旱災風險評估的初步理論框架*

金菊良，酈建強，周玉良，費振宇，蔣尚明，袁瀟晨，何 君

（1.合肥工業(yè)大學土木與水利工程學院，安徽合肥230009；2.合肥工業(yè)大學水資源與環(huán)境系統(tǒng)工程研究所，安徽合肥230009；

3.北京理工大學能源與環(huán)境政策研究中心，北京100081；4.水利部水利水電規(guī)劃設計總院，北京100011；

5.安徽省·水利部淮河水利委員會水利科學研究院，安徽省水利水資源重點實驗室，安徽蚌埠233000；6.北京師范大學環(huán)境學院水環(huán)境模擬國家重點實驗室，北京100875）

旱災風險評估的初步理論框架*

金菊良1，2，3，酈建強4，周玉良1，2，費振宇1，2，蔣尚明5，袁瀟晨3，何 君6

（1.合肥工業(yè)大學土木與水利工程學院，安徽合肥230009；2.合肥工業(yè)大學水資源與環(huán)境系統(tǒng)工程研究所，安徽合肥230009；

3.北京理工大學能源與環(huán)境政策研究中心，北京100081；4.水利部水利水電規(guī)劃設計總院，北京100011；

5.安徽省·水利部淮河水利委員會水利科學研究院，安徽省水利水資源重點實驗室，安徽蚌埠233000；6.北京師范大學環(huán)境學院水環(huán)境模擬國家重點實驗室，北京100875）

旱災風險評估是定量認識旱災風險機理、科學防控旱災風險的重要基礎性研究，在旱災風險管理理論與實踐中具有重要意義。根據(jù)旱災風險的形成機制，在旱災風險評估基本概念分析的基礎上，提出并系統(tǒng)地闡述了由旱災致災因子危險性、承災體的災損敏感性、暴露和抗旱能力組成的旱災風險系統(tǒng)。在此系統(tǒng)結構基礎上提出了旱災風險評估方法論和旱災風險評估理論模式，進而建立了由致災因子危險性分析、承災體脆弱性分析、旱災損失風險分析、旱災風險評價、旱災風險決策分析方法組成的旱災風險評估方法體系，以及由干旱頻率與旱災損失關系曲線圖、干旱頻率空間分布圖、旱災損失空間分布圖、與旱災風險有關的致災因子危險性分布圖等各種專題圖、旱災風險區(qū)劃圖組成的旱災風險評估應用模式體系。由上述旱災風險系統(tǒng)結構、旱災風險評估方法論和理論模式、旱災風險評估方法體系和應用模式體系組成旱災風險評估的初步理論框架，該理論框架在其它自然災害風險評估中具有參考應用價值。

旱災風險評估；理論框架；旱災風險系統(tǒng)；方法論；理論模式；應用模式

若干旱在大范圍內(nèi)長時間持續(xù)不斷，則可能出現(xiàn)大規(guī)模糧食絕收、水源急劇短缺，生態(tài)環(huán)境惡化，人民失去生存條件等惡劣情況，引發(fā)嚴重社會問題，產(chǎn)生干旱災害（簡稱旱災）。旱災是全球普遍發(fā)生的，易引發(fā)貧困和社會不穩(wěn)定的重要氣象水文災害，自古以來也是中國重大自然災害之一［1－3］。由于東南和西南夏季風氣候的不穩(wěn)定性，尤其是夏威夷高壓勢力的大小及位置的變動性，降水量及其季節(jié)、年際變化大，導致中國旱災發(fā)生范圍廣、頻次高、持續(xù)時間長，不僅在干旱、半干旱氣候區(qū)發(fā)生，在濕潤、半濕潤氣候區(qū)也有旱災發(fā)生，主要分布在黃淮海干旱區(qū)、東北干旱區(qū)、西南地區(qū)、華南地區(qū)、內(nèi)蒙古自治區(qū)、西藏自治區(qū)、長江中下游地區(qū)［4－8］。據(jù)統(tǒng)計，秦朝至清代2 133年間，全國較大旱災平均每年發(fā)生1.34次；公元前206年至1949年，全國發(fā)生較大旱災1 056次，平均每兩年發(fā)生一次，如1928－1929年陜西大旱，陜西全境共940萬人受災，死亡達250萬人，逃者40余萬人［1］。由于濕潤、半濕潤氣候區(qū)人口稠密、城市眾多、經(jīng)濟發(fā)達，受到偶發(fā)性干旱的影響時，就會形成重大災情，故也是中國旱災嚴重的地區(qū)。作為干旱災害科學、技術和管理科學重要組成部分的旱災風險評估，是定量認識旱災風險的有效途徑，是旱災風險控制和管理的前提和基礎，也是制定防治旱災對策、規(guī)劃防治區(qū)域、實施防治措施，以及優(yōu)選防災項目、進行項目管理的基礎。準確的旱災風險評估是旱災風險管理的決策依據(jù)，是防旱抗旱的基礎環(huán)節(jié)，也是社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的迫切需要，具有重要的理論意義和應用價值［2，9－11］。隨著人口和經(jīng)濟的不斷增長，旱災發(fā)生頻度和成災強度呈增加趨勢。盡管國內(nèi)外旱災研究歷史久遠，但有關旱災風險研究則是近50年才興起的一個新領域，目前的旱災風險評估理論和方法研究仍較為薄弱，迄今遠未形成完整的體系［1－3，7－10］，特別是缺乏具有系統(tǒng)性和可操作性的旱災風險評估的理論框架。為此，本文在提出旱災風險系統(tǒng)的基礎上，從方法論角度論述旱災風險評估的基本概念，進而探討旱災風險評估的理論框架的基本內(nèi)容，在旱災風險管理理論和實踐［12］中具有重要意義。

