全球氣候變化正日益成為人類(lèi)面臨的一項(xiàng)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。極端天氣事件頻發(fā)、水資源分布不均等問(wèn)題愈發(fā)突出，對(duì)人類(lèi)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了巨大威脅。為了應(yīng)對(duì)氣候變化，人類(lèi)社會(huì)采取了多種措施。其中，水工程作為現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施，通過(guò)人為調(diào)控水流，優(yōu)化水資源配置、改善水文情勢(shì)、增加水資源量等方式，有效緩解自然水文周期的波動(dòng)和改善能源結(jié)構(gòu)，為應(yīng)對(duì)氣候變化帶來(lái)的挑戰(zhàn)提供了有力支撐。

1.防汛減災(zāi)，保障防洪安全

隨著氣溫的升高和降水模式的改變，河流的徑流量也發(fā)生了顯著變化。一方面，高溫加速了冰川融化，導(dǎo)致短期內(nèi)河流徑流量增加；另一方面，長(zhǎng)期干旱和降水減少又可能導(dǎo)致河流徑流量減少，甚至出現(xiàn)斷流現(xiàn)象。這種徑流的不穩(wěn)定性給水資源管理和防洪減災(zāi)帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。

我國(guó)主要河流近期年徑流量與多年均值比較

（來(lái)源:《胡春宏院士：我國(guó)江河演變新格局與系統(tǒng)保護(hù)治理》）

通過(guò)修建堤壩、泄洪渠等防洪設(shè)施，可以有效控制洪水泛濫的風(fēng)險(xiǎn)，保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全。如2020年入汛后，長(zhǎng)江流域出現(xiàn)連續(xù)強(qiáng)降雨天氣，發(fā)生區(qū)域性大洪水，累計(jì)降雨量超過(guò)1998年，防洪形勢(shì)嚴(yán)峻。地處長(zhǎng)江上中游分界點(diǎn)的三峽工程，是控制中下游來(lái)水的“總開(kāi)關(guān)”。2020年7月2日至8月17日，在不到兩個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，就有5次編號(hào)洪水進(jìn)入三峽水庫(kù)，且第5號(hào)洪水洪峰達(dá)到7.5萬(wàn)立方米/秒，約3分鐘就可灌滿(mǎn)一個(gè)西湖，為三峽建庫(kù)以來(lái)最大洪峰。通過(guò)“長(zhǎng)江流域最強(qiáng)防洪軍團(tuán)”的科學(xué)調(diào)度，為長(zhǎng)江上游寸灘站削減了1.35萬(wàn)立方米/秒的洪峰流量，削減率超15%，降低洪峰水位2米以上，避免了數(shù)十萬(wàn)人的轉(zhuǎn)移，極大地減輕了重慶的行洪壓力。8月20日8時(shí)，7.5萬(wàn)立方米/秒流量的洪峰到達(dá)三峽大壩后，11個(gè)泄洪深孔同時(shí)開(kāi)啟泄洪，削峰攔蓄洪峰流量2.58萬(wàn)立方米/秒，保證了下游的安全。

三峽大壩泄洪

2.科學(xué)調(diào)蓄，保障供水安全

氣候變化導(dǎo)致降水模式發(fā)生顯著變化。一些地區(qū)可能出現(xiàn)降水量增加、暴雨頻發(fā)的情況，而另一些地區(qū)則可能面臨長(zhǎng)期干旱。這種降水時(shí)空的不均衡分布，加劇了水資源的供需矛盾，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)生活產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。

隨著極端氣候事件的頻發(fā)，水工程在應(yīng)對(duì)這些事件中的作用也日益重要。修建的水工程，如水庫(kù)、蓄水池等，具有蓄水和調(diào)蓄的功能。在遭遇特大暴雨或洪水時(shí)，水庫(kù)可以?xún)?chǔ)存大量的水資源；在干旱季節(jié)，則可以通過(guò)放水來(lái)調(diào)節(jié)河流的水量，確保下游用水需求。這種調(diào)蓄功能能夠緩解氣候變化帶來(lái)的水資源短缺問(wèn)題，有助于確保水資源的合理利用和高效配置，保障供水安全，滿(mǎn)足人類(lèi)生活和生產(chǎn)用水的需求。

小浪底水利樞紐全景

20世紀(jì)60年代以來(lái)，我國(guó)先后建成了南水北調(diào)東線(xiàn)一期、中線(xiàn)一期和引江濟(jì)淮、滇中引水等跨流域跨區(qū)域調(diào)水工程，以及長(zhǎng)江三峽水利樞紐、黃河小浪底水利樞紐等重大水利設(shè)施，這些工程建設(shè)在一定程度上緩解了我國(guó)水資源分布不均的問(wèn)題。全國(guó)水利工程供水能力也從2012年的7000億立方米提高到2022年的8900多億立方米，大大改善了受水區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉條件和居民生活用水條件，城鄉(xiāng)供水保障水平大幅提高。

