王浩院士谈2020年我国南北洪涝问题

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今年6月以来，我国南方经历了多轮暴雨，导致我国南方许多地方，特别是长江流域出现突发性暴雨洪水。《南水北调》编辑部就洪水成因、未来长江中下游调度工作重点、黄河与长江流域防洪压力差异、三峡大坝汛期泄洪、今年暴雨洪水特点及防御难点、未来洪水发展趋势等6个问题采访了中国工程院院士王浩。

问题一

王院士您好！今年6月以来，华南经历了多轮暴雨，导致华南许多地方(尤其是长江流域)出现突发性暴雨洪水。你能告诉我们这次洪水的诱因吗？

王浩院士:我认为这次汛期的洪水，特别是长江流域持续的强降水，可以从以下几个方面来讨论:

首先是大气环流。西北太平洋副热带高压(西太平洋副热带高压)强度异常强于正常，西延伸脊位置异常西；东亚槽的强度异常强，其位置异常西移。2020年1月以来，东亚槽和西太平洋副热带高压强度明显增强。自2020年5月以来，西太平洋副热带高压的脊线一直稳定在北纬20°至23°之间，副热带高压的外围通常与中国的主雨带相对应。东亚槽的强强度导致西风环流向经向模式的调整，东亚中高纬度多脊的活动，高原槽和西南涡的活动。自6月份以来，副热带高压周围的低空急流携带的暖湿热空气一直持续输送到副热带高压主体的北侧，并与高原槽和西南涡相结合，沿副热带高压周围的长江线(北纬30 n)移动，造成长江流域多次强降水过程。

二是青藏高原冬季积雪异常。青藏高原作为亚洲和北半球大气系统的“调节器”，是对全球气候变化反馈最敏感的地区之一。从2019年到2020年，青藏高原冬季积雪面积比正常情况下更加明显。冬季高原积雪增多，将通过改变春夏高原的热条件，间接导致中国长江中下游对流活动增强和降水增多。

第三，南海夏季风今年早些时候出现。6月上旬，副热带高压脊线偏北，导致长江中下游梅树提前进入。此外，如上所述，自2020年2月以来，西太平洋副热带高压显著加强并稳定维持，亚洲中高纬度经向环流发展，西风带短波槽频繁活跃，寒冷的空气体在向长江中下游移动的过程中变强，导致长江中下游梅雨期降水异常偏高。

第四是太阳黑子相对数的谷年。这样，太阳在地球上受到的磁力、重力和热量将会突然改变，在2020年和1998年之间将会有两个11年的太阳黑子相对周期。根据节律规律，可以判断洪水易发。

总体而言，2020年华南区域性洪水(尤其是长江中下游洪水)是西太平洋副热带高压、西风带、高原积雪和全球气候异常综合作用的结果。

问题2

最近长江上游连续发生了几次洪水。你对今后长江中下游的调度工作有什么看法？

王浩院士:在7月6日减少出库流量的基础上，长江水利委员会从7月9日开始连续发布五个调度命令，逐步减少三峡出库流量。从7月7日开始，流量持续下降，从35000米/秒下降到7月12日的19000米/秒，阻止了库区更多的洪水。截至7月12日晚，三峡水库拦蓄了近30亿m洪水，相当于减少了210多个西湖的流量，降低了城陵矶水位近0.2m，为降低下游防洪压力提供了有力保障。

过去，为了抗击2020年7月2日10时长江第一次洪水(5万米/秒)，长江水利委员会将三峡水库的流量控制在3.5万米/秒，同时增加了金沙江中游向家坝水库、溪洛渡水库和梯级水库的蓄水量。 上游梯级水库都不同程度地蓄水了一定量的洪水(三峡工程有效地蓄水，降低了削峰率，达到了，但是，由于水位普遍上升，一些水库甚至处于超汛状态。 7月17日10时，长江上游形成2020年长江第二次洪水(5万米/秒)。7月18日6时，长江三峡上游来水量进一步增加，最大洪峰达到6万米/秒，7月22日前可能会有较大洪峰，这将给长江流域后期的防洪形势带来很大压力。科学精细的水库群联合调度是汛期防洪最关键、最有效的措施。自2012年长江水库群联合调度方案实施以来，长江流域已有41座水库纳入联合调度范围，将有效控制长江流域风险点，充分发挥蓄水、削峰、移峰功能。

就目前情况而言，一方面要加强长江流域雨、水条件滚动预报次数，为调度决策提供早期保障；另一方面，要协调长江上下游防洪形势，加强长江中下游堤防防御，科学优化长江上游水库调度，做好雅砻江、金沙江、乌江、嘉陵江等水库与三峡水库的联合调蓄。充分发挥洞庭湖水库群的拦洪功能，平衡三峡蓄水能力、上游来水及其对中下游防洪的影响，抓紧科学确定主要支流水库和三峡大坝的科学调度原则，做好科学准确的调度工作

问题3

近年来，我国水利工程水平不断提高，但为什么水利防洪形势依然严峻？黄河流域和长江流域的防洪压力有什么不同？

王浩院士:汛期防洪压力主要来自国家水库的蓄水能力。例如，代表一个国家的蓄水能力与河流径流之比的蓄水能力系数，在欧洲国家通常大于0.9，在美国大于0.66，目前在中国小于0.3。水库蓄水能力不足的直接后果是，我们必须在主汛期持续抗洪救灾，而在非汛期的夏季干旱日，我们面临着供水不足的困境。近年来，中国西南地区修建了许多世界级的大坝。然而，由于这些大坝大多建在峡谷地区，虽然它们有强大的发电能力，水库容量并不大。例如，虽然三峡水库在水电站领域处于世界前列，但其有效防洪能力(221.5亿立方米)在世界上排名超过20位。长江流域年径流量9513亿m，远远大于三峡水库的有效防洪能力。因此，三峡水库在主汛期对洪水的反应是削峰填谷，但它没有能力拦截所有洪水，仍然需要在汛期泄洪。

