气候变化背景下水利水电工程防洪与供水安全保障

引言

近年来，全球气候变化趋势显著，极端天气事件频发，降水模式改变、气温上升等现象对水利水电工程的运行与安全产生深刻影响。水利水电工程作为水资源调控和防洪减灾的关键基础设施，在保障社会经济发展中占据重要地位。然而，气候变化导致的暴雨洪水、干旱缺水等问题日益严峻，给工程的防洪与供水功能带来巨大挑战。如何科学应对气候变化，保障水利水电工程防洪与供水安全，成为关乎国家水安全和可持续发展的重要课题。本文通过剖析气候变化对工程的作用机制，提出系统性安全保障策略，为相关领域的实践与研究提供参考。

一、气候变化对水利水电工程的影响分析

（一）极端降水事件的影响

气候变化使得极端降水事件的发生频率和强度显著增加。在我国部分地区，短历时强降雨现象愈发常见，导致流域内洪水形成速度加快，洪峰流量增大。例如，某流域在近十年内，超过百年一遇标准的洪水事件出现次数较过去三十年增长了 5 0 % 。这种变化对水利水电工程的防洪能力提出了更高要求，原有基于历史气候数据设计的防洪标准面临适应性不足的问题。

（二）气温升高与径流变化

全球气温上升引发冰川加速消融和蒸发量增加，对河川径流产生复杂影响。在高海拔地区，短期内冰川融水增加了河流径流量，但从长期来看，冰川储量减少将导致水资源总量下降。同时，气温升高使得蒸发加剧，部分地区枯水期延长，径流年内分配更加不均，影响水利水电工程的蓄水和供水能力。

（三）降水模式改变的影响

降水模式呈现出从均匀分布向集中降水转变的趋势，雨季降水更加集中，旱季干旱程度加剧。这种变化导致水利水电工程在雨季面临更大的防洪压力，而在旱季则难以满足持续的供水需求，增加了工程调度运行的难度。

二、水利水电工程防洪安全面临的风险

（一）工程设计标准滞后

传统水利水电工程设计多依据历史气候数据和洪水频率分析，设定防洪标准。然而，气候变化打破了原有的气候规律，极端洪水事件发生概率超出预期。部分建成多年的水库大坝，其设计防洪标准已无法适应新的气候条件，在遭遇超标准洪水时，泄洪设施能力不足，可能引发漫坝、溃坝等严重后果。

（二）防洪调度难度加大

气候变化导致洪水的发生具有更强的随机性和不确定性，传统的洪水预报模型难以准确预测洪水过程和规模。水利水电工程在进行防洪调度时，面临信息不充分、决策时间紧迫等问题。同时，流域内多座工程协同调度机制不完善，各工程之间缺乏有效的信息共享和协调配合，难以发挥整体防洪效益。

（三）工程老化与安全隐患

长期受气候变化影响，水利水电工程设施老化速度加快。极端降水引发的强冲刷、高水位浸泡，以及气温变化导致的冻融循环等，都会对大坝、堤防等建筑物的结构安全造成损害。部分老旧工程维修养护资金不足，隐患排查和治理不及时，进一步降低了工程的防洪安全性能。

三、水利水电工程供水安全面临的风险

（一）水资源量减少与供需矛盾

气候变化导致部分地区水资源总量下降，而随着经济社会发展，用水需求却持续增长。在干旱半干旱地区，河流来水量减少，水库蓄水量难以满足城乡生活、农业灌溉和工业生产的用水需求。同时，水资源时空分布不均的问题更加突出，加剧了供水紧张局面。

（二）水质恶化威胁供水安全

极端降水事件增多，暴雨径流携带大量泥沙、农药、化肥等污染物进入水体，增加了水源地的污染负荷。水利水电工程蓄水后，水体流动性减弱，污染物扩散和自净能力下降，易导致水质恶化。部分工程水源地出现富营养化、重金属超标等问题，直接威胁城乡居民饮用水安全，也增加了水处理成本。

（三）供水调度灵活性不足

现有水利水电工程供水调度模式相对固定，难以适应气候变化带来的水资源动态变化。在枯水期，工程无法及时调整供水策略，保障重点用水

需求；在丰水期，又可能因蓄水能力限制，造成水资源浪费。缺乏智能化、精细化的调度手段，降低了水资源的利用效率。

四、水利水电工程防洪与供水安全保障策略

（一）工程措施优化

提升工程防洪标准：对重要水利水电工程开展气候变化适应性评估，根据预测的极端气候情景，适当提高防洪设计标准。对存在安全隐患的水库大坝进行除险加固，扩建泄洪设施，增强工程抵御洪水的能力。例如，对某病险水库进行加高坝体、拓宽溢洪道改造后，其防洪能力从五十年一遇提升至百年一遇。

完善水资源调配工程：建设跨流域调水工程、区域蓄水工程，优化水资源空间分布。通过新建或改建调蓄水库，增强工程对水资源的调蓄能力，提高供水稳定性。同时，加强水利工程之间的互联互通，构建水资源联合调配网络。

（二）非工程措施强化

加强监测预警体系建设：构建覆盖流域的气象、水文、水质监测网络，利用卫星遥感、物联网、大数据等技术，实现对极端天气、洪水过程、水质变化的实时监测和精准预报。开发智能化洪水预警模型，延长预警时间，提高预警准确性。建立多部门协同的预警发布机制，确保预警信息及时传递到受影响区域。

优化防洪与供水调度：运用先进的信息技术和优化算法，建立流域水利工程联合调度模型，实现防洪、供水、发电、生态等多目标协同优化。结合实时监测数据，动态调整调度方案，提高工程应对气候变化的灵活性和适应性。例如，某流域通过实施联合调度，在保障防洪安全的前提下，供水效益提升了 20 % 。

（三）管理与技术创新

开展气候变化适应性管理：建立水利水电工程气候变化影响评估和风险预警机制，定期评估气候变化对工程安全的影响，制定针对性的应对措施。加强工程运行管理，完善应急预案，提高应对极端事件的能力。

推动技术创新与应用：加大对防洪与供水安全保障技术的研发投入，推广应用智能化监测设备、新型建筑材料和先进施工技术。例如，利用人工智能技术优化洪水预报模型，采用新型防渗材料提高大坝安全性，提升工程的科技水平和安全性能。

五、结论

全球气候变化对水利水电工程的防洪及供水安全构成了重大挑战，极端降水事件和径流模式的改变显著增加了工程运行的风险性。通过实施工程措施的优化、非工程措施的强化以及管理与技术创新等多维度保障策略，可以显著增强水利水电工程应对气候变化的适应能力。展望未来，持续关注气候变化的发展趋势，加强相关领域的研究与实践探索，对于不断完善水利水电工程的安全保障体系至关重要。这将确保水利水电工程在防洪减灾和水资源保障方面能够持续发挥其关键作用，进而促进社会经济的可持续发展。

参考文献

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