提升水旱灾害应对能力须做好“四预”——访水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心主任吕娟

2021 年入汛以来， 我国多地雨量频创纪录， 尤其是7月中下旬河南强降雨引发社会广泛关注。作为北方城市，河南为何屡屡出现破纪录的降雨极值？ 历史上河南受灾情况如何？ 面对城市“看海”现象，如何通过科学管理洪水风险尽量减轻灾害损失？ 应该如何看待全球范围内频发的极端天气，如西欧特大暴雨洪水、美国创纪录高温和持续干旱等，这些对我国水旱灾害防御工作带来哪些启示？ 近日，本刊记者采访了水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心主任吕娟。

中国水利：前不久，河南省遭遇罕见持续强降雨，引发了郑州、新乡、鹤壁等城市内涝，请问这次强降雨有什么特点？ 出现严重城市内涝的原因有哪些？

吕娟：总体来看，这次降雨是由于西太平洋副热带高压和大陆高压分别稳定维持在日本海和我国西北地区，在两者之间形成了稳定的大气环流，再加上第6 号台风“烟花”外围和副高南侧的偏东气流引导，以及河南西高东低、三面环山的地形影响，使降雨区持续稳定在河南境内。

这次强降雨特点可以归纳为范围广、持续时间长、雨强极大。 本次暴雨中心主要集中在郑州、新乡、鹤壁等中北部地区；暴雨持续8 天，最大1 小时降雨201.9 mm（郑州站），刷新了我国陆地小时降雨极值，最大6 小时降雨382.0 mm（郑州站），最大 24 小时降雨 696.9 mm（尖岗站）。

一般情况下，出现严重城市内涝，是由于降雨在产汇流过程中产生的水量严重超出了城市排水防涝系统的排泄能力。 此次郑州出现如此严重的内涝，最直接的原因还是降雨强度极大。 我们通过水文-水力学数值模拟的手段，将同样的降雨过程挪到北京、上海、深圳这样的城市，结果显示同样会形成严重内涝。

中国水利：河南位于我国北方，年降水量及水资源量并不充沛，甚至属于严重缺水省份。 但为何降雨强度却屡屡刷新历史纪录，能否请您从自然地理角度加以解释？

吕娟：从自然地理角度看，河南省地处暖温带和亚热带过渡区，过渡带气候特征明显，夏季盛行的偏南风与北方南下的冷空气相遇时， 往往产生降雨而且雨量较大，加上受当地地形的综合影响，区域内降雨极不均匀，年平均降雨量约为700 mm，南部山区则可达1 400 mm，北部平原区仅为600 mm；降雨季节分配也不均匀，年际变化大，降雨集中在汛期，6—9 月降水可达全年的50%～75%，汛期雨量又往往集中于几次甚至一两次暴雨，尤其以7 月下旬至8 月上旬为主。

河南省地势西高东低，北、西、南三面太行山、伏牛山、桐柏山、大别山沿省界呈半环形分布，中东部为黄淮海冲积平原，西南部为南阳盆地，平原盆地、山地丘陵分别占总面积的55.7%、44.3%。山丘与平原分界明显，丘陵过渡地带很短。 这种特殊的地形使迎风坡山区成为多发性的暴雨中心。 由于山丘区坡度陡，到平原区的过渡地带短，遇到大暴雨时，汇流速度快，洪峰流量大，极易导致山洪灾害。

河南省跨长江、淮河、黄河、海河四大流域，省内河流大多发源于西部、西北部和东南部山区，有黄河、淮河、洪汝河、沙颍河、卫河、伊洛河、唐白河等多条河道。 受地形地势影响，山区河道比降大，平原河道比降小，上陡下缓、行洪能力也上大下小。 平原区河流在形态上多表现为地上河或半地上河，典型的如黄河的“二级悬河”，主要靠堤防挡水,受堤防限制，河道集水面积与河道行洪能力增加不成比例。 流域形态上，平原河流多呈狭长形，流程长，河床浅小，不利排涝；山区河道支流众多，流域形态多呈扇形，集流快，洪峰流量大。 河南省这种山区、平原上下河道不相适应的情况容易引发洪水。

