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原标题：王浩院士，等：智慧水利赋能下的抗旱治理体系重构
作者：中国工程院院士、流域水循环模拟与调控国家重点实验室主任 王浩; 中国灾害防御协会理事、九三学社中央农林委委员 孟现勇
当前，我国水资源安全面临前所未有的挑战。相关分析表明，近年来北半球副热带高压系统空间分布呈现显著的经向位移特征，尤其是西太平洋副热带高压系统较气候态表现出明显的强度增幅和位置北移。这种环流系统异常变化，导致东亚夏季风环流系统减弱，进而引起季风降水带的空间分布型和维持特征发生显著改变。同时，笔者通过团队研发的“龙山一号”中长期灾害预报模型对2025年气候系统演变进行数值模拟，结果显示黄河、淮河、长江、珠江等多个流域2025年极有可能发生大范围春夏连旱。这些情况表明，传统水资源管理和干旱防控体系正面临严峻挑战。
深刻认识干旱防控工作存在的短板
近年来，极端干旱事件呈现出持续时间延长、影响范围扩大、强度显著增加等特征。例如，2022年长江流域遭遇有气象记录以来最严重的干旱，366个国家气象站日最高气温持平或突破历史极值，重庆连续高温日数达45天。对此，必须认识干旱防控工作存在的短板和不足，进一步夯实水旱灾害防御基础。
监测预警系统存在重大缺陷。
一是监测网络存在盲区。虽然我国已建立由2400个国家级地面自动气象站和多颗气象卫星构成的监测网络，但在复杂地形区域和生态脆弱带，站网密度仍显不足。例如，西北干旱区自动气象站网络覆盖密度仍然不足，与世界气象组织建议的站网密度标准存在较大差距，难以满足精细化监测需求。二是多源数据融合能力不足。气象、水文、农业农村等部门的监测数据采用不同标准和格式，缺乏统一的数据处理平台。土壤墒情、植被指数等关键要素的实时监测数据整合度低，影响预警的准确性。三是预报模型精度有限。当前，干旱预测模型在季节尺度上的预报技巧评分较低，特别是对极端干旱事件的预测能力不足。相关模型对干旱灾害发生发展规律的刻画精度亟待提升，对土壤—植被—大气耦合过程的描述还较为粗糙，难以准确刻画干旱发展演变规律。四是前兆信号识别能力薄弱，对大气环流异常、海温异常等干旱前兆信号的识别和分析能力不足，特别是对厄尔尼诺事件和北极涛动等关键气候模态的预测精度有待提高。
水资源调配体系面临结构性挑战。
一是水资源配置格局失衡。尽管南水北调等重大工程已发挥作用，但跨流域调水能力仍无法满足日益增长的需求。目前，华北地区水资源供需缺口呈逐年扩大趋势。二是智能调度能力不足。当前，水库群联合调度系统以经验规则为主，缺乏基于人工智能的优化决策支持。骨干水库群的联合调度效率低，尚未实现最优化配置。三是地下水管理机制滞后。据相关数据统计，华北平原等地区地下水超采形势严峻，目前华北地区地下水超采累计亏空达1800亿立方米左右，超采面积达18万平方公里，是世界上最大的地下水降落漏斗区，但缺乏有效的限采措施和替代水源方案。四是应急供水能力薄弱。我国海水淡化工程总规模为252.3万吨/日，工程数量达156个，分布于沿海缺水城市和海岛地区。这一规模仅占全球海水淡化总产能的3%以下，产能显著不足。海水淡化需求被低估，应急备用水源建设滞后，跨区域应急供水网络尚未形成系统布局。
农业抗旱体系存在深层次问题。
一是农业结构调适滞后。耐旱作物种植比例偏低，品种布局与水资源条件不匹配。例如，华北平原部分地区仍大量种植水稻，与区域水资源承载力不相适应。二是节水技术推广不足。我国高效节水灌溉面积占农田灌溉总面积的比例约为30.6%，其中以滴灌、微喷等为代表的现代精准灌溉技术占比约为15.6%，与发达国家50%以上的应用水平相比仍存在较大差距。农艺节水技术在部分地区推广受阻，农民接受度不高。三是种质资源储备不足。抗旱品种选育滞后，具有自主知识产权的抗旱品种数量有限。种子储备体系建设不完善，应急调运机制有待健全。四是保险体系不健全。农业保险对极端干旱的覆盖范围有限，理赔标准不够科学，农民参保积极性不高，保险深度和密度还需进一步提升。
生态安全保障机制不完善。
