(耿晓君,赵钟楠,李原园,施文婧,赵宝旭)摘要:防洪保安是关系国家长治久安的大事。我国的季风气候特点和自然地理条件,决定了水资源时空分布极不均衡以及由此带来的水灾害,始终是中国式现代化进程中须臾不可掉以轻心的突出风险。近年来受全球气候变化影响,天气系统演变加剧,我国极端降水事件增多趋强,洪涝灾害区域性、突发性、极端性日益凸显,未来小时尺度的短时强降水事件、小尺度区域性极端洪涝灾害事件的发生频率有增加趋势,迫切需要进一步理顺变化环境下的洪涝灾害防御思路,进一步完善变化环境下的洪涝灾害防御对策,全面提升洪涝灾害防御的主动性、系统性、精准性。分析总结了近10年来我国极端降水及洪涝灾害特点和趋势,从预报预警、刚性抗御、柔性调节、科技赋能4个维度解析了极端天气及洪涝灾害应对策略、要素和目标,以期形成一套应对极端天气事件和洪涝灾害风险的全链条安全高效韧性体系,为推进我国防洪安全体系和能力现代化提供参考。
关键词:全球变暖;极端天气;洪涝灾害;预报预警;刚性抗御;柔性调节;科技赋能
近年来受全球气候变化影响,我国极端强降水及洪涝灾害突发性、极端性、反常性日益明显,突破历史纪录、颠覆传统认知的洪涝灾害频繁发生,给经济社会发展和人民生命财产安全造成严重威胁。提升气候变化特别是极端天气应对能力,既是当前洪涝灾害防御的迫切需求,更是国家长治久安的战略需要。当前,针对气象水文监测预警体系响应能力不足、洪涝灾害防御体系存在短板弱项、科研基础和支撑保障能力薄弱等方面的问题,亟须盯紧极端事件应对生命周期,从预报预警、刚性抗御、柔性调节、科技赋能等多维度协同推进防洪安全体系和能力现代化建设。
一、极端降水及洪涝灾害特点和趋势
1.极端降水的特点和趋势
我国是世界上著名的季风气候区,受来自印度洋的西南季风和来自太平洋的东南季风影响,冷暖、干湿空气交汇频繁,暖季对流系统活跃,极易出现长时间、高强度的降水天气。例如受燕山、太行山、大别山等山脉地形阻挡影响,处于山前地带的华北平原、黄淮平原一直以来都是我国典型的洪涝灾害易发区。近年来全球气候变暖、天气系统演变剧烈导致的极端降水事件发生频次和强度均显著增加。据统计,1961—2024年间我国年累计暴雨站日数呈增加趋势,平均每10年增加4.5%,极端小时降水量和最大小时降水量在大部分地区均呈增加趋势。
极端强降雨也不断刷新历史纪录,如2021年河南郑州市“7·20”特大暴雨灾害中,最大小时降雨量达到201.9mm,突破我国大陆气象观测记录极值;2024年7月26日湖南资兴市的最大24小时点雨量735.5mm,2024年8月20日辽宁葫芦岛市的最大24小时点雨量638.8mm,均为两省有实测记录以来首次出现24小时600mm以上极端暴雨;2025年7月23日—29日北京市遭遇极端强降雨,密云区郎房峪累计降雨量达到573.5mm,接近多年平均年降水量。
2.极端洪涝灾害的特点和趋势
从主要江河发生洪水情况看,2015—2024年,我国主要江河编号洪水次数及发生超过警戒水位洪水、超过保证水位洪水、超过历史最高洪水位洪水河流数量均呈现显著增加趋势。与“十三五”时期相比,“十四五”以来年均主要江河发生编号洪水次数增加8%,年均发生超过警戒水位洪水、超过保证水位洪水、超过历史最高洪水位洪水的河流数量分别增加42%、23%和12%(见图1)。

从洪涝灾害损失情况看,与上一个10年(2005—2014年)相比,近10年(2015—2024年)全国因洪涝灾害死亡失踪人口数量级下降到百人量级,且近10年内呈显著降低趋势,因洪涝灾害直接年经济损失维持在千亿元,且近10年呈缓慢下降趋势(见图2)。

