2022年长江流域极端干旱事件及其影响与对策

夏 军，陈 进，佘敦先

(1.武汉大学 水资源与水电工程科学国家重点实验室，湖北 武汉 430072；2.海绵城市建设水系统科学湖北省重点实验室，湖北 武汉 430072；3.长江水利委员会长江科学院，湖北 武汉 430015)

1 引言

干旱是人类面临的全球性自然灾害中发生较为频繁、影响范围广、对社会经济影响大的一种自然灾害[1-3]。特大干旱及其持续性不仅会导致粮食减产和农业歉收，影响居民用水和工业发展，而且还会引起河流断流、荒漠化加剧，造成水环境容量下降和水生生物衰减等诸多方面的严重影响[4-5]。2022年7月以来，长江流域受气候异常影响，夏季梅雨期短，长江沿线多省市持续高温少雨，最高气温接连突破历史极值，长江干流及主要支流水位持续退落，出现了“汛期反枯”的罕见现象，鄱阳湖和洞庭湖提前3～4个月进入枯水期。8月25日旱情高峰时，长江流域耕地受旱面积6632万亩，有499万人、92万头大牲畜因旱供水受到影响，主要集中在重庆、四川、湖北、湖南、江西、安徽、河南、贵州、陕西、江苏等10个省(直辖市)。截至2022年9月，旱情仍在长江流域部分地区发展之中，长江流域出现极大旱灾的可能性已成为定局。此次旱情具有持续时间长、范围广、强度大、极端性强等特点，势必影响到我国下半年长江经济带的社会经济发展。事实上，我国是一个深受干旱灾害影响的发展中国家，季风的不稳定性等因素造成了我国干旱的频繁发生。据不完全统计，1949年之前，我国发生有记载的较重干旱事件多达千余次；1950—2017年间，中国每年平均受干旱影响的国土面积超过2000万公顷[6]，我国年均因旱灾导致粮食损失量达200亿kg以上。

另一方面，全球变暖和高强度的人类活动，加剧了全球降水、蒸散发和径流及其关联的水循环时空变异[7-8]，尤其极端水旱事件的孕育、发生和发展过程[9-10]。从全球范围来看，世界范围内的干旱、以及高温热浪等复合极端事件呈现多发频发的态势[11-14]，给区域水资源管理、生态系统和社会经济可持续发展带来严重影响[15-16]。随着全球变化影响的备受关注和人类活动对自然生态系统干扰的不断增大，全球变化背景下的特大干旱成因、发展过程以及抗旱风险管理及应对研究，既是当前国际水文科学领域关注的前沿科学问题和研究热点，也是面向我国水安全、粮食安全等国家重大需求亟需解决的关键与难点[17-18]。然而，特大干旱事件受自然和人为等多种因素的驱动，其形成、变化和发展机制十分复杂[19]。特大干旱事件的预警预报与风险管理，是当前防灾减灾中十分困难和薄弱的环节之一。应对极端干旱灾害风险的适应性管理的基础与能力建设以及科学对策，亟待提高。

本文系统分析了长江流域历史特大干旱及灾害情况；剖析长江干旱发生的成因与特点以及抗旱能力建设问题；以2022年长江特大干旱发生及其影响为实例，提出针对长江流域的科学抗旱减灾和综合对策的思考与建议。

2 2022年长江干旱发展过程及其影响

2.1 2022年长江干旱发展过程2022年入夏(6月)以来，长江重庆及中下游地区出现自1961年有完整气象观测记录以来综合强度最强的高温过程，高温持续时间长、极端性强。湖南、浙江、江苏、湖北、安徽、江西、上海、四川、重庆、贵州、甘肃、陕西、河南、宁夏、青海、新疆、西藏17个省(区、市)平均气温均为历史最高，尤其重庆北碚、江津、湖北竹山等15站观测到日最高气温达44 ℃及以上。2022年7—8月，长江中下游及川渝地区降雨量较常年同期偏少2～8成，其中川渝黔湘赣浙鄂苏皖沪等10省(市)平均降雨量之少(178.1 mm)为1961年以来历史同期之最，高温热浪及气象干旱显著。