1 旱災風險評估的基本概念

旱災風險評估中的基本概念有干旱、旱災、旱災風險、旱災風險評估，它們各自具有豐富的內(nèi)涵和外延。

1.1 干旱

由于干旱成因復雜、影響因素繁多，目前的干旱定義尚沒有統(tǒng)一。隨著不同時期人們對干旱認識的不斷加深，干旱的定義亦在不斷發(fā)展［10］：1894年Abbe認為干旱是長期缺雨的累積結果；1954年美國國家海洋和大氣管理局認為干旱是嚴重和長時間降水短缺；1986年世界氣象組織定義干旱是一種持續(xù)的、異常的降水短缺；2003年美國氣象學會理事會認為干旱是一個地區(qū)的供水量遠小于該地區(qū)的平均水平，并將干旱劃分為氣象干旱、農(nóng)業(yè)干旱、水文干旱與社會經(jīng)濟干旱四種類型；2005年聯(lián)合國國際減災戰(zhàn)略機構認為干旱通常是指在一個季度或者更長時期內(nèi)，由于降水嚴重缺少而產(chǎn)生的自然現(xiàn)象；2008年水利部《旱情等級標準》［13］定義干旱是因降水減少，或入境水量不足，造成工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城鄉(xiāng)居民生活用水需求得不到滿足的供水短缺現(xiàn)象。目前被國際權威機構、政府部門和眾多學術團體相對普遍采納，引用次數(shù)較多的干旱定義主要源于美國氣象學會的概念［14］：干旱是一段時間內(nèi)異常的干燥天氣，引發(fā)了足夠長時間的缺水，在受影響地區(qū)造成了嚴重的水文不平衡。綜上所述，干旱可定義為在某地理范圍內(nèi)因降水、徑流、土壤蓄水、地下水等水循環(huán)過程中自然供水源在一定時期持續(xù)少于長期平均水平，導致河流、湖泊、土壤或者地下含水層中水分虧缺的自然現(xiàn)象。在自然災害系統(tǒng)論中，稱干旱為致災因子，可用降水、徑流、土壤蓄水或地下水距離長期平均水平的累積值（干旱強度）及該累積值的空間分布（干旱面積）、時間分布（干旱歷時）等特征變量來定量描述，主要有氣象干旱、水文干旱。

干旱是全球普遍存在、持續(xù)時間長、影響廣泛的一類自然現(xiàn)象，其形成主要受氣象、水文、下墊面條件等多種因素的影響。由于不同時期氣溫、風速、相對濕度、蒸發(fā)能力、降水分配等氣候條件的不同，在人類活動和下墊面變化的影響下，某一具體時段內(nèi)的降水量比多年平均降水量顯著偏少，而氣溫、風速的變化使得蒸發(fā)能力顯著加強，從而導致某地理范圍內(nèi)的水分支出大于水分收入，引起地表徑流減少，河道流量、入庫流量減少，地表入滲和地下水補給減少，土壤含水量減少等一系列的干旱現(xiàn)象?？捎媒邓?、河道流量、土壤含水量和地下水等指標定量研究干旱現(xiàn)象［11］。

