徐翔宇，酈建強，李原園

（水利部水利水電規(guī)劃設計總院，100120，北京）

一、旱災風險調控研究現(xiàn)狀

在我國幾千年的歷史進程中，旱災是對經濟社會發(fā)展影響最大的自然災害之一。由旱災引起的社會動蕩時有發(fā)生，如果統(tǒng)治者應對不當，甚至會導致改朝換代，因此如何降低旱災風險始終是歷代政府的執(zhí)政重心。我國古代為了降低旱災風險，建設了都江堰、靈渠、中國大運河等舉世聞名的水利工程，通過構建區(qū)域水資源的調配和利用體系，減少干旱缺水對農業(yè)生產的影響；建立以糧食儲備為主的應對策略，通過開倉賑災等方式，降低旱災風險。我國古代因受經濟社會發(fā)展水平和技術手段的限制，應對旱災是以被動應急抗旱為主策略。進入21世紀，隨著全球氣候變化加劇、水資源需求增長、人口快速增長和城鎮(zhèn)化進程加快，旱災的發(fā)生頻率、致災強度和影響范圍都在顯著增大，旱災對我國經濟社會和生態(tài)環(huán)境造成的影響和損失越來越大，旱災風險程度不斷增加，因此，建立我國旱災風險調控體系已勢在必行。

風險分析作為一種處理和應對未知恐懼的手段，可以很好地幫我們解決這個問題?；陲L險分析的風險管理面向于決策制定，注重對不確定性的衡量，要求利益相關者的參與，考慮到自然和人類社會的相互作用，實施滾動的決策過程，是制定防災、抗災決策，減少災害損失的最科學方法。旱災風險管理能夠實現(xiàn)從被動抗旱轉變?yōu)橹鲃涌购?，是科學抗旱、減少旱災損失的必由之路。

自19世紀末“風險”概念在西方經濟領域中被提出以來，已被廣泛應用于經濟、工程、科學等相關領域。近年，已經有越來越多關于旱災風險評估的研究，而將旱災風險用在管理實踐上相對較少。Wilhite等（2000年）提出了預防性的風險管理方法，重視旱災管理的規(guī)劃，應該從危機管理轉向風險管理（Sonmez等，2005年）。Zamani等（2006年）指出資源保護和節(jié)約理論可以應用于旱災心理策略。聯(lián)合國國際減災戰(zhàn)略署（UNISDR）在2007年關于旱災風險緩減框架與實踐的報告中提出了以旱災風險和脆弱性為核心概念的干旱管理框架。薛麗等（2007年）認為有效的干旱預警是旱災風險調控的基礎，也是有關管理部門和決策部門防旱抗旱、實施水利調度的決策依據(jù)。Marchildon等（2008年）認為制度建設在降低區(qū)域旱災脆弱性方面起著關鍵作用。喻朝慶（2009年）提出需要明確旱災風險管理目標與量化標準，并將地下水作為抗旱戰(zhàn)略儲備物資。呂娟等（2013年）探討了我國干旱災害管理的思路轉變和未來發(fā)展方向。屈艷萍等（2014年）基于致災因子危險性分析、承災體暴露性分析和孕災環(huán)境脆弱性分析，構建了旱災風險管理的戰(zhàn)略框架。張強等（2014年）從規(guī)劃、評估、應對、防災、制度等角度系統(tǒng)論述了氣候變化背景下干旱災害風險管理的主要策略。金菊良等（2014年）根據(jù)旱災風險的形成機制系統(tǒng)地闡述了旱災系統(tǒng)，分析了其控制性因數(shù)，在此基礎上進行旱災風險調控。金菊良等（2016年）系統(tǒng)論述了旱災風險的基本概念、識別、評估和調控4個方面關鍵技術的研究進展以及存在的問題。

