气候变化对我国水利基础设施安全影响及应对建议
气候变化对我国水利基础设施安全影响及应对建议
Impact of climate change on safety of water infrastructures and response measures
高长胜，胡江
（1.水利部大坝安全管理中心，210029，南京；2.南京水利科学研究院，210029，南京）
摘要：全球气候变化影响下极端天气事件频繁发生，对水利工程基础设施安全与运行管理带来深远影响。简述了全球气候变化主要发展趋势，探讨了气候变化给水利基础设施安全带来的深刻影响，包括工程设计标准不再满足安全运行要求、极端天气事件诱发灾害链事件、海堤和河口水闸失事风险增加、极端温度影响材料性能与结构安全性、海水侵蚀缩短河口和沿海水利基础设施使用寿命、白蚁北移引发北方堤坝渗流安全隐患、极端天气事件增加水利设施破损频率、水利基础设施调度难度增大等。系统分析了气候变化影响下国内外水利基础设施失事、应急调度、严重受损等典型案例，在此基础上提出了制定适应气候变化的政策与制度、强化水利工程管理体系和管理能力现代化建设、采取适应性的工程措施、强化基于风险理念的工程安全评估和运行管理、夯实水利工程安全保障科技支撑、加快相关技术标准的制修订等应对策略，以期为提升水利基础设施对气候变化的适应性应对能力，以及提升应对极端天气事件的灾前适应力、灾中抵御力和灾后恢复力提供参考。
关键词：气候变化；水利基础设施；工程安全；应对措施；极端天气事件
作者简介：高长胜，副主任，二级正高级工程师，博士生导师，主要从事岩土工程、大坝安全与管理等方面研究。
基金项目：国家自然科学基金项目（U2443229）；中央级公益性科研院所基本业务费项目（Y724004）。
我国水资源短缺且时空分布不均，水旱灾害一直是“心腹之患”，建设完善的水利基础设施体系对解决我国新老水问题至关重要。新中国成立以来，我国建成了世界上规模最大、范围最广、受益人口最多的水利基础设施体系，成功战胜了数次特大洪水和严重干旱，水库大坝、堤防、引调水工程等规模和数量位居世界前列，为保障人民群众生命财产安全、促进经济社会平稳健康发展提供了重要支撑。近年，通过加强管理、开展除险加固等措施，我国水利工程安全状况得到大幅度提升，2000年以来年均水库溃坝率降至0.05‰以下（0.039‰），进入世界低溃坝率国家行列。当前我国经济已转向高质量发展阶段，需要坚实的水安全支撑和保障，要求在更高水平上保障水利基础设施安全。
世界经济论坛发布的全球风险报告中，气候变化、极端天气已连续10年被列入全球性重大风险事件的前三位。近年来颠覆传统认知的极端天气事件频繁发生，且反常性、复杂性、不确定性显著增强，带来了严重冲击和挑战，现有水利基础设施安全性、适应性承受了较大压力。例如，过去40年地中海平均气温上升了2℃，气候变暖使得地中海热带气旋更容易形成飓风进而南下影响北非地区，2023年9月10日，飓风“丹尼尔”袭击了利比亚东北部地区，实测24h最大降雨量达到414.1mm，引发了严重洪水灾害，导致瓦迪德纳河流两座水库大坝溃决，形成了毁灭性溃坝洪水，造成2万多人死亡、失踪。我国是全球气候变化的敏感区和影响显著区，区域性极端天气事件及复合型气象灾害趋多趋强。近年来先后发生了2021年河南郑州“7·20”特大暴雨和2023年海河“23·7”流域性特大洪水等极端天气事件。其中郑州“7·20”特大暴雨单日最大降雨量624.1mm，1h最大降雨量201.9mm，突破了我国大陆气象观测记录历史极值，84座水库出现不同程度险情，常庄水库、郭家嘴水库出现重大险情，严重威胁下游区域安全。统计近年来全球严重的溃坝事件也发现，除战争和工程质量外，溃坝事件多由极端暴雨洪水诱发。
随着全球气候变化影响加剧，极端天气事件对水利工程基础设施安全的影响受到高度关注。本文简述了全球气候变化主要发展趋势，探讨了其对水利基础设施安全的影响，分析了气候变化影响水利基础设施安全的典型案例，在此基础上提出了适应气候变化的应对策略。
全球气候变化主要发展趋势
