傅蜀燕，黃海燕，歐正蜂

（1.云南農(nóng)業(yè)大學水利學院,650201，昆明；2.江西水利職業(yè)學院,330038，南昌）

極端氣候環(huán)境下水利工程恢復力評價指標體系建立

傅蜀燕1，黃海燕1，歐正蜂2

（1.云南農(nóng)業(yè)大學水利學院,650201，昆明；2.江西水利職業(yè)學院,330038，南昌）

水利工程是一個復雜的多層耦合系統(tǒng)，從水利工程恢復力的影響因素出發(fā)，考慮到工程區(qū)域自然條件、經(jīng)濟和社會因素對水利工程恢復力的影響，選取極端氣候環(huán)境、災害狀況、水文氣象、生態(tài)環(huán)境等自然因素，農(nóng)戶、政府、企業(yè)和社會水平等社會因素以及經(jīng)濟因素等方面指標，建立極端氣候環(huán)境下多層次多目標水利工程恢復力評價指標體系，為水利工程恢復力評價提供了理論基礎。

水利工程；恢復力；極端氣候；指標體系

進入21世紀以來，水旱災害帶來的經(jīng)濟損失逐年增加，對社會穩(wěn)定和經(jīng)濟發(fā)展影響巨大?；謴土Φ母拍钇鹪从诹W，后被Holling引入到生態(tài)學領域的研究。目前國內(nèi)外對于恢復力的研究主要集中在生態(tài)系統(tǒng)、災害系統(tǒng)和社會系統(tǒng)等領域，不同的研究者從不同的領域和角度對恢復力開展了研究，并取得了一定成果，但是學術界關于恢復力概念尚未能達成統(tǒng)一的界定意見。在當前極端氣候發(fā)生頻率逐步增加趨勢下，針對極端氣候頻發(fā)的典型區(qū)域，加強水利工程恢復力研究，對區(qū)域防災減災、災后規(guī)劃重建以及促進其可持續(xù)發(fā)展，有著極其重要的理論和現(xiàn)實意義。

一、水利工程恢復力

水利工程是一個復雜的多層耦合系統(tǒng)，影響因素很多。在研究相關文獻后，提出水利工程恢復力的概念：水利工程恢復力是指水利工程經(jīng)受內(nèi)外災害作用壓迫和擾動后，致使工程結構、功能發(fā)生破壞，而當該壓迫和擾動作用消失后，水利工程在自我修復和外界推力的協(xié)同作用下，能夠恢復到災前原有結構和功能狀態(tài)或原有相似狀態(tài)的能力。

由上述定義可知，水利工程恢復力大小受系統(tǒng)本身結構和功能影響，同時與外界作用的脅迫和擾動作用有關，且取決于工程本身固有的自然屬性和外界作用的外在屬性。

二、水利工程恢復力的影響因素分析

1.自然因素

水利工程原生脆弱性主要考慮極端氣候環(huán)境、水文氣象、生態(tài)環(huán)境等自然因素和災害狀況對水利工程脆弱性的影響，且分析數(shù)據(jù)顯示，在極端氣候環(huán)境下，水利工程原生脆弱性的影響力遠大于外在脆弱性，因此自然因素的影響作用不可小覷。

（1）極端氣候環(huán)境

強降雨、極端低溫、極端高溫干旱以及臺風等極端氣候環(huán)境是激發(fā)水利工程原生脆弱性的主要原因。

工程區(qū)域的強降雨必然引起水庫水位驟升，同時引發(fā)突發(fā)性洪澇災害，而強降雨強度越大、持續(xù)時間越長、降水區(qū)域越集中，則對水利工程及其下游農(nóng)業(yè)、生態(tài)環(huán)境和人民生命財產(chǎn)安全產(chǎn)生的破壞作用越大，越不利于水利工程的恢復，即水利工程恢復力越低。

極端低溫會對水利工程結構和建筑物產(chǎn)生破壞并引發(fā)一系列工程安全問題，且不利于工程建設和管理，因此極端低溫氣候環(huán)境溫度越低、持續(xù)時間越長、暴發(fā)區(qū)域越廣，則水利工程的恢復力越低。

極端高溫干旱相對于極端低溫而言，具有更強的破壞影響力，其影響范圍更廣，牽涉的人員和行業(yè)更多，尤其是對農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)的影響可謂是致命的。對于水利工程而言，極端高溫干旱和極端低溫相似，溫度越高、持續(xù)時間越長、暴發(fā)區(qū)域越廣，則對水利工程的影響力越大，災后水利工程的恢復力越低。

臺風對水利工程的破壞主要集中在沿海地區(qū)，由于其本身具有巨大的破壞力并常伴隨強降雨，極易引發(fā)山洪、泥石流以及滑坡等地質(zhì)災害，因此其對水利工程的破壞力比極端降雨和極端溫度更為突出。臺風登陸強度和頻次直接與水利工程脆弱性呈極大的正相關性，即強度越高、次數(shù)越多，水利工程脆弱性則越大，恢復力也就越低。

綜上所述，無論何種極端氣候環(huán)境所導致的工程災害，若受災率越高，災害發(fā)生的強度和頻率越高，災害持續(xù)的氣候環(huán)境越長，則對災害水利工程的重建越不利，恢復力越低。

