气候变化爱游戏体育(AYX Sports)官方网站对我国水利基础设施安全影响及应对建议

2025-01-24 10:36:15

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　　全球气候变化影响下极端天气事件频繁发生，对水利工程基础设施安全与运行管理带来深远影响。简述了全球气候变化主要发展趋势，探讨了气候变化给水利基础设施安全带来的深刻影响，包括工程设计标准不再满足安全运行要求、极端天气事件诱发灾害链事件、海堤和河口水闸失事风险增加、极端温度影响材料性能与结构安全性、海水侵蚀缩短河口和沿海水利基础设施使用寿命、白蚁北移引发北方堤坝渗流安全隐患、极端天气事件增加水利设施破损频率、水利基础设施调度难度增大等。系统分析了气候变化影响下国内外水利基础设施失事、应急调度、严重受损等典型案例，在此基础上提出了制定适应气候变化的政策与制度、强化水利工程管理体系和管理能力现代化建设、采取适应性的工程措施、强化基于风险理念的工程安全评估和运行管理、夯实水利工程安全保障科技支撑、加快相关技术标准的制修订等应对策略，以期为提升水利基础设施对气候变化的适应性应对能力，以及提升应对极端天气事件的灾前适应力、灾中抵御力和灾后恢复力提供参考。

　　我国水资源短缺且时空分布不均，水旱灾害一直是“心腹之患”，建设完善的水利基础设施体系对解决我国新老水问题至关重要。新中国成立以来，我国建成了世界上规模最大、范围最广、受益人口最多的水利基础设施体系，成功战胜了数次特大洪水和严重干旱，水库大坝、堤防、引调水工程等规模和数量位居世界前列，为保障人民群众生命财产安全、促进经济社会平稳健康发展提供了重要支撑。近年，通过加强管理、开展除险加固等措施，我国水利工程安全状况得到大幅度提升，2000年以来年均水库溃坝率降至0.05‰以下（0.039‰），进入世界低溃坝率国家行列。当前我国经济已转向高质量发展阶段，需要坚实的水安全支撑和保障，要求在更高水平上保障水利基础设施安全。

　　世界经济论坛发布的全球风险报告中，气候变化、极端天气已连续10年被列入全球性重大风险事件的前三位。近年来颠覆传统认知的极端天气事件频繁发生，且反常性、复杂性、不确定性显著增强，带来了严重冲击和挑战，现有水利基础设施安全性、适应性承受了较大压力。例如，过去40年地中海平均气温上升了2℃，气候变暖使得地中海热带气旋更容易形成飓风进而南下影响北非地区，2023年9月10日，飓风“丹尼尔”袭击了利比亚东北部地区，实测24h最大降雨量达到414.1mm，引发了严重洪水灾害，导致瓦迪德纳河流两座水库大坝溃决，形成了毁灭性溃坝洪水，造成2万多人死亡、失踪。我国是全球气候变化的敏感区和影响显著区，区域性极端天气事件及复合型气象灾害趋多趋强。近年来先后发生了2021年河南郑州“7·20”特大暴雨和2023年海河“23·7”流域性特大洪水等极端天气事件。其中郑州“7·20”特大暴雨单日最大降雨量624.1mm，1h最大降雨量201.9mm，突破了我国大陆气象观测记录历史极值，84座水库出现不同程度险情，常庄水库、郭家嘴水库出现重大险情，严重威胁下游区域安全。统计近年来全球严重的溃坝事件也发现，除战争和工程质量外，溃坝事件多由极端暴雨洪水诱发。

　　气候变化加剧叠加强人类活动影响，部分水利基础设施运行环境发生巨大变化，增大了工程安全风险事件发生的可能性和危害性。区域或者流域尺度对气候变化的响应具有较大的不确定性，导致衍生灾害链事件。暴雨容易引发堰塞湖和中小流域水库大坝溃决，形成暴雨堰塞湖、堤坝溃决灾害链。比如2023年利比亚瓦迪德纳河两座水库因极端暴雨影响导致连溃，类似条件下上下游溃坝事件还有2021年美国的伊登维尔大坝和桑福德大坝。部分调水工程的交叉河道上游存在梯级水库群，一旦遭遇极端天气事件导致超标准洪水溃坝或超标准泄洪，形成暴雨洪水风险传导，易形成水库大坝—交叉河道—调水工程灾害链事件，危及调水工程安全，例如全球气候变化背景下特大暴雨洪水出现频率增强，人类活动影响导致水库汇流面积和下垫面发生变化，多重因素叠加使得水库发生超标准洪水，超标准洪水泄洪或溃坝洪水在水库下游河势变化下呈现放大效应，增加了下游调水工程交叉建筑物出现漫堤或冲刷破坏风险，出现灾害链效应。