对气候系统的综合观测结果和多项关键指标均表明，全球气候变暖趋势仍在持续，加剧了气候系统的不稳定性，高温、干旱、暴雨等极端天气事件呈现趋多、趋频、趋强势态。根据《中国气候变化蓝皮书（2024）》，2023年全球平均温度为1850年有气象观测记录以来的最高值，2014—2023年全球平均温度较工业化前的1850—1900年高出1.2℃；2023年中国地表年平均气温较常年值偏高0.84℃，为1901年以来的最暖年份。1985年以来全球冰川消融加速，处于物质高亏损状态，中国西部山地冰川呈现加速消融趋势。
变暖导致气候波动性变大，造成水循环加速，水的再分配过程偏向极端化，干（湿）季更干（湿），时空差异均有增大趋势，全国降雨带北移。中国气候极端化发展明显，极端高温和极端强降水事件趋多趋重。20世纪90年代后期以来，登陆中国的台风平均强度波动增强。中国年累计暴雨站日数平均每10年增加4.1%。预计未来30年，连续5天最大降水量的增加在全国范围内将呈现一致性，尤其是西北地区东部及黄淮流域，增加幅度将超过10%。极端暴雨特别是短历时强降雨呈现增多趋强的态势，例如2023年台风“杜苏芮”造成华北、黄淮地区出现历史极端强降水，过程累积雨量大，海河流域发生流域性特大洪水。
海洋变暖在20世纪90年代后显著加速，2023年海表温度和海洋热含量再创新高。全球平均海平面持续上升，2023年全球平均海平面达到有卫星观测记录以来的最高位。中国沿海海平面总体呈加速上升趋势，1993—2023年，中国沿海海平面平均上升速率为4mm/a，高于同时段全球平均水平的3.4mm/a；2023年，中国沿海海平面较1993—2011年平均值偏高72mm
气候变化对水利基础设施安全的影响
全球有超过半数的河流受到工程设施的调控。然而，由于气候变化导致全球水循环的改变，引起河川径流总量的变化以及在时空上的重新分配，水利基础设施安全正受到气候变化的深刻影响。
1.气候变化影响水利基础设施安全运行
（1）工程设计标准不再满足安全运行要求
现行洪水设计规范基于“一致性”条件进行工程水文计算，即假设气候、下垫面稳定，径流或降水序列统计规律不变，利用序列外延推求设计洪水/径流。气候变化对降水、洪水形成的物理基础影响显著，叠加土地利用变化等强人类活动导致的流域下垫面变化，改变了流域蒸发、下渗等参数和流域产汇流规律，北方河流的径流系数明显减少，降雨-径流关系发生显著变化；堤坝、水闸等水利基础设施的阻隔和调节作用，影响了水文资料序列的一致性以及模型参数的代表性，流域水文分析与过程模拟复杂性和不确定性增加。在气候变化与人类活动影响下，过去气候情景下的设计、施工、运维标准无法满足现在和未来气候变化情景，需复核相应计算方法并更新技术标准。
洪水灾害是天气与气候系统、下垫面陆表和人类社会系统相互作用的结果。气候变化破坏了水文资料系列代表性，导致水利基础设施防洪、兴利设计水位的可靠性降低，百年一遇或千年一遇的设计洪水可能在几十年内反复发生，使得部分已建工程防洪标准和泄洪设施不满足气候变化要求，威胁工程运行安全。据统计，2000年以后，中国超标准洪水导致的水库大坝漫顶溃坝比例大幅度升高，达到45%，尤其是2018—2021年的11座溃坝事故中，有8座因超标准洪水所致，占73%。为此，世界银行集团和亚洲开发银行等融资机构越来越多地要求将气候变化情景纳入大型水利基础设施设计中。
（2）极端天气事件容易诱发灾害链事件
气候变化加剧叠加强人类活动影响，部分水利基础设施运行环境发生巨大变化，增大了工程安全风险事件发生的可能性和危害性。区域或者流域尺度对气候变化的响应具有较大的不确定性，导致衍生灾害链事件。暴雨容易引发堰塞湖和中小流域水库大坝溃决，形成暴雨堰塞湖、堤坝溃决灾害链。比如2023年利比亚瓦迪德纳河两座水库因极端暴雨影响导致连溃，类似条件下上下游溃坝事件还有2021年美国的伊登维尔大坝和桑福德大坝。部分调水工程的交叉河道上游存在梯级水库群，一旦遭遇极端天气事件导致超标准洪水溃坝或超标准泄洪，形成暴雨洪水风险传导，易形成水库大坝—交叉河道—调水工程灾害链事件，危及调水工程安全，例如全球气候变化背景下特大暴雨洪水出现频率增强，人类活动影响导致水库汇流面积和下垫面发生变化，多重因素叠加使得水库发生超标准洪水，超标准洪水泄洪或溃坝洪水在水库下游河势变化下呈现放大效应，增加了下游调水工程交叉建筑物出现漫堤或冲刷破坏风险，出现灾害链效应。
库坝系统灾害链传导和演化机制
（3）海堤和河口水闸失事风险增加