（2）水文氣象條件

受季風、副熱帶高壓以及大氣環(huán)流等因素影響，我國氣候系統(tǒng)呈現(xiàn)不穩(wěn)定性。正因為如此，致使我國降水時空分布不均，加之南北地貌和水資源分布的差異，洪災給水利工程帶來巨大破壞，致使水利工程恢復力降低，極大阻礙了災后重建工作。

（3）生態(tài)環(huán)境因素

不同地域的土壤類別、植被覆蓋以及工程地質(zhì)情況有著較大差異，會對水利工程恢復力產(chǎn)生不同影響。水土流失的嚴重程度往往與工程區(qū)域的植被覆蓋率、土壤類型以及降水狀況有密切聯(lián)系，由于植被具有獨特的水土保持和水源涵養(yǎng)作用，因此，工程區(qū)域的植被覆蓋率越高，土壤蓄保水能力越強，則越有利于提高災后水利工程恢復力。

2.社會因素

（1）農(nóng) 戶

農(nóng)業(yè)離不開水利，水利關乎農(nóng)業(yè)的命脈。農(nóng)戶即是水利工程災害中的利益主體，同時又是災后恢復的主要力量。農(nóng)戶家中勞力人數(shù)與收入狀況有著密切的聯(lián)系，一般而言，家中勞力愈多，則收入愈多，用于水利工程災后恢復的人力和財力投入愈多，能夠更迅速有效地開展抗災救災工作，有利于提升恢復力。對于健康狀態(tài)和心理素質(zhì)越好的農(nóng)戶，其抗壓和承受能力則相對較好，面對自然災害則會以冷靜樂觀的態(tài)度對待，能更快地實現(xiàn)災民身份的轉(zhuǎn)化，積極投入到抗災救災工作中，進而加速災后重建效率，提升恢復力。

（2）政 府

政府在災后恢復和重建工作中居核心地位，通過建立健全災后重建管理體系，科學制定和實施重建計劃，加強災區(qū)基礎設施建設，可使災后恢復力得到及時有效的提高。

（3）企 業(yè)

在水利災害威脅下的企業(yè)是災后水利工程恢復的主體?；謴土ㄔO中，企業(yè)越是積極配合政府進行自救和互救，提升企業(yè)自身科技和管理水平，降低產(chǎn)品成本，增加防災減災投入，就越能獲得社會的認可，減少受災損失和提高自身恢復力。

（4）社會水平

一般而言，工程區(qū)域的水利化及水利信息化程度越高，即基礎設施越完備、現(xiàn)代化水平越高，則其相應的抗災能力和強度越高，則水利工程脆弱性越低，災后的損失越小，恢復力就越高。 3.經(jīng)濟因素

工程區(qū)域的人均GDP反映當?shù)氐慕?jīng)濟水平；GDP年均增長率是當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展速率的體現(xiàn)，增長率越大則表明當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展越快，經(jīng)濟水平提高越快，越有利于提高水利工程恢復力。

一般而言，工程區(qū)域的城鎮(zhèn)化水平越高，當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展越高，越有利于水利工程恢復和災后重建。

三、水利工程恢復力評價指標體系

水利工程所在區(qū)域的自然、社會和經(jīng)濟系統(tǒng)是相輔相成的，三者的平衡協(xié)調(diào)發(fā)展共同維持區(qū)域水利工程的持續(xù)穩(wěn)定運行。在水利工程恢復與重建的過程中，要注意協(xié)調(diào)經(jīng)濟、社會和自然系統(tǒng)的關系，尋求三者在區(qū)域系統(tǒng)的良性循環(huán)。本文根據(jù)指標選取的科學性、全面性、顯著性、可行性和動態(tài)性原則，選取極端氣候環(huán)境、災害狀況、水文氣象、生態(tài)環(huán)境等自然屬性，及農(nóng)戶、政府、企業(yè)和社會水平等社會因素、經(jīng)濟因素等方面指標，建立極端氣候環(huán)境下水利工程恢復力評價指標體系，如圖1所示。

四、結 語

水利工程是一個復雜的多層耦合系統(tǒng)。從水利工程恢復力的影響因素出發(fā)，考慮到工程區(qū)域自然條件、經(jīng)濟和社會因素對水利工程恢復力的影響，選取極端氣候環(huán)境、災害狀況、水文氣象、生態(tài)環(huán)境等自然因素，及農(nóng)戶、政府、企業(yè)和社會水平等社會因素、經(jīng)濟因素等方面指標，建立極端氣候環(huán)境下多層次多目標的水利工程恢復力評價指標體系，為水利工程恢復力評價提供了理論基礎。 ■

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責任編輯 張金慧

Indicatorsystem forassessmentofwaterstructureresilienceunderextremeweatherconditions

Fu Shuyan,Huang Haiyan,Ou Zhengfeng

Waterprojectisa complicated multilayercoupling system.Considering the impactofnatural conditions,economic and social factors on water structure resilience,a multilayer and multipurpose indicator system for assessment of water structure resilience under extreme weather conditions has established by choosing natural factors including extreme weather conditions,disaster,hydro meteorology and eco-environment,which shall provide a theoretical base for evaluation of water structure resilience.

water project;resilience;extreme climate;indicator system

圖1 極端氣候環(huán)境下水利工程恢復力評價指標體系

TV+X43

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1000-1123（2017）06-0018-02

2017-01-03

傅蜀燕，講師。

中國水利水電科學研究院流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國家重點實驗室開放研究基金，江西省教育廳基金。