二、旱災風險調控的理論

1.旱災風險的概念與特征分析

旱災風險指干旱事件發(fā)生的可能性及可能產生的不利影響的綜合度量（屈艷萍等，2014年）。從區(qū)域災害系統(tǒng)理論的觀點出發(fā)，認為干旱是旱災風險的致災因子、是風險源，干旱的時空規(guī)模會影響旱災風險的大小。而干旱并不一定會產生旱災，只有當干旱發(fā)展到一定程度之后才會對承災體產生旱災損失。這個產生旱災損失的干旱程度閾值，與承災體的適應性和抗旱能力有關。孕災環(huán)境在旱災風險的形成過程中處于重要地位，它不僅會通過抗旱能力影響旱災損失的產生與否，也會影響旱災損失規(guī)模對于干旱程度的敏感性。適應性和敏感性通過孕災環(huán)境中受致災因子不利影響的承災體要素才能體現(xiàn)出來，把這些承災體要素及其分布稱作暴露性，它是承災體在時間和空間上與致災因子的一種接觸，是致災因子與承災體在孕災環(huán)境中相互作用的結果。暴露性、適應性、敏感性和抗旱能力綜合反映了承災體在旱災風險發(fā)生發(fā)展過程中的作用，把這四個特性統(tǒng)稱為承災體的脆弱性。承災體的脆弱性是旱災風險產生的必要條件，是由干旱到旱災損失的中間紐帶。因此，旱災風險是在不穩(wěn)定的孕災環(huán)境中具有危險性的干旱事件經承災體的脆弱性傳遞、作用于承災體而導致承災體未來可能損失的規(guī)模及其發(fā)生概率，可簡要地把旱災風險定義為干旱發(fā)生的可能性分布函數(shù)及干旱導致?lián)p失（旱災損失）的可能性分布函數(shù)的總稱。其中，干旱發(fā)生的可能性分布函數(shù)稱為干旱風險，它是狹義的旱災風險，屬于自然屬性的范疇；因干旱所導致?lián)p失（旱災損失）的可能性分布函數(shù)稱為旱災損失風險，它是廣義的旱災風險，屬于自然屬性與社會屬性相復合的范疇，反映了旱災風險的本質特征。

根據(jù)干旱發(fā)生和發(fā)展的特點，以及干旱災害鏈的演變特征，可以推斷旱災風險具有不確定性、動態(tài)性、傳遞性和可調控性等特征。

（1）不確定性

旱災風險的不確定性(隨機性)是源于發(fā)生干旱事件的特征，干旱發(fā)生的范圍、時間和強度都具有隨機性，旱災受各種自然和人類活動因素共同影響，因此旱災風險也具有隨機性。另外，不確定性也可能來自對干旱事件規(guī)律認識的不充分性，由于人們對未來孕災環(huán)境、致災因子和承災體的變化認識不充分，導致人們對未來干旱和旱災的預測具有較大的不確定性。

