王瑶瑶

合肥工业大学 土木与水利工程学院，安徽合肥 230009

在全球气候变化持续异常的背景下，我国各个省份降雨和径流的空间分布与年际变化差异不断增大，从而增加了干旱和洪涝自然灾害的发生概率。我国是农业大国，干旱和洪涝必然会降低农业经济收益，造成农业经济损失[1]。考虑到每年都会发生不同程度的干旱和洪涝自然灾害，各个省份可以强化对降雨和径流变化特征的分析，以此揭示和总结极端降水和区域干旱发展规律，为防范干旱和洪涝自然灾害提供参考信息，切实降低自然灾害发生率，同时提高区域水资源合理分配率。

1 XX省典型降雨变化特征分析

1.1 数据来源

选择XX省1970—2020年5个气象站点的降水数据为典型降雨变化特征分析数据，分别命名为站点A、站点B、站点C、站点D、站点E。

1.2 总体降雨变化特征

1.2.1 年代变化特征 XX省降雨年代变化统计见表1。

表1 XX省降雨年代变化统计表mm/年

通过表1，可以总结XX省降雨年代变化特征如下：XX省降雨变化与年代有一定关系，例如，相较于20世纪70年代，20世纪80年代降雨量总体下降。但是不同年代的降雨量变化幅度不大，具体表现为各个年代降雨量与年平均降雨量相比，均无巨大的数值差异，最大差异为76.33 mm/年。

1.2.2 季节变化特征 受到地形因素的影响，XX省降雨量的季节变化较为显著，各个季节降雨量统计见图1。

通过图1可以总结XX省降雨季节变化特征如下：超过50%的降雨集中在夏季，夏季为雨季；春季降雨量和秋季降雨量较为均衡，占比约为17%～24%；冬季降雨量最少，仅占比2%左右，冬季为旱季。

图1 XX省各个季节降雨量统计图

1.3 降雨空间分布特征

1.3.1 季节分布特征 XX省降雨各个季节分布变化趋势统计见表2。

表2 XX省降雨年代变化统计表mm/10年

通过表2可以总结XX省降雨季节分布特征如下：在春季、夏季、秋季3个季节，各个站点的降水量在10年内均呈减少趋势，并且减少趋势较为显著，春季的减少率在7.13%～0.08%之间，差距较大；夏季的减少率在7.70%～0.56%之间，差距较大；秋季的减少率在3.15%～0.29%之间，差距相对较小。在冬季，站点A、站点B的降水量在10年内均呈增加趋势，增加率差距较小；站点C、站点D、站点E的降水量在10年内均呈减少趋势，减少率差距较小，总体变化趋势较为平缓。

1.3.2 降水日数变化特征 XX省降雨降水日数变化趋势统计见表3。按照雨量划分标准，0～10 mm/d为小雨，10～25 mm/d为中雨，25～50 mm/d为大雨，＞50 mm/d为暴雨。

表3 XX省降雨年代变化统计表mm/50年

通过表3可以总结XX省降水日数变化特征如下：除站点B中雨日数、大雨及暴雨日数外，其余站点的小雨日数、中雨日数、大雨及暴雨日数及总降雨日数均呈减少趋势，减少率在-0.03%～-13.52%之间，差距较大。

2 XX省典型径流变化特征分析

2.1 数据来源

选择XX省2个水文站的径流数据为典型径流变化特征分析数据，分别命名为站点F、站点G。站点F流域面积为40 200 km2，于1932年成立，能够提供90年的径流数据。站点G流域面积为43 200 km2，于1940年成立，能够提供82年的径流数据。

2.2 径流量年际变化

据分析数据显示，站点F的平均年径流量为13.92亿m3，年径流量整体呈下降趋势，超过平均年径流量的有40年，低于平均年径流量的有50年。

站点G的平均年径流量为14.61亿m3，年径流量整体呈下降趋势，超过平均年径流量的有32年，低于平均年径流量的有50年。

2.3 径流量突然变化

站点F以1974年径流量最大，为36.21亿m3；以1986年径流量最小，为3.11亿m3，两者相差33.10亿m3。

站点G以1973年径流量最大，为37.33亿m3；以1985年径流量最小，为6.21亿m3，两者相差31.12亿m3。

可见站点F、站点G径流量最大的年份、径流量最小的年份较为相近，这主要与人类活动相关，常见的活动类型包括工业用水、农业用水、水利工程等。净径流量也受到了降雨量影响，这一点可以通过20世纪80年代降雨量低于20世纪70年代佐证。

3 XX省旱涝事件应对预案设计

3.1 制定数字应急预案

首先，需要明确数字应急预案制定依据，其中，旱涝事件应对政策和准则能够为预案制定提供指导思想，法律条款能够为预案制定提供法律依据，业务范围、行政范围、地理范围能够为预案制定提供适用范围界定[2]。

其次，需要做好数字应急预案准备。例如，明确各个职能部门需要承担的旱涝事件应对工作和责任义务，明确交通运输设备、救援设备、防护设备、医疗设备、生活保障设备、救援队伍等应急资源类型、规格、数量，明确不同等级数字应急预案的启动条件[3]。

再次，需要明确数字应急预案响应，明确各个职能部门的报警程序，确保各个部门能够及时向上级部门汇报旱涝事件发生现场的实时信息；明确应急专业小组、突发事件领导小组、救援队伍人员构成和责任义务；明确报警信息、紧急公告的发布途径、内容要求；明确应急人员在应急工作中应当穿戴的防护设备、撤退标准、程序[4]。

最后，需要做好数字应急预案善后，上述预案制定分析均从旱涝事件应对整体角度出发，需要具体职能部门结合具体突发事件类型、严重程度、紧急程度等实际情况做出针对性调整，从而完善数字应急预案细节。

