許繼軍 陳桂亞 楊明智 袁喆

摘要：

受流域旱澇變化規(guī)律疊加全球氣候變化影響，近十幾年來，長江流域極端干旱事件頻繁發(fā)生，對流域供水安全、糧食生產(chǎn)、航運(yùn)交通以及經(jīng)濟(jì)社會和生態(tài)環(huán)境造成了諸多不利影響。在分析長江流域干旱基本特征的基礎(chǔ)上，梳理和總結(jié)了當(dāng)前長江流域干旱災(zāi)害應(yīng)對所面臨的四大難點(diǎn)，即干旱形成機(jī)制和致災(zāi)機(jī)理復(fù)雜、監(jiān)測評估與預(yù)報(bào)預(yù)警難度大、因旱致災(zāi)不確定性大以及旱澇急轉(zhuǎn)威脅水利工程的正常運(yùn)行調(diào)度。從機(jī)理研究、監(jiān)測預(yù)警、水庫調(diào)度以及抗旱非工程措施等方面系統(tǒng)探討了長江流域干旱災(zāi)害應(yīng)對的科技需求，并進(jìn)一步提出了新時期推動長江流域干旱防御的思路和建議。

關(guān) 鍵 詞：

抗旱減災(zāi)； 旱情監(jiān)測預(yù)警； 干旱預(yù)測預(yù)報(bào)； 旱災(zāi)管理； 長江流域

中圖法分類號： TV213

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2023.08.004

0 引 言

干旱是世界上影響區(qū)域最廣、發(fā)生最為頻繁、破環(huán)性最強(qiáng)的自然災(zāi)害之一［1］。隨著人口的增長和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，干旱災(zāi)害的影響進(jìn)一步擴(kuò)大，已經(jīng)成為全球嚴(yán)重的生態(tài)問題，對農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)、社會生活等各方面造成了巨大影響。干旱災(zāi)害對發(fā)展中國家的影響巨大，其引起的饑荒、缺水會導(dǎo)致數(shù)百萬計(jì)的人流離失所，甚至引發(fā)局部沖突，嚴(yán)重制約發(fā)展中國家的正常發(fā)展；而在發(fā)達(dá)國家，旱災(zāi)的影響多體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)損失上，例如美國在1996～2004年間平均每年因干旱災(zāi)害造成直接經(jīng)濟(jì)損失近80億美元［2］。

中國大部分地區(qū)屬于亞洲季風(fēng)氣候區(qū)，降水變率大、時空分布不均，是世界上干旱事件發(fā)生頻繁且影響嚴(yán)重的國家之一［3］。長江流域大部分屬于濕潤和半濕潤地區(qū)，地處東經(jīng)90°33′E～122°25′E，北緯24°30′N～35°45′N之間，流域范圍涉及青海、四川、湖南、湖北、江西、安徽等19個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市），總面積達(dá)180萬km2，是中國第一大流域［4］。近些年，受流域旱澇變化規(guī)律疊加全球氣候變化影響，長江流域極端干旱事件時有發(fā)生［5］。自2000年以來，該流域已經(jīng)多次發(fā)生旱災(zāi)，如2006年四川重慶夏季特大干旱［6］、2011年長江中下游5省春夏特大干旱［7］、2013年長江中下游夏季高溫干旱［8］、2019年長江中下游夏秋連旱［9］以及2022年長江全流域極端高溫干旱［10］。這些長歷時高溫少雨天氣導(dǎo)致的極端水文事件，也許是全球氣候變化效應(yīng)呈現(xiàn)出的一個警示信號。隨著全球氣溫的不斷上升，類似2022年長江流域這種特大高溫干旱事件有可能在將來成為新常態(tài)。因此，如何更好地應(yīng)對干旱災(zāi)害成為新時期流域綜合管理面臨的巨大挑戰(zhàn)。

2023年全國水利工作會議總結(jié)了中國新征程上水利面臨的新形勢，強(qiáng)調(diào)要增強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)意識，踐行“兩個堅(jiān)持、三個轉(zhuǎn)變”防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)新理念，用大概率思維應(yīng)對小概率事件，在此背景下，主動防范化解風(fēng)險(xiǎn)，“堅(jiān)定不移推動新階段水利高質(zhì)量發(fā)展，著力提升水旱災(zāi)害防御能力”。面向新形勢下中國旱災(zāi)防御和風(fēng)險(xiǎn)管理的新要求，探討極端氣候條件下長江流域干旱災(zāi)害應(yīng)對的重點(diǎn)難點(diǎn)及科技需求，對保障長江流域供水安全、糧食安全、生態(tài)安全、能源安全和航運(yùn)安全顯得尤為重要。本文在分析長江流域干旱基本特征的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)梳理和總結(jié)了當(dāng)前干旱災(zāi)害應(yīng)對的重點(diǎn)和難點(diǎn)，并提出了長江流域干旱災(zāi)害應(yīng)對的科技需求和建議，可為新時期推動長江流域干旱防御工作水平提升提供參考。