（2）動態(tài)性

干旱烈度、歷時和范圍，以及旱災影響程度都是隨時間動態(tài)變化的，因此,旱災風險也具有隨時間變化的動態(tài)性。

（3）傳遞性

干旱風險具有兩類傳遞性：一是內部傳遞性，就是從干旱風險向旱災損失風險傳遞的特性；二是外部傳遞性，就是旱災具有向其他災害傳遞的可能性，從而形成災害鏈。

（4）可調控性

通過發(fā)揮承災體的主觀能動性，可降低或規(guī)避旱災風險，因此旱災風險具有可調控性。

2.旱災風險調控的基本原理

旱災風險的整體調控是構建全方位協(xié)同化調控體系，旨在從形成區(qū)域旱災風險的全過程全要素角度出發(fā)，通過對旱災系統(tǒng)承災體的合理調節(jié)，維系整個生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)的前提下，合理調配水資源的時空分布，把水循環(huán)過程中的整體水分虧缺降到最低，使旱災造成的損失和影響控制在可接受的范圍。從水循環(huán)角度來看，水循環(huán)中“大氣過程、地表過程、土壤過程、地下過程”任一環(huán)節(jié)發(fā)生水分虧缺現(xiàn)象均會導致干旱，只有緩解水分虧缺現(xiàn)象，才能有效應對旱災。從旱災系統(tǒng)角度來看，基于風險理念的旱災系統(tǒng)組成包括致災因子、孕災環(huán)境、承災體、考慮自適應的抗旱能力等4個子系統(tǒng)?？购禍p災工作的核心就是基于某一區(qū)域經濟社會和生態(tài)環(huán)境的基本狀況，通過對旱災系統(tǒng)中4個子系統(tǒng)相互作用影響的分析，著力緩解水循環(huán)中的水分虧缺對經濟社會和生態(tài)環(huán)境的影響，減少危險性、規(guī)避暴露性、降低脆弱性，最大限度地減輕旱災帶來的影響和損失。

對于承災體而言，通過構建水資源—經濟社會—生態(tài)環(huán)境協(xié)同發(fā)展模式，使得經濟社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護格局總體上適應區(qū)域水循環(huán)水分虧缺的特點和干旱的總體特征，構建適應能力強、抗旱風險程度高的承災體總體格局。對于抗旱能力而言，在加強水資源需求管理、提高水資源利用效率、保護水資源與生態(tài)環(huán)境、優(yōu)化水資源配置、完善水資源配置格局基礎上，通過水利工程抗旱能力挖掘、抗旱應急備用水源工程體系建設、旱情監(jiān)測預警和抗旱指揮調度系統(tǒng)建設、抗旱管理服務體系建設等，構建現(xiàn)代抗旱減災體系，增強經濟社會和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)對干旱的適應能力和應對能力，盡可能降低旱災風險。

旱災風險調控通過降低干旱期水循環(huán)過程中整體水分虧缺程度，盡可能保證經濟社會系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展，尋找水資源—經濟社會—生態(tài)環(huán)境協(xié)同發(fā)展的可行途徑，實現(xiàn)旱災系統(tǒng)中致災因子、孕災環(huán)境、承災體、考慮自適應的抗旱能力等4個子系統(tǒng)的協(xié)同。

從旱災風險機理出發(fā)，通過對致災因子、孕災環(huán)境和承災體進行整體多維協(xié)同風險調控，從減少危險性、規(guī)避暴露性、降低脆弱性和增強自適應性的角度，尋求科學合理、經濟可行、風險可控的調控區(qū)間，旱災風險調控的基本原理見圖1。

通過對致災因子危險性、承災體暴露性、孕災環(huán)境脆弱性、經濟社會和生態(tài)環(huán)境自適應性等的全方位精準多維調控，需要找到經濟合理、抗旱標準適度、損失可接受的旱災風險區(qū)域，關系函數(shù)可以表示成：

式中：Rmin為旱災風險的最小值，Hmin為致災因子危險性的最小值，Emin為承災體暴露性的最小值，Vmin為孕災環(huán)境脆弱性的最小值，SAmax為經濟社會和生態(tài)環(huán)境對干旱的自適應性的最大值。

致災因子受降水量、徑流量、土壤水量、地下水量等影響，因此致災因子危險性的最小值是這些影響因素的函數(shù)，可以表示為：

式中：P為降水量，R為徑流量，S為土壤水量，G為地下水量。

承災體暴露性受農業(yè)、城市、工業(yè)、人飲等方面的影響，因此承災體暴露性的最小值是這些影響因素的函數(shù)，可以表示為：

式中：A為農業(yè)影響因素，C為城市影響因素，E為工業(yè)影響因素，H為人飲影響因素。

孕災環(huán)境脆弱性受地形、植被、經濟社會發(fā)展水平、應急能力等方面的影響，因此孕災環(huán)境脆弱性的最小值是這些影響因素的函數(shù)，可以表示為：

式中：β為地形坡度，V為植被覆蓋度，Ee為經濟發(fā)展水平，Ea為應急能力。

經濟社會和生態(tài)環(huán)境的自適應性受人飲需求、農業(yè)用水需求、工業(yè)用水需求、服務業(yè)用水需求等方面的影響，因此經濟社會和生態(tài)環(huán)境的自適應性的最大值是這些影響因素的函數(shù)，可以表示為：