以上两方面数据分析结果表明,近年来我国防洪治理成效显著,在主要江河洪水风险持续加剧情况下,确保了洪涝灾害损失不增加。然而,近年来极端降水引发的区域性洪水、突发性山洪灾害呈增多趋势,灾害影响的叠加外溢效应加剧。极端降水造成的洪涝灾害影响取决于防洪排涝工程体系、下垫面条件、承灾体暴露度和脆弱性等多方面因素。同等量级降水,降落在经济和人口高度聚集、地面硬化率较高的城市中心区易引发城市内涝,降落在山高沟深、地形险峻、地质结构松散的地区易诱发山洪和泥石流,往往比降落在城市郊区、生态环境本底良好地区的灾害影响大。例如,2012年北京“7·21”特大暴雨造成79人遇难,直接经济损失上百亿元;2021年河南郑州“7·20”特大暴雨事件中,主城区因灾死亡失踪129人,直接因山洪、中小河流洪水死亡失踪156人,直接经济损失超过1200亿元;2024年7月湖南资兴极端暴雨引发地质复合型灾害,造成65人死亡失踪;2024年辽宁葫芦岛极端特强暴雨引发洪涝地质灾害,造成25人死亡失踪;2025年汛期北京北部山区山洪灾害、甘肃榆中山洪灾害均造成人员伤亡。
3.全球气候持续变暖加大加重极端洪涝灾害风险
根据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次评估报告,2021—2040年全球平均温度的升高估计会达到或超过1.5℃,人类活动引发的气候变化带来的不利影响将持续加剧。根据大气物理学克劳修斯-克拉伯龙(Clausius-Clapeyron)方程,气温每升高1℃,大气含水量将增加7%左右。大气中的水汽一方面通过潜热释放进一步增强大气对流不稳定性,另一方面遇冷凝结抬升局部温度,进一步提升大气饱和水汽压,从而提升降水效率。总体上,未来一个时期,随着全球气候变暖强度和范围的扩大,我国极端强降水事件可能还会趋多趋强,小时尺度的短时强降水事件、小尺度区域性极端洪涝灾害事件的发生频率可能增加,局地性、突发性、极端性强降水给洪涝灾害防御带来严峻挑战。
二、应对极端天气及洪涝灾害的总体思路
应对气候变化是一项长期的系统性工程,鉴于极端降水天气的突发性、极端性,精准预测难度大,以及洪涝灾害链条长、破坏性强、系统性风险大、发生演变机理复杂等特点,亟须进一步转变应对极端天气及洪涝灾害的思路,形成一套应对极端天气事件和洪涝灾害风险的全链条安全高效韧性体系(见图3)。

①预报预警方面,要更加注重防线前移和灾前管理的精细化。推动极端降水短时临近预报预警提前量从分钟级向小时级、空间分辨率由公里级向百米级提升,实现延长洪水预见期和提高洪水预报精准度的有效统一,下好防灾减灾的“先手棋”。
②刚性抗御方面,要更加注重工程措施的系统性。通过构建以流域为单元的防洪减灾体系进一步优化流域防洪总体格局,补齐中小河流和山洪灾害防御、城市洪涝同治的工程短板,为防灾减灾赢得战术主动。
③柔性调节方面,要更加注重非工程措施的协同性。通过重要基础设施在建设标准、功能冗余设计、结构韧性强化等方面与防御超标准洪水需求相协调,强化多尺度、多层级、多要素协同,为防灾减灾赢得响应窗口。
④科技赋能方面,要更加注重技术手段的智慧化。强化创新驱动和科技赋能,通过技术创新、模式变革和服务升级,推动防灾减灾科学认知与技术体系转型,为防灾减灾科学、精准、快速决策提供智力支持。
三、提升极端天气和洪涝灾害应对能力的战略对策
1.预报预警:加快完善雨水情监测预报体系
(1)优化气象水文监测站网布局
完善的气象水文监测基础设施是暴雨洪水预报预警的前提,但是现有气象和水文监测基础设施在布局、功能、应用场景等方面存在较大差异,数据共享应用不足。传统的气象站多布设于平原地区、人口密集区及主要河流沿岸,天气雷达观测范围覆盖地面至对流层顶(20~30km高度),服务于大尺度天气系统分析;水文站多布设于重要防护目标上游、流域关键节点和山洪灾害易发区,水文雷达聚焦地面至2km高度的近地面层液态水,专用于高精度降雨量监测。近年的区域性洪涝灾害事件暴露出气象水文监测基础设施还存在一些空白区和薄弱区。亟须根据防范极端天气需要,在暴雨洪水主要来源区、山洪灾害易发区以及水工程防洪影响区等洪涝灾害高风险地区,因地制宜布设中小尺度水利测雨雷达,在水库库区、重要河道、洪水易发区等尚存在水文监测空白的地区布设水文站,消除监测盲区。强化现代化水文监测技术装备应用,提升雨水情监测设施自身抗御极端天气和大洪水能力,确保极端条件下测得到、测得快、测得准、报得出。