1 長江流域干旱基本特征

1.1 長江流域干旱總體情況

長江流域處于東亞季風(fēng)氣候區(qū)，雖然降水總體豐沛，但受水汽輸送及地形地貌等多種因素的影響，時空分配不均，徑流豐枯季節(jié)性、年際性變化顯著［11］。在副熱帶高氣壓帶的影響下，長江流域高溫輻射較強(qiáng)，容易出現(xiàn)季節(jié)性干旱［12］。長江流域上中下游不同時期均有可能發(fā)生干旱，最常見的是夏秋連旱，其次是春夏連旱，偶爾出現(xiàn)全年干旱和多年連旱事件。其中，上游易發(fā)生秋冬春干旱，而中下游夏伏旱危害大。長江流域中下游氣象干旱持續(xù)時間一般在3～6個月，而上游發(fā)生的嚴(yán)重干旱持續(xù)時間會超過6個月，甚至1 a以上［13］。隨著經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展和各項(xiàng)人類活動增強(qiáng)，長江流域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與水資源供給關(guān)系日趨緊密，干旱災(zāi)害對流域和區(qū)域的供水保障、糧食生產(chǎn)、航運(yùn)安全、水力發(fā)電以及生態(tài)環(huán)境的影響深遠(yuǎn)［14］。

1.2 歷史上干旱變化規(guī)律

千年以來史料記錄顯示，長江流域經(jīng)歷了5個大濕潤氣候期，4個大干旱氣候期［15］。20世紀(jì)80年代前后，長江流域經(jīng)歷了一個多雨的時期，從21世紀(jì)以來轉(zhuǎn)為少雨期，長江流域降水量減少了10%～12%，轉(zhuǎn)為小干旱周期［16］。長江流域干旱頻率統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，1956～2018年，流域多年平均干旱頻率為18.21%。近20 a來，長江流域干旱事件發(fā)生的頻率和強(qiáng)度均呈現(xiàn)明顯增加趨勢［17］。1979～2010年間，長江流域發(fā)生干旱事件二十多次，尤其2001～2010年間，多年平均干旱頻率達(dá)26.5%，是1956～2018年多年平均值的1.5倍，幾乎每1～2 a都會發(fā)生不同程度的干旱［5］。其中，2006年夏季干旱、2009年秋季至2010年春季干旱、2011年冬春季干旱、2019年秋季干旱，對長江流域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活生產(chǎn)造成極大的影響。

1.3 2022年極端干旱事件

2022年，由于“三重”拉尼娜現(xiàn)象的影響，西太平洋副熱帶高壓異常偏強(qiáng)且脊點(diǎn)偏西，長時間大范圍控制中國南方地區(qū)，致使長江流域降水量持續(xù)偏少，氣溫異常偏高，長時間的少雨和高溫使長江流域蒸發(fā)增大，土壤缺墑嚴(yán)重，進(jìn)而出現(xiàn)了罕見的汛期反枯現(xiàn)象［18］。自7月入夏至10月，長江流域降水整體較常年同期偏少40%以上，局部地區(qū)偏少80%，為1961年以來歷史同期最少，高溫天氣持續(xù)時間超過3 d，局部地區(qū)超過40 d。除金沙江、嘉陵江、漢江等支流上游地區(qū)降水偏多外，長江流域其他支流流域的降水整體偏少，其中，兩湖流域降水偏少50%以上、局部偏少80%以上，洞庭湖流域降水量僅74.6 mm，鄱陽湖流域降水量僅69.0 mm［19］。長江中上游干支流來水出現(xiàn)同枯現(xiàn)象，7～9月長江干支流來水量較多年同期偏少60%～80%，主要水文站點(diǎn)徑流量均為1949年以來同期最少，最低水位打破歷年同期最低紀(jì)錄［20］。漢口站水位快速下降，8月末漢口水位處于歷史同期最低值，枯水重現(xiàn)期大于100 a一遇；洞庭湖和鄱陽湖8月末入湖流量為近40 a來同期最少，水面面積較6月份縮小3/4，出現(xiàn)了“汛期反枯”的罕見現(xiàn)象［19］。

2022年9月，氣象部門連續(xù)33 d發(fā)布高溫預(yù)警，長江中下游各省份以及上游渝黔川地區(qū)存在中度至重度氣象干旱，旱情形勢嚴(yán)峻。然而，由于長江流域灌溉保障能力較強(qiáng)，抗旱供水調(diào)度應(yīng)對有效，極端的氣象干旱沒有造成重大的旱災(zāi)或出現(xiàn)大的經(jīng)濟(jì)社會損失［21］。