　　根据《2023年中国海平面公报》，2023年中国沿海海平面较常年平均值高72mm，为有观测记录以来的最高位，研究预测未来30年沿海海平面将上升70~176mm，使得海堤等防洪标准降低。海平面上升引起风暴潮水位抬升，近岸风浪波高增大，局部水深增加还将导致堤前破碎极限波高增大，河口水闸和江（海）堤等防洪（潮）工程失事风险增加。2021年台风“烟花”影响期间，恰逢暴雨、大潮，黄浦江堤防有3处共12km堤段出现漫溢，443m堤段出现堤顶越浪险情。受风暴强浪影响，已建海堤部分岸段如浦东机场东侧等堤前滩势持续冲刷，堤防工程潜在失稳风险问题突出。假设到2050年，福建沿海海平面再上升150mm，按照目前100年一遇标准设计海堤，届时将无法抵御2013年出现的最高潮位；按照200年一遇标准设计海堤，届时防潮能力将只略高于现在100年一遇防潮能力。

　　气候变化加剧大背景下，出现极端温度的可能性增加。1961—2023年，中国极端低温事件显著减少，极端高温事件自21世纪初以来明显增多，将会导致更多不利工况出现。极端温度直接影响水工材料的性能。作为常用的水工材料，水工混凝土对极端温度较为敏感，遭遇持续高温干旱时，混凝土干缩率变大，干裂风险增加。持续性温度变化还会导致水工结构的应力条件不断恶化，可能使结构出现趋势性变形，如长期高温干旱导致拱坝下游坝面、堤坝上游黏土防渗体产生裂缝，影响结构渗流安全和稳定状态。气候变化导致旱涝急转时常发生，对土石堤坝的影响巨大，使得防渗黏土受旱开裂，快速增长的水位带来的外部荷载导致工程隐患集中暴露，诱发工程失事甚至形成灾害链放大效应，如美国斯托克顿坝和威斯特坝因土体干缩龟裂，暴雨诱发管涌导致垮塌。极端低温寒潮使得水利工程混凝土表面温度迅速降低，而混凝土内部保持较高温度，内外温度差形成拉应力导致裂缝，如中国华北地区某渡槽2006年春季遭受寒潮袭击，2天内降温幅度为12~20℃，致使槽身梁体和侧壁出现较多裂缝。

　　在气候变暖的驱动下，冰湖溃决风险不断加剧。近年来，喜马拉雅山冰川迅速消融，南洛纳克冰川在1962—2008年期间退缩了1.9～2km，在接下来的11年里又退缩了400m。南洛纳克冰川的融化以及邻近的北洛纳克和主洛纳克冰川的额外融水，使得南洛纳克冰川湖的水量迅速增加。2023年10月3日，印度锡金邦强降水，4日，南洛纳克冰川湖溃决，引发山洪泥石流冲入提斯塔河，导致下游提斯塔Ⅲ级水电站垮坝、Ⅴ级水电站漫顶溃决。事件造成18人死亡、逾150人失踪，15座桥梁被冲垮，2.2万人受灾，生命财产损失严重。类似的，2021年2月，印度北阿坎德邦查莫利地区在建的里希甘加水电站，因附近冰川滑落，造成漫顶溃决，导致18人死亡、超过200人失踪。

　　永安水库、新发水库位于内蒙古自治区呼伦贝尔市，多年平均年降雨量398mm。2021年7月17日8时至18日14时，当地遭遇暴雨到大暴雨，累计面平均雨量87mm，最大点雨量223mm，暴雨形成超标准洪水，超出上游永安水库、下游新发水库两座水库的泄洪能力，18日13时、15时两座水库大坝相继漫顶溃决，险情发生前下游群众已全部转移，无人员伤亡。永安水库为小（1）型，总库容800万m³，设计、校核洪水标准分别为50年一遇、500年一遇，大坝为混合土质坝，溢洪道最大泄量295m³/s；500年一遇校核洪水标准洪峰流量为362m³/s，遭受极端暴雨反推的入库洪峰流量为1060m³/s，重现期约为1000年一遇，远大于最大泄流能力578.70m³/s；洪水漫顶时在溢洪道与土坝接触部位形成溃口，溃口逐渐扩大、下切最终导致坝体溃决。新发水库为中型水库，总库容3808万m³，设计、校核洪水标准分别为50年一遇、300年一遇，大坝为黏土均质坝，溢洪道最大泄量474m³/s；300年一遇校核洪水标准洪峰流量722m³/s，遭受极端暴雨反推入库洪峰流量为2710m³/s，重现期约为2000年一遇，实际入库洪峰流量比校核工况下洪峰流量大3倍，洪水漫顶冲刷下游坝坡导致大坝溃决。

　　气候变化还影响着水利基础设施的调度运行。长江流域2022年6月入汛后，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。7—10月，降水极少同时伴有高温，流域上中下游同枯，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，流域降水量仅61.2mm，较30年同期均值偏少五成多。同时，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。长江中下游干流主要水文站及洞庭湖、鄱阳湖两湖出口控制站8月最低水位较历史同期最小值偏低0.9～2.1m。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、航运等，对流域工程调度提出了更高要求。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等多种手段，一定程度上缓解了用水压力。

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