中国水利：公众印象中，最严重的大旱大雨大灾都曾发生在河南，实际情况是这样吗？ 历史上河南水旱灾害情况如何？

吕娟：根据史料统计，河南省在1450—1949 年的500年中，共记载有洪水灾害183 年，其中大水灾年46 年，特大水灾年5 年；发生旱灾200 年，其中大旱灾年43 年，特大旱灾年6 年。 水旱灾害发生的概率大约为2～3 年，是我国水旱灾害较为频繁和严重的区域。 灾害类型上还呈现旱涝急转、交错发生现象，并且旱灾范围广、时间长，洪涝灾害重。

以记载较为详细的明清及民国时期为例：

明朝发生全省性特大水灾3 年，较大水灾19 年。 崇祯五年（1632 年）全省大灾，受降雨和黄河孟津决口的影响，数百里被淹，豫西、豫东和豫北灾情严重，受灾县达到54 个。

清朝前期（公元1644—1839 年）发生全省性特大水灾1 年，较大水灾 16 年。 顺治五年（1648 年），豫东地区夏淫雨近百日，导致大片房屋、田地被淹；康熙七年（1668 年），豫南地区秋雨连旬，发生区域性特大水灾；乾隆二十六年（1761 年），下游发生 26 处决口，加上豫北沁、丹、卫河，豫西伊洛河、北汝河，豫东贾鲁河、涡河等多条河流漫溢，区域内洪水遍地，一片汪洋。

清后期、民国时期（公元1840—1949 年），发生全省性不同级别的水灾共有56 年，平均两年1 次，在近代史中最为频繁。 这一时期较为严重的水灾多与黄河决口有关，如咸丰五年（1855 年）黄河在今兰考铜瓦厢决口，改道至现今的利津入海；1938 年，国民党政府为阻止日军西犯，在花园口炸开黄河河堤，因逢黄河汛期，使河南、安徽、江苏三省44 县受洪水泛滥影响，数百万人口、1 230 万亩（1 亩=1/15 hm2）耕地遭受黄河洪水袭击。 其他如1931 年，受大范围强降雨的影响，河南省内江、淮、黄、海四大流域，河道普遍漫溢。

河南省在夏秋都发生过区域性、全省范围的洪水，大范围降雨引起区域内河道洪水漫溢、决口；另外受历史上战乱影响，黄河堤防年久失修，加上淤积，极易发生决口，甚至改道，对区域内百姓生活和生态环境均造成严重影响。

明朝至民国，影响严重的旱灾也多有发生。 如明崇祯十年至十四年（1637—1641 年）大旱，持续时间长达5 年，并扩展到周边陕西、山西、河北、山东等省。 清光绪二年至四年（1876—1878 年）大旱，以河南为中心，覆盖邻省，造成近200 万人饿死，为全省人口1/10。 民国时期较为典型的如1941—1942 年大旱，据1942 年12 月出版的《解放日报》称:“河南本年受灾百余县，灾民过千万，仅郑州一地，灾民每天饿死者达百人以上”。

新中国成立后， 河南省开展了大规模的水利建设，这种严重的水旱灾害局面才得以改善，但重大水旱灾害威胁依然存在。

中国水利：近年城市内涝受到社会广泛关注，显然，彻底避免洪涝灾害发生不现实也不可能， 但遵循客观规律，发挥科技作用，摸清洪水风险特征，可以尽量减轻灾害损失。 请问在科学管理洪水风险方面，我们开展了哪些工作，目前成效如何？

吕娟：随着我国城镇化进程加快和气候变化加剧影响，暴雨内涝灾害成为各大中城市汛期面临的突出问题之一，受到社会广泛关注。 减灾中心一直以来持续开展城市洪水风险研究及评估工作，取得了一定成效。