由于降雨少，长期高温导致蒸发量大增，使江河来水偏少2～8成，导致长江干流及洞庭湖、鄱阳湖水位较常年同期偏低4.5～6.0 m，8月6日，鄱阳湖星子站水位退至11.99 m，进入枯水期，较1951年有水文记录以来提前100天，8月29日，鄱阳湖湖区面积465 km2，仅为历史同期的六分之一；8月15日长江主要控制站水位分别为汉口17.30 m、大通6.84 m、七里山23.55 m、湖口10.37 m，较历史同期分别偏低6.08 m、4.96 m、5.87 m和6.37 m，均为有实测记录以来同期最低。洞庭湖出口七里山站水位降至24.50 m以下，提前4个月进入枯水期；9月6 日鄱阳湖星子站水位跌破8 m极枯水位，较有纪录以来平均出现时间提前115天。截至9月14日，江西2077座水库在死水位以下，4.45万座山塘干涸，25条10 km2以上的河流发生断流。总体来看，长江中下游出现明显的水文干旱。

2022年9月20日，中央气象台连续第33天发布气象干旱预警，江苏西南部、安徽大部、河南中部和南部、湖北大部、浙江南部、福建、江西、湖南、贵州大部、广东东部、广西中北部、重庆大部、四川东南部等地存在中度至重度气象干旱，浙江西南部、福建西部、江西大部、湖南大部、重庆东南部、贵州东北部等地有特旱。总的来看，虽然区域的气象干旱仍在发展，且旱情十分严重，未来形势严峻，但是由于流域抗旱能力的提高，严重干旱至今尚未引起严重旱灾，旱灾基本可控。

2.2 2022年长江干旱影响根据过去旱灾经验及2022年干旱发展趋势，干旱主要影响有：

(1)对农业生产的影响。气象干旱一般随后就是出现农业干旱，而水文干旱出现会直接影响水库蓄水和存水，影响到灌溉工程作用的发挥。受气象干旱和水文干旱的共同影响，8月25日旱情高峰时，长江流域耕地受旱面积达6632万亩，出现明显的农业干旱现象，势必会对2022年的粮食产量等产生影响。

(2)部分严重干旱地区出现人畜饮水困难。截止8月15日，长江流域有499万人、92万头大牲畜因旱供水受到影响。尤其是持续高温少雨导致部分以小型水库或山泉水、溪流水作为水源的分散供水工程水源枯竭，部分山丘区群众供水受到一定影响，一些群众需要送水保障生活用水。

(3)生态环境的影响。2022年7月以来发生在长江流域持续性高强度的干旱事件导致河湖超低水位过早出现，打乱了正常的水文节律，生态流量保障率下降，湖泊和水库必要的生态水位难以维系，使水环境容量下降，影响水体自净功能，加之酷暑高温持续易于导致水质恶化，会给水生生物生存环境带来显著影响，野生鱼类、江豚等珍稀水生生物生存空间缩小，河湖湿地水生态系统功能下降。

(4)经济和社会影响。2022年的高温热浪和干旱复合极端事件，导致长江流域多地发生森林火灾和能源供应紧张。比如，四川省作为我国水电大省，80%的电力供应来自水电，2022年夏天严重干旱导致部分四川省水力发电能力下降50%以上，造成严重缺电影响，为了让电于民，保障居民用电，很多大中型企业停产停工，给企业生产和居民生活带来严重影响。随着旱情的发展，一般工业用水会受到影响，如一些高耗水工业会面临用水需求管理，影响工业生产。此外，长江是我国重要的水源地，在严重干旱发生时，流域内外存在竞争性取水问题，给供水安全保障带来严重影响[18]。另外由于现代信息技术发展，信息传播快，旱灾事件会被快速传播，一些片面或者不科学的报道会引起社会广泛关注，从而放大旱灾影响，不利于组织科学抗旱。

2.3 2022年长江干旱成因剖析干旱属于自然现象，具有周期性特点，但每次干旱都是全球大气环流异常引发的。当前拉尼娜现象始于2020年9月前后，可能至少持续到2022年年底，成为21世纪首个“三重”拉尼娜现象。自1950年以来，持续三年的“三重”拉尼娜现象仅发生过两次，2022年是第三次。拉尼娜和厄尔尼诺现象交替周期性出现是大气环流周期异常的重要原因。西太平洋副热带高压与我国东部季风区的降雨和高温干旱直接相关，2022年的大气环流异常，使夏季梅雨期短，部分地区甚至出现空梅现象，台风进入内陆极少，副热带高压长时间大范围控制在长江流域是导致长江干旱的主要原因。