1.2 旱災

旱災是干旱發(fā)展到一定程度后導致供水水源匱乏，并對作物和植被正常生長、人類正常生活和生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境正常功能造成不利影響、產(chǎn)生危害的事件，是各種自然因素與社會因素綜合作用的結果，屬于水文氣象災害。旱災的風險源（降水、徑流、土壤水、地下水等自然水源虧缺這一致災因子）在自然，旱災的承受者都為人類社會和與人類社會關系密切的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)（稱為承災體，主要包括人口、財產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境），旱災的載體（傳遞風險源而使風險承受者蒙受損失的各種孕災環(huán)境因素）既有自然環(huán)境因素又有社會環(huán)境因素，所以旱災既有復雜的自然屬性，又有明顯的社會屬性，旱災是自然屬性因素與社會屬性因素相互作用的結果［1－3，7－9，15］，干旱發(fā)生及其危及人類社會的嚴重程度，取決于自然因素的變異程度和人類社會承受或適應自然環(huán)境變化的能力大?。?］。從系統(tǒng)論的角度看，旱災是由致災因子、承災體、防災減災措施、孕災環(huán)境（系指與干旱致災因子，承災體和防災減災措施相關聯(lián)的其它外部要素的集合，包括由大氣圈、水圈、生物圈、巖石圈、物質(zhì)文化圈所組成的、孕育產(chǎn)生旱災的綜合地球表層環(huán)境，例如影響干旱致災因子、承災體和防災減災措施的各種大氣、水文、下墊面和人文環(huán)境因素）［16］這四類要素相互作用導致旱災損失（災情）形成的典型復雜系統(tǒng)，稱之為旱災系統(tǒng)，這系統(tǒng)四要素在旱災的形成過程中缺一不可，它們都是形成旱災的必要條件。旱災致災因子與氣象、水文、下墊面條件等自然屬性因素有關；承災體與區(qū)域的社會、經(jīng)濟發(fā)展等社會屬性因素及其生態(tài)環(huán)境因素有關；防災減災措施是人類社會用于應對干旱不利影響所采取的方針、政策、技術、方法和行動的總稱，包括抗旱備用水源、蓄引提調(diào)工程等工程性防災減災措施，以及旱災監(jiān)測預警、防御、緊急救援和災后恢復重建等非工程性防災減災措施；孕災環(huán)境是影響致災因子、承災體和防災減災措施的自然環(huán)境和人文環(huán)境，它與由大氣圈、水圈、生物圈、巖石圈中各種自然屬性因素（如大氣環(huán)流、天氣系統(tǒng)、流域水系、植被條件、地形地貌、土地利用類型等），以及物質(zhì)文化圈中各種社會屬性因素（如人口分布、經(jīng)濟密度等）有關。致災因子和承災體是產(chǎn)生旱災的必要條件，防災減災措施是減輕旱災的必要條件，孕災環(huán)境是影響致災因子、承災體和防災減災措施的背景條件，任何一個區(qū)域的旱災，都是這四個要素綜合作用的結果。旱災系統(tǒng)具有成因復雜性、多樣性、周期性、區(qū)域性、關聯(lián)性、不可避免性和可減輕性等顯著特征［17］。區(qū)域旱災系統(tǒng)論是將旱災作為干旱致災因子、承災體、孕災環(huán)境和防災減災措施相互聯(lián)系、相互作用的地球表層變異復雜系統(tǒng)［16］來研究，它是旱災風險評估的重要理論基礎。

由于中國的季風氣候不穩(wěn)定、山區(qū)面積廣、地貌類型復雜多樣，長期以來中國大范圍的旱災頻繁發(fā)生，不僅在干旱、半干旱氣候區(qū)發(fā)生旱災，在濕潤、半濕潤氣候區(qū)也有發(fā)生，并且由于后者人口稠密、城市眾多、經(jīng)濟發(fā)達，受到偶發(fā)性干旱的影響時，就會形成重大的災情，是中國旱災嚴重的地區(qū)。中國旱災發(fā)生范圍廣、頻次高、持續(xù)時間長，一直是制約經(jīng)濟社會發(fā)展的主要因素。干旱會誘發(fā)農(nóng)作物病蟲害、土地退化等一連串的次生災害，這種現(xiàn)象稱為旱災的連發(fā)性或干旱災害鏈［16］。

