2022年长江流域夏秋旱特点分析与思考

近年来,极端天气事件呈现趋多、趋频、趋强、趋广态势,干旱灾害的极端性、反常性越来越明显,干旱灾害风险的复杂性、多变性也愈来愈显著。2022年,水资源相对丰沛的长江流域发生1961年有完整记录以来最严重的气象水文干旱,影响波及流域农业生产、城乡供水、生态、航运、发电等诸多方面。在总结2022年长江流域旱情、旱灾特点的基础上,分析长江流域抗旱减灾工作中存在的难点及问题,并有针对性地提出了未来抗旱减灾工作重点的建议。     

长江流域2022年抗旱管理实践与思考

2022年夏季,长江流域遭遇自1961年有完整气象观测记录以来最严重的气象干旱,出现了100年一遇枯水现象,引起社会广泛关注,给流域经济社会发展带来重大挑战和影响。基于抗旱管理实践,从旱情特点、枯水成因以及洞庭湖和鄱阳湖地区枯水影响等方面分析了2022年长江流域旱情基本情况,回顾了旱情应对方案和取得的成效,并从干旱机理认知、监测能力、模型支撑、方案预案、水资源管理体制等5个方面剖析了当前及今后一段时间长江流域水资源安全保障面临的问题和挑战,提出了抗旱减灾和综合施策的思考,以期为强化应对流域极端干旱灾害风险管理的基础与能力建设提供对策参考。     

2022年长江流域干旱特征分析与新时期抗旱减灾应对模式探讨

受大气环流异常影响,2022年长江流域夏季高温伏旱持续时间长、影响范围广、致灾程度大。分析了近15 a来长江流域历年干旱灾害事件和本次干旱特征,以及长江流域抗旱减灾体系建设现状以及在2022年干旱应对中的成效。在此基础上,提出了新时期下抗旱减灾的总体应对思路：(1)以优化国土空间布局为切入点,从源头上规避干旱灾害风险;(2)以空间上的立体调蓄与时间上的峰蓄枯补为路径,实现干旱灾害的过程防控;(3)以优化水利工程运行调度方式为手段,实现防汛抗旱统筹调控;并针对旱情评估与预测、旱灾风险研判和旱灾风险应对共3个方面的关键环节,提出了抗旱减灾方面的科技需求。     

我国抗旱面临的形势和抗旱工作的战略性转变

随着我国经济社会发展对水资源需求的增加,加之全球气候变暖的影响,干旱灾害表现出频次增高、范围扩大、持续时间延长和灾害损失加重等特点。但我国现状抗旱能力薄弱、供水能力和抗旱投入不足,及抗旱管理水平不能应对我国旱情旱灾向严重化发展的趋势。面对严重的抗旱形势,抗旱工作必须实现战略性转变,实现主动抗旱、全面抗旱和积极抗旱,根据不同类型旱情旱灾发生的特点,旱灾影响的范围和对象,有针对性地采取相应的措施和对策,以全面提升我国综合抗旱减灾能力。     

黔西南州旱灾特性及减灾对策

黔西南州地处云贵高原,喀斯特地貌广阔,水文、地质和气象条件复杂多变,历史上干旱灾害时有发生。针对黔西南州近年旱灾严重问题,采用干旱指数和旱灾饮水困难人口比例等指标分析了黔西南州旱灾特点,并挖掘黔西南州旱灾成灾原因,提出抗旱减灾的对策,为提高黔西南州整体抗旱减灾能力、降低旱灾损失提供参考。     

吉林省干旱发展趋势及抗旱对策研究

根据现有的资料分析表明,吉林省干旱发生频率、干旱面积的旱灾损失均呈加快、加重的发展趋势。应采取的对策是:①加强抗旱设施建设,增强抗旱减灾能力。②全面推广非工程抗旱技术措施;③加强抗旱服务组织建设,为抗旱减灾提供优质服务;④正确认识吉林省干旱缺水的基本规律,搞好抗旱减灾工作。     

长江中下游五省抗旱减灾对策初步探讨

通过对长江中下游五省历史干旱事件的整理,分析该地区旱情旱灾特点,并从自然环境系统和经济社会系统分析干旱灾害的成因,提出长江中下游五省今后一段时期内抗旱减灾的对策思路,为该区域有效提高整体抗旱能力,降低干旱灾害损失提供参考。     