3 长江历史特大干旱回顾

3.1 长江历史特大干旱特点根据15世纪到20世纪500多年(1470—1990年)的历史资料统计[20-22]，长江上、中、下游发生重旱和极旱按世纪分布见表1，表中重旱指农作物减产3～5成；极旱指农作物减产5成以上。虽然历史资料主要记录的是旱灾情况，但也可以看出干旱发生的时空分布及周期性的特点。从表1可见，从时间看，上、中、下游发生极旱事件大约25～50年一遇；发生重旱事件一般约5～15年一遇。从区域分布来看，重旱频率上游地区高于中、下游地区，中下游地区重旱频率相近，而且常常一起发生，但极旱事件，上游地区平均65年1次，中下游发生极旱频率一致，平均23～27年发生1次，中下游发生极旱的频率显著高于上游。

从干旱年内发生时间看[22]，长江流域最常见是夏(伏)秋连旱，其次是春夏连旱，偶尔出现全年旱和多年连旱。从区域看，长江流域传统的干旱缺水地区主要发生在山丘地区，如四川盆地、滇中地区、黔中地区、湖南衡邵地区、江西赣南地区、汉江唐白河地区和湖北鄂北岗地等，属于工程性缺水。

表1 长江流域历史重旱和极旱时空分布

3.2 1949年后典型干旱事件及特点新中国成立后，开始有比较系统的实测降雨和水文资料，干旱及旱灾情况记录更加全面。自1949年以来，发生重旱年份有1959—1961年、2006年和2011年，发生极旱的年份有1978年。表2分别是上述年份典型干旱及旱灾情况，可以看出，典型干旱年共同的特点是汛期梅雨期短，全年降雨量和径流量明显偏少，江湖水位明显偏低，都出现夏秋连旱，其中1959—1961年属于多年连续干旱，1978年旱情和旱灾最为严重，属于极旱年(图1)。图1—3均基于标准化降水蒸散发指数，采用干旱区域识别方法[23-25]，得到了1978年、2006年和2011年长江流域气象干旱的发生发展过程。从受旱区域来看，除2006年外，重灾区都在中下游地区，但2006年重灾区在川渝(图2)。2011年旱情发生在流域的两端——西南和中下游，其中中下游地区出现旱涝急转现象(图3)。通过比较可以发现，2022年干旱与上述典型干旱年成因和旱灾情况类似，唯一不同的极端高温发生区域最广，极端性最强，中下游干流及鄱阳湖水位历史同期最低。

表2 典型干旱年特征及旱灾情况

图1 长江流域1978年干旱事件空间发展变化图

图2 长江流域2006年干旱事件空间发展变化图

图3 长江流域2011年干旱事件空间发展变化图

到目前为止，2022年出现的“汛期反枯”“盛夏枯水”并不罕见，1978年和2006年都出现过，2022年干旱最大的特点是多地连续高温天数和强度创出历史记录，如重庆连续出现45 ℃极高温天气，加重了旱情和旱灾程度。据悉，2022年在欧洲和其它区域同时发生极端高温和干旱，是500年来最严重干旱。随着全球变化影响这种态势将愈来愈频繁，未来长江流域干旱发生频次和强度会愈来愈强，对长江流域经济社会影响也会愈来愈显著[26]。

4 长江流域抗旱能力及抗旱减灾应对措施分析

4.1 长江流域抗旱能力虽然干旱周期性出现，但旱灾损失占GDP比重却逐渐下降，原因是随着生产力水平的提高，大规模的水网及水利工程的建设，长江流域抵御干旱能力显著提高。

4.1.1 农业抗旱能力 农业抗旱能力主要取决于水网和水利工程体系、农业生产水平和抗旱组织能力等3方面。水网密度及水利工程体系主要体现在流域和地方水库调蓄率、耕地灌溉率及抗旱工程或者设施建设及维护投资比例；农业生产水平主要体现在节水灌溉率和旱田比例；抗旱组织能力体现在抗旱浇地率和应急抗旱组织能力等方面。