1.3 旱災風險

目前普遍認為，風險是不利事件未來發(fā)生的可能性和不利事件所導致的損失［18－20］這兩要素組成的系統(tǒng)，其中不利事件、不利事件未來發(fā)生的可能性、不利事件所導致的損失是風險的三要素，最核心的風險要素是不利事件所導致的損失。探討不利事件所導致的損失過程的動力學特性是風險研究的重要任務。值得指出的是，危險（Danger）、危險性（Hazard）和風險（Risk）三者是不相同的，危險是指不利事件，危險性是指不利事件發(fā)生的可能性分布函數(shù)，而風險是指不利事件未來發(fā)生的可能性分布函數(shù)和不利事件所導致?lián)p失的可能性分布函數(shù)的總稱，其中不利事件所導致?lián)p失的可能性分布函數(shù)這一不確定性特征是風險的本質(zhì)特征［20－21］。從危險經(jīng)危險性到風險，反映了人類對風險世界認識的不斷深化和提高過程［19－21］。風險就是指各種不確定性因素給研究對象系統(tǒng)未來產(chǎn)生損失的可能性分布，災害風險就是指致災因子事件未來發(fā)生及其導致?lián)p失的可能性［21－22］，屬于統(tǒng)計預測范疇。例如，可以把自然災害風險定義為由自然災害系統(tǒng)自身演化而導致未來損失的不確定性［2］。根據(jù)區(qū)域災害系統(tǒng)理論的觀點，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(chǎn)生旱災，只有當干旱發(fā)展到一定程度之后對承災體才會產(chǎn)生旱災損失。這個產(chǎn)生旱災損失的干旱程度閾值，與承災體的抗旱能力（適應性）有關。在旱災風險的形成過程中孕災環(huán)境處于重要地位，它不僅會通過抗旱能力影響旱災損失的產(chǎn)生與否，也會影響旱災損失規(guī)模對于干旱規(guī)模的敏感性。災損敏感性和抗旱能力（適應性）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，把處于致災因子不利影響范圍之內(nèi)的這些承災體要素及其分布統(tǒng)稱為暴露，它是致災因子（風險源）與承災體（風險源的作用對象）在孕災環(huán)境中相互作用的影響場［23］。由風險源，經(jīng)影響場，到風險源的作用對象，構成了風險形成的一幕幕場景（情景）［23］?？梢姡┞对陲L險形成中十分重要。災損敏感性、暴露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，把這三個特性統(tǒng)稱為承災體的脆弱性，其中災損敏感性、暴露組成承災體的易損性。承災體的脆弱性是旱災風險產(chǎn)生的必要條件，是由干旱演變?yōu)楹禐膿p失的中間轉換環(huán)節(jié)。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(jīng)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，干旱發(fā)生（反映自然屬性）和旱災損失（反映社會屬性）的不確定性是形成旱災風險的主要原因，旱災風險是干旱發(fā)生及造成損失的可能性或不確定性，是旱災的風險源、影響場、作用對象綜合作用的結果，因此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、干旱未來發(fā)生的可能性、干旱所導致的損失是旱災風險的三要素［21］。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(zhì)特征，其中旱災損失的可能性是由干旱發(fā)生的可能性經(jīng)過承災體的脆弱性轉換間接得到的，不是旱災損失本身的統(tǒng)計特性。旱災風險若沒有特別說明，一般系指旱災損失風險。例如因旱造成的經(jīng)濟損失的超越概率分布可定義為旱災風險，它可在一定程度上間接反映干旱發(fā)生的可能性經(jīng)承災體的脆弱性轉換得到的旱災經(jīng)濟損失的可能性分布。

旱災風險的特征由風險的自然屬性、社會屬性及其相互作用所決定，是風險的本質(zhì)及其發(fā)生規(guī)律的外在表現(xiàn)，具體表現(xiàn)為：①旱災風險的不確定性，這是緣于旱災的風險源、影響場、作用對象均具有不確定性。②旱災風險的確定性，在給定抗旱能力條件下一定強度的干旱導致的特定承災體的損失（即承災體的易損性）是確定的。③旱災風險的動態(tài)性，致災因子危險性、承災體的脆弱性一般是動態(tài)變化。④旱災風險的可規(guī)避性。通過提高抗旱能力，可降低或規(guī)避旱災風險。⑤旱災風險的傳遞性，包括2類傳遞性，一是內(nèi)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，就是從一種旱災向其他災害傳遞的特性。

根據(jù)風險的基本定義［22］，旱災風險可表達為：

式中：R為旱災風險（Risk）函數(shù)；P為干旱事件發(fā)生的可能性（Probability），與旱災損失無關；C為因干旱所導致的可能不利后果（Consequences），包括直接損失、間接損失等可定量的不利影響，以及不可定量的不利影響（如功能損壞、宏觀影響等），常按行業(yè)劃分，通常包括人飲、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、牧業(yè)、生態(tài)等不利影響。式（1）也稱旱災風險曲線，可通過一系列因旱損失的情景模擬得到。

從自然災害風險的形成機理出發(fā)［23］，旱災風險可表達為：

式中：R為旱災風險函數(shù)，即旱災損失的可能性分布函數(shù)；H為致災因子危險性，即干旱強度發(fā)生的可能性分布函數(shù)；V為承災體脆弱性，即一定抗旱能力條件下的各干旱強度與各旱災損失之間的定量關系［24－25］?？梢姡剑?）滿足自然災害風險的基本定義和特性，是式（1）的特例。旱災風險函數(shù)R離原點越近，則表示風險越低，因此旱災風險函數(shù)R既可表示不同區(qū)域不同抗旱能力條件下的風險水平，也可表示同一區(qū)域不同抗旱能力條件下的風險水平。

