1中国干旱灾害风险分析
从系统工程的角度看,干旱灾害风险可作为一个系统,其系统输入为干旱灾害的危险性,其系统转换为孕灾环境的脆弱性和承灾体的暴露性,而其系统输出就是有可能发生的干旱灾害灾情。1.1危险性分析干旱灾害致灾因子的危险性是指造成干旱灾害的自然变异因素及其异常程度,如天然降水异常偏少或气温异常偏高的程度等。危险性分析是研究受干旱威胁地区可能遭受干旱影响的强度和概率。一般而言,气象干旱强度、频次越高,即干旱灾害危险性越大,灾害风险也越大。气象干旱是由天然降水异常引起的临时性水分短缺现象[6],是大气环流和主要天气系统持续异常的直接反映,与季风的强弱、来临和撤退的迟早以及季风期内季风中断时间的长短有直接关系[7]。一般来说,中国各地年降水量平均变率多数在10%~30%之间,多年平均降水量大的地区,降水的年际变率较小;反之,降水量小的地区,年际变率较大[8]。云南南部年降水量平均变率最小,不到10%;长江以南和川西、藏东地区年降水量平均变率较小,在10%~15%之间;东南沿海和海南等地受台风影响,降水变率上升到15%~20%;北方地区年降水变率一般比南方大得多,都在15%~30%之间;西北地区年降水量变率最大,普遍在30%~50%之间,并且月降水量变率比年降水量变率大得多。从降水变率的角度看,北方地区尤其是西北地区干旱灾害的危险性相对较大,东南沿海地区次之,长江以南地区最小。需要指出的是,在全球气候变化的背景下,洪水、干旱等极端事件可能发生更加频繁[9-10],降水的空间分布随机性也可能更加明显。1.2暴露性分析承灾体的暴露性是指可能受到干旱缺水威胁的社会、经济和自然环境系统。暴露性分析是研究受干旱威胁地区承灾体的种类、范围、数量、密度、价值等。一般而言,一个地区暴露的价值密度越高、人口越多,灾害风险也越大[11]。“洪水一条线,干旱一大片”,当发生较严重干旱时,往往波及范围较广。中国几乎所有的地区都暴露在干旱威胁之中,只是不同地区承灾体的种类不同、受威胁的程度不同。就承灾体种类而言,涉及农村、城市和生态,其中农村主要包括农牧民生活、种植业、畜牧业、林业、渔业等,其可能的影响主要表现为人畜饮水困难、土地生产力下降、作物播种期延误、病虫害蔓延、作物减产、牧草生长差、牲畜缺水缺料、草场载畜量降低、牲畜掉膘死亡、森林火灾多发、木材产量下降、渔业产量减少等;城市主要包括居民生活、工业生产和服务行业等方面,其可能产生的影响表现为限时限量供水、企业缺水停工停产、工业原料缺乏、服务业用水受到限制等;生态主要包括水、土地和生物资源等方面,其可能产生的影响主要表现为河流断流、湖泊萎缩、地下水位下降、水环境恶化、土壤沙漠化盐碱化、地表植被破环、水土流失加剧、生物多样性减少等。1.3脆弱性分析孕灾环境的脆弱性是指因各种自然因素与社会经济因素制约而造成的易于遭受干旱灾害损失和影响的性质。影响干旱灾害脆弱性的自然环境因素,即“先天性干旱灾害脆弱”,主要体现在地形地貌特征、气候条件、水文条件等;而影响干旱灾害脆弱性的社会经济因素,即“后天性干旱灾害脆弱”,包括社会经济发展水平、产业结构、农作物种植结构、基础灌溉设施、防旱抗旱保障体系以及人们防旱抗旱意识等[12]。脆弱性分析是干旱灾害风险分析的重点,主要从自然环境与社会经济两方面考虑,分析受干旱威胁地区抵抗干旱灾害的能力。在相同的致灾强度下,灾情会因设防能力、经济水平和人类对干旱灾害的反应不同而呈现出较大的差异,即干旱灾害脆弱性的高低具有“放大”或“缩小”灾情的作用,同时也能客观反映人类对干旱灾害应付、缓冲和恢复能力的差异[13]。一般而言,孕灾环境的脆弱性越高,灾害风险就越大。就我国来说,自然环境的脆弱性主要源于地形地貌限制、天然降水限制和水土资源限制,人文环境的脆弱性主要源于经济社会水平限制、认识观念水平限制、管理体制机制限制、应急抗旱能力限制和抗旱保障能力限制等方面(见图1)。
2中国干旱灾害风险管理框架构建