长江流域耕地类型大致是山区、平原各占30%，丘陵占40%，耕地面积4.62亿亩，其中水田2.72亿亩，旱地1.90亿亩，水旱地比例约3∶2，耕地率17%[22]。建国前，农田灌溉面积占耕地面积的23%[27]，抗旱能力低，遇严重干旱，农作物及旱灾损失大。建国以来，长江流域已建灌区15.6万处，有效灌溉面积2.26亿亩，有效灌溉率达到49%，其中万亩以上灌区面积占48%。水利工程灌溉用水量占到农业用水量的88%，其中水库等蓄水工程供水占比45%，引水工程供水占比35%，提水工程占比20%。

由于长江流域内自然环境差异较大，上、中、下游因地形、地貌和土壤性质不同，灌溉发展极不均衡，抗旱能力相差较大。上游地区多高山、深谷，地形复杂，兴建灌溉工程难度大，灌溉设施多为小型，蓄水、引水灌溉面积较大，提水灌溉较小，水源不稳定，灌溉保证率较低，目前灌溉率为31%。中游地区丘陵区分布广，雨水较多，适于兴建大中型蓄、引、提工程，目前灌溉率为59%。下游地区多平原、浅丘，且地处平原湖区和水网，水源充足，提水工程较普遍，灌溉率达75%，其中长三角地区灌溉率达到90%以上。所以，历年旱灾损失中游最重，其次是上游，损失最小的是下游，这与地区农业综合抗旱能力有密切关系。

针对长江流域传统干旱地区，国家及地方在近10年已经建成或者在建一大批引调水及灌溉工程，如：南水北调中线(解决南阳地区缺水)，四川的亭子口(解决川东地区缺水)、向家坝灌区(解决川西缺水)，都江堰扩灌、武都引水、长征渠引水工程(解决四川盆地缺水)，贵州的黔中水利工程(解决贵阳等黔中地区缺水)，云南的滇中调水和引漾入洱工程，湖北的鄂北调水工程(解决鄂北缺水)，下游安徽的引江济淮工程等等，上述工程完成以后，基本解决了长江流域传统的干旱地区缺水问题，农业及农村抗旱能力将大幅提高。

2022年8月16日与9月12日，水利部两次启动“长江流域水库群抗旱保供水联合调度”专项行动。调度以三峡水库为核心的长江上游水库群、洞庭湖水系湘资沅澧“四水”水库群、鄱阳湖水系赣抚信饶修“五河”水库群为下游补水，以保障人民群众饮水安全，重点保障长江中下游和两湖地区中稻、晚稻等秋粮作物灌溉用水需求。

4.1.2 城镇及乡村供水能力 长江流域大中型城市基本都沿着大江大河而成，而且95%以上通过蓄水、引水、提水工程使用的是地表水，而且主要是客水[28]，表3为目前长江流域城乡生活及工业供水水源工程情况，城市用水主要是地表水，其中上游以提水、蓄水工程为主，中游以提水工程为主，下游以提水、引水工程为主，地下水供水主要在农村。

由于长江水资源总量丰富，城镇供水保证率较高。按照《长江流域综合规划》(2012—2030)要求，直辖市、省会城市供水水源保证率应该达到97%，大中型城市供水水源保证率达到95%以上，小城市及县级城市(镇)供水水源保证率不低于90%；城市自来水普及率达到95%以上；农村自来水普及率大幅提高，东部地区达到80%以上，中部达到60%以上，西部达到40%以上。近10年来，随着大中型城市备用水源地建设、城乡供水一体化进程和农村饮用水安全建设等一系列供水工程建设，以上规划目标基本已经实现。

表3 长江流域城乡生活及工业供水水源工程情况表 (单位：亿m3)