1.4 旱災風險評估

旱災風險評估就是通過識別和分析研究地區(qū)尚未發(fā)生的干旱及其出現(xiàn)的概率、可能產(chǎn)生的損失后果，估計研究地區(qū)干旱發(fā)生的可能性分布函數(shù)和旱災損失的可能性分布函數(shù)，確定旱災風險級別，以及決定哪些旱災風險需要防控和如何從減輕旱災風險行動方案集中選擇最優(yōu)方案的動態(tài)過程。旱災風險評估既是旱災風險的診斷過程（風險識別、暴露評估、災損敏感性分析、抗旱能力評估、風險評價），也是旱災風險決策過程的有機組成部分。它是把致災因子危險性與脆弱性緊密聯(lián)系起來的重要途徑，是風險評估技術在旱災中的具體應用，其核心內(nèi)容是可能產(chǎn)生的損失的估算，其目的是為風險決策提供科學依據(jù)。它是旱災管理實現(xiàn)“預防為主、關口前移”的一項系統(tǒng)性、專業(yè)性、科學性和綜合性很強的定量認識旱災風險機理、科學防控旱災風險的重要基礎性工作，也是旱災風險管理中的核心環(huán)節(jié)。在人類無法控制旱災發(fā)生甚至尚不能完全準確地對旱災進行預報的條件下，通過旱災風險評估，可以編制不同時空長度的旱災風險分布圖，辨識高風險區(qū)和季節(jié)，不但可為各級政府更有效地指導旱災防控工作，從而為減少旱災損失提供科學依據(jù)，而且也可更有效地對旱災的發(fā)生進行早期預警，進而更明確地指導各級政府的旱災防控工作；同時對于各級政府編制、完善與實施旱災應急預案、增強對旱災應急管理能力、提高對旱災應急求助管理的科學性等，也具有極為重要的參考意義［1－3，7－9］。

旱災風險評估的理論基礎是旱災風險系統(tǒng)的不確定性，主要包括隨機不確定性和模糊不確定性。隨機不確定性包括干旱和旱災發(fā)生的隨機性、旱災損失的隨機性，這些隨機性說明用概率統(tǒng)計作為旱災風險評估的理論基礎是可行的和有效的。模糊不確定性包括旱災風險形成過程中各環(huán)節(jié)的概念外延的認識方面的模糊性，這些模糊性說明用模糊集理論作為旱災風險評估的理論基礎也是可行的和有效的。也有研究將隨機性與模糊性統(tǒng)一為可能性，用模糊風險、可能性風險研究災害風險評估［20］。此外，系統(tǒng)科學、信息科學、智能科學也是對這個理論基礎的重要支撐［21，26］。旱災風險評估強調(diào)對各種不確定性因素進行定性分析和定量計算研究，這些不確定性因素的主要來源有：①旱災風險系統(tǒng)本身的不確定性，例如區(qū)域致災因子發(fā)生過程的不確定性、區(qū)域承災體要素的不確定性；②旱災風險評估模型結構選擇的不確定性；③旱災風險評估模型參數(shù)估計的不確定性，這主要是由于數(shù)據(jù)資料的不完備；④旱災風險評估模型的輸入、輸出不能確切測度和預知，以及旱災風險模型運行后參數(shù)的變化所引起的不確定性，干旱事件抽樣的不確定性，人們認識上的其他不確定性［27］。

2 旱災風險評估對象－旱災風險系統(tǒng)的形成機制及其結構

2.1 旱災風險系統(tǒng)的形成機制

從系統(tǒng)工程的角度看，旱災風險可作為一個系統(tǒng)。根據(jù)自然災害系統(tǒng)理論和自然災害形成機制［16，22］，從旱災風險形成機理角度，旱災風險是致災因子危險性（即干旱強度及其發(fā)生頻率）、承災體的暴露（承災體在時間和空間上與致災因子的一種重合、接觸）、承災體的災損敏感性和抗旱能力這四個要素相互聯(lián)系、相互作用下形成的復雜動力學系統(tǒng)，稱為旱災風險系統(tǒng)：

式中：R為旱災風險函數(shù)；H為致災因子危險性，系指干旱的程度、規(guī)模及其發(fā)生的可能性；V為承災體的災損敏感性，系指干旱強度與旱災損失之間的函數(shù)關系，反映了承災體受干旱不利影響的敏感程度，例如水稻的災損敏感性就是指水稻不同生育期的干旱強度與水稻減產(chǎn)率之間的函數(shù)；E為承災體的暴露，系指孕災環(huán)境中可能受干旱影響并產(chǎn)生損失的承災體數(shù)量、價值及其時空分布；A為抗旱能力，系指研究地區(qū)在某一具體歷史發(fā)展階段下，以可預見的技術、社會經(jīng)濟發(fā)展水平為依據(jù)，人類為保證自身生存、維持正常生活生產(chǎn)秩序而具有的防御、減輕某種程度干旱缺水影響的水平，包括對降水、徑流、土壤蓄水、地下水等水循環(huán)過程中各種水分虧缺的各種減輕措施，可將干旱期間研究區(qū)域各種水源可提供的水量滿足各行業(yè)需水的程度作為抗旱能力測度指標，抗旱能力反映區(qū)域不發(fā)生旱災的最大干旱程度的抵御水平，反映抵御多大等級的干旱、可抗多少年一遇的干旱［28－29］。承災體的災損敏感性只是承災體被動地遭受干旱打擊時所反映出的可能受損的容易程度，而抗旱能力反映了作為承災體一部分的人類應對干旱的主觀能動性。承災體的災損敏感性和暴露統(tǒng)稱為承災體易損性，承災體易損性和抗旱能力統(tǒng)稱為承災體脆弱性。承災體脆弱性的大小由承災體的災損敏感性、暴露和抗旱能力這三因素相互作用所決定，這種脆弱性既包括干旱對承災體的易損程度，也包括降低旱災風險的所有可獲得的抗旱能力的集合［1，17，22］。旱災風險系統(tǒng)的這四個要素中任一要素的變化，都會導致旱災損失及其可能性的變化、產(chǎn)生不同的旱災風險，所以理論上這四個要素均可成為風險控制和管理對象。一般而言，很難通過降低旱災致災因子危險性來降低旱災風險，而通過降低承災體的災損敏感性、暴露，或提高抗旱能力來降低旱災風險，則是非常現(xiàn)實可行的、也是很有效的途徑。