鉴于中国的干旱灾害情势以及上述风险分析的结果,本研究提出构建包括干旱灾害风险评估战略、干旱灾害风险控制战略、干旱灾害风险处置战略、干旱巨灾风险回避战略和干旱灾害风险适应战略的框架。
2.1干旱灾害风险评估战略
干旱灾害风险评估的目的是判断风险的严重程度,为风险处置提供依据。要实现真正意义上的风险评估,一方面要保证数据信息的可获得性及其可用性,另一方面需要有一套科学客观的评估方法和技术。因此,在干旱灾害风险评估战略中,特别强调以下三个方面。(1)提高旱情监测预警能力。旱情监测预警是防旱抗旱的重要手段,为抗旱减灾决策提供重要的基础信息支撑,是实现由干旱灾害危机管理向风险管理转变的核心内容之一[14]。目前,中国已经开展了旱情监测方面的工作,但尚不能为旱情预警提供全面有效的支撑。因此,需要加强气象、水文、农情、工情、取水和供用水等与干旱相关的监测系统建设,提高对旱情旱灾信息的动态监测能力,形成覆盖全国、布局合理、信息完备、资源共享的旱情监测站网。提高雨情水情预报水平,整合旱情信息资源,构建旱情监测预警系统平台,实现旱情分析预测评估和早期预警。(2)建立各相关部门间的信息共享机制。《中华人民共和国抗旱条例》规定,水利、气象、农业、供水管理等相关部门要及时向抗旱指挥机构提供水情、雨情、墒情、农情、供用水信息等。但是,这种部门间的信息共享往往限于旱情紧急时期,日常干旱管理中尚难以实现。信息和资源由各个管理部门分别管理,“信息孤岛”现象严重。目前抗旱指挥机构对旱情的掌握主要依赖于已受旱地区的逐级上报,难以做到有效预测预警、客观评估旱情灾情和科学指挥调度。因此,需要尽快研究制定并出台抗旱信息共享的办法或规定等,建立数据信息共享网络,打破信息资源的部门分割、地域分割与业务分割,建立部门间共享机制,实现从信息资源分散使用向共享利用转变。(3)加强干旱灾害风险评估技术和方法的研究。通过提高旱情监测预警能力和加强各相关部门间的信息共享,可以基本实现干旱灾害风险评估对基础数据和信息的要求。但是,仅有水情、雨情、墒情、农情、供用水等相关的数据和信息,而没有相应的风险评估技术、方法和手段,也是无法实现真正意义上的干旱灾害风险评估。在推行干旱灾害危机管理向风险管理转变的过程中,我国已经开始干旱灾害风险评估方面的研究,但目前还非常薄弱,无法为部署防灾、抗灾、救灾工作提供理论依据和技术支撑。为此,急需开展干旱灾害风险基础理论研究、干旱灾害风险分析方法研究、干旱灾害风险评估流程研究、干旱灾害风险区划方法研究、干旱灾害风险图编制规范研究以及风险图绘制平台建设等。
2.2干旱灾害风险控制战略
干旱灾害风险控制的目的是减少甚至避免干旱灾害事件的发生,以及减轻干旱灾害事件发生时造成的损失。为了达到控制风险的目的,管理者所采取的各种措施和方法应突出其基础性和根本性。因此,在干旱灾害风险控制战略中,特别强调以下两个方面。(1)提高抗旱供水能力。由于抗旱基础设施建设严重滞后,抗旱供水能力远远不能满足需求,往往导致农业抗灾能力低、城乡供水安全隐患较多等,因此应当以提高抗旱供水能力为中心,大力加强水利基础设施建设。一方面,加强控制性水源工程建设,加大病险水库除险加固力度,不断完善抗旱工程体系;加强农田水利工程建设,加快灌区续建配套和节水改造,不断提高蓄供水能力和水资源利用效率;干旱缺水地区要因地制宜加快修建各种蓄水、引水、提水、雨水集蓄工程及再生水利用设施,特别要做好与群众生产生活息息相关的小微型抗旱设施建设。另一方面,在充分拓展和挖掘现有水利设施抗旱功能的基础上,以保障干旱期间人畜饮水安全为首要目标,按照先挖潜、后配套,先改建、后新建的原则,因地制宜建设一批规模合理、标准适度的抗旱应急备用水源工程。(2)加强水土资源保护。据统计,中国水土流失面积由1949年的150万km2增加到目前的357万km2,亟待治理的面积逾200万km2,分别约占国土总面积的37%和21%。严重的水土流失导致土地退化、耕地毁坏、江河湖库淤积、土地水分涵养能力下降、生存环境恶化等,进一步加剧了干旱灾害脆弱性。因此,要坚持预防为主、保护优先、因地制宜、分区治理的原则,建立健全水土保持制度,强化生产建设项目水土保持监督管理,有效防治水土流失。实施国家水土保持重点工程,采取小流域综合治理、淤地坝建设、坡耕地整治、造林绿化、生态修复等措施,有效防治水土流失,特别是加强长江上中游、黄河上中游、西南石漠化地区、东北黑土区等重点区域水土流失防治。加强重要生态保护区、水源涵养区、江河源头区和湿地的保护。