根据《2023年中国海平面公报》，2023年中国沿海海平面较常年平均值高72mm，为有观测记录以来的最高位，研究预测未来30年沿海海平面将上升70~176mm，使得海堤等防洪标准降低。海平面上升引起风暴潮水位抬升，近岸风浪波高增大，局部水深增加还将导致堤前破碎极限波高增大，河口水闸和江（海）堤等防洪（潮）工程失事风险增加。2021年台风“烟花”影响期间，恰逢暴雨、大潮，黄浦江堤防有3处共12km堤段出现漫溢，443m堤段出现堤顶越浪险情。受风暴强浪影响，已建海堤部分岸段如浦东机场东侧等堤前滩势持续冲刷，堤防工程潜在失稳风险问题突出。假设到2050年，福建沿海海平面再上升150mm，按照目前100年一遇标准设计海堤，届时将无法抵御2013年出现的最高潮位；按照200年一遇标准设计海堤，届时防潮能力将只略高于现在100年一遇防潮能力。
2.水利基础设施损毁或出现隐患概率增加
（1）极端温度影响材料性能与结构安全性
气候变化加剧大背景下，出现极端温度的可能性增加。1961—2023年，中国极端低温事件显著减少，极端高温事件自21世纪初以来明显增多，将会导致更多不利工况出现。极端温度直接影响水工材料的性能。作为常用的水工材料，水工混凝土对极端温度较为敏感，遭遇持续高温干旱时，混凝土干缩率变大，干裂风险增加。持续性温度变化还会导致水工结构的应力条件不断恶化，可能使结构出现趋势性变形，如长期高温干旱导致拱坝下游坝面、堤坝上游黏土防渗体产生裂缝，影响结构渗流安全和稳定状态。气候变化导致旱涝急转时常发生，对土石堤坝的影响巨大，使得防渗黏土受旱开裂，快速增长的水位带来的外部荷载导致工程隐患集中暴露，诱发工程失事甚至形成灾害链放大效应，如美国斯托克顿坝和威斯特坝因土体干缩龟裂，暴雨诱发管涌导致垮塌。极端低温寒潮使得水利工程混凝土表面温度迅速降低，而混凝土内部保持较高温度，内外温度差形成拉应力导致裂缝，如中国华北地区某渡槽2006年春季遭受寒潮袭击，2天内降温幅度为12~20℃，致使槽身梁体和侧壁出现较多裂缝。
（2）海水侵蚀缩短河口和沿海水利基础设施使用寿命
气候变化使得海平面上升，海水侵蚀加重，沿海涵闸等水工建筑物在海水腐蚀环境的长期作用下，水工混凝土结构损伤、钢筋锈蚀，导致结构承载力不能满足安全运行要求，服役寿命缩短。海水侵蚀加速金属结构腐蚀，造成有效断面减少，严重时局部穿孔，导致金属结构安全度下降，设备过早老化，严重影响闸门启闭控制和安全运行。
（3）白蚁北移引发北方堤坝渗流安全隐患
中国害堤动物造成的堤坝安全隐患点中白蚁引起的占较大比重。堤坝内部蚁巢间蚁道相通，四通八达，当水位升高时，极易产生渗漏、管涌、跌窝等险情，甚至引发堤坝溃决。新中国成立以来，中国有500余座水库溃坝与蚁害直接相关，造成重大人员和财产损失。随着气候变暖、雨带北移等气候变化，白蚁活动范围已跨越黄河向北向西扩展，黄河流域洛阳、郑州、济源、三门峡等地出现白蚁，小浪底水库、西霞院水库、黄河大堤等水利工程出现大面积蚁害，带来工程渗流安全隐患。
（4）极端天气事件增加水利设施破损频率
极端天气事件导致水利基础设施破损频率增加，运行维护成本增高。极端温度导致水工结构混凝土冻融破坏，冰拔冰推导致土石堤坝护坡大面积破损甚至塌陷。2021年11月6日—11日，河南省平顶山市遭受持续强风、低温袭击，水库部分坝段出现护坡坍塌险情，须通过应急处置和维修养护进行处理。极端强降水事件导致水毁现象普遍，南水北调中线工程2014年通水运行以来，先后遭受了2016年“7·9”、2021年“21·7”等暴雨洪水以及海河“23·7”流域性特大洪水，造成部分工程段发生水毁情况，增加了维修养护资金支出。
3.水利基础设施调度难度增大
传统水利基础设施调度基于历史水文统计信息和调度需求，通过经验、模拟或优化的方法确定调度规则，指导调度实践。在气候变化影响下，流域的来水和用水条件与原设计条件相比可能已发生明显变化，传统调度策略难以满足工程实践的需求。已建工程的调度规程需要作相应的必要调整，以保障水利基础设施安全和洪水资源化利用。气候变化使长江上游地区年来水量增加，将可能导致洪涝干旱发生频率增加。强降水使得库区突发泥石流、滑坡等地质灾害概率增大；枯水期干旱影响水库的蓄水、发电、航运等功能发挥，给三峡水利枢纽的调度运行带来严峻考验。气候变化对水生态环境产生显著影响，进一步影响调水工程生态供水分配，迫使调水工程调度也需要相应调整。