1.4 未來氣候變化趨勢研判

近十余年來，長江流域已經(jīng)多次發(fā)生旱災(zāi)，但像2022年覆蓋長江全流域的高溫干旱事件較罕見。在流域旱澇變化規(guī)律疊加全球氣候變化的背景下，長江流域長歷時的高溫少雨天氣及“汛期反枯”極端水文事件在未來是否會成為常態(tài)［22］應(yīng)引起重視。當(dāng)前，已有眾多學(xué)者對長江流域未來氣候變化情況進(jìn)行了深入研究。劉文茹等研究了典型濃度路徑（RCP）情景下長江流域2021～2050年未來氣溫變化情況，結(jié)果顯示長江流域?qū)尸F(xiàn)明顯的暖化趨勢，年均氣溫顯著升高，中下游氣溫增幅高于上游地區(qū)，到2050年，全流域氣溫平均增加1.0 ℃以上［23］。徐新創(chuàng)等基于CMIP5的5個模式逐日最高溫度模擬數(shù)據(jù)研究了全國極端高溫時空變化情況，結(jié)果顯示長江流域2070年以后的極端高溫增幅將達(dá)到1.2～7.5 ℃，最高溫度甚至達(dá)到45 ℃以上，中下游地區(qū)成為極端高溫增幅最大區(qū)域之一［24］。劉君龍等研究發(fā)現(xiàn)，在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下，2020～2050年，長江流域多年平均干旱面積均明顯增加，占全流域面積的41.2%～70.2%，是歷史時段（1956～2018年）的1.4～1.7倍，干旱頻次比歷史時段增加32.6%～50.7%，干旱頻次和發(fā)生面積呈現(xiàn)出明顯增加趨勢，旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)加?。?］；未來長江中下游地區(qū)（尤其是鄱陽湖和洞庭湖地區(qū)）將會呈現(xiàn)暖濕化趨勢，但降水時空分布更為不均，容易出現(xiàn)極端強(qiáng)降水事件，洪旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)整體仍呈增加趨勢［25-26］。

2 長江流域干旱災(zāi)害應(yīng)對難點(diǎn)

2.1 干旱形成機(jī)制和致災(zāi)機(jī)理復(fù)雜

長江流域位于濕潤和半濕潤地區(qū)，氣象干旱發(fā)展成農(nóng)業(yè)干旱和水文干旱乃至成災(zāi)的過程較為復(fù)雜，受到降水和氣溫等氣象條件、農(nóng)業(yè)種植方式和灌溉條件、河流來水和取水條件等諸多因素的影響。然而，當(dāng)前長江流域干旱研究主要集中于單個干旱事件成因及影響分析［18-21］或流域干旱演變規(guī)律、旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)特征等相關(guān)研究［27，13］，對水循環(huán)全過程視角的干旱尺度效應(yīng)、孕災(zāi)機(jī)理及其復(fù)雜作用機(jī)制研究不夠，特別是隨著氣候變暖和人類活動強(qiáng)度的不斷增加，流域水循環(huán)系統(tǒng)演變機(jī)制及其對干旱的影響研究仍然偏弱，亟待對干旱的形成機(jī)制和致災(zāi)機(jī)理進(jìn)行深入系統(tǒng)研究［28］。在旱災(zāi)應(yīng)對過程中，需要考慮的影響因子和關(guān)鍵環(huán)節(jié)繁多［29］；并且，受不同類型干旱形成機(jī)制復(fù)雜性的影響，如何定量分析流域氣象干旱、水文干旱和農(nóng)業(yè)干旱之間的內(nèi)在聯(lián)系和作用關(guān)系仍是當(dāng)前面臨的難題［29］。例如，2022年夏秋季，長江流域雖然發(fā)生了極端的氣象干旱，水文干旱也極為嚴(yán)重，但由于充分發(fā)揮了已建水利工程作用，應(yīng)對有效，有灌溉條件的絕大部分地區(qū)并沒有出現(xiàn)嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)干旱，也沒有出現(xiàn)嚴(yán)重的供水安全事故等［21］，需要對其進(jìn)行深入分析并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