一是城市土地利用规划和防洪规划方面。在风险管理理念下，在城市土地利用规划、减灾规划以及防洪治涝规划中纳入洪涝模拟、洪涝风险评估等成果，将城市洪涝风险区的限建、减灾及避灾作为规划的重要考虑因素。 在北京市限建区、邢台市西部新区、雄安新区寨里组团规划中开展了专题洪水风险评估分析，为规划方案优选确定和新区水系及洪水防御方案、措施制定提供了重要依据。

二是防汛应急预案编制方面。2018 年编制出版了《城市防汛应急预案编制导则》，指导、规范全国城市防洪应急预案编制工作， 并陆续开展了典型城市防汛应急预案编制，如针对上海市黄浦江及其主要支流、丹东市外江等开展超标洪水预案编制，分析了不同量级超标洪水淹没情况以及可能影响和损失， 以此结果为依据确定预案中的预警、调度、人员转移安置等具体方案，增强了城市防汛应急预案的前瞻性、科学性、实用性和可操作性。

三是预测、预警及调度方面。充分利用实时洪水风险分析技术，为城市洪涝积水预测、预报、预警以及调度等防汛决策提供科学依据。 北京市在应对 2016 年“7·20”、2021年“7·11”等暴雨过程中，利用洪水分析模型分析估算积水区域，及时预报预警、布控排水抢险，并且根据预报降雨量实时分析计算洪涝淹没情况，向全社会发布城市积水内涝风险预警，同时发布较高积水风险分布示意图，提醒市民注意防范，辅助相关部门和居民采取应对行动，确保了城市正常运转。

四是市政工程设计方面。在地铁、道路、防洪排涝等市政工程设计方面，考虑洪涝水可能的淹没因素，基于洪水分析结果确定具体设计方案。 在广州市轨道交通设计阶段，通过洪水淹没计算确定洪涝设防水位，作为轨道交通站点出入口、风井等竖向设计的依据。

五是警示及普及教育方面。充分利用洪水风险信息开展对专业人员的培训以及公众的演练和普及教育，增强公众自救、互救、预防、逃生的基本技能。 上海市在水务公共信息平台公示洪水风险图成果， 为社会提供信息服务，现场开展洪水风险警示教育。 2018 年，上海首次将洪水风险图动态实时分析作为汛期防汛应急保障演练的重要组成部分；2019—2021 年， 太湖流域基于洪水风险信息开展常态化技术培训和实战演练，增强专业队伍的实战能力和技术水平。

2021 年7 月25 日河南信阳、新乡两地水文人协力测流 吕彩霞 摄

六是洪水保险方面。洪水风险信息能够为商业保险公司确定保单金额、开展巨灾保险查勘提供数据资料支撑。 运用洪涝分析系统发布洪涝淹没预警信息，并将预报结果提供给保险公司及承保人，协助其及时防护和转移财产。 上海市洪水风险分析成果已为FM Global 保险公司千余家在华企业的保险费率制定和风险管控提供依据。中国水利水电科学研究院与中国再保险集团签订了战略合作协议， 选择北京、上海两个城市利用洪水风险图成果开展洪水保险试点。

中国水利：在应对城市防洪内涝方面，目前有哪些亟须解决的关键问题？ 有何建议？

吕娟：城市是流域防洪体系里的重点保护对象，一般是由水库、河道、堤防和蓄滞洪区组成防洪工程体系来抵御外洪的侵犯。 目前我国主要江河堤防达标率相较新中国成立之初有了大幅度提高，干流堤防的防洪标准达标率超过80%，主要保护的就是人口、资产密集的城镇区域。 再加上水库、河道两岸蓄滞洪区的拦洪、滞洪、分洪和蓄洪，城市防洪安全保障程度稳步提高。 但防洪工程体系防御能力是有限的， 在应对超标准洪水时可能会带来更大洪水风险。 因此，城市防洪一定要警惕超标准洪水，提前谋划好超标准洪水出路，做好超标准洪水防御预案。