气候变化影响水利基础设施安全的典型案例
1.极端强降水事件诱发的漫顶与溃坝
受气候变化影响，近年来全球范围内的漫坝（堤）和溃坝（堤）事故仍时有发生，极端强降水事件已成为各国面临的共同挑战。
（1）近5年国外溃坝事故
2019年以来，影响较大的国外溃坝事故统计列于下表。可以发现，近年来溃坝呈现以下特点：暴雨洪水是漫顶溃决的主因，工程质量导致的溃坝问题突出，维修养护和调度运行不当是重要诱因
在气候变暖的驱动下，冰湖溃决风险不断加剧。近年来，喜马拉雅山冰川迅速消融，南洛纳克冰川在1962—2008年期间退缩了1.9～2km，在接下来的11年里又退缩了400m。南洛纳克冰川的融化以及邻近的北洛纳克和主洛纳克冰川的额外融水，使得南洛纳克冰川湖的水量迅速增加。2023年10月3日，印度锡金邦强降水，4日，南洛纳克冰川湖溃决，引发山洪泥石流冲入提斯塔河，导致下游提斯塔Ⅲ级水电站垮坝、Ⅴ级水电站漫顶溃决。事件造成18人死亡、逾150人失踪，15座桥梁被冲垮，2.2万人受灾，生命财产损失严重。类似的，2021年2月，印度北阿坎德邦查莫利地区在建的里希甘加水电站，因附近冰川滑落，造成漫顶溃决，导致18人死亡、超过200人失踪。
近5年国外16起严重溃坝事故
（2）近年来中国溃坝事故
2021年内蒙古永安水库、新发水库和2018年新疆射月沟水库因极端暴雨事件导致漫顶溃坝事故。
永安水库、新发水库位于内蒙古自治区呼伦贝尔市，多年平均年降雨量398mm。2021年7月17日8时至18日14时，当地遭遇暴雨到大暴雨，累计面平均雨量87mm，最大点雨量223mm，暴雨形成超标准洪水，超出上游永安水库、下游新发水库两座水库的泄洪能力，18日13时、15时两座水库大坝相继漫顶溃决，险情发生前下游群众已全部转移，无人员伤亡。永安水库为小（1）型，总库容800万m³，设计、校核洪水标准分别为50年一遇、500年一遇，大坝为混合土质坝，溢洪道最大泄量295m/s；500年一遇校核洪水标准洪峰流量为362m³/s，遭受极端暴雨反推的入库洪峰流量为1060m³/s，重现期约为1000年一遇，远大于最大泄流能力578.70m³/s；洪水漫顶时在溢洪道与土坝接触部位形成溃口，溃口逐渐扩大、下切最终导致坝体溃决。新发水库为中型水库，总库容3808万m³，设计、校核洪水标准分别为50年一遇、300年一遇，大坝为黏土均质坝，溢洪道最大泄量474m³/s；300年一遇校核洪水标准洪峰流量722m³/s，遭受极端暴雨反推入库洪峰流量为2710m³/s，重现期约为2000年一遇，实际入库洪峰流量比校核工况下洪峰流量大3倍，洪水漫顶冲刷下游坝坡导致大坝溃决。
新疆射月沟水库总库容680万m³，为沥青心墙砂砾石坝，高41m，校核洪水标准为300年一遇。2018年7月31日1时至13时，射月沟流域发生特大暴雨，小堡、射月沟、秦城3个气象站12h的降水强度分别为116mm、105mm、79mm，均打破了当地的极值纪录，入库洪峰流量达到1848m³/s，实际入库流量超1000年一遇，导致洪水漫顶水库溃坝。
2.气候变化导致水利基础设施严重受损
气候变化诱发的极端天气事件导致水利基础设施严重受损。2014年，河南遭遇63年来最严重夏旱，白龟山水库黏土铺盖、昭平台水库黏土斜墙产生大量干缩裂缝。以白龟山水库为例，2014年5月底，白龟山水库库水位接近死水位，6月底动用死库容应急供水，7月底黏土铺盖裸露，出现大范围干缩裂缝，裂缝宽度达3cm，深度超过1m。为保障大坝安全，采取了灌浆、开挖回填、土工膜覆盖与保湿等处置措施，防止黏土铺盖防渗体系在旱涝急转工况下发生破坏。
3.水利基础设施调度运行受到影响
气候变化还影响着水利基础设施的调度运行。长江流域2022年6月入汛后，出现了自1961年有完整气象水文观测记录以来最严重的气象水文干旱。7—10月，降水极少同时伴有高温，流域上中下游同枯，长江流域累计面雨量只有291mm，仅为30年同期均值的61%，为1961年以来历史同期最少，尤其是处于主汛期的8月，流域降水量仅61.2mm，较30年同期均值偏少五成多。同时，多站平均气温及高温日数均为1961年以来历史同期之最，其中重庆北碚出现45℃高温，日最高气温达40℃以上的高温日数达29天。长江中下游干流主要水文站及洞庭湖、鄱阳湖两湖出口控制站8月最低水位较历史同期最小值偏低0.9～2.1m。极端干旱不仅影响了城乡供水和作物灌溉，还影响到水力发电、航运等，对流域工程调度提出了更高要求。通过优化调度三峡水库和支流雅砻江、嘉陵江、乌江控制性梯级水库等多种手段，一定程度上缓解了用水压力。