旱災風險系統(tǒng)具有客觀性和普遍性、隨機性和模糊性、時間和空間變化性等豐富的重要特征［22］，對旱災風險系統(tǒng)進行動力學的研究基本上仍限于數(shù)值解狀態(tài)，目前主要體現(xiàn)在旱災風險系統(tǒng)各子系統(tǒng)的模糊關系及其合成的解析上，把干旱發(fā)生的可能性轉換為旱災損失的可能性［2，15，23，30－33］，而對旱災風險系統(tǒng)解析解的研究尚需做大量的受旱情景實驗［16］。深入、系統(tǒng)探討旱災風險系統(tǒng)的形成機制、掌握旱災風險發(fā)生和變化規(guī)律，需要綜合應用地球系統(tǒng)科學、災害學、風險分析的理論和方法。

2.2 旱災風險系統(tǒng)的結構

通過致災因子危險性與承災體脆弱性的合成［30－31］，就可得到旱災損失的可能性分布函數(shù)，即旱災損失風險，它反映了特定頻率干旱強度所導致的可能損失。從系統(tǒng)組成和旱災風險系統(tǒng)的形成機制角度看，由致災因子危險性、承災體脆弱性和旱災損失風險三者及其關系組成了旱災風險系統(tǒng)的結構。其中，致災因子危險性、承災體脆弱性和旱災損失風險分別為旱災風險系統(tǒng)的輸入、轉換和輸出，換言之，旱災損失風險是干旱風險這一系統(tǒng)輸入，經(jīng)承災體脆弱性這一系統(tǒng)轉換作用后，所得到的系統(tǒng)輸出。

3 旱災風險評估方法論與理論模式

3.1 旱災風險評估方法論

旱災風險評估方法論的內(nèi)涵就是處理旱災風險評估問題的一般方法，它通常以框架形式展開為處理某旱災風險評估問題的一般步驟序列，其本質(zhì)就是它的通用性［26］。旱災風險評估方法論的外延既包括處理旱災風險評估問題的通用方法，也包括能適用于多種旱災風險評估問題的某具體方法。從方法論到具體方法的展開過程稱為方法的模型化過程，從具體方法到方法論的抽象過程稱為方法的框架化過程［26］。根據(jù)自然災害風險分析的基本原理［23，32－33］，旱災風險評估方法論就是把干旱風險，經(jīng)過承災體脆弱性，轉換到旱災損失風險的一般過程，即：①確定某給定時間、給定空間的研究地區(qū)干旱強度的可能性分布函數(shù)，即干旱風險；②確定在一定抗旱能力條件下各干旱強度與承災體系統(tǒng)各種破壞程度之間一一對應的定量關系；③確定承災體系統(tǒng)各種破壞程度與各種損失之間一一對應的定量關系；④綜合上述的①～③，得到某給定時間、給定空間的研究地區(qū)在一定抗旱能力條件下旱災損失的可能性分布函數(shù)，即旱災損失風險。其中承災體脆弱性是把干旱風險與旱災損失風險聯(lián)系起來的中間環(huán)節(jié)。

3.2 旱災風險評估理論模式

根據(jù)旱災風險評估方法論，參照自然災害風險評估基本模式［23，30，32－33］，可得旱災風險評估的一個基本理論模式為：

式中：A為抗旱能力；R為一定抗旱能力條件下的旱災風險（即旱災剩余風險）函數(shù)；H為描述致災因子危險性函數(shù)族；V為描述在一定抗旱能力條件下承災體易損性函數(shù)族；°為合成規(guī)則族，包括各種暴露情景。旱災風險由致災因子危險性、一定抗旱能力條件下承災體易損性這兩因素決定。式（4）的旱災風險評估思想，就是建立致災因子危險性函數(shù)、承災體易損性函數(shù)，確定這些函數(shù)的合成規(guī)則，并用致災因子危險性函數(shù)與承災體易損性函數(shù)的合成來表征旱災損失風險。顯然，該基本理論模式與聯(lián)合國人道主義事務部的風險定義是一致的［22，34］。例如，取H為干旱強度可能性分布函數(shù)P（M），V為抗旱能力A條件下各干旱強度與各旱災損失之間的函數(shù)關系C（M，A），°為函數(shù)復合運算，則R（A）為在抗旱能力A條件下旱災損失可能性分布函數(shù)P（C，A），P（C，A）就是在抗旱能力A條件下的旱災損失風險曲線。