2.2 旱情監(jiān)測評估和預(yù)報(bào)預(yù)警難度大

黨中央國務(wù)院高度重視長江流域抗旱減災(zāi)工作，采取了一系列卓有成效的治理措施，持續(xù)加強(qiáng)干旱監(jiān)測預(yù)警和信息化體系建設(shè)，基本形成了集成衛(wèi)星、雷達(dá)、氣象站等的空-天-地一體化干旱監(jiān)測系統(tǒng)，有效提高了干旱災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警水平，為及時發(fā)布干旱預(yù)警和防御應(yīng)急響應(yīng)提供了良好的條件［30］。盡管如此，目前中長期氣候和水文預(yù)測精度仍然偏低，難以準(zhǔn)確預(yù)測未來發(fā)展趨勢。尤其長江流域受水情、雨情、工情、農(nóng)情等多種因素的影響，做好其氣象干旱預(yù)報(bào)預(yù)測、農(nóng)業(yè)干旱和水文干旱發(fā)展態(tài)勢研判存在較大難度。

首先，長江流域尚未建立專業(yè)化的干旱監(jiān)測系統(tǒng)，氣象、水文、農(nóng)業(yè)干旱觀測站點(diǎn)布局不合理，在干旱災(zāi)害多發(fā)區(qū)存在著干旱監(jiān)測預(yù)警的空白區(qū)，無法及時監(jiān)測捕捉局部干旱災(zāi)害狀態(tài)，致使干旱監(jiān)測存在監(jiān)測能力不足的問題，迫切需要系統(tǒng)性、針對性地進(jìn)行干旱監(jiān)測站網(wǎng)布局［28］。其次，當(dāng)前常用的干旱遙感方法有基于反照率、歸一化植被指數(shù)和地表溫度的干旱遙感監(jiān)測模型等，這些傳統(tǒng)的模型方法一般使用于裸土地表或植被覆蓋地表，而對于稀疏植被覆蓋地表的監(jiān)測精度較差，無法滿足整個長江流域的需求［31］。并且，目前干旱評估指數(shù)種類繁多，大多在應(yīng)用方面具有時空局限性，其監(jiān)測能力與各指數(shù)構(gòu)建時考慮的主要致旱因子與時間尺度密切相關(guān)［31］。如PDSI旱度指數(shù)是基于美國半干旱地區(qū)的氣候特點(diǎn)構(gòu)建的，對干旱演變過程的反映能力較差，而SPI指數(shù)存在監(jiān)測程度偏輕、緩解過程解除過快的情況［32］。此外，長江流域范圍廣大，橫跨中國東、中、西部三大區(qū)域，不同區(qū)域、不同時間尺度的干旱具有其特有的多因子協(xié)同作用機(jī)制和多時空尺度疊加特征，干旱產(chǎn)生的機(jī)理復(fù)雜，涉及氣候波動、氣候變化和外強(qiáng)迫及水資源供需變化等及其協(xié)同作用，因此難以準(zhǔn)確認(rèn)知干旱的物理成因［3，33］。氣象干旱代表了降水的強(qiáng)度和概率特征，農(nóng)業(yè)干旱、水文干旱、社會經(jīng)濟(jì)干旱和生態(tài)干旱則反映了氣象干旱的影響程度，它們彼此之間存在鏈?zhǔn)絺鬟f過程，并且各類型干旱之間也存在著相互傳遞作用［33］。這種鏈?zhǔn)桨l(fā)展過程往往十分緩慢，卻又可能因一場較大的降水過程而結(jié)束，甚至產(chǎn)生旱澇急轉(zhuǎn)現(xiàn)象，這都對長江流域?yàn)?zāi)害監(jiān)測評估、預(yù)報(bào)預(yù)警提出了更高的要求［34］。

2.3 因旱致災(zāi)的不確定性大

干旱災(zāi)害的發(fā)生及其危及人類社會的嚴(yán)重程度，取決于自然因素變異程度和人類社會承受或適應(yīng)自然環(huán)境變化的能力大?。?5］。干旱對長江流域城鄉(xiāng)供水、糧食生產(chǎn)、內(nèi)河航運(yùn)、水力發(fā)電以及河流湖泊濕地生態(tài)環(huán)境等因素均有著顯著的影響，這些因素對干旱災(zāi)害的承受能力/旱災(zāi)韌性存在較大差異，受到的損失也不盡相同。不同時期、不同區(qū)域、不同承災(zāi)體對干旱的響應(yīng)特征不同［35］。從時間上講，干旱是一種漸變性災(zāi)害，很難確定其時間邊界。從區(qū)域上講，大到國家，小至縣區(qū)都可能遭受不同程度、不同類型干旱災(zāi)害的影響［36］。大氣環(huán)境、水文氣象狀況、下墊面條件等旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)各構(gòu)成要素（自然因素和人為因素）間存在著復(fù)雜的非線性關(guān)系，它們通過物質(zhì)循環(huán)、能量轉(zhuǎn)換和信息傳遞相互耦合在一起，形成了干旱災(zāi)害系統(tǒng)的驅(qū)動因素、反饋?zhàn)饔靡约鞍l(fā)展、變化機(jī)制，具有隨機(jī)性和動態(tài)性，因旱致災(zāi)不確定性較大［35，37］。當(dāng)前，中國抗旱減災(zāi)技術(shù)水平有待提高，旱情旱災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)體系尚不完善，抗旱能力評估和防旱抗旱規(guī)劃工作比較薄弱，這在一定程度上制約了長江流域抗旱減災(zāi)工作的科學(xué)高效開展［38］。