式中：Hd為人飲需求彈性，Ad為農業(yè)用水需求彈性，Ed為工業(yè)用水需求彈性，Sd為服務業(yè)用水需求彈性。

三、旱災風險調控技術體系

根據(jù)旱災的生態(tài)水文碳循環(huán)過程響應關系，基于干旱形成機理和旱災風險機制，通過對致災因子、承災體、孕災環(huán)境從減少危險性、規(guī)避暴露性、降低脆弱性和增強自適應性角度的分析，對旱災風險進行全要素全方位的多維精準調控，尋求旱災整體損失最低、經濟社會成本最小、生態(tài)穩(wěn)定性擾動最低、風險程度可接受的調控區(qū)域，提出基于“空間—過程—功能—要素—準則”五位一體的旱災風險調控技術體系（見圖2）。其中，空間調控以經濟結構產業(yè)布局和水資源調配格局以及抗旱能力格局相適應為核心，過程調控以水循環(huán)過程和用水的供用耗排過程相均衡為核心，功能調控以水資源服務功能和水生態(tài)服務功能相平衡為核心，結構調控以生活生產方式和用水標準準則相協(xié)調為核心。

1.空間調控

圖1 旱災風險調控的基本原理

圖2 多維旱災風險調控技術體系框架

空間調控是對水資源、經濟社會和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)等各要素空間布局、形式、規(guī)模等進行調控的技術，主要包括減少水循環(huán)過程中的水分虧缺技術和經濟結構產業(yè)布局調整技術。水循環(huán)過程中的水分虧缺技術是針對我國水資源時空分布不均勻、南北方和流域上下游水資源稟賦條件差距巨大的現(xiàn)狀，通過完善水資源的調配格局，對水資源的空間分布進行調度，使得水資源與人口、經濟、生產力布局和土地等其他資源以及城市分布格局相匹配，解決缺水地區(qū)的水分虧缺現(xiàn)象，從而提高區(qū)域和流域的水資源和水環(huán)境承載能力。經濟結構產業(yè)布局調整技術是依據(jù)經濟社會發(fā)展與水資源環(huán)境容量占用、損益關系，進行生產力要素調控并優(yōu)化生產力與資源環(huán)境的匹配格局，提高水資源的利用效率，引導經濟社會發(fā)展布局（如人口和城鎮(zhèn)、重要工業(yè)區(qū)、農田布局等）與水資源分布和干旱分布情勢相適應，經濟社會發(fā)展規(guī)模適當，要給生態(tài)系統(tǒng)預留足夠的空間和水資源，保障和促進經濟社會發(fā)展并減少資源環(huán)境付出的代價等。

2.過程調控

過程調控是以水的自然和經濟社會兩個系統(tǒng)的循環(huán)過程為調控對象，主要包括水循環(huán)過程技術和經濟社會供水需水過程調控技術。水循環(huán)過程技術是對水循環(huán)過程中的降水過程、地表水過程、土壤水過程、地下水過程和生態(tài)水過程的水分虧缺進行調控，調控措施主要包括增加森林覆蓋和人工降雨等降水調控技術、修建水利工程完善水量調度措施等地表水調控技術、采取蓄水保墑耕作及地膜覆蓋等土壤水調控技術和水源涵養(yǎng)補給及人工回灌等地下水調控技術。供水需水過程調控技術是對干旱期經濟社會系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)的用水過程調控，將有限的水資源用于重點保障居民的基本用水權利，支持經濟社會系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)基本功能的維持，包括通過采取適當減少或暫時停止部分用戶供水等非常措施，盡量滿足居民基本生活和重要行業(yè)最基本用水需求，對于水質要求不高的用水部門，調整新鮮水和再生水的供水比例，增加再生水供水量以替代新鮮水的供水量，保障干旱情形下合理有序供水，實行干旱期間的應急管理，江河、湖泊、水庫等的發(fā)電、航運、旅游等功能服從并服務于抗旱需要等。