关于对新疆喀什地区抗旱形势的思考

喀什地区位于新疆的西南部,干旱灾害是该地区最主要的自然灾害之一。由于全球气候变暖导致极端气候事件发生几率增加,干旱灾害的发生越加频繁,旱灾造成的影响和损失更加严重。但是,当前抗旱减灾工作仍存在着基础薄弱,城乡供水体系抵御旱灾能力较弱,抗旱减灾管理体系不健全等问题,抗旱工作仍面临着前所未有的挑战和压力。面对严峻的干旱情势,提高地区综合抗旱减灾能力,减轻干旱灾害的损失,已成为当前一项十分迫切的重要工作。     

2022年长江流域高温干旱过程及其影响评估

2022年夏秋季长江流域出现大范围异常高温干旱事件，对自然生态和社会经济造成了广泛影响，引起了社会广泛关注。利用最新观测资料，系统分析了2022年长江流域高温干旱的气候特征，并采用区域性高温和区域性干旱过程监测评估方法，评估了2022年区域性高温和干旱过程的综合强度及其影响。结果表明：2022年夏季长江流域最高、最低和平均气温均为1961年以来同期最高，高温日数为1961年以来最多，高温覆盖范围为1961年以来最广，高温过程综合强度为1961年以来最强，达“特强”等级；2022年夏秋季长江流域干旱过程最大覆盖范围达全流域的94.5%,为1961年以来最广，过程期间累计降水量为1961年以来同期最少，过程综合强度为1961年以来最强，达“特强”等级。持续性异常高温干旱造成流域水电、航运、供水和居民生活受到显著影响，部分地区农作物减产，生态环境有所退化。在全球气候变化背景下，近20 a来长江流域区域性高温和干旱事件具有显著的增多、增强以及同时发生的趋势，其影响呈现出系统性和复合型的新特点。未来流域水资源管理需重视气候变化风险，提高应对极端干旱与高温复合灾害的能力。     

2022年长江流域水库群抗旱补水调度实践与思考

2022年，长江流域遭受严重旱情。为缓解长江中下游严重枯水给供水、灌溉等用水需求带来的影响，保障流域粮食安全、供水安全，在水利部统一部署下，长江水利委员会同湖南、江西省水利厅分别于8月中旬和9月中旬实施了两次长江流域水库群抗旱保供水保秋粮丰收补水调度。在分析长江中下游用水需求、前期水库群蓄水及调度情况和来水预测的基础上，确定了调度长江上游、洞庭湖水系、鄱阳湖水系水库群的抗旱补水方案，两次专项行动分别补水35.7亿，25.9亿m³。根据2022年长江流域水库群抗旱补水调度实践，提出了存在干旱预报能力有待提升、旱区用水需求掌握不够精准、抗旱补水调度规则体系有待建立和抗旱调度基础研究有待深入等问题，并提出了有针对性的建议。     

现状防御条件下历史极端大旱重演影响分析——以明崇祯大旱为例

开展历史典型场次特大干旱事件重演研究,能够为极端状况下的干旱灾害防御提供参考,具有重要的战略意义。本文提出了历史特大干旱重演影响分析方法,并以明崇祯大旱为例,开展现状防御条件下重演情景分析,估算一旦发生明崇祯大旱对供水、粮食以及经济的可能影响。研究结果表明:在现状自然地理和水利工程条件下,若发生类似明崇祯大旱,核心旱区9省市连续7年年平均缺水率为21.9%,最高为38.7%;年平均粮食减产率为27.7%,最高为39.2%;年平均因旱直接经济损失占本区域GDP比例为5.3%,最高为11.1%;占全国GDP比例年平均达到2.2%,最高为4.53%。可见,一旦发生类似历史上的极端干旱,严重缺水将会对供水安全、粮食安全和经济安全造成重大威胁,因此需要引起高度重视,做好巨灾风险应对准备。     

长江流域气象干旱演变特征及未来变化趋势预估

基于长江流域及周边范围在内的318个气象站点1956—2018年的实测资料和CMIP5全球气候模式在3种RCPs情景下的预估数据,以标准化降水蒸散发指数作为干旱等级的划分指标,对流域历史气象干旱时空演变特征进行了分析,并预估了流域未来不同排放情景下的气象干旱时空变化趋势。结果表明:①近60 a,流域干旱率年际变化较大,平均干旱率为18.21%。从年代变化来看,近20 a干旱影响范围普遍较大;干旱频发地区主要位于岷江流域,干旱次数呈从上游向下游递减的趋势;高强度的干旱多发生于金沙江中下游地区和成都平原地区,平均场次干旱强度也呈从上游向下游递减的趋势;②在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下,2020—2050年长江流域多年平均干旱面积分别为74.1万km²、75.7万km²和126.4万km²;流域上、中、下游干旱频次多年平均值分别为1.1~1.2次/a、1.0~1.1次/a、1.0~1.1次/a。预估时段内上、中、下游干旱频次较历史时段分别增加38.4%~50.7%,33.7%~45.3%和32.6%~49.6%;预估时段内上、中、下游干旱强度多年平均值分别为-1.68,-1.64,-1.60,与历史时段差别不大。研究结果可为相关部门制订科学合理的干旱灾害防范措施和对策提供科学依据。     

