基于水资源综合评价的县域干旱易损性分析

摘　要：通过进行基层抗旱能力模型研究，评估受灾风险，提高干旱灾害的整体应急水平，降低干旱灾害造成的人类系统的损失。着重依托县域水资源的开发利用特点进行水资源综合评价和地区干旱易损性分析，采用干旱灾害易损性模糊评判模型分析合阳县干旱易损性强弱。计算出合阳县现阶段的干旱灾害易损性等级为中度易损，且正趋向低易损性的方向发展，整体抗旱能力提升。

关键词：水资源　综合评价　易损性　县域

中图分类号：X82　　　　文献标识码：A　　　　　文章编号：1007-3973（2012）007-123-04

目前中国的抗旱减灾能力偏弱，评估农业抗旱能力一般从水利工程、经济实力、生产水平以及抗旱组织几个方面建立评估指标。然而据此进行的研究显示，中国的评估抗旱能力强弱指标仍处于探索和完善过程中，中国的抗旱科技水平也亟待提高。易损性的概念与上世纪70年代提出，近20年被广泛的应用于全球变化，气象灾害的研究，逐渐成为国际社会解决贫困，人口，发展和环境问题的基础。本文试图通过水量平衡和水利设施保障程度两个方面为基础建立县域干旱易损性分析系统模型，评判该区域的灾害敏感性和抗旱应急能力，从而构建合理的干旱灾害评价标准，结合区域水资源调配，提升地区应急抗旱能力。

1 问题的认识与提出

1.1 易损性研究的发展

易损性在上世纪70年代的提出，起于一些社会学家对于传统自然灾害影响机理的怀疑。他们认识到一些传统的自然灾害如地震，台风，旱涝等造成人类社会损失的过程既是自然过程，也是社会过程。在现有的灾害预警手段下，要做到对于灾害的有效预防，减低灾害损失需要从自然、社会承灾体两方面提高应对能力。由此，产生了最基础的易损性概念：即系统对于次级体系的变化而受到的灾害程度。

近20年来，易损性分析逐渐活跃在风险、灾害分析评估文献，并逐渐成为全球变化、环境发展和地理学的重要词汇。然而，由于研究领域的差异性，不同的研究学者对于易损性的含义和结果衡量指标都有不同的认识与理解。笔者根据这些差异归纳了目前较为流行的几种定义：

(1)自然生态学者倾向于从自然灾害致灾因子的强弱或损失的类型、敏感性等方面研究。如Deyle等将易损性定义为人类居住地对自然灾害有害影响的敏感性；在Burton等人编著的“环境灾害”一书中，使用的则是“易损性指易于遭受自然灾害的破坏和损害”的定义。

(2)人文社会学背景的学者以Blaikie为代表，提出易损性就是个人或群体预见、处理、抵御灾害和从灾害中恢复的能力的特征，它涉及到自然或社会灾害威胁人们生活程度的各种因素。

(3)第三类定义涵盖的内容最广，既考虑灾害的自然敏感度又通过对人类经济社会抗灾能力的综合量度，对人类系统应对灾害时的响应能力，受到损失的风险程度进行评估分析。其主要特点就是将易损性涉及到的两个基本过程：自然过程和社会过程的相互作用作为核心研究。

本文根据研究目的和区域特点，结合易损性的基本性质，将合阳县干旱灾害研究中易损性的定义总结为：一定区域范围内，干旱灾害发生造成社会、经济、生态系统破坏的风险程度。

1.2创新点

国内外对于区域抗旱响应能力与灾害受损的敏感性程度分析侧重角度不同，国外学者大多运用定量的指标体系建立水循环与可持续利用模型进行风险分析；而国内学者在干旱预测，应急处置方面发表的文献较多。

因此，笔者认为：区域水系统的综合评价研究是进行抗旱能力分析的重要组成部分，但是在传统的供需平衡的基础上应该增加经济社会和生态系统发展因素影响的考虑，丰富干旱易损性的内容，并将之运用于未来的区域抗旱能力风险分析。而本文的两大基本创新点就在于：

(1)总结灾害易损性概念的基础上，结合县域干旱灾害受灾的特点，使干旱易损性定义具体化，通过系统模型分析，应用到抗旱能力的综合评价中；

(2)针对干旱分析的不确定性特征，以及现有的技术手段无法达到满意效果的背景下，弱化对自然系统灾害生成机制的研究，着重从承灾体自身系统对于干旱灾害的敏感性角度进行抗旱减灾研究。