2.3干旱灾害风险处置战略
干旱灾害风险处置主要是针对已经出现的风险,及时采取措施,减轻风险可能造成的影响。为了达到妥善处置风险的目的,管理者所采取的应对措施应具有速度快、执行力强的特点。因此,在干旱灾害风险处理战略中,特别强调以下两个方面。(1)提高抗旱应急响应能力。建立反应迅速、协调有序、运转高效的抗旱应急管理机制对于提高抗旱应急响应能力至关重要。目前,中国已基本建立了抗旱预案制度,对于有效应对干旱灾害发挥了积极的作用,但普遍存在预案科学性、合理性和可操作性不强的问题。因此,应全方位地推进应急管理体制机制建设,加强抗旱组织体系建设,强化责任机制,完善部门协调联动机制,建立干旱及灾害影响评价机制,健全信息报告和通报机制,强化信息发布和舆论引导机制,加强社会动员机制建设。(2)提高抗旱应急服务能力。目前抗旱服务组织的应急服务能力不足,中央和绝大多数地方政府都没有建立抗旱物资储备制度,与抗旱减灾需求还有很大的差距。抗旱服务组织建设要坚持因地制宜、分类指导、统筹规划、布局合理、讲求实效、量力发展的原则,以现有县乡两级抗旱服务组织建设为重点,优先在广大易旱地区发展,加大投入力度,更新淘汰老化设备,进一步提高干旱期间机动送水能力和抗旱浇地能力。同时,各地应建立抗旱物资储备制度,因地制宜储备必要的抗旱物资,优化储备方案,加强抗旱物资储备、使用和管理,确保有效开展抗旱减灾服务。
2.4干旱巨灾风险回避战略
在全球气候变化背景下,极端性的水旱灾害可能更加频繁,且一旦发生将威胁人类的生存与社会的稳定。因此应主动采取极端灾害备灾措施,回避可能的巨灾风险,避免灾难性后果。在干旱灾害风险回避战略中,特别强调以下两个方面。(1)加强粮食战略储备。粮食是关系国计民生的重要商品,随着人口增加,中国粮食消费呈刚性增长,同时,粮食持续增产的难度加大,国际市场调剂余缺的空间越来越小。为此,必须坚持立足国内实现粮食基本自给的方针,着力提高粮食综合生产能力。据统计,1950—2010年全国农作物多年平均因旱受灾面积为2160万hm2,多年平均因旱损失粮食1612万t,其中1997年、2000年、2001年和2006年均超过4000万t。这些数据足以说明干旱灾害对中国粮食生产危害之大。设想一下,倘若明崇祯大旱[15-16](公元1637—1642年)这种全国性连年大旱再度发生,会产生怎样的后果?诚然中国已经建立较为完整的粮食储备体系,但我们还是要从最坏处着想,对于可能发生的极端干旱作充分的准备,积极备荒。因此,要坚持实行最严格的耕地保护制度,坚守1.2亿hm2耕地红线不动摇。加强江河治理、水源工程建设、灌区续建配套与节水改造、中低产田改造等,解决好中国粮食安全面临的用水问题。进一步完善中央战略专项储备与调节周转储备相结合、中央储备与地方储备相结合、政府储备与企业商业最低库存相结合的多元化粮油储备调控体系。完善粮食省长负责制,增强粮食主销区省份保障粮食安全的责任。改进储存技术,鼓励储粮于民、储粮于地。(2)建立地下水战略储备。水是重要的战略资源,直接关系到经济社会发展和国家的安全利益。因此,水资源储备应与粮食储备一样提到安全战略高度。当遭遇极端干旱时,可用的地表水资源和浅层地下水往往已经消耗殆尽,此时,深层地下水显得尤为重要,可用以维持大旱期间基本的生活与生产用水需求。在北方地区首先要停止地下水过度开采,逐步恢复地下水水位,设置地下水水位保护红线,形成“地下水银行”[17]。在平时不允许水位低于红线,干旱期过后要迅速恢复水位。南方地区除了加强地表水利工程建设外,还应根据社区人口与环境状况,提前勘测地下水源,建好取水口,平时封存不动,避免大旱期间临时找水、打井的被动应急局面。