水利基础设施适应气候变化的应对策略
气候变化给全球不同地区带来了极端降雨、低温冻害、极端高温和干旱等极端天气事件，“减缓气候变化”和“提升工程适应性应对”是保障水利工程基础设施两个主要的应对策略前者是长期而艰巨的任务，后者是目前更为现实和直接的重要手段，主要是加强气候适应性和工程韧性能力建设，提升应对极端天气事件的灾前适应力、灾中抵御力和灾后恢复力。
1.制定适应气候变化的政策与制度
考虑未来气候变化背景下水利工程安全与运行管理，开展气候变化风险评估，建立气候变化情景分析和影响评价模型，加强影响分析和适应性政策与对策研究，科学防范气候变化带来的风险，提高适应和应对气候变化的能力。如英国和日本基于预估数据，分析了未来气候变化带来的降雨变化以及引起的洪水变化，制定了基础设施应对气候变化的适应性政策。
面对气候变化长期性、复杂性等特点，需充分考虑气候变化引发极端天气事件和防洪形势变化对水利工程安全带来的影响，科学提高洪水防御工程标准，提高风险防控能力，有效应对超标准洪水威胁，编制水利基础设施适应气候变化行动方案，加快制定相关政策、制度和技术体系，进一步提升水利基础设施应对气候变化的韧性和能力。
2.强化水利工程管理体系和管理能力现代化建设
加快构建现代化水库运行管理矩阵，结合数字孪生水利工程建设、智能大坝建设等发展新要求，着力提升工程全生命周期管理精准化、信息化、现代化水平。加快构建“天空地水工”一体化水利基础设施安全监测体系，提高病险监测、监控诊断、风险预警能力，加快建成国家水库大坝安全监测监督平台，提升水利基础设施安全智能监控能力。加强水网工程与流域、城市防洪排涝调控结合，优化各级水网及大型控制性水库群多目标联合调度。
针对气候变化对水利工程带来的不利影响，提升工程全生命周期适应能力与应急管理能力，提高工程应急预案的科学性和可操作性，并根据运行环境变化适时进行更新，确保应急预案能科学指导突发事件应急处置。完善水库大坝风险区规划与相关标准，提升突发事件应急管理能力和水平。开展水利工程应急能力建设和实战演练，加强装备配置，健全多部门协同联动机制，增强公众风险意识与应急自救互救能力，提升应对突发气象事件对工程安全影响的应急处置能力。
3.采取适应性的工程措施
针对气候变化影响下水利工程安全运行新形势新要求，应充分评估极端天气事件和海平面上升等影响，采取适应性的工程安全管理措施，提高工程韧性。如复核变化环境下的设计洪水，合理提高水库防洪保障能力和工程标准，加高加固现有水利基础设施，在此基础上相应动态设定起调水位，利用漫顶防护技术等提高自身防御能力，提升工程防洪能力和设计标准。
遵循水利工程病险发生和发展规律，将除险加固作为安全管理的经常性工作，健全水利工程运行维护与除险加固长效机制，完善工程病险标准和安全管理标准。根据水利工程运行环境和功能变化，调整管理模式和安全管理标准，全面提升水利工程规范化、标准化和现代化水平。针对病险水利工程、中小河流暴雨洪水、山洪灾害等突出风险点，及时消除风险隐患，提高工程应对洪涝灾害能力。针对已建在建工程，提出不同场景下的水库放空能力要求，加强应对水库大坝突发事件的应急避险设施建设，特别是合理设置高坝大库安全高效的应急放空设施，适应紧急情况下放空需求。
4.强化基于风险理念的工程安全评估和运行管理
统筹考虑工程安全、公共安全、生态安全，科学制定与系统安全理念相适应的水利工程风险确定方法和运行管理制度，加快构建基于风险理念的工程安全技术标准体系，分类推进重大工程风险评估和风险等级划分，加强风险动态管控。借鉴国际经验，按照工程风险等级确定安全运行管理模式，实现工程差别化管理。研究多风险计算的理论方法，收集与分析极端天气事件灾害历史数据，提出极端天气事件的定量分析方法，构建易损性模型，实施重大基础设施与气候变化风险区划，因地制宜，分类施策，形成“实时监测—信息传递—风险评估—动态调度—效果分析”全链条风险管理体系。