2 区域水资源综合评价

合阳县地处渭北旱塬东部，位于北纬34€?9＇～35€?6＇和东经109€?8′～110€?7＇之间。全县呈阶梯状地形，自东南向西北逐渐抬升，平均海拔721m。气候类型属于暖温带干旱半干旱大陆季风气候，具有光热资源丰富，降水偏少，干湿季分明，气候多变，灾害频繁的特征。年均气温11.5 ℃，多年平均降水量528.2mm，由西南向东北增多，年际变化大，最大年降水量816.3mm，最小降水量仅322.1mm，同时降水在年内分配不均匀，集中在7、8、9三月。

2.1 水资源供需平衡研究

全县的天然水资源总量是33246.5万m3，实际可开发利用量为23760.34万m3，包括：自产地表水2972万m3，浅层地下水1895.6万m3，黄河客水14972万m3，岩溶水3190.74万m3。实际根据预测，到2015年即“十二五”末，合阳县的各行业总需水量12381.4万m3，因此，在最优气象情况下合阳县的水资源盈余约11379万m3。

但是由于渭北地区的气候特点，合阳县的水资源成分构成中只有浅层地下水与“380”岩溶水的供给量较为稳定，占合阳供水潜力63.1%的黄河客水引入量受到的全流域用水形势的制约，所以在水资源供需平衡分析中，按照各年水量丰苦水平进行不同保障程度下的盈亏计算，P=25%，50%，75%，95%分别代表丰水年，平水年，枯水年，历史枯水年。结果见表1。

根据易损性模型特点提取以下评价因子：

(1)水资源压力指数（WSI） 度量区域水资源稀缺程度的一项指标，最初由 Falkenmark和Widstrand在1992年定义，并给出了计算方法，划分了临界值：当人均水资源量低于1700 m3/人时出现水资源压力，当人均水资源量低于1000 m3/人时出现慢性水资源短缺。

(2)供需平衡指数（IWSD） 基于不同保障程度下的供需水盈亏情况进行分析，其计算公式为：

IWSD=（Ws-Wd）/ Ws =1- Wd/Ws

其中，Ws是指可利用水资源，Wd为水资源需求总量。

2.2 水利设施供水保障能力评价

合阳县现有水库15座，其中小（一）型5座，小（二）型10座，总库容为1994.5万立方米，其中红旗水库控制流域面积78.4平方公里，定国水库控制流域面积44.3平方公里。但由于其大多数是六七十年代修建的“三边”工程，除红旗水库已加固、定国水库正在加固外，其中大部分水库在日常运行中存在很大的隐患，在汛期只能低水位运行。总的来说，其总的有效库容为1197.5万立方米，水库有效利用率为60.05%。

2.3 农村抗旱能力分析

县域地区最突出的特点就是农业生产活动积聚，考虑县域的干旱评价模型离不开对于地区农业抗旱能力的评价。干旱灾害对农业生产的影响主要表现在农业生态环境恶化和农业生产过程受阻两个方面，在综合考虑以上农业抗旱能力的多要素综合影响及指标选取原则基础上，农业抗旱能力可以从农业基础设施，农业生态环境、社会经济实力三个方面来讨论。

3 县域干旱灾害易损性研究

干旱易损性是区域系统对干旱灾害发生所带来损失的风险分析，既包括原生自然灾害随机的、直接的造成人类社会经济与生态系统破坏的过程，又包括特定区域主体的社会生态和谐度，经济发展水平等方面在克服突发干旱灾情，启动应急响应措施，减少灾害损失准备的过程。本文以县域水资源的综合评价为核心，结合与干旱灾害损失程度有较大关联度的社会、经济指标，试图构建针对县域特点的干旱灾害易损性模型。

3.1 模型建构

易损性是灾害可能带来的潜在破坏和损失，其结果可能是可见的、有形的，也可能是不可见的社会、经济、政治影响。建立干旱易损性模型的基础是找出易损性的影响因素，学界现在比较公认的影响因素是由社会经济条件和承载体条件构成，本文鉴于此并结合干旱灾害的影响特点，将干旱易损性评价模型划分为水资源系统、农村抗旱系统、耦合系统、社会经济系统和致灾因子五大子系统。其结构如图2所示。

根据易损性评价模型以及确定的参考指标选取原则，对各子系统的指标进行细化研究，建立完整的干旱灾害系统易损性评价指标群。如表2所示。

其中，指标的功能为正表示指标值越大，县域干旱灾害易损性程度越大，为负时表明该指标值越大，区域的抗旱减灾能力越强，易损性越小。

机电井密度和供水管线密度均为将原始数据矢量化后，用GIS的空间分析模块计算得出；统计年鉴采用的是《2010年合阳县国民经济统计资料》。

3.2 合阳县干旱灾害易损性研究

3.2.1 评价总路线

3.2.2 评价指标测度函数生成与计算

(1)根据干旱灾害易损性评价模型指标群，建立评价因子集U={u1，u2,u3,u4,u5,u6,u7,u8}={水资源压力指数， 供需平衡指数，灌耕比例，机电井密度，供水管线密度，人均GDP，人口密度，平均地表湿润指数}。则合阳县评价指标数据如表3。