从自然角度看，黄河流域年径流量约为580亿米，与长江流域(9513亿米)相差甚远。从水利工程的库容来看，从黄河中上游的龙羊峡到小浪底，目前已基本建成的水利工程的有效库容达到450亿m，黄河流域的有效库容占黄河年径流量的比例为0.775，可以很好地防止黄河洪水。然而，三峡水库的有效库容与长江年径流总量之比仅为0.023，从数据中不难看出三峡水库的防洪和蓄水压力。

问题4

中国南方最近的汛期非常严重。6月29日，三峡工程首次打开了两个闸门和深孔来排水。你能解释一下为什么三峡大坝应该在汛期放水吗？

王浩院士:三峡大坝是世界上最大的水利工程，总库容为393亿立方米。三峡大坝建成时，防洪是第一要务。在汛期到来之前，三峡水库将由空部分泄洪，以腾出库容，当洪水到来时，更多的洪水可以停止，然后洪峰将被进一步削减。截流水位称为防洪限制水位(145米)。为了应对多轮强降雨，三峡库区提前完成了水库清退工作。三峡大坝正常水位为175米，设计洪水位为175米，校核洪水位为180.4米，最高坝高为181米，坝顶高程为185米，三峡水库蓄水量约为90亿米，防洪库容为221.5亿米。除去蓄水，三峡水库的防洪能力只有130亿左右(也就是说，还有60%的防洪能力)。今年7月2日上午10时，三峡水库入库流量达到洪水标准(5万米/秒)。三峡水库利用防洪能力阻挡超过下游安全流量的洪水，从而减弱洪峰对下游的不利影响。然而，在这一过程中，一旦水库库容接近防洪库容的一定比例极限，三峡大坝将根据长江中下游的洪水情况开启闸门，这也是一种评估形势的措施。

问题5

今年长江流域的暴雨和洪水有什么特点？防御困难在哪里？

王浩院士:2020年汛期，长江中下游降雨量498.5毫米，比正常高64.3%，为1961年以来同期最大；就降水范围而言，1998年长江流域为全流域暴雨，而今年的暴雨集中在长江中下游及沿江地区。与2016年相比，降水范围较大，但小于1998年。今年，长江流域暴雨覆盖面广，暴雨强度大。受长江上游多轮暴雨的影响，长江流域洪水具有洪峰高、洪量大、上涨快、灾害点多、破坏性大的特点。

目前，长江流域堤防工程、河道疏浚和蓄滞洪区建设得到加强，长江防洪工程体系初步形成。然而，仍然有许多薄弱环节，许多重要的支流和湖泊没有得到加强。大多数中小河流堤防标准低，防洪能力弱，难以抵御特大暴雨和洪水；加上前期降雨的影响，一些河流、湖泊和水库已经积累了大量的水。目前，长江流域上游暴雨仍较密集，易形成超标准洪水；蓄滞洪区建设相对落后，难以利用；长江中下游干流塌岸现象依然严重；病险水库没有经过洪水考验，许多中小型水库在汛期存在安全隐患，需要进行加固。这些都是长江流域防洪防御的难点。

问题6

王院士，从目前的情况来看，今后舆论会不会进一步恶化？未来的洪水会发展到中国的北部吗？

王浩院士:长江流域防洪形势依然严峻。近年来，我国西南地区至长江中下游地区的累积降雨量大，暴雨叠加，使得防洪形势更加严峻。加强水文监测、预报和预警，增强防洪救灾的灵活性；加强对重点水库和堤防的检查检查，不留死角；提前制定各种调度计划和应急预案，应对各种突发事件。

结合诸多预测结论，主雨带更有可能在7月下旬向北抬升，届时长江流域的洪水预计将得到缓解，黄淮地区将迎来防洪的关键时期。但是，天气系统存在很大的不确定性，目前季风强度较弱，雨带北移的过程还有待观察，因此长江流域的防洪工作不能掉以轻心。

王浩院士简介

王浩，男，1953年8月13日出生于北京，1989年毕业于清华大学。中国工程院院士，水文水资源水文学家，教授级高级工程师，博士生导师。现任流域水循环模拟与调控国家重点实验室主任，中国水利水电研究院水资源研究所名誉所长，享受国务院特殊津贴。2016年10月，他被水利部任命为水利部顾问咨询委员会成员。南水北调和水利科技专家委员会成员(中英文)。

王浩院士长期从事流域水循环及其生态环境效应的基础研究、水资源规划与管理的应用基础研究、水资源经济学和复杂系统决策理论与方法的应用研究。提出了“自然-人工”双水循环理论，系统地建立了水循环及其相关水生态、水化学和水沙过程的综合模拟和多维控制技术体系。荣获联合国全球人居环境奖，并被授予国家先进工作者、国家优秀科技工作者、中央国家机关五一劳动奖章等多项荣誉称号。截至2019年9月，王皓已发表专著38部，申请和授予专利206多项，发表学术论文630多篇。其中，sci收录166篇，ei收录181篇，CSCD收录280余篇。获国家科技进步奖一等奖一项，国家科技进步奖二等奖七项。