變化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，建立氣候變化情景分析和影響評(píng)價(jià)模型，加強(qiáng)影響分析和適應(yīng)性政策與對(duì)策研究，科學(xué)防范氣候變化帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，提高適應(yīng)和應(yīng)對(duì)氣候變化的能力。如英國(guó)和日本基于預(yù)估數(shù)據(jù)，分析了未來(lái)氣候變化帶來(lái)的降雨變化以及引起的洪水變化，制定了基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)對(duì)氣候變化的適應(yīng)性政策。

面對(duì)氣候變化長(zhǎng)期性、復(fù)雜性等特點(diǎn)，需充分考慮氣候變化引發(fā)極端天氣事件和防洪形勢(shì)變化對(duì)水利工程安全帶來(lái)的影響，科學(xué)提高洪水防御工程標(biāo)準(zhǔn)，提高風(fēng)險(xiǎn)防控能力，有效應(yīng)對(duì)超標(biāo)準(zhǔn)洪水威脅，編制水利基礎(chǔ)設(shè)施適應(yīng)氣候變化行動(dòng)方案，加快制定相關(guān)政策、制度和技術(shù)體系，進(jìn)一步提升水利基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)對(duì)氣候變化的韌性和能力。

2.強(qiáng)化水利工程管理體系和管理能力現(xiàn)代化建設(shè)

加快構(gòu)建現(xiàn)代化水庫(kù)運(yùn)行管理矩陣，結(jié)合數(shù)字孿生水利工程建設(shè)、智能大壩建設(shè)等發(fā)展新要求，著力提升工程全生命周期管理精準(zhǔn)化、信息化、現(xiàn)代化水平。加快構(gòu)建“天空地水工”一體化水利基礎(chǔ)設(shè)施安全監(jiān)測(cè)體系，提高病險(xiǎn)監(jiān)測(cè)、監(jiān)控診斷、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警能力，加快建成國(guó)家水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè)監(jiān)督平臺(tái)，提升水利基礎(chǔ)設(shè)施安全智能監(jiān)控能力。加強(qiáng)水網(wǎng)工程與流域、城市防洪排澇調(diào)控結(jié)合，優(yōu)化各級(jí)水網(wǎng)及大型控制性水庫(kù)群多目標(biāo)聯(lián)合調(diào)度。

針對(duì)氣候變化對(duì)水利工程帶來(lái)的不利影響，提升工程全生命周期適應(yīng)能力與應(yīng)急管理能力，提高工程應(yīng)急預(yù)案的科學(xué)性和可操作性，并根據(jù)運(yùn)行環(huán)境變化適時(shí)進(jìn)行更新，確保應(yīng)急預(yù)案能科學(xué)指導(dǎo)突發(fā)事件應(yīng)急處置。完善水庫(kù)大壩風(fēng)險(xiǎn)區(qū)規(guī)劃與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提升突發(fā)事件應(yīng)急管理能力和水平。開(kāi)展水利工程應(yīng)急能力建設(shè)和實(shí)戰(zhàn)演練，加強(qiáng)裝備配置，健全多部門(mén)協(xié)同聯(lián)動(dòng)機(jī)制，增強(qiáng)公眾風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)與應(yīng)急自救互救能力，提升應(yīng)對(duì)突發(fā)氣象事件對(duì)工程安全影響的應(yīng)急處置能力。

3.采取適應(yīng)性的工程措施

針對(duì)氣候變化影響下水利工程安全運(yùn)行新形勢(shì)新要求，應(yīng)充分評(píng)估極端天氣事件和海平面上升等影響，采取適應(yīng)性的工程安全管理措施，提高工程韌性。如復(fù)核變化環(huán)境下的設(shè)計(jì)洪水，合理提高水庫(kù)防洪保障能力和工程標(biāo)準(zhǔn)，加高加固現(xiàn)有水利基礎(chǔ)設(shè)施，在此基礎(chǔ)上相應(yīng)動(dòng)態(tài)設(shè)定起調(diào)水位，利用漫頂防護(hù)技術(shù)等提高自身防御能力，提升工程防洪能力和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

遵循水利工程病險(xiǎn)發(fā)生和發(fā)展規(guī)律，將除險(xiǎn)加固作為安全管理的經(jīng)常性工作，健全水利工程運(yùn)行維護(hù)與除險(xiǎn)加固長(zhǎng)效機(jī)制，完善工程病險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)和安全管理標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)水利工程運(yùn)行環(huán)境和功能變化，調(diào)整管理模式和安全管理標(biāo)準(zhǔn)，全面提升水利工程規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和現(xiàn)代化水平。針對(duì)病險(xiǎn)水利工程、中小河流暴雨洪水、山洪災(zāi)害等突出風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，及時(shí)消除風(fēng)險(xiǎn)隱患，提高工程應(yīng)對(duì)洪澇災(zāi)害能力。針對(duì)已建在建工程，提出不同場(chǎng)景下的水庫(kù)放空能力要求，加強(qiáng)應(yīng)對(duì)水庫(kù)大壩突發(fā)事件的應(yīng)急避險(xiǎn)設(shè)施建設(shè)，特別是合理設(shè)置高壩大庫(kù)安全高效的應(yīng)急放空設(shè)施，適應(yīng)緊急情況下放空需求。