一是生态用水保障不足。生态流量管控机制尚不健全，重要湿地和河湖生态基流得不到有效保障。例如，相比于1956—1979年的基准期，京津冀山区水资源总量在1980—2000年衰减了20.96%，到2001—2020年进一步衰减至35.40%。这种水资源持续衰减，导致河流基流量与泉流量锐减，甚至无法维系基本的生态流量，下游河道断流成为常态。二是生态修复进展缓慢。水源涵养区生态系统退化问题突出，水土保持功能减弱。三是应急响应能力不足。专业抗旱服务队伍建设滞后，技术装备配备不足，军地协同机制需进一步完善。
以科技创新强化抗旱治理体系重构
面对干旱灾害的严峻挑战，各地必须充分认识防旱抗旱工作的重要性和紧迫性。要坚持以水资源安全为核心，通过科技创新和体制机制创新，构建智慧化水资源管理体系，切实保障国家粮食安全和生态安全。
全面提升智能监测预警能力。
一是构建新一代监测网络。部署高密度自动气象站网，在关键区域实现5公里网格化覆盖。发展天基观测系统，利用SAR(合成孔径雷达)、高光谱等新技术，提高干旱监测精度。建设“地—空—天”一体化墒情监测网络，实现对土壤水分的精细化监测。二是开发智能数据融合平台。采用深度学习技术，建立多源数据实时融合系统。开发基于区块链的数据共享平台，实现跨部门数据安全高效流转。同时，构建干旱要素数据库，支持智能化分析决策。三是提升预报模型精度。要基于人工智能技术，研发新一代干旱预测模型，提高中长期预报能力。要完善土壤—植被—大气耦合模式，优化极端干旱事件预测能力。建立集合预报系统，提供概率化预报产品。四是强化前兆诊断能力。建立干旱前兆信号识别系统，提高对关键气候模态的预测能力。同时，开发智能化诊断分析平台，实现对干旱成因的快速识别。
优化国家水网智能调配系统。
一是完善国家水网工程体系。整体推进“四横三纵四片”（四横即长江、淮河、黄河、海河，三纵即南水北调工程东中西线，四片即东北、西北、西南、东南四个水网片区）国家骨干水网建设，优化南水北调东中线调度方案，提高供水保障率。研究西线工程可行性，为西北地区提供战略水源。构建区域性备用水源工程网络，强化应急保障能力。二是发展智能调度技术。建立基于人工智能的水网联合调度系统，实现跨流域、跨区域的精准化动态调控。开发水资源优化配置模型，提高水网运行效率。构建数字孪生水网工程体系，支持全局性模拟优化决策。三是创新地下水管理模式。建立基于国家水网框架下的地下水资源动态监测系统，实施精准化管控。推进地表水与地下水统一调度，完善水权交易平台，促进水资源市场化配置。四是提升应急供水能力。在水网节点城市加快海水淡化技术研发与工程建设，降低淡化成本。同时，建设智能化应急供水系统，形成与国家水网相协同的区域互济网络。
构建现代农业抗旱体系。
一是优化农业结构。基于水资源承载力，调整种植结构，推广耐旱作物种植，建立产业化发展模式，发展设施农业，提高水资源利用效率。二是推广节水技术。开发智能化农业节水系统，推广高效节水灌溉技术。研发新型节水技术，提高农田用水效率。同时，建立技术集成示范区，加快成果转化。三是加强种质资源建设。加快抗旱品种选育，建立种质资源库并完善储备体系，建立智能调运平台。四是创新保险机制。开发新型农业保险产品，扩大保障范围。建立气象指数保险，提高理赔效率。推进再保险体系建设，增强风险分散能力。
强化生态安全保障。
一是完善生态流量管控。建立智能化生态流量监测系统，实施动态管理。制定生态补水方案，保障关键时期生态用水。二是加强生态修复。实施水源涵养区生态修复工程，提高水源涵养能力。开展河湖生态治理，恢复水生态系统功能。三是提升应急能力。组建专业化抗旱服务队伍，配备先进技术装备。完善军地协同机制，提高应急响应效率。
（本文由应急管理部主管的<中国应急管理报> 于2015年1月23日刊发）
来源：整理网络媒体、官网等
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薛国强：【水利天下】公号创办人兼总编。2000年本科毕业于武汉水利电力大学，2012年工程硕士毕业于同济大学，注册咨询工程师，水利水运双专业高级工程师，河湖网专家顾问委员会委员，科普中国专家库专家成员，中国水利文协专家委员会委员。福建省土木工程建筑行业协会专家库成员、福建省土木工程系列高级工程师任职资格评审专家评委等。
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