3.調(diào)峰調(diào)頻，保障能源安全

清潔能源，如太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能和地?zé)崮?，提供了一種減少溫室氣體排放和減緩氣候變化的有效途徑。這些能源的開(kāi)發(fā)和利用有助于減少對(duì)化石燃料的依賴(lài)，從而降低大氣中的二氧化碳濃度。因此，應(yīng)對(duì)氣候變化不僅需要減少溫室氣體排放，還需要大力發(fā)展和推廣清潔能源。而且發(fā)展清潔能源，是改善能源結(jié)構(gòu)、保障能源安全、推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的重要任務(wù)。

水電作為調(diào)節(jié)性能優(yōu)異的無(wú)碳清潔能源，既作為電量型電源同時(shí)也作為電力型電源，其靈活快速的調(diào)峰能力可充分彌補(bǔ)新能源隨機(jī)性、波動(dòng)性、間歇性的不足。如20世紀(jì)庫(kù)容最大的水電站——龍羊峽水電站旁，建有我國(guó)首個(gè)規(guī)模最大的水光互補(bǔ)光伏電站，水光互補(bǔ)光伏電站每年可向全國(guó)各地輸出14.94億千瓦時(shí)的電量，對(duì)應(yīng)到火力發(fā)電相當(dāng)于一年節(jié)約標(biāo)煤46.46萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放約122.66萬(wàn)噸。

水電作為一種清潔、可再生的能源形式，在全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中具有重要地位，減少對(duì)化石燃料的依賴(lài)并降低溫室氣體排放，有助于推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí)，減少環(huán)境污染和生態(tài)破壞。不以發(fā)電為主要目的的小浪底工程，從第一臺(tái)發(fā)電機(jī)組投入使用直至2013年，累計(jì)發(fā)電617億千瓦時(shí)，相當(dāng)于節(jié)約2263萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減少7351萬(wàn)噸的碳排放。這些不僅促進(jìn)了新型清潔能源的發(fā)展，緩解了當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)供電緊張的問(wèn)題，也為我國(guó)的雙碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)做出了巨大的貢獻(xiàn)。

龍羊湖與龍羊峽大壩

4.改善水環(huán)境，保障生態(tài)安全

氣候變化會(huì)對(duì)河流水質(zhì)產(chǎn)生一定影響。高溫和干旱條件下，水體蒸發(fā)加快，污染物濃度相對(duì)增加；而暴雨和洪水則可能將地面污染物沖入河流，導(dǎo)致水質(zhì)惡化。這些水質(zhì)問(wèn)題直接威脅到水生生物的生存和繁衍，也影響到人類(lèi)的飲用水安全。

水工程通過(guò)調(diào)節(jié)水流和水位、實(shí)施生態(tài)修復(fù)和環(huán)境保護(hù)措施等，有助于維持河流生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和多樣性，為水生生物提供適宜的生存環(huán)境，進(jìn)一步提升了區(qū)域的生態(tài)價(jià)值，保障了生態(tài)安全。如綠色生態(tài)水利水電工程的典范——新安江水電站，蓄水量為178.4億立方米，相當(dāng)于三千多個(gè)西湖，湖中島嶼的森林覆蓋率達(dá)82.5%，新安江水庫(kù)也因此形成了著名的千島湖景區(qū)，被列為國(guó)家5A級(jí)旅游景區(qū)、國(guó)家級(jí)風(fēng)景名勝區(qū)和國(guó)家森林公園。

俯瞰千島湖（新安江水庫(kù)）

（圖片來(lái)源：MOOR世界）

小浪底工程科學(xué)運(yùn)用調(diào)水調(diào)沙、攔粗排細(xì)等綜合手段，一舉扭轉(zhuǎn)了自古以來(lái)黃河河床淤積抬升導(dǎo)致斷流的情況，一改以往黃河下游的狀況。25年來(lái)河南黃河干流累計(jì)供水643億立方米，河水長(zhǎng)流形成了一條生態(tài)廊道，下游的黃河三角洲自然保護(hù)區(qū)濕地水面積占比由原來(lái)的15%增加到現(xiàn)在的60%多，自然保護(hù)區(qū)鳥(niǎo)類(lèi)增加到近400種，有力保障了區(qū)域生態(tài)安全。小浪底水庫(kù)也成為了我國(guó)一個(gè)新的4A級(jí)旅游景點(diǎn)，享有“小千島湖”盛譽(yù)。

全球氣候變化對(duì)全球水資源、能源安全、生態(tài)環(huán)境及經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展帶來(lái)了前所未有的挑戰(zhàn)。然而，通過(guò)科學(xué)的水工程規(guī)劃與實(shí)施，水工程不僅能夠有效應(yīng)對(duì)氣候變化帶來(lái)的挑戰(zhàn)，還將進(jìn)一步助力保障我國(guó)的防洪安全、供水安全、能源安全、生態(tài)安全和經(jīng)濟(jì)安全等，助力實(shí)現(xiàn)綠色與可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。面對(duì)未來(lái)，我們應(yīng)繼續(xù)高度重視并積極推進(jìn)水工程建設(shè)和管理，以更智慧、更綠色的方式應(yīng)對(duì)氣候變化帶來(lái)的影響，共同守護(hù)我們的藍(lán)色星球。

參考資料：

1.周虹，中國(guó)水利水電科普視聽(tīng)讀叢書(shū)《大壩工程》.[M]中國(guó)水利水電出版社.

作者：中國(guó)大壩工程學(xué)會(huì) 周虹 陳丹妮