城市内涝问题涉及方方面面，更为复杂。 需要以系统治理思路完善城市防洪排涝工程体系， 既通过渗滞蓄净，发挥中小雨的资源利用和溢流污染控制作用，也要因地制宜采用大中尺度的蓄滞空间、截排工程，充分疏通城区中小河流和下泄通道等，实现流域综合治理。 对于任何一个城市，将标准提高到抗御极端暴雨洪涝水平既不合理也不可行。 各城市亟须完善和出台应对超标、极端暴雨的有效预案，强化预报-预警-应急响应全链条，打通政府各部门信息沟通壁垒，促进共同协作、各司其职、各尽其责。 要尽快完成工程体系达标治理，针对生命线工程大幅度提高局部抗御洪涝标准。 要加大宣传力度让管理部门和社会公众逐步理解洪涝不可避免的特性，提高公众防灾自救能力。

中国水利：放眼全球，西欧特大暴雨洪水造成上百人死亡，成为欧洲本世纪以来最大的自然灾害事件；美国西海岸也发生创下历史纪录的高温和持续干旱。 请问应该如何看待这些极端天气现象？

吕娟：2021 年以来，全球极端天气事件多次发生。 7 月中旬，德国西部、荷兰、比利时和卢森堡遭遇大暴雨，暴雨引发了洪水、泥石流等次生灾害，造成了数百人伤亡，多人下落不明，其中德国受灾最为严重。 而6 月以来，美国西海岸遭受了创历史纪录的热浪侵袭，随之而来的是持续的干旱及干旱引发的山火，据报道，山火在11 个州燃烧超过了两周，产生了大量的浓雾和烟尘。

据7 月16 日世界气象组织分析， 气候变化是极端天气事件频率增加的重要原因之一。 事实上，此前政府间气候变化专门委员会（IPCC）的报告表明，极端天气事件的发生频率和强度均会有所增加。 除了气候变化、地形地势等自然因素，不够健全完善的防灾体系及不够有效的应急响应也可能是造成伤亡人数较多的原因之一。 据CNN 报道，在西欧洪灾发生的前几天，相关部门已通过欧洲洪水预警系统（EFAS）对莱茵河以及马斯河流域的特定地区发出了超过25 次预警。 然而绝大多数预警信息并未有效传达给当地居民，导致他们在面对大洪水时措手不及。

中国水利：这样的极端天气频繁发生，对今后我国防御水旱灾害有何启示？

吕娟：2021 年以来，全球极端天气事件造成了严重的经济损失和人员伤亡，这给各国在应对极端天气事件方面敲响了“警钟”。面对极端天气事件，不仅要加强灾害风险管理，也要提高应急管理能力，增强全社会应对灾害的韧性。

一要进一步完善流域防洪工程体系建设。以国家水网为核心系统实施工程补短板，完善“上拦（蓄）、中疏（滞）、下排（泄）”的流域防洪工程布局，通过堤防工程建设、河道治理、水库除险加固、蓄滞洪区分蓄洪工程和安全设施建设，完善防洪工程体系。

二要提高洪水干旱预测预报能力。继续加强洪水预测预报技术方法的基础性和攻关性研究，扩大洪水预报覆盖范围，提升预报精度，延长预见期，实现可靠精准预报与全方位及时预警。 实现气象、水利、农业、遥感等方面的旱情信息汇集和融合， 建立旱情监测评估分析常态化机制，构建旱情监测预警和旱情预测预报综合平台，全面提升旱情监测预报预警能力和服务水平。