2.4 旱澇/澇旱急轉(zhuǎn)對水利工程運(yùn)行調(diào)度挑戰(zhàn)性大

水庫調(diào)度是調(diào)節(jié)洪峰、納蓄水源、減少洪旱災(zāi)害損失的重要方法［39］。長江流域洪旱災(zāi)害交替頻發(fā)，水庫調(diào)度難度較大，旱澇/澇旱急轉(zhuǎn)對流域水庫群調(diào)度挑戰(zhàn)性大。當(dāng)前長江流域應(yīng)對旱澇/澇旱急轉(zhuǎn)的水庫群調(diào)度方案還不完善，防洪與抗旱之間的調(diào)度統(tǒng)籌還有待提高。當(dāng)前，長江流域水庫群聯(lián)合調(diào)度還存在2個方面的協(xié)調(diào)問題：①? 防洪與抗旱之間如何預(yù)留庫容與使用庫容的問題；②? 如何協(xié)調(diào)調(diào)洪運(yùn)用的洪水資源化問題［40］。長江干支流大多數(shù)水庫都是季調(diào)節(jié)水庫，對徑流的調(diào)節(jié)能力有限（全流域只有18%左右），而且在汛前（一般5～6月份）水庫需按照防洪要求，消落至汛限水位來運(yùn)行，汛期水庫內(nèi)存蓄的水量不多；若遇與2022年類似的夏季伏旱，由于水庫本身蓄水不多，而來水又嚴(yán)重偏少，籌措抗旱水源的能力受限，從而影響水庫在干旱時期的供水、灌溉和發(fā)電等方面的作用發(fā)揮。應(yīng)當(dāng)以流域水庫群協(xié)同為基礎(chǔ)，著力研發(fā)應(yīng)對旱澇/澇旱急轉(zhuǎn)的水庫群協(xié)同優(yōu)化調(diào)度技術(shù)，動態(tài)判斷主汛期與汛末期的轉(zhuǎn)化時間節(jié)點(diǎn)，進(jìn)一步深化汛期水庫運(yùn)行水位動態(tài)調(diào)度，并協(xié)同水庫群汛末蓄水和下泄過程，提高洪旱災(zāi)害調(diào)度應(yīng)對能力［41］。

3 長江流域干旱災(zāi)害應(yīng)對的科技需求

長江流域水旱災(zāi)害頻現(xiàn)是基本規(guī)律，2020年發(fā)生了流域性大洪水，2022年又發(fā)生大面積旱災(zāi)，水旱災(zāi)害防御形勢十分嚴(yán)峻。做好水旱災(zāi)害統(tǒng)籌防御工作，盡最大努力減少災(zāi)害損失，迫切需要按照新時代的系統(tǒng)治水思路，統(tǒng)籌考慮水旱災(zāi)害防御與水資源綜合利用、水環(huán)境修復(fù)和水生態(tài)改善等，強(qiáng)化科技引領(lǐng)，提升水旱災(zāi)害防御能力，這需要加強(qiáng)流域水旱災(zāi)害整體性統(tǒng)籌防御的科學(xué)認(rèn)知、基礎(chǔ)理論，以及新方法和新技術(shù)等方面的研究，保障長江流域和長江經(jīng)濟(jì)帶高質(zhì)量發(fā)展。