2022年鄱阳湖流域特大干旱特征及未来应对启示

为深刻判明2022年鄱阳湖流域特大干旱特征及其影响,认清新形势下干旱灾害防控和风险管理机制策略等的改进方向,对2022年干旱发展过程进行多因素分析,应用标准化降水指数(SPI)对近72年来干旱年际、年内分布演变特征进行了多尺度分析。结果表明：(1)2022年高温持续时间之长、降雨量之少和江河湖泊水位之低均创造新的纪录,干旱发展过程急促、影响范围大、持续时间长;(2)鄱阳湖流域涝旱转换较为多见,2022年涝旱急转特征尤为显著,7—10月是1951年有记录以来最严重的夏秋气象干旱;(3)由于防御体系逐步完善,虽然遭遇有记录最严重的气象干旱,但引发的灾害程度相对其他重旱年偏轻;(4)复合环境下的旱灾涉及因素多而复杂,针对本轮干旱暴露的短板,需根据灾害风险管理理论,进行自上而下的旱灾防御体系研究,创新防御思维与措施,提高区域旱灾防御能力。     

长江流域六省(市)夏秋季生态干旱综合强度评估

2022年的长江流域大旱对农业、能源、生态等方面产生了严重影响。8月11日,水利部针对干旱影响最为严重的安徽省、江西省、湖北省、湖南省、重庆市和四川省启动了抗旱IV级响应,有关六省(市)生态系统受旱程度的定量评估亟待开展。鉴于此,本研究基于标准化生态缺水指数和改进的归一化差异水体指数,分别评估了干旱对六省(市)陆地和水域生态系统产生的影响,基于干旱事件特征分析研究区夏秋季生态干旱综合强度的年际变化,最后探讨了2022年生态干旱的主要原因。结果表明:(1)6月为生态干旱的起始阶段,7-9月陆地系统生态干旱严重程度和影响范围均不断增加,10-11月随着降雨量增加、植被需水量减小,干旱缓解,水域系统生态干旱不断加重并持续至11月;(2)1982-2022年六省(市)生态干旱综合强度呈波动增加态势,2022年均达到或接近历史同期的最大值,高强度区的面积占比高于历史平均水平的67.4%;(3)2022年降水和地表水偏少导致的低生态供水强度,与高温日数较长导致的高生态需水强度相叠加,引发了1982年以来最为严重的生态干旱。     

黑河流域1967-2009年气象干旱时空变化特征

以标准化降水蒸散指数(SPEI)反映气象干旱,基于黑河流域内外19个气象站1967-2009年月气象数据,计算季节尺度SPEI序列,利用M-K趋势检验、小波分析、反距离权重(IDW)插值等方法分析黑河流域春、夏、秋、冬四季43年间干旱变化趋势、周期特征以及干旱频率的空间分布特征。结果表明:中、上游干旱指数呈增大趋势,即旱情有所减缓,而下游干旱指数呈减小趋势,即干旱情况逐渐加重;无旱频率最大,且从上游到下游整体呈增加趋势;黑河流域干旱周期特征主要表现出16~22a和32~33a的年代际周期及2~5a和6~11a的年际周期特征;黑河流域四个季节轻中旱发生频率比重特旱发生频率大得多,且春、夏和秋季的轻中旱发生的高频区集中在中上游,冬季集中在下游,而四季的重旱和特旱发生高频区空间分布特征与轻旱和中旱正好相反。研究结果可为黑河流域水资源合理开发利用和科学抗旱提供理论依据。     

Response of Soil Moisture to Hydro-meteorological Variables Under Different Precipitation Gradients in the Yellow River Basin