在干旱年，提高城镇供水保障率的重点是供水水库蓄水情况和沿江沿湖城市取水水位的保障。目前向城镇供水的水库都具有较强的调节性能，如季调节、年调节，甚至多年调节，只要上年末水库蓄满，来年供水就有保证，而江湖取水水位保障与天然来水和上游水库调蓄关系很大，沿江城镇取水预警水位一般是根据典型枯水年(99%)和枯水季极端枯水位确定的，城市取水水位具有较大的安全系数，表4为长江中下游重要城市供水预警水位，由表4可见，取水保证率较高。长江主要支流上的重要城市情况也类似，由于在流过城市河流下游建闸坝(如长沙、南昌)，或者建立水库与河湖多水源互为备用(如合肥)，即使出现2006年和2022年“汛期反枯”现象，一般不会给城市供水产生显著影响。此外，长江中下游区域地下水资源丰富且埋深较浅，抗旱打井补水，挖掘地下水潜力，也是有效的应急措施，因此目前旱情总体可控。比如截止9月14日，江西省全省水库总蓄水量仍有135.9亿m3，其中大型、中型、小型水库蓄满率为80%、52%和27%。然而，根据旱情发展形势来看，预计9月中下旬长江流域降雨将继续偏少，江西、湖南、湖北、安徽等地出现夏秋连旱成为定局，可能会给部分城镇供水带来不利影响。如果秋季再没有明显的降雨过程，大量水库难以从汛限水位以下恢复到正常蓄水位，旱情就可能持续到明年春季，湖南、湖北、江西等省将面临更大的压力，因此必须做好抗大旱、抗长旱的准备。

表4 长江干流重要城市控制断面供水预警水位表 (单位：m)

4.2 长江流域抗旱减灾应对措施干旱是自然现象，抗旱的目的不是消除干旱，而是减少干旱损失，抗旱措施分为两大类，一类是工程措施，另一类是非工程措施，前者旨在提高应对抗旱能力，后者主要是减少干旱损失，两者有效结合才是科学的应对措施。

4.2.1 水利工程体系 长江流域已经建成大、中、小型水库5.19万座，总库容4141亿m3，引水工程36.8万处，建成灌区15.6万处，目前水利工程建设还在加大投入力度，一大批国家和区域水网工程、水源工程、引调水工程正在修建，水利工程体系日益完善，抗旱能力将进一步提高。但值得注意的是，目前平原区水网及灌溉系统工程已经较完备，而在山丘区再开展大规模灌溉系统建设、提高农田灌溉保障率(超过80%)，或者将山丘区灌溉保障率定的与平原区一样，并不合理，不仅工程建设难度大，而且建设、运行管理成本高，在丰水年和平水年，许多工程发挥作用不大，甚至长期闲置。所以，在山丘区，在充分发挥现有大中性水利工程作用的同时，仍然应该重视小水窖、小水池、小泵站、小塘坝、小水渠等五小水利工程作用，通过打水井、淘山泉、建移动抽水设施，解决偏远山丘地区用水问题。对于旱灾损失，可以通过灾后重建财政资金转移支付和农业保险等非工程措施解决。

4.2.2 非工程措施 抗旱非工程措施包括气象、水文、土壤墒情及工情(水库蓄水状态等)监测、分析、预报、预警及决策支持系统；水利工程群联合优化调度；抗旱风险管理及应急管理机制；抗旱救灾制度和能力建设，如抗旱法律法规制度建设、各部门协助机制、抗旱及农业保险制度建设等；旱灾监测和评价等技术标准体系件建设等。

目前存在难题与挑战是干旱的年、月、旬的中长期预测预警能力还比较弱。需要特别加强气象、农业和水文干旱的监测、预报和预警能力与科技水平提升和科技攻关，延长预警期和提高预测精度，为水利工程群联合优化调度提供服务；需要将大型水库防洪、抗旱补水、蓄水、发电等水库兴利目标有效结合，遇严重干旱年，应该打破水库常规严格控制汛限水位的运行方式，在有效评估和调控洪水风险基础上，采用汛期水位动态调控方式，抓住利用有利时机，调蓄部分洪水资源，发挥控制性水库防洪与抗旱双重效益，以利于及时向下游补水；提前蓄水，保证枯季水库和下游用水(包括生态环境用水)等。抗旱风险管理及应急管理机制包括农业干旱风险分区及相应应急措施，区别用水类型及对象，设定科学各类用水保障率，及时启动供水应急调度及管理措施，遵循“节水优先”原则，加强节水和用水需求管理，在保证生活用水前提下，限制高耗水行业、低效益用水户用水等。