3.1 加強(qiáng)流域干旱形成機(jī)制和旱災(zāi)機(jī)理等基礎(chǔ)研究

在流域旱澇變化規(guī)律疊加全球氣候變化背景下，包括長江流域在內(nèi)的南方濕潤地區(qū)干旱災(zāi)害出現(xiàn)了新的變化特征［42］。根據(jù)相關(guān)資料，在1951～1990年中國出現(xiàn)的8次重大干旱事件中，南方地區(qū)僅出現(xiàn)3次，占干旱事件總次數(shù)的37.5%；而1990～2012年中國出現(xiàn)重大干旱事件17次，其中南方地區(qū)11次，占干旱事件總數(shù)的64.7%，并且干旱災(zāi)害呈現(xiàn)頻率增加、持續(xù)時間增長、影響范圍擴(kuò)大的趨勢［43］。氣象干旱、農(nóng)業(yè)干旱和水文干旱之間并非相互獨(dú)立，而是存在鏈?zhǔn)絺鬟f過程，涉及氣象、水文、農(nóng)業(yè)、生態(tài)等多個領(lǐng)域。然而，現(xiàn)階段多是從學(xué)科領(lǐng)域針對不同類型的干旱災(zāi)害獨(dú)自開展機(jī)理研究，取得的相關(guān)結(jié)論各有所側(cè)重，難以做到全面科學(xué)合理。應(yīng)加強(qiáng)氣象、水文、農(nóng)業(yè)和災(zāi)害管理等多學(xué)科共同聯(lián)合研究機(jī)制。此外，針對濕潤地區(qū)的干旱相關(guān)基礎(chǔ)研究還比較薄弱，對濕潤地區(qū)干旱災(zāi)害對水資源、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)及其機(jī)制的系統(tǒng)性認(rèn)識較少。需要進(jìn)一步豐富流域/區(qū)域水旱災(zāi)害統(tǒng)籌防御理論，摸清特大干旱孕育機(jī)理和發(fā)展過程的鏈?zhǔn)絺鲗?dǎo)機(jī)制，系統(tǒng)分析和研究干旱形成的機(jī)理與反饋效應(yīng)［44］，進(jìn)一步探究濕潤地區(qū)干旱災(zāi)害致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境、成災(zāi)機(jī)理等特征，重點(diǎn)突破極端氣象水文事件、澇旱/旱澇急轉(zhuǎn)的成因機(jī)制，以及大范圍、長歷時高溫少雨的致災(zāi)機(jī)理等。

3.2 開展流域干旱災(zāi)害監(jiān)測評估與預(yù)報(bào)預(yù)警技術(shù)研發(fā)

干旱災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)警是防旱抗旱的重要手段，可為干旱應(yīng)對決策提供重要的基礎(chǔ)信息支撐，是實(shí)現(xiàn)由干旱災(zāi)害危機(jī)管理向風(fēng)險(xiǎn)管理轉(zhuǎn)變的核心內(nèi)容之一［45］。2022年長江流域特大高溫干旱事件側(cè)面反映出當(dāng)前中國針對干旱災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警能力仍存在短板，應(yīng)當(dāng)充分利用衛(wèi)星遙感、大數(shù)據(jù)、智能感知、數(shù)字孿生流域等科技手段，加強(qiáng)干旱災(zāi)害監(jiān)測評估與預(yù)報(bào)預(yù)警技術(shù)的研發(fā)，重點(diǎn)突破中長期氣象水文預(yù)報(bào)集合旱情模擬推演和旱災(zāi)預(yù)報(bào)預(yù)警技術(shù)［46，28］。干旱是水循環(huán)過程中的一種極值事件。由于學(xué)科分類問題，現(xiàn)有的干旱監(jiān)測評估研究常常將大氣水-地表水-土壤水-地下水過程分開考慮，割裂了完整的水循環(huán)過程，致使在干旱災(zāi)害發(fā)生過程中，難以及時辨識干旱的多類型和多尺度特征。需要從水循環(huán)全過程考慮氣象干旱-水文干旱-農(nóng)業(yè)干旱的演進(jìn)機(jī)理，研發(fā)能夠反映多種干旱過程之間物理聯(lián)系的綜合性干旱評估模型，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對干旱不同發(fā)生階段的綜合監(jiān)測和預(yù)報(bào)預(yù)警等［32］。此外，現(xiàn)有的干旱監(jiān)測預(yù)警多針對氣象要素或旱限水位/水量指標(biāo)等，綜合代表性不強(qiáng)，實(shí)際效果不佳，與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對干旱的預(yù)報(bào)預(yù)警需求和理解有一定的脫節(jié)。因此，應(yīng)當(dāng)從不同時空尺度的水循環(huán)過程入手開展干旱評估研究，明晰降水、氣溫、土壤、植被等多種因素在干旱發(fā)生發(fā)展過程中的作用機(jī)制，關(guān)注干旱對工業(yè)、城鄉(xiāng)居民、生態(tài)等不同部門用水的影響，將干旱對社會經(jīng)濟(jì)造成的影響納入綜合干旱評估和預(yù)報(bào)預(yù)警中［47］。