Soil moisture (SM), an indicator of the amount of water entering into an ecosystem, is an important component of hydrological cycling. In this study, the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model was used to explore spatiotemporal variations in SM and its responses to precipitation (P) and actual evapotranspiration (ET) in the Yellow River basin (YRB), a large water-limited basin in China. Results showed that model simulations performed well while drawing several important conclusions: (i) Annual P, ET, and SM exhibited a decreasing trend. On a seasonal scale, SM exhibited a negative trend with the exception of summer. On a monthly scale, SM was highest in September and lowest in June. Greater than half of the total area within the three precipitation gradients (PGs) exhibited a decline in SM, ranging between 53.16 and 74.63 %, indicating that YRB has been experiencing an increasingly severe drought period over the past 50 years. (ii) SM was positively correlated and more sensitive to P in descending order from arid regions, semi-arid regions, and semi-humid regions. SM was negatively correlated to ET in YRB but positively correlated to ET for each PG investigated. (iii) SM lagged behind P and ET by 0–3 months for YRB and all PGs, and time lags were relatively shorter in more arid areas. This study provides useful information for early warning of land water shortages. It also offers scientifically-based suggestions on ecosystem recovery and sound soil and water management practices for water-limited basins.     

清光绪初年山西极端干旱事件重建与分析

基于清宫雨雪分寸记录和现代农业气象站资料,利用水量平衡原理与土壤物理入渗模型,定量重建了清光绪初年（1875-1878年）极端干旱背景下山西省95个县区的季、年降水量,验证了重建结果的可靠性。基于重建降水量,利用降水距平百分率干旱指数分析了极端干旱的时空演变过程。结果表明：在时间上,1875-1877年为连续三年大旱,且呈逐年加重趋势,其中,1877年为极端干旱年;季节性连旱明显,1875年夏秋冬连旱,1876-1877年夏秋连旱,其中1877年最为严重,出现全省性重旱、特旱。在空间上,干旱分布大致经历了由中东部地区和西部地区演变至北部,再到南部和中东部地区的过程,其中中东部和南部地区干旱最为严重。历史典型场次极端干旱事件的重建研究对于定量复原历史干旱事件具有重要的现实意义,在应对区域干旱巨灾风险方面具有重要的参考价值。     

重庆市干旱灾害特征与影响因素及对策建议

采用重庆市1990~2016年旱情、气象、水利工程设施等数据,对重庆市综合旱情等级、旱情经验频率、降水量及距平分布、抗旱基础设施建设情况进行了深入的分析。结果表明:(1)重庆市在1990~2016年的27 a时间里,每年都有不同程度的旱情发生,多年区域平均农业旱情指数为0.54,为中度旱情,多年因旱饮水困难人数为213.73万人,为中度干旱,因旱饮水困难旱情等级、农业旱情等级整体呈逐年减弱的趋势;(2)不同旱情等级出现频率有所不同,轻度、中度、严重、特大干旱的发生频率分别为48.15%,44.45%,3.70%,3.70%,总体来看,重庆市的旱灾易发等级为轻度干旱;(3)造成干旱的原因有气象性、地域性、人为性等多种因素。为应对重庆市干旱灾害,提出主要对策建议:加快水生态文明建设步伐、加大水利工程设施建设、抓好水土保持工程建设、加强信息化工程建设。     

江淮丘陵区干旱成因与减灾措施分析

江淮丘陵区由于特殊的气候、地形和水文地质条件,水资源供给不足,干旱灾害频发,因此,有必要探讨解决该区干旱成灾的措施。通过对江淮丘陵区气候、地形地貌、地质、土壤、水利工程、社会经济及人类活动等方面的剖析,探讨了该区干旱缺水的原因。在此基础上,提出了相应的工程措施和非工程措施,在工程措施方面,要加大水利基础设施投入,不断提高水利工程的蓄水、供水能力;在非工程措施方面,要重视种植结构调整,因地制宜地推进中低产田土壤改良工作,不断增强土壤蓄水保墒能力,努力发展节水高效型农业,不断提高该区抗旱减灾能力。     

云南中北部地区1954-2012年干旱评价研究

利用云南中北部地区6个气象站点1954-2012年资料,选用标准化指数计算各站点干旱指数,统计分析了云南中北部地区1954-2012年发生干旱的年份及发生不同干旱的频次。研究结果表明:1临沧站出现干旱的年份较多,但蒙自站出现极端干旱的年份明显高于其他5站;2各站点在不同季节出现干旱的频次不同,其中腾冲在春季相比于其他5站,发生干旱的频率较高35.6%,临沧站在夏季和冬季发生干旱频率均较大,分别为35.6%和37.9%,蒙自站在秋季发生干旱频率最大,为34.8%。研究成果可为云南中北部地区的干旱评价分析和水资源保护提供一定的参考价值。