科学编制并根据气候变化影响优化应急预案，通过智能仿生算法等优化避洪转移路线，提升水利工程超标准洪水防御预案和防洪抢险应急预案的可操作性和有效性，实现预报精准化、预警提前化、预演数字化、预案科学化。结合物联网、大数据和人工智能等新一代信息技术，加强重大基础设施监测与气候变化影响风险预警，有效监控薄弱环节和各类风险点，动态评估风险等级与强度。
5.夯实水利工程安全保障科技支撑
加强气候变化对水利基础设施安全影响的基础理论研究。开展变化环境下工程水文计算理论研究，全面复核水库大坝等重要水利工程设计洪水，提高设计洪水的可靠性，降低发生超标准洪水的风险。研究揭示高温、极端暴雨、旱涝急转等各类极端天气事件对水利基础设施安全的影响机制。明晰气候变化背景下灾害链生机理，识别极端天气事件引发的链生灾害路径。针对极端灾害事件信息高度缺失、时滞和失真特点，研究判断极端灾害状态、演化趋势等风险预测理论方法。
加强应对气候变化工程安全关键技术研究。强化精准预报、提前预警、数字预演、科学预案“四预”能力研究。研究高坝大库溃决、梯级水库群溃坝洪水演进和预测预报等关键技术，以及冰碛堰塞湖、滑坡、泥石流、山洪等链式灾害形成过程，多灾害综合风险因子识别和监测预报预警等成套技术，构建综合防治减灾技术体系。加强水网工程群的联合调度研究，发挥水网工程体系整体优势，提升工程防洪安全保障能力。根据目标性能标准和关键节点来提升工程韧性，增强抗灾能力和灾后恢复力，为应对气候变化决策提供技术支撑。
研发应对气候变化的工程新材料新装备。研发适应气候变化的高强度、抗裂性和耐久性等高性能混凝土，提高水工结构耐受风暴潮、高温、冰冻等极端天气事件能力。研发水利工程位移形变、渗流渗压、应力应变等智能监测技术与设备，以及工程智能巡检系统，提升工程安全风险监测时效和精度。研发深水、深埋等复杂条件下工程隐患精准探测新技术及装备，研发隐蔽工程、接触渗漏、深水缺陷等复杂险情应急处置技术、材料、装备和施工工艺，提升隐患早期精准识别与工程安全保障能力。研发土石堤坝抵御洪水漫顶的新型材料和装备，提高洪水漫顶保坝能力。
6.加快相关技术标准的制修订
面向气候变化条件下水利工程安全保障的重大需求，围绕水利工程高质量发展和高水平安全新形势新要求，统筹物理工程与数字孪生工程，系统梳理相关技术标准需求，完善水利技术标准体系。根据气候变化可能的影响，加快标准迭代更新，推进标准研制与科技创新协同发展，健全与气候变化背景下水利工程安全韧性目标要求相适应的技术标准体系，充分发挥标准在水利工程应对气候变化影响中的引领支撑作用。
结语与展望
全球变暖、极端天气事件增多增强、海平面上升在科学界取得了普遍性的共识。气候变化对水利基础设施安全影响显著，包括影响工程设计标准、工程材料耐久性能和结构安全、运行安全等。
面对不断变化的气候条件，制定适应性政策、制度和技术体系，建立气候变化情景分析模型，提升水利工程防洪能力，提升工程应急支撑与保障能力，健全工程维修养护长效机制，通过工程和非工程措施提高工程冗余度、可靠性和快速恢复能力，提升工程安全韧性和适应能力。
强化数智赋能，推进现代化水库运行管理矩阵、智能大坝建设，加快构建雨水情监测预报“三道防线”和“天空地水工”一体化监测感知体系，实现精准预报、提前预警、数字预演、科学预案，有效提升水利工程应对气候变化不利影响的运行管理精细化、信息化、现代化水平。
分类推进基础理论、关键技术、仪器设备等科技攻关，研究气候变化背景下工程灾害链生机理，研发工程智能监测、隐患探测仪器设备，强化水网工程洪涝灾害监测预报预警能力，提升水利工程基础设施安全科技支撑保障能力。
面向水利工程安全保障重大需求，考虑气候变化情景，推进标准研制与科技创新协同发展，加快标准迭代更新，进一步突出技术标准对规划设计、智能监测、雨水情监测预报“三道防线”等工程安全的牵引和支撑作用。
加强全球气候治理合作，共同应对挑战，积极借鉴和分享国际间水利基础设施应对气候变化的有效实践经验。开展水利基础设施应急预案的宣传教育，提高公众对气候变化及其对工程安全影响的认识。