2.5干旱灾害风险适应战略
任何地区都可能面临干旱灾害风险,但考虑到各地的自然禀赋、社会经济发展等条件的不同,长期来看,一些地区的干旱灾害风险要高于另一些地区。对于这些地区而言,更应该对自身进行调整,主动采取适应性对策。因此,在干旱灾害风险适应战略中,特别强调以下两个方面。(1)优化产业结构布局。中国很多地区在确定经济结构、产业布局和发展规模时,常常缺乏对干旱缺水因素的考虑,未做到因水制宜、量水而行,影响经济社会可持续发展。因此,必须从各地水资源和水环境的承载能力出发,进行经济结构和产业布局的调整和优化,降低干旱灾害脆弱性。水资源缺乏的北方地区要调整产业结构,发展低耗水产业,适当减少粮食生产,从区外调入部分粮食,扭转目前南北粮食生产与水资源结构失衡的局面。特别是西北地区,第一产业比重高,大量的水资源消耗在粮食生产上,不利于解决该地区以水资源问题为核心的经济社会和生态环境问题。这些地区应优化产业结构,输出高效益水资源商品,输入当地没有足够水资源生产的粮食产品,以物流代替水流,与跨流域调水相结合,通过贸易的形式最终解决水资源短缺和粮食安全问题。对于严重缺水地区,要严格限制高耗水、高污染行业发展,限制盲目开荒和发展灌区。(2)提高用水效率效益。中国水资源管理相对比较粗放,用水效率和效益比较低。农田灌溉水有效利用系数为0.48,低于发达国家的0.7~0.8,农业单方水的生产能力为0.95kg左右,比发达国家低得多。工业万元产值用水量90多m3,是发达国家的3~7倍;工业用水重复利用率约52%,而发达国家可达80%。在全国七大流域中,有近50%的河段受到不同程度的污染,其中10%的河段污染极为严重,已丧失了水体应有的功能,75%的城市河段已不适宜作为饮用水源。因此,要建立科学合理的用水和消费模式,建立充分体现水资源紧缺状况、有利于促进节约用水的水价体系,制定取用水总量控制指标体系,完善行业用水定额,明确用水效率控制性指标,建立水功能区限制纳污制度,发展节水型农业、工业和服务业,提高水资源的利用效率和效益。农业方面,优化作物种植结构,加强田间用水的管理,推广田间节水技术,改变大水漫灌的方式,因地制宜发展高效节水农业、旱作农业和生态农业。工业方面,制定和落实有关激励与约束政策,引导和促进工业节水,改进生产工艺,推行清洁生产,严格控制入河湖排污总量。城市生活方面,加强城市用水管理,加强管网改造,减少“跑冒滴漏”,加大生活节水器具的推广使用,提高再生水利用率。3结语(1)北方地区尤其是西北地区干旱灾害的危险性相对较大,东南沿海地区次之,长江以南地区最小。在全球气候变化的背景下,洪水、干旱等极端事件可能发生更加频繁,降水的空间分布随机性也可能更加明显。(2)干旱灾害脆弱性包括“先天性干旱灾害脆弱”和“后天性干旱灾害脆弱”,其中“先天性干旱灾害脆弱”主要表现为地形地貌限制、天然降水限制、水土资源限制等,“后天性干旱灾害脆弱”主要表现为经济社会水平限制、认识观念水平限制、管理体制机制限制、应急抗旱能力限制、抗旱保障能力限制等。一般而言,孕灾环境的脆弱性越高,干旱灾害风险就越大。干旱灾害脆弱性的高低具有“放大”或“缩小”灾情的作用,同时也能客观反映人类对干旱灾害应付、缓冲和恢复能力的差异。(3)中国目前的干旱管理模式总体上还是应急管理模式,即危机管理模式。本文构建的干旱灾害风险管理战略框架,包括干旱灾害风险评估战略、干旱灾害风险控制战略、干旱灾害风险处置战略、干旱巨灾风险回避战略和干旱灾害风险适应战略,贯穿于干旱发生发展的全过程,目的是要积极地预防和降低干旱灾害风险,推进干旱灾害风险管理进程。
作者:屈艳萍 吕娟 苏志诚 单位:中国水利水电科学研究院防洪抗旱减灾研究所 水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中