3.功能調控

功能調控是從干旱期水資源減少導致其功能受到影響的角度實施的調控技術，主要包括水資源的資源服務功能調控技術和生態(tài)服務功能調控技術。干旱期水資源是有限的，協(xié)調處理好水資源經濟社會的資源服務功能和生態(tài)環(huán)境的生態(tài)服務功能，是實現(xiàn)水資源—經濟社會—生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)之間協(xié)同發(fā)展的關鍵。一方面根據(jù)干旱期經濟社會不同用水對象的重要性，對有限水資源的資源服務功能進行臨時調整，保障重要對象的水資源需求；另一方面根據(jù)生態(tài)環(huán)境的最基本用水量，保障水資源的生態(tài)服務功能。不管水循環(huán)過程中水分虧缺到什么程度，只要能夠滿足經濟社會和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)對水資源提出的資源服務功能和生態(tài)服務功能的需求，干旱對經濟社會和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的不利影響就在可接受的范圍內。

4.要素調控

要素調控是對旱災風險影響最大的主要要素進行調控，是應對干旱的有效手段之一。要素調控是通過對構成旱災系統(tǒng)的各主要因子進行調控，也就是對旱災系統(tǒng)的致災因子子系統(tǒng)、孕災環(huán)境子系統(tǒng)和防災減災措施子系統(tǒng)進行調控，從而實現(xiàn)旱災風險的調控。致災因子子系統(tǒng)的影響因子主要是降水、地表水、土壤水和地下水等導致干旱的直接因子，可以通過人工影響天氣、水利工程、保墑耕種技術、增加植被、地下水水源涵養(yǎng)等措施進行調控。孕災環(huán)境子系統(tǒng)包括地形地貌、大氣背景、水土資源等自然環(huán)境，也包括經濟社會水平、認識觀念、管理體制、應急抗旱能力、抗旱保障能力等人為環(huán)境的多種影響因素，可以通過調控各種影響因素，降低孕災環(huán)境的脆弱性，降低旱災風險。承災體子系統(tǒng)影響因素包括農村、城市和生態(tài)3個方面，其中農村方面主要包括農牧民生活、種植業(yè)、畜牧業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)等；城市方面主要包括居民生活、工業(yè)生產和服務行業(yè)等；生態(tài)方面主要包括水、土地和生物資源等。防災減災措施子系統(tǒng)的調控因子主要是水源工程體系、旱情監(jiān)測和抗旱指揮調度系統(tǒng)、抗旱管理服務等，增強自適應能力，降低旱災風險。總之，旱災風險要素調控技術可通過經濟社會結構調整、產業(yè)布局優(yōu)化和水資源調配格局優(yōu)化等措施，規(guī)避承災體暴露性，降低旱災風險。

5.準則調控

準則調控是通過建立準則來規(guī)范和指導社會和經濟活動符合防旱減災要求，有利于干旱風險調控目標的實現(xiàn)。準則調控技術主要包括政策規(guī)章制度和規(guī)范生產生活方式。準則調控技術的核心是節(jié)水型社會建設，為保障我國經濟、社會與環(huán)境的健康協(xié)調發(fā)展和供水安全，必須將厲行節(jié)約用水作為一項戰(zhàn)略方針長期堅持，要把節(jié)水減排工作貫穿于國民經濟發(fā)展和生產生活的全過程，大力提高水資源利用效率和效益。通過建立健全節(jié)水技術開發(fā)推廣體系，加強對節(jié)約用水的管理和制度建設，積極培育和發(fā)展節(jié)水產業(yè)，推進節(jié)水型產品認證與市場準入，建立與水資源承載能力相適應的國民經濟體系，降低旱災風險。政策規(guī)章制度標準調控是通過制定一系列的政策規(guī)章制度標準，對經濟社會各個方面進行規(guī)范、引導和約束，增強全社會防旱減災意識，正確應對旱災，增強經濟社會和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的干旱適應能力。