Abstract: Under the influence of global climate change, extreme weather events occur frequently, which have great impact on the safety and operational management of water projects and infrastructures. The trend of global climate change and its impact on the safety of water infrastructures are briefly introduced. For example, design standards may no longer meet the requirements of safe operation, leading to a series of disasters, and risks of failure of seawall or estuarine sluice, extreme temperature that affects material performance and structural safety, seawater erosion that shortens the service life of estuarine and coastal water infrastructures, northward migration of termites that results in seepage of embankments in the north, increases frequency of damage of water facilities, and difficulties for water structure regulation and scheduling. Typical cases home and abroad were examined including accidents and failure, emergency response, and severe damage under the impact of climate change. Based on the above, response measures were proposed, such as formulating policies and systems to adapt to climate change, modernization of water project management system and capabilities, talking adaptive engineering measures, strengthening safety assessment and operation management based on risk concept, scientific and technological support and formulation and revision of relevant technical standards. These measures may provide experiences for building adaptability of water infrastructures to climate change, and enhancing pre-disaster adaptability, resilience, and post-disaster recovery to extreme weather events.
Keywords: climate change; water infrastructures; project safety; response measures; extreme weather events
本文引用格式：
高长胜，胡江.气候变化对我国水利基础设施安全影响及应对建议[J].中国水利，2024（24）：60-67.
封面摄影｜段万卿
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