根據(jù)式（4），旱災風險評估理論模式目前主要有如下三類。

（1）基于旱災損失風險構成要素的旱災損失風險指數(shù)評估模式。給出了干旱強度的可能性分布函數(shù)和旱災損失的可能性分布函數(shù)，就有了關于旱災風險定量計算所需要的全部信息，從而可以仔細研究旱災風險。但有時為了從宏觀上比較不同地區(qū)干旱風險或旱災損失風險，或為了進行簡單的描述，或因認識水平和資料限制這些基于旱災損失風險形成機制的可能性分布難以獲取，在實際應用中也常常用歸納旱災損失風險構成要素來宏觀地描述風險［17，22，35］。從災害風險系統(tǒng)的角度出發(fā)，按照聯(lián)合國所提出的“R（風險）＝H（危險性）×V（脆弱性）”的思想，根據(jù)致災因子（干旱）危險性、承災體災損敏感性、承災體暴露和抗旱能力（防災減災能力）的風險評估指標體系，采用系統(tǒng)綜合評價方法［26］進行旱災風險評估：

式中：R（Risk）是旱災風險度值（［0，1］上的歸一化值）；H（Hazard）是致災因子危險性；V（Vulnerability）是承災體災損敏感性；E（Exposure）是承災體暴露；A（Resistance）是抗旱能力。該評估模式的優(yōu)點是：①通過旱災風險指標篩選、指標體系構建、指標體系的要素權重確定，計算旱災風險指數(shù)，可反映造成不同旱災風險的各因素的影響程度大小，該風險評估立足于旱災風險大小和旱災風險結構要素之間的層次性和關聯(lián)性，利于成因分析，在反映由于要素變化導致風險時空格局演變方面具有重要的指示意義［2］，例如災害風險指數(shù)國際研究計劃（DRI）［22］。這是一種歸納推理模式。②數(shù)據(jù)資料要求低、方法簡便，能反映區(qū)域風險的整體宏觀狀況，故目前被廣泛應用。③適用于災害風險初步評估和快速評估、大中空間尺度的風險評估，以及數(shù)值數(shù)據(jù)資料難以獲取的風險評估［17，31］。在利用地理信息系統(tǒng)對H，V，E和A進行空間疊加以獲得旱災風險的空間分布特征時，應在干旱發(fā)生的同一重現(xiàn)期下進行疊加。該模式存在的主要不足是：①不能直接反映風險的內(nèi)涵，不能反映旱災系統(tǒng)的不確定性，其計算結果本身一般不具有明確的物理意義。②旱災風險指數(shù)值為依賴于評估者經(jīng)驗的相對結果，是一類半定量的研究結果，不易從時間和空間尺度上進行旱災風險高低的絕對比較，也無法模擬旱災風險復雜系統(tǒng)的不確定性與動態(tài)過程。③在建模方法和模型因子選擇以及模型因子權重的確定等方面，均不可避免地帶有主觀任意性［2，17，22］。

（2）基于歷史旱災損失頻率分析的旱災損失風險曲線評估模式，即從旱災損失結果出發(fā)，根據(jù)研究區(qū)域的歷史旱災損失序列，采用旱災損失序列的頻率分析方法，估計旱災損失的可能性分布，以不同損失的概率水平反映旱災風險。該方法的優(yōu)點是：①歷史旱災損失是承災體遭遇一定強度干旱時的損失程度，反映了旱災風險系統(tǒng)（致災因子危險性、承災體的災損敏感性、承災體的暴露和抗旱能力）實際演化的結果，可認為這些歷史旱災損失的統(tǒng)計特征在未來可重現(xiàn)［2］。這是一種相似推理模式，其評估原理簡潔。②歷史旱災損失序列資料豐富、演變過程復雜，能反映旱災風險的不確定性特征，計算簡便，易于從時間和空間尺度上進行比較。③歷史旱災損失指標用旱災損失率，則可以消除物價和GDP增長的因素。該模式的主要缺點是：①整個旱災損失系列是同一個隨機變量產(chǎn)生的樣本這一假設因受變化環(huán)境和承災體變化的影響而往往不盡合理、往往需要進行非一致性處理，長系列旱災損失數(shù)據(jù)難以獲得，無法反映造成旱災損失的不同因素的影響程度［36］。②評估結果是資料統(tǒng)計單元的區(qū)域整體風險，不能反映風險在區(qū)域內(nèi)的空間差異性，也不能反映旱災損失風險的物理成因過程。