5 建议

2022年7月以来，长江流域遭遇1961年以来最严重夏季高温天气和严重干旱事件，针对长江流域干旱灾害频发的严峻形势，从长远应对来讲，首先是进一步全面推行干旱灾害风险管理模式，根据区域经济社会发展水平和管理水平，综合考虑未来可能发生的特大干旱对生活、生产和生态带来的影响和损失，把保证民众生活用水安全和社会稳定作为首要目标，量力而行，科学布局，合理推进工程和非工程措施统筹的干旱灾害防御体系建设。根据2022年长江特大干旱的发展形势及造成的影响，提出以下几点建议：

(1)加强长江旱情的监测与预警预测，提前做好应对与防范措施。要进一步加强监测和预报预警体系建设，实现气象、水利、农业、应急等方面的旱情信息的汇集和融合，建立集合各方面信息的旱情监测、模拟、预警及评估分析系统[29]，加强干旱中长期预报研究和业务化应用；构建涵盖干旱管理全过程的干旱灾害智慧防御系统，建立抗旱风险管理体系，完善抗旱应急预案，及时启动相应的应急响应措施。

(2)加强全流域水利工程联合调控，将防洪与抗旱结合，发挥大型水库调控能力，中小水库供水灌溉潜力。在严重干旱年，完善控制性水库群应急蓄水、泄水调度预案，基于控制风险，将防洪、抗旱和水库其他兴利结合，调蓄部分洪水资源，发挥水库防洪与抗旱多重效益，为枯季补水、汛后蓄水保足必要的水源。遇到2022年这样的流域性特大严重干旱年份，也应该控制跨流域引调水量，保障水源区生活生产和生态环境基本用水需求。区分不同类型水库，科学评估抬高汛限水位带来的风险及其可能造成的经济损失和社会影响，研究动态汛限水位操作技术方案及风险控制综合对策。

(3)发挥工程措施提高抗旱能力，发挥非工程措施减少旱灾损失作用，两者都要抓。目前传统的干旱缺水地区大多数已经建设或者在建水利工程，抗旱能力明显提高，再在山丘区建设大规模的灌溉工程，在经济上并不合适。山丘区，应该重视小水窖、小水池、小泵站、小塘坝、小水渠等五小水利工程作用，通过打水井、淘山泉、建移动抽水设施，解决偏远山丘区用水问题，同时大力推广农业保险和抗旱保险等非工程措施，解决粮食减产和绝收问题。目前长江城镇用水保证率高，重点加强备用水源地建设，也可以通过建立多水源地互联、互通和互为备用，提高应急调控保供给的应变能力。长江流域属于水资源相对丰富地区，水资源利用效率不高，节水潜力巨大，应该加强节水减排，建设和保护好城市附近的水源地、水环境和水生态，可以进一步提高城镇供水保障率。

(4)健全法律法规，完善抗旱减灾风险管理体系。目前抗旱、节水和需求管理方面的法律法规相对较少。为了使水利工程干旱调度、抗旱非工程措施有法可依，则需要建立或者完善旱灾监测和评价等技术标准体系，完善抗旱应急预案，科学设立旱灾补偿标准。发挥气象、水利、应急管理、农业、交通等多部门抗旱减灾作用，建立水情、工情(水利工程等)、农作物墒情、流域取水用水等综合监测及数据共享机制，只有在实时监测的基础上才能科学评价各行政区水资源利用和保护成效和存在的问题，明确责任，实施高效的抗旱管理。

(5)加强特大干旱预警预测科技能力提升，推动信息共享机制。干旱预警预测是世界性难题，要重点支持提升干旱预警预测精度和能力的科技创新。要及时发布旱情发展信息，发挥权威机构和专家作用，加强干旱及抗旱知识科普宣传，及时解读和回应社会和公众关注的问题，推进干旱灾害防御社会化，强化文化建设、宣传教育，从而提高全社会对干旱灾害尤其是严重乃至极端干旱灾害的防御能力、承受能力、应急反应与恢复重建能力，有效预防和减轻干旱灾害造成的影响和损失。