3.3 加強(qiáng)水庫防洪抗旱統(tǒng)籌調(diào)度研究

針對長江流域徑流特點(diǎn)及其豐枯變化，尤其旱澇/澇旱急轉(zhuǎn)頻發(fā)地區(qū)，需要從防洪和抗旱統(tǒng)籌角度，來研究水利工程的聯(lián)合調(diào)控，并加強(qiáng)汛期水庫調(diào)度技術(shù)和多年調(diào)節(jié)水庫旱限水位最優(yōu)調(diào)控技術(shù)的研究，完善上游水庫群配合三峽水庫在洪旱不同階段的應(yīng)用方式，平衡好防洪和蓄水的關(guān)系，協(xié)調(diào)防洪、發(fā)電、供水、灌溉、航運(yùn)和水生態(tài)保護(hù)，發(fā)揮水庫防洪與抗旱等多重效益［40，48］。旱澇急轉(zhuǎn)多發(fā)生在水庫實(shí)時調(diào)度過程中，應(yīng)開展長江流域控制型水庫群蓄泄統(tǒng)籌精細(xì)化聯(lián)合調(diào)度研究，在確保防洪安全的前提下，實(shí)行汛期水庫運(yùn)行水位動態(tài)控制、汛末期提前蓄水，為可能發(fā)生的洪旱急轉(zhuǎn)提供水源儲備［49］，著力提升流域應(yīng)對旱情的水資源調(diào)配能力，進(jìn)一步挖掘洪水資源化潛力以及實(shí)現(xiàn)“澇為旱用”。

3.4 加強(qiáng)抗旱非工程措施研究

干旱是自然現(xiàn)象，但是否發(fā)展成為旱災(zāi)，則與抗旱能力和應(yīng)對行為密切有關(guān)。需要以現(xiàn)代自然災(zāi)害系統(tǒng)理論為指導(dǎo)，加強(qiáng)干旱適應(yīng)性相關(guān)研究。從水資源和水環(huán)境的承載能力出發(fā)，研究考慮干旱缺水因素的區(qū)域經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)布局的調(diào)整和優(yōu)化方式，降低干旱災(zāi)害脆弱性。節(jié)約用水是主動抗旱的重要戰(zhàn)略手段，要加強(qiáng)節(jié)約用水管理策略研究，提出節(jié)約用水的水價體系、取用水總量控制指標(biāo)體系，制定和落實(shí)有關(guān)激勵與約束政策，引導(dǎo)和促進(jìn)工農(nóng)業(yè)節(jié)水，提高抗旱能力［45］。創(chuàng)建將防災(zāi)減災(zāi)融入經(jīng)濟(jì)社會布局和城市發(fā)展的理論方法，加強(qiáng)災(zāi)害金融和巨災(zāi)指數(shù)保險(xiǎn)等研究，提出引導(dǎo)民間和非政府組織資金融入干旱災(zāi)害管理的有效措施，創(chuàng)新旱災(zāi)科普宣傳方式，研究建立政府主導(dǎo)、企業(yè)與個人共同承擔(dān)、保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)托底的抗旱型社會建設(shè)管理體系，從而提高抵御災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)韌性，促進(jìn)被動抗旱減災(zāi)向主動防御適應(yīng)轉(zhuǎn)變［50］。

4 建 議

在自然變化規(guī)律疊加全球氣候變化背景下，全球極端干旱事件頻發(fā)。從2022年長江流域特大干旱事件可以看出，當(dāng)前中國干旱事件呈現(xiàn)出干旱與高溫?zé)崂藦?fù)合、跨流域跨區(qū)域、持續(xù)時間長、發(fā)展速度快的新特點(diǎn)［44］。為提高新形勢下大型流域干旱防御和防災(zāi)減災(zāi)的能力，建議從以下幾個方面進(jìn)行探索。

（1） 加強(qiáng)干旱機(jī)理基礎(chǔ)研究和預(yù)測預(yù)報(bào)技術(shù)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)高分辨率遙感技術(shù)、地面水文監(jiān)測技術(shù)有機(jī)結(jié)合，構(gòu)建干旱“空天地”一體化監(jiān)測系統(tǒng)，深入評估未來氣候變化引發(fā)的旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，大力提升長江流域干旱預(yù)測能力和旱災(zāi)預(yù)警水平；著力突破干旱災(zāi)害“監(jiān)測-預(yù)警-應(yīng)對”全鏈條技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)長江流域旱災(zāi)數(shù)字化模擬、智慧化決策和精細(xì)化管控。

（2） 加強(qiáng)水旱災(zāi)害統(tǒng)籌防御的理論方法和技術(shù)方案研究，編制流域/區(qū)域水旱災(zāi)害整體防御規(guī)劃，或者編制專門的流域防旱抗旱規(guī)劃；開展長江流域抗旱應(yīng)急水源摸底核查和供水工程能力調(diào)查，加強(qiáng)流域水資源配置工程聯(lián)合調(diào)度技術(shù)研究，充分發(fā)揮長江復(fù)雜水網(wǎng)系統(tǒng)的多源互濟(jì)功能，增強(qiáng)全流域抗旱能力。