3.2 构建应急预案数据库

应急预案数据库是旱涝事件数字应急预案实施的基本保障[5]。通过应急预案数据库，各个职能部门能够在设计和实施数字应急预案的过程中合理整合预案数据信息。一方面，能够有效检验实施预案效果；另一方面，能够合理应用预案数据信息，为后续预案设计和实施提供数据信息支持。

为了解决应急预案数据库中的数据储存问题，现围绕数字应急预案设计三层数据库储存结构[6]。第一层为数字应急预案基本层，包括预案编号、预案名称、预案类型、预案编制日期、预案审核日期、预案审批日期、预案实施日期。第二层为江河数字应急预案基本层，包括预案编号、河流名称、预案一级要素、预案二级要素；城镇数字应急预案基本层，包括预案编号、城镇名称、预案一级要素、预案二级要素；水库数字应急预案基本层，包括预案编号、水库名称、预案一级要素、预案二级要素。第三层为江河数字应急预案特征层，包括预案编号、河流名称、控制站点、特征属性名称、特征水位、特征流量、淹没情况、应急预案、指挥程序；城镇数字应急预案特征层，包括预案编号、城镇名称、控制站点、特征属性名称、特征水位、特征流量、淹没情况、应急预案、指挥程序；水库数字应急预案特征层，包括预案编号、测站编号、测站名称、特征属性名称、特征水位、特征流量、淹没情况、应急预案、指挥程序。

3.3 实施数字应急预案

实施数字应急预案需要对第二层中的预案一级要素、预案二级要素进行提取与分级[7]。

江河数字应急预案一级要素包括总则（编制目的、编制依据、工作原则）、河流基本情况（流域内气候特点、河道防洪指标、水文及测报）、重大险情分析（重大险情、险情危害）、险情监测报告（险情监测及巡视、险情上报及通报）、预防预警机制（预防预警信息、预防预警行动、河道洪水预警）、应急预案启动（I级应急响应、Ⅱ级应急响应、Ш级应急响应）、应急调度（应急调度措施、转移保障）、应急保障（应急保障指挥机构、抢险队伍、通讯保障）。括号内为每个预案一级要素对应的部分预案二级要素。

城镇数字应急预案一级要素包括总则（编制原则、适用条件、编制原则）、工程概况（水库流域概况、水库上下游水利工程基本情况、水情水工监测及预报调度）、应急组织保障（信息传递和报告、决策制定与执行、救灾防疫保障）、应急措施（险情监测和巡视、超标准洪水应急抢险措施、人员转移应急措施）[8]。

水库数字应急预案一级要素包括总则（编制目的、工作原则、适用范围）、城市概况（地理位置、洪涝风险、重点防护对象）、组织体系与职责（应急保障指挥机构、办事机构、单位职责）、预防与预警（预防预警信息、预警级别划分、主要防御方案）、应急响应（应急响应总体要求、应急响应分级与行动、主要应急响应措施）、应急保障（通信与信息保障、抢险与救援保障、社会动员保障）、后期处置（抢险物资补充、水毁工程修复、保险与补偿）、附则（名词术语定义、奖励与责任追究、预案解释部门）。

3.4 构建洪涝事件预警流程

预警流程设置只针对洪涝灾害，不针对干旱灾害，因为干旱灾害不满足紧急事故预警条件。

3.4.1 确定预警对象 县级预警系统预警对象主要为乡镇，预警信息内容包括山洪警报、撤离指令。乡镇预警系统预警对象主要为辖区村组及住户，预警信息内容包括山洪警报、撤离指令[9]。村组预警系统预警对象主要为辖区住户，预警信息内容包括山洪警报、疏散指令。

3.4.2 明确预警流程 县级预警系统报警流程如下：预警平台通过灯光和语音提示工作人员接收山洪警报，工作人员核对山洪警报准确无误后，通知防汛指挥部。防汛指挥部需要确定预警级别及其范围，随后发布山洪警报。

乡镇预警系统报警流程如下：工作人员接收到县级预警系统山洪警报后，需要向辖区村组和住户及时发布山洪警报、撤离指令，并且向上级部门汇报预警执行情况。

村组预警系统报警流程如下：工作人员接收到乡镇预警系统山洪警报后，需要向辖区住户及时发布山洪警报、撤离指令，并且向上级部门汇报预警执行情况。

3.4.3 选择预警方式 县级预警系统应用的预警方式主要为电话、短信、传真，必要情况下，可以越过乡镇预警系统，直接向村组预警系统发送预警信息。如果通信设备由于洪涝灾害受损不能实现信息传输，还可以通过海事卫星电话进行预警[10]。

乡镇预警系统应用的预警方式主要为电话、调频广播，有光纤专线直接与县级防汛指挥部相连，当常规通信由于洪涝灾害受损而不能实现信息传输，还能够通过海事卫星电话进行预警。

村组预警系统应用的预警方式主要为手摇报警器、调频广播、高音喇叭、对讲机、铜锣、人力传递，需要确保预警信息能够传递到每家每户。

4 结束语

XX省典型降雨变化特征归结如下：降雨变化与年代有一定关系，但不同年代的降雨量变化幅度不大；降雨季节变化较为显著，夏季为雨季，冬季为旱季；降水量在10年内均呈减少趋势；总降雨日数均呈减少趋势。XX省典型径流变化特征归结如下：年径流量整体呈下降趋势；径流量突然变化与人类活动和降雨量有关。基于上述典型降雨和径流变化特征，可以按照制定数字应急预案、制定应急预案数据库、实施数字应急预案、构建洪涝事件预警流程的步骤设计旱涝事件应对预案，以便有效防范、科学应对旱涝事件，尽量减少旱涝事件造成的人员伤亡和经济损失。