四、我國旱災風險調控實踐

我國在水資源宏觀調配格局、抗旱減災應急體系、抗旱基本用水定額體系以及法律法規(guī)和規(guī)范標準建設等方面進行了大量旱災風險調控實踐。

1.國家宏觀水資源調配格局

根據(jù)我國水土資源的分布特點、經濟社會發(fā)展布局以及生態(tài)文明建設的總體要求，在全面節(jié)約、有效保護水資源的基礎上合理開源，以保障飲水安全、糧食安全、能源安全、城市化與工業(yè)化發(fā)展以及生態(tài)保護與修復用水要求為重點，與東北老工業(yè)基地振興、西部大開發(fā)、中部崛起和新農村建設相適應，結合《全國主體功能區(qū)規(guī)劃》提出的優(yōu)化開發(fā)區(qū)、重點開發(fā)區(qū)、限制開發(fā)區(qū) （農產品主產區(qū)）、限制開發(fā)區(qū)（重點生態(tài)功能區(qū)）和禁止開發(fā)區(qū)的戰(zhàn)略定位，實施和優(yōu)化國家宏觀水資源配置調配格局是我國應對全國性、區(qū)域性干旱的最有力的措施。

2.抗旱減災應急體系

為了應對日益嚴峻的旱災形勢，加強對抗旱工作的指導，統(tǒng)籌規(guī)劃，優(yōu)化、整合各類抗旱資源，提升綜合抗旱能力，最大限度地減輕干旱災害造成的影響和損失，2011年水利部組織編制了《全國抗旱規(guī)劃》并經國務院批準組織實施?！度珖购狄?guī)劃》是我國今后一個時期推進抗旱減災工作的重要戰(zhàn)略性、基礎性與指導性文件，是抗旱減災管理工作的重要依據(jù)。該規(guī)劃全面系統(tǒng)地分析了我國干旱災害區(qū)域分布和演變趨勢，科學評價了我國抗旱減災工作面臨的嚴峻形勢和挑戰(zhàn)；明確提出2015年和2020年抗旱減災的目標任務和區(qū)域布局；對水利工程體系抗旱能力建設、抗旱應急備用水源工程體系建設、旱情監(jiān)測預警和抗旱指揮調度系統(tǒng)建設、抗旱管理服務體系建設等均做出了具體規(guī)劃和安排。

3.抗旱基本用水定額體系

目前我國制定了一系列的正常用水定額，但對于干旱等特殊情況下的抗旱基本用水定額還處于空白?？购祷居盟~是指維持人類生存、作物生長、工業(yè)生產、生態(tài)環(huán)境最基本需求的用水量?？购祷居盟~是確定抗旱應急水源工程建設規(guī)模的重要依據(jù)，研究制定不同旱情等級下的農村生活、農業(yè)灌溉、城市居民和工業(yè)的抗旱基本用水定額具有重要現(xiàn)實意義。

4.法律法規(guī)和規(guī)范標準體系

制定抗旱減災法律法規(guī)和規(guī)范標準，規(guī)范經濟社會和人類活動，增強經濟社會和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)對干旱適應能力，依法推進旱災風險管理具有重要意義。2009年頒布的《中華人民共和國抗旱條例》，標志著我國抗旱減災工作開始走上法制軌道，但目前完整的法規(guī)、制度和技術標準體系還沒有形成。近年我國各級政府在建立制度、制定技術標準方面進行了大量工作，如《縣級抗旱服務隊建設管理辦法》《中央防汛抗旱物資儲備管理辦法》《國家防總防汛抗旱應急工作規(guī)程》《國家防汛抗旱總指揮部工作制度》《國家防汛抗旱督查辦法（試行）》《水情預警發(fā)布管理辦法 （試行）》《特大防汛抗旱補助費管理辦法》等。根據(jù)我國當前抗旱減災工作的需要，在跨?。▍^(qū)域）、流域水量應急調度預案和河湖生態(tài)環(huán)境需水計算等方面也進行了深入的研究。 ■