（3） 在充分挖掘現(xiàn)有水利工程抗旱潛力和水資源應(yīng)急調(diào)度的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加快國家水網(wǎng)、省級水網(wǎng)以及水源工程包括備用水源、應(yīng)急水源工程的建設(shè)，形成完善的長江流域抗旱工程體系，以更好地應(yīng)對大范圍、長歷時的干旱災(zāi)害；同時強(qiáng)化水文預(yù)報(bào)信息與水庫調(diào)度運(yùn)行信息的集成耦合，優(yōu)化河道、水庫、蓄滯洪區(qū)在汛期的調(diào)控與運(yùn)行模式，完善流域水利工程聯(lián)合調(diào)度方案，科學(xué)實(shí)施水庫運(yùn)行水位動態(tài)控制與提前蓄水，進(jìn)一步提高洪水資源利用率。

（4） 加強(qiáng)干旱適應(yīng)性研究和防旱抗旱非工程措施建設(shè)，增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)的氣候變化適應(yīng)性和韌性。加快建立和完善與國家法律法規(guī)相銜接的抗旱防災(zāi)相關(guān)法規(guī)體系，修訂現(xiàn)有法律法規(guī)文件，明確相關(guān)部門干旱管理工作的權(quán)責(zé)問題，將旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對納入法制化、制度化軌道；建立健全與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展水平相適應(yīng)的干旱應(yīng)對資金投入保障機(jī)制和財(cái)政投入與社會融資相結(jié)合的多元化抗旱投資融資機(jī)制，嘗試構(gòu)建和完善氣候?yàn)?zāi)害保險(xiǎn)，切實(shí)幫助廣大民眾規(guī)避旱災(zāi)損失；加強(qiáng)旱災(zāi)科普宣傳工作，提高廣大人民群眾防旱抗旱意識，推進(jìn)防災(zāi)減災(zāi)社會化，降低旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)與不利影響。

5 結(jié) 語

在全球氣候變暖影響下，長江流域多次出現(xiàn)極端干旱事件，對城市供水、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水力發(fā)電、航運(yùn)等造成了不利影響，給長江經(jīng)濟(jì)帶高質(zhì)量發(fā)展帶來挑戰(zhàn)。長江流域干旱監(jiān)測預(yù)警及科學(xué)應(yīng)對成為當(dāng)前水文科學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。本文通過探討長江流域干旱的基本特征，梳理和總結(jié)了長江流域干旱災(zāi)害應(yīng)對難點(diǎn)，包括：①? 長江流域干旱形成機(jī)制和致災(zāi)機(jī)理較為復(fù)雜；②? 干旱發(fā)展過程緩慢且受多因子影響，旱情監(jiān)測評估和預(yù)報(bào)預(yù)警難度大；③? 干旱影響涉及范疇廣，區(qū)域抗旱能力/旱災(zāi)韌性存在較大差異，因旱致災(zāi)的不確定性大；④? 防洪與抗旱之間的調(diào)度統(tǒng)籌還不夠，旱澇/澇旱急轉(zhuǎn)對水利工程運(yùn)行調(diào)度極具挑戰(zhàn)。并且，從加強(qiáng)流域干旱形成機(jī)理、開展旱災(zāi)監(jiān)測預(yù)警、優(yōu)化水庫調(diào)度以及加強(qiáng)抗旱非工程措施等方面提出干旱災(zāi)害應(yīng)對的科技需求。最后，針對性地提出了幾點(diǎn)建議，主要包括加強(qiáng)干旱基礎(chǔ)研究和預(yù)警技術(shù)研發(fā)、加強(qiáng)旱災(zāi)防御技術(shù)方法研究、完善流域抗旱工程體系和加強(qiáng)防旱抗旱非工程措施建設(shè)等。

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（編輯：高小雲(yún)）

Abstract：

In recent decades，extreme drought events have occurred frequently in the Changjiang River Basin due to the changes in drought and flood patterns and the impact of global climate change.This has caused many adverse impacts on water supply security，food production，shipping and transportation，economy，society，and ecological environment in the watershed.The basic characteristics of droughts in the Changjiang River Basin are analyzed.On this basis，the key and difficult points of drought disaster mitigation in the Changjiang River Basin have been sorted out，including the complex mechanism of drought formation and disaster causing，the difficulty of monitoring，evaluation，prediction and early warning，the high uncertainty of drought induced disasters，and the threat of rapid turning from drought to flood to the normal operation and scheduling of water conservancy projects.The scientific and technological needs for responding to drought disasters in the Changjiang River Basin have been systematically discussed from aspects such as mechanism research，monitoring and early warning，reservoir operation，and non-engineering measures.Furthermore，some ideas and suggestions for promoting drought resistance work in the Changjiang River Basin have been proposed.

Key words：

drought mitigation；drought monitoring and early-warning；drought prediction and forecast；drought disaster management；Changjiang River Basin