4.強(qiáng)化基于風(fēng)險(xiǎn)理念的工程安全評(píng)估和運(yùn)行管理

統(tǒng)籌考慮工程安全、公共安全、生態(tài)安全，科學(xué)制定與系統(tǒng)安全理念相適應(yīng)的水利工程風(fēng)險(xiǎn)確定方法和運(yùn)行管理制度，加快構(gòu)建基于風(fēng)險(xiǎn)理念的工程安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，分類(lèi)推進(jìn)重大工程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分，加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)管控。借鑒國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，按照工程風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)確定安全運(yùn)行管理模式，實(shí)現(xiàn)工程差別化管理。研究多風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算的理論方法，收集與分析極端天氣事件災(zāi)害歷史數(shù)據(jù)，提出極端天氣事件的定量分析方法，構(gòu)建易損性模型，實(shí)施重大基礎(chǔ)設(shè)施與氣候變化風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃，因地制宜，分類(lèi)施策，形成“實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)—信息傳遞—風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估—?jiǎng)討B(tài)調(diào)度—效果分析”全鏈條風(fēng)險(xiǎn)管理體系。

科學(xué)編制并根據(jù)氣候變化影響優(yōu)化應(yīng)急預(yù)案，通過(guò)智能仿生算法等優(yōu)化避洪轉(zhuǎn)移路線，提升水利工程超標(biāo)準(zhǔn)洪水防御預(yù)案和防洪搶險(xiǎn)應(yīng)急預(yù)案的可操作性和有效性，實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)精準(zhǔn)化、預(yù)警提前化、預(yù)演數(shù)字化、預(yù)案科學(xué)化。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等新一代信息技術(shù)，加強(qiáng)重大基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)與氣候變化影響風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，有效監(jiān)控薄弱環(huán)節(jié)和各類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，動(dòng)態(tài)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)與強(qiáng)度。

5.夯實(shí)水利工程安全保障科技支撐

加強(qiáng)氣候變化對(duì)水利基礎(chǔ)設(shè)施安全影響的基礎(chǔ)理論研究。開(kāi)展變化環(huán)境下工程水文計(jì)算理論研究，全面復(fù)核水庫(kù)大壩等重要水利工程設(shè)計(jì)洪水，提高設(shè)計(jì)洪水的可靠性，降低發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)洪水的風(fēng)險(xiǎn)。研究揭示高溫、極端暴雨、旱澇急轉(zhuǎn)等各類(lèi)極端天氣事件對(duì)水利基礎(chǔ)設(shè)施安全的影響機(jī)制。明晰氣候變化背景下災(zāi)害鏈生機(jī)理，識(shí)別極端天氣事件引發(fā)的鏈生災(zāi)害路徑。針對(duì)極端災(zāi)害事件信息高度缺失、時(shí)滯和失真特點(diǎn)，研究判斷極端災(zāi)害狀態(tài)、演化趨勢(shì)等風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)理論方法。

加強(qiáng)應(yīng)對(duì)氣候變化工程安全關(guān)鍵技術(shù)研究。強(qiáng)化精準(zhǔn)預(yù)報(bào)、提前預(yù)警、數(shù)字預(yù)演、科學(xué)預(yù)案“四預(yù)”能力研究。研究高壩大庫(kù)潰決、梯級(jí)水庫(kù)群潰壩洪水演進(jìn)和預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)等關(guān)鍵技術(shù)，以及冰磧堰塞湖、滑坡、泥石流、山洪等鏈?zhǔn)綖?zāi)害形成過(guò)程，多災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)因子識(shí)別和監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警等成套技術(shù)，構(gòu)建綜合防治減災(zāi)技術(shù)體系。加強(qiáng)水網(wǎng)工程群的聯(lián)合調(diào)度研究，發(fā)揮水網(wǎng)工程體系整體優(yōu)勢(shì)，提升工程防洪安全保障能力。根據(jù)目標(biāo)性能標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)來(lái)提升工程韌性，增強(qiáng)抗災(zāi)能力和災(zāi)后恢復(fù)力，為應(yīng)對(duì)氣候變化決策提供技術(shù)支撐。

研發(fā)應(yīng)對(duì)氣候變化的工程新材料新裝備。研發(fā)適應(yīng)氣候變化的高強(qiáng)度、抗裂性和耐久性等高性能混凝土，提高水工結(jié)構(gòu)耐受風(fēng)暴潮、高溫、冰凍等極端天氣事件能力。研發(fā)水利工程位移形變、滲流滲壓、應(yīng)力應(yīng)變等智能監(jiān)測(cè)技術(shù)與設(shè)備，以及工程智能巡檢系統(tǒng)，提升工程安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)時(shí)效和精度。研發(fā)深水、深埋等復(fù)雜條件下工程隱患精準(zhǔn)探測(cè)新技術(shù)及裝備，研發(fā)隱蔽工程、接觸滲漏、深水缺陷等復(fù)雜險(xiǎn)情應(yīng)急處置技術(shù)、材料、裝備和施工工藝，提升隱患早期精準(zhǔn)識(shí)別與工程安全保障能力。研發(fā)土石堤壩抵御洪水漫頂?shù)男滦筒牧虾脱b備，提高洪水漫頂保壩能力。