(2)按照干旱易损性程度将评价指标进行分级，具体划分高危易损性、较高易损性，中度易损性，低易损性四个等级，建立评价等级集V={v1,v2,v3,v4}= {高危易损性，较高易损性，中度易损性，低易损性}。由于对于干旱灾害的易损性评价没有统一的标准体系，因而此处给出的评价标准值主要依据是借鉴已有的其他目标评价标准，结合其他地区的研究的基础上划定。评价等级集如表4。

(3)确定各评价因子的权重，采用下列方程建立权重矩阵W

其中，uij表示i年第j个指标的特征值；sj0表示第j个指标标准值的平均值；wij表示i年第j个指标的权重值；1≤i≤n，1≤j≤m。

(4)根据下式计算评价因子与评价标准的模糊判断矩阵R。

其中，rjk为指标j的特征值对第k级标准的隶属度；sj1、sj(k-1)、sjk、sj(k+1)分别代表指标j的第1级、k-1级、k级和k+1级的标准值。

(5)用加权平均进行合阳县模糊综合评价，得出模糊综合评判矩阵B；以2009年为例，B2009＝W·R2009。

通过计算求得B2009=[ 0.3644 0.0662 0.3672 0.2002 ]，则根据最大隶属度原则，在2009年隶属3级的综合评判值最大，可将2009年合阳县干旱易损性等级划分为第3级，即中度易损性。同理可计算出

B2007＝[ 0.3815 0.1781 0.4121 0.0283 ],隶属于3级；

B2005＝[ 0.2391 0.2143 0.5458 0.0009 ]，隶属于3级。

3.2.3 结果分析

(1)通过易损性模糊综合评价的计算，显示合阳县的干旱易损性等级2005-2009年一直处于第3级，即中度易损性，表明合阳县的受旱致灾程度较一般，面临一定的抗旱压力。

(2)比较2005-2009年的最大隶属度值发现，在最大隶属度等级均为第3级的基础上，此等级所属最大隶属度值是逐年减小的，而从属第4级即低易损性的隶属度值在增加明显，说明合阳县的抗旱应急能力增强，受旱致灾风险性降低。这里加入对应的2005,2007,2009年统计的干旱受灾情况进行比较，随着计算出的低易损性隶属度值上升，指示受灾程度的重要指标成灾受旱面积和绝收受旱面积比率呈现出下降的趋势。结果如图4。

(3)根据易损性指标的权重矩阵，可以计算出2005-2009年影响合阳县干旱灾害易损性程度的主要指标系统的变化情况。如图5。

由此可见，合阳县的干旱灾害最主要的致灾原因从的社会经济系统（2005年）转变为水资源系统（2007年和2009年）。因此对于合阳县而言，进一步增强抗旱能力，降低干旱灾害易损性程度关键在于控制好地区的水资源开发利用情况，保持水资源供需指数在合理的范围里。

4 结论与建议

通过对区域水资源开发利用情况进行的综合评价，进行了合阳县干旱灾害的易损性分析。研究表明合阳县当前的干旱易损性等级为中度易损性，且正趋向低易损性的方向发展，干旱灾害可能造成的社会经济以及生态影响的风险程度在近些年来逐步下降，整体抗旱能力提升。

但是针对合阳县在干旱易损性评判模型中暴露出来的关于水资源系统的问题，如防洪标准低、工程结构单一、质量不达标、年久失修，和社会经济系统中体制不顺、机制不活、经费不足、机构雍肿等方面的问题，提出如下治理对策：

(1)多元投入强基础。水利工程一般投资较大，税费改革后，县乡投入比较困难，应该突出国家投入主体地位，通过除险加固、应急修复、田间配套等项目完善工程体系，发挥正常的效益。

(2)理顺体制担责任。将水库运行实行统一管理，落实村管水库的防洪责任，既便于水资源的统一管理，也便于同一流域内水库联防机制的运行，而且减轻了乡村的经济负担，同时有利于项目和资金的争取和调剂。

(3)多轮驱动求发展。水利管理单位、业务相对单一，收入普通较低，职工生活依然贫困，合阳县可依据地域优势，拓宽发展思路，多种经营用活水，创新路子增收入，通过发展多种经营，盘活资源，实现良性循环和滚动发展。

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