(2)提高短临预报预警的精准度
极端强降水及洪涝灾害预报预警属于短时临近预报范畴,是全球性重点难题。这类天气突发性强,形成和发展迅速,具有局地性强、生命史短特点,加之受地形、边界层条件、水汽输送等因素影响,精确捕捉和模拟难度大。亟须推进水文测站测验设备和测验方法现代化改造,构建基于物联网技术的实时水位监测预警系统,推进水文全要素、全量程、全天候自动化监测和智能化运行,提升高洪和超标准洪水监测能力。加强产汇流水文模型和洪水演进水动力学模型研发应用,开发分布式、多过程嵌套的流域产汇流及洪涝过程仿真模拟模型,算清算准以河流流域为单元的面雨量,提升洪水预报准确性。构建完善中小河流洪水预报预警平台、突发事件预警信息发布平台,拓展信息发布渠道,提高局地突发极端降水及洪涝灾害预警信息精准度和靶向性。此外,还要加强水文应急能力建设,确保超标准洪水测得到、测得准、报得出。
2.刚性抗御:加快完善防洪排涝工程体系
(1)进一步完善大江大河防洪工程体系
长江、黄河等七大江河流域面积约占我国陆地国土面积的47%,大江大河防洪安澜是保障我国防洪安全的基本盘。2022年启动的新一轮七大流域防洪规划修编,规划了新发展阶段流域防洪减灾新格局,提出加快建设完善由水库、河道及堤防、蓄滞洪区等组成的防洪工程体系。其中,充分考虑气候变化的极端性和不确定性影响,统筹做好一般洪水和超标准洪水防御工作,加快推进永定河官厅山峡洪水控制工程、大清河张坊水库等一批控制性水库工程建设,这些工程大多位于暴雨洪水集中来源区、洪涝灾害易发区、防洪格局空白薄弱区,实施后将进一步提高流域洪水整体调控能力。此外,通过实施重点河流(河段)河道治理、堤防达标建设和提质升级工程,加快推进国家蓄滞洪区建设,将进一步提高河道泄洪能力和分蓄洪区分蓄洪能力。
(2)加快推进重点中小河流系统治理
我国流域面积在200~3000km2的中小河流约有1万条,其中承担防洪治理任务的有7235条,河流总长约41万km,是防洪薄弱环节,近年来受极端天气冲击影响突出,亟须科学布局拦洪、蓄洪、分洪等工程措施。2024年5月,水利部联合财政部印发《全国中小河流治理总体方案》,对中小河流系统治理作出安排。提升中小河流防洪整体水平,给洪水空间和出路,是应对气候变化的关键举措之一。要统筹考虑上下游、干支流、左右岸的关系,在有条件山区,加快洪水控制工程建设,补齐防洪调控短板,综合采取截洪、撇洪措施和人工消能等技术,提升山区防灾韧性。在山前平原区、山前过渡带以及河道缩窄淤积河段,因地制宜实施“天然湿地+人工调蓄”的河流空间恢复与改造,恢复和改善河道行蓄洪能力和洼淀湖泊湿地蓄滞洪能力,有效削减支流洪峰流量,降低中下游及大江大河干流洪水风险。
(3)统筹推进城市防洪排涝基础设施建设
2010年以来我国每年有百余座城市不同程度发生暴雨洪涝灾害,其中2013年高达243座。城市暴雨洪涝灾害给我国造成严重的人员伤亡和经济损失。全球气候变暖背景下亟须把极端天气应对和洪涝灾害防治融入城市发展有关重大规划、重大工程、重大战略,推动城市防洪减灾能力同经济社会发展水平相适应。要按照“源头减排、管网排放、蓄排并举、超标应急”要求,加快海绵城市建设,增加生态屏障,减少暴雨产流量,延缓峰现时间,从源头减少洪涝风险。优化城市防灾减灾空间格局,严格管控城市国土空间开发强度与方式,按照“拒、绕、排”思路科学布局洪水控制工程、洪水宣泄出路和滞蓄场所,改善城市“小微尺度”洪涝水蓄滞泄排条件,实施城区水系、排水管网与周边江河湖海、水库等“联排联调”;统筹利用地上地下空间,加强体育场馆、会展中心、公园下沉广场等“平急两用”公共基础设施建设与功能改造,遇极端暴雨洪涝时能快速切换为防洪排涝应急载体,洪水消退后能快速恢复日常服务城市功能。同时要提升城市生命线工程防护标准,在超出城市内涝防治标准降雨条件下,城市生命线工程等重要市政基础设施功能不丧失,基本保障城市安全运行。