6.加快相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂

面向氣候變化條件下水利工程安全保障的重大需求，圍繞水利工程高質(zhì)量發(fā)展和高水平安全新形勢(shì)新要求，統(tǒng)籌物理工程與數(shù)字孿生工程，系統(tǒng)梳理相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)需求，完善水利技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。根據(jù)氣候變化可能的影響，加快標(biāo)準(zhǔn)迭代更新，推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)研制與科技創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展，健全與氣候變化背景下水利工程安全韌性目標(biāo)要求相適應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)在水利工程應(yīng)對(duì)氣候變化影響中的引領(lǐng)支撐作用。

結(jié)語(yǔ)與展望

全球變暖、極端天氣事件增多增強(qiáng)、海平面上升在科學(xué)界取得了普遍性的共識(shí)。氣候變化對(duì)水利基礎(chǔ)設(shè)施安全影響顯著，包括影響工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、工程材料耐久性能和結(jié)構(gòu)安全、運(yùn)行安全等。

面對(duì)不斷變化的氣候條件，制定適應(yīng)性政策、制度和技術(shù)體系，建立氣候變化情景分析模型，提升水利工程防洪能力，提升工程應(yīng)急支撐與保障能力，健全工程維修養(yǎng)護(hù)長(zhǎng)效機(jī)制，通過(guò)工程和非工程措施提高工程冗余度、可靠性和快速恢復(fù)能力，提升工程安全韌性和適應(yīng)能力。

強(qiáng)化數(shù)智賦能，推進(jìn)現(xiàn)代化水庫(kù)運(yùn)行管理矩陣、智能大壩建設(shè)，加快構(gòu)建雨水情監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)“三道防線”和“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)感知體系，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)預(yù)報(bào)、提前預(yù)警、數(shù)字預(yù)演、科學(xué)預(yù)案，有效提升水利工程應(yīng)對(duì)氣候變化不利影響的運(yùn)行管理精細(xì)化、信息化、現(xiàn)代化水平。

分類(lèi)推進(jìn)基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)、儀器設(shè)備等科技攻關(guān)，研究氣候變化背景下工程災(zāi)害鏈生機(jī)理，研發(fā)工程智能監(jiān)測(cè)、隱患探測(cè)儀器設(shè)備，強(qiáng)化水網(wǎng)工程洪澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警能力，提升水利工程基礎(chǔ)設(shè)施安全科技支撐保障能力。

面向水利工程安全保障重大需求，考慮氣候變化情景，推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)研制與科技創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展，加快標(biāo)準(zhǔn)迭代更新，進(jìn)一步突出技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)、智能監(jiān)測(cè)、雨水情監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)“三道防線”等工程安全的牽引和支撐作用。

加強(qiáng)全球氣候治理合作，共同應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，積極借鑒和分享國(guó)際間水利基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)對(duì)氣候變化的有效實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。開(kāi)展水利基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)急預(yù)案的宣傳教育，提高公眾對(duì)氣候變化及其對(duì)工程安全影響的認(rèn)識(shí)。

Abstract: Under the influence of global climate change, extreme weather events occur frequently, which have great impact on the safety and operational management of water projects and infrastructures. The trend of global climate change and its impact on the safety of water infrastructures are briefly introduced. For example, design standards may no longer meet the requirements of safe operation, leading to a series of disasters, and risks of failure of seawall or estuarine sluice, extreme temperature that affects material performance and structural safety, seawater erosion that shortens the service life of estuarine and coastal water infrastructures, northward migration of termites that results in seepage of embankments in the north, increases frequency of damage of water facilities, and difficulties for water structure regulation and scheduling. Typical cases home and abroad were examined including accidents and failure, emergency response, and severe damage under the impact of climate change. Based on the above, response measures were proposed, such as formulating policies and systems to adapt to climate change, modernization of water project management system and capabilities, talking adaptive engineering measures, strengthening safety assessment and operation management based on risk concept, scientific and technological support and formulation and revision of relevant technical standards. These measures may provide experiences for building adaptability of water infrastructures to climate change, and enhancing pre-disaster adaptability, resilience, and post-disaster recovery to extreme weather events.

Keywords: climate change; water infrastructures; project safety; response measures; extreme weather events

本文引用格式：

高長(zhǎng)勝，胡江.氣候變化對(duì)我國(guó)水利基礎(chǔ)設(shè)施安全影響及應(yīng)對(duì)建議[J].中國(guó)水利，2024（24）：60-67.

封面攝影｜段萬(wàn)卿

責(zé)編李盧祎

校對(duì)李博遠(yuǎn)

審核王慧

監(jiān)制軒瑋

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