三要加强应急响应及抢险救援能力。尽管欧洲洪水预警系统（EFAS）在洪水发生前已经发出了预警信息，但是德国各州各部门并没有做到有效的灾害应急响应。 据此，应该建立完善的工作机制，明确各部门职责，完善防汛抗旱防台风等各类方案预案，特别是应对超标准洪水、极端降雨的应急预案；同时做好灾害防御救援演练、增强实战应对处置能力；加强专业与非专业的应急抢险救援队伍能力建设；备足抢险物资；做好舆情应对等等。

四要增强通信、供电、供水等生命线工程抗灾能力。7月中旬的西欧洪灾中， 德国莱茵兰-普法尔茨州的阿尔韦勒县（Ahrweiler）由于通信网络被洪水破坏，约 1 300 名居民与外界失去了联系。 我国通信、供电、供水等生命线工程也存在不少薄弱环节，郑州特大暴雨侵袭下也发生了断水、断电、断网等现象，这对现代社会来说无异于非常沉重的打击。 因此需要全面普查通信、供电、供水等生命线工程薄弱环节，尽快补足生命线工程短板。通过风险分析， 摸清生命线工程的洪水威胁和可能受灾程度，把工程关键部位布置在免受洪水侵扰的地方，增强抗灾能力。

五要全方面、全过程提高应对水旱灾害的韧性。提高全社会抵御、适应并从水旱灾害破坏的影响中恢复过来的能力，将韧性理念贯穿到水旱灾害风险管理的全过程。 开展灾后反思，从完善相关法律法规、完善工作机制、提高监测预警能力、 提高应急响应能力等全方面总结经验教训，加强应对灾害的韧性。 灾后重建时，要考虑气候变化、城镇化发展趋势，从加强基础设施韧性、住房韧性等方面让灾区重建得更好。

六要增强全社会的灾害风险意识。加大水旱灾害防御的宣传力度，注重组织动员社会力量广泛参与，建立水旱灾害风险分担机制， 增强全社会水旱灾害风险防范意识。通过开展水旱灾害信息社会服务，加强全民防洪抗旱风险教育，弘扬我国传统防灾减灾文化，宣传普及防灾避险知识、技能，组织群众开展避险演练，全面增强公众防御意识和自救能力。

中国水利：2021 年，水利部召开水旱灾害防御工作视频会议，提出强化预报、预警、预演、预案措施，请您谈谈如何认识并做好“四预”？

吕娟：在水旱灾害防御工作中需要强化“预报、预警、预演、预案”措施的有力落实。 具体来说，就是要加强实时雨水情信息的监测分析和预报；完善水旱灾害预警发布机制；开展水工程调度模拟预演；细化完善江河洪水调度方案和超标洪水防御预案。

做好“四预”，一是要利用水文气象耦合、大数据、人工智能等技术，努力提高预报精准度、延长预见期，加强实时雨水情信息的监测报送和分析研判；二是要完善预警发布机制，一旦水库、堤防出现险情，及时向可能受影响的相关部门和地区发布预警，提醒提前做好避险防范；三是应对洪水过程中，要根据雨水情预报情况，运用数字化、智慧化手段，对水库、河道、蓄滞洪区蓄泄情况进行模拟预演，为工程调度提供科学决策支持；四是要根据防洪工程、经济社会发展现状和防洪预演中暴露出的问题，细化完善江河洪水调度方案，编制流域、区域水工程联合调度方案，完善超标洪水防御预案，提高预案的指导性和可操作性。

为加强“四预”工作，在2021 年汛期之前，根据气象部门降水中长期预报，在降水可能偏多的海河、淮河流域先期启动了防汛抗旱数字流域建设，开展了“四预”现场演练和防汛演习。 入汛后，水利部门对江河水情进行监测预报预警，持续进行山洪气象灾害监测预警。 进一步做好“四预”工作，还需要深入推进智慧水利建设，按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”等方面要求，构建数字孪生流域，开展智慧化模拟，支撑精准化决策，全面推进算据、算法、算力建设。