3.柔性调节:加快完善洪涝风险防控体系
(1)加强空间管控和风险管理
2000年以来,我国经济社会经历了前所未有的高速发展,国土空间开发利用格局发生显著变化,城镇化率由36.2%提升至67.0%,城市建成区面积增加约2倍,大量城镇和农村居民区也向低洼地带和河谷两岸扩展,洪涝灾害风险随之加剧。亟须加强国土空间管理,按照国土空间功能定位及洪水风险程度,规范土地利用和经济社会行为,通过集约高效利用地上空间和科学规划拓展地下空间,恢复天然雨洪通道和洪涝水蓄滞泄空间功能,提升防灾减灾韧性。针对变化环境下的洪涝风险转移、传递等情况,要加强洪涝灾害易发地区风险评估与区划,加快更新完善近年来极端降水引发的洪涝灾害事件多发重发地区的洪水风险图和洪水风险区划,定期复核历史洪水淹没区、山洪灾害易发区、中小河流洪水灾害风险,将高风险区域纳入常态化风险管理,动态更新洪水风险区划与转移清单。实施洪水风险分区分级管理,以易造成群死群伤、频繁受淹受灾的高风险区为重点,结合城镇化进程科学规划有序实施居民迁建,完善相关支持政策。强化极端天气以及巨灾风险应对的多层级、跨部门协同联动机制,构建重点地区应对常态与极端灾害的“平战结合”协同风险管理体系。
(2)加强应急管理和社会参与
全球气候变暖背景下,西太平洋副热带高压异常偏北导致暖湿气流持续深入,使传统干旱半干旱地区频发短时强降水。这些地区生态本底脆弱,极端天气应对经验不足,对极端强降水事件敏感性更高、灾害链式反应更显著。一方面要利用极端天气情景构建、历史灾害分析等手段,细化防范应对措施和责任清单。定期开展防汛应急预案评估修订,针对极端强降水特点及时更新完善防汛应急预案和山洪地质灾害、城市内涝、超标准洪水防御等专项应急预案。加强预案内容审核和预案衔接把关,强化演练评估,增强预案体系整体性、协调性、实效性。另一方面要将防洪保安教育纳入国民基础教育体系,系统开展极端天气和洪涝灾害风险科普宣传,充分发挥广播、电视、互联网、报纸、App等各类媒介作用,提升社会公众和各类群体对极端水文事件的认知,切实增强群众防范风险的警觉性。拓展形式丰富的实践演练活动,建设各级防灾减灾救灾教育培训基地、科普体验场馆,激发公众兴趣,增强培训效果。
4.科技赋能:加快完善科学技术支撑体系
(1)加强基础理论研究
随着全球气候变化、下垫面改变及高强度人类活动的不断加剧,降水、径流、蒸发等气象水文要素受到直接影响,极端洪涝发生机制、演变过程及影响评估愈加复杂。然而当前对于极端降水事件及洪涝灾害风险演变规律和机理还缺乏系统性认识,亟须加大科研投入。一方面要深化开展气候变化背景下极端强降水驱动机制、洪涝灾害链形成与传播机理、多时空尺度风险演变规律等研究,加强趋势研判和归因分析,把握极端天气及洪涝灾害发生发展“底层逻辑”,另一方面要聚焦重点区域和关键环节,深化开展山洪水沙耦合过程与链生灾害发生机理、变化条件下中小河流设计洪水复核分析方法、山区和中小河流产汇流过程调控和能力提升等研究,健全中小尺度分析模拟方法体系。
(2)加强关键技术攻关
鉴于极端天气及洪涝灾害应对的紧迫性和当前技术装备的局限性,亟须加强关键技术攻关,大力推进新技术、新装备研发应用。一方面要加强短中长期降水预报、产汇流水文预报、水动力学模型等气象水文大模型研发,加强暴雨移植分析在极端洪水模拟中的应用,通过多源数据同化、跨尺度模型交互和智能决策引擎,为实现基于物理过程的极端天气和洪水灾害精准预报预警提供方法路径。另一方面要加强卫星、雷达、人工智能、大数据、大模型等现代监测技术应用,加强水利测雨雷达、声学多普勒流速剖面仪(ADCP)、光电测沙仪、无人装备等自动监测新技术装备研发应用,推动跨部门、跨区域信息共享,建立“天空地水工”一体化监测感知体系。此外还要研发物理机理与数据驱动融合的精细化、高精度、智慧化洪水调度系统,建立变化环境自适应的多目标协同优化模型,强化数字孪生技术在洪水模拟、调度决策中的应用,全面提升预报、预警、预演、预案“四预”支撑能力。