（3）基于旱災損失風險成因過程的旱災損失風險曲線評估模式，即根據(jù)災害風險系統(tǒng)各要素相互作用機制和災害系統(tǒng)動力學機制，采用災損過程的統(tǒng)計、試驗和模擬方法建立干旱強度與旱災損失之間定量關系的承災體易損性曲線，通過致災因子發(fā)生概率情景和承災體社會經(jīng)濟變化情景的設置等災害情景過程模擬途徑［31，37－40］，建立在一定孕災環(huán)境條件下承災體損失風險與致災因子危險性和承災體脆弱性之間的關系，包括建立干旱頻率與一定抗旱能力下可能損失的定量關系，識別和繪制在不同抗旱能力情景下不同干旱頻率與可能損失之間的關系曲線，構建基于干旱不確定性與相應可能損失的旱災風險動態(tài)評估模型等內(nèi)容。這是一種演繹推理模式。用該評估模式可以從不同致災因子重現(xiàn)期、不同承災體發(fā)展階段、不同時空尺度的角度，來模擬從干旱發(fā)生、旱情發(fā)展、到災情（旱災損失）演進的全景變化過程，屬于情景模擬的災害風險動態(tài)評估范疇，適用于模擬變化環(huán)境下災害風險的不確定性和動態(tài)變化過程，是當前旱災風險評估研究的主要發(fā)展方向和前沿課題，而上述的（1）、（2）兩種評估模式則往往很難反映旱災風險系統(tǒng)的形成、演化機理，很難模擬旱災風險系統(tǒng)的各種不確定性，很難適應旱災風險系統(tǒng)的動態(tài)變化。

利用風險的基本表達式，根據(jù)對旱災事件的災害動力學過程認識，以物理模型、實驗手段、數(shù)學方法模擬災害發(fā)生環(huán)境及過程，從而找出致災因子強度、承災體脆弱性諸指標之間函數(shù)關系，建立干旱發(fā)生的可能性與一定抗旱能力下可能的不利影響（損失）之間的關系曲線，來定量評估旱災剩余風險。根據(jù)風險的基本表達形式可得到：

式中：R″為旱災風險；P″為干旱發(fā)生的可能性；C″為可能的不利影響（損失）。由式（6）可進一步得到：

式中：R′為旱災剩余風險；P′為干旱發(fā)生的可能性，可用干旱頻率反映；C′為一定抗旱能力下可能的不利影響，可用一定抗旱能力下可能引起的損失來反映。

當研究地區(qū)旱災損失與干旱發(fā)生同頻率時，旱災損失的可能性分布函數(shù)的推求過程可按照如下步驟進行：由干旱危險性函數(shù)（干旱頻率）可得到特定頻率的干旱過程；根據(jù)承災體脆弱性函數(shù)可得到該干旱過程所導致的可能損失，該損失對應于該特定頻率；同理，假設不同的干旱頻率，就可得到對應的不同的旱災損失，從而可得該地區(qū)旱災損失的可能性分布函數(shù)。而當研究地區(qū)旱災損失與干旱發(fā)生不具有同頻率時，旱災損失的可能性分布函數(shù)的推求過程十分復雜，在實際推求時可采用蒙特卡洛（Monte-Carlo）方法與脆弱性函數(shù)模型相結合的情景分析模擬方法，也就是用一個均勻隨機數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生與各干旱強度指標發(fā)生概率相同的隨機數(shù)，將其輸入承災體脆弱性函數(shù)模型進行模擬試驗，經(jīng)過反復多次試驗，可得各旱災損失模擬系列，根據(jù)這些模擬系列可求得各旱災損失的頻率分布，試驗次數(shù)越多，其頻率分布越接近于所求的可能性分布。上述推求旱災損失的可能性分布函數(shù)的兩種方法顯然是基于旱災損失成因過程進行的。

旱災風險評估預期綜合成果如圖1所示［22，40］。

圖1 旱災風險評估預期綜合成果示意圖

圖1反映了不同抗旱能力水平下，不同干旱發(fā)生頻率（重現(xiàn)期）與可能損失間的定量關系。在一定抗旱能力下，隨著干旱頻率的下降（干旱重現(xiàn)期的上升），相應的可能損失應呈現(xiàn)上升的趨勢；而在一定干旱頻率下，隨著抗旱能力的增強，相應的可能損失應呈現(xiàn)下降的趨勢。通過識別和繪制干旱頻率與一定抗旱能力下可能損失的關系曲線，可以從時間和空間尺度上進行旱災風險的動態(tài)評估，可進行不同地區(qū)、不同時期的旱災風險高低的絕對比較。

4 旱災風險評估方法體系與應用模式

4.1 旱災風險評估方法體系

根據(jù)上述旱災風險系統(tǒng)的形成機制分析，由致災因子危險性分析、承災體脆弱性分析和旱災損失風險分析、旱災風險評價、旱災風險決策5類方法構成旱災風險評估方法體系。

（1）致災因子危險性分析就是采用概率統(tǒng)計方法研究地區(qū)的干旱發(fā)生頻率分析，主要包括根據(jù)干旱成因機制識別影響該地區(qū)干旱危險性的主要干旱指標，判別干旱過程，提取干旱強度指標（干旱歷時、干旱烈度、受旱面積），運用頻率分析方法判別干旱發(fā)生頻率和重現(xiàn)期。由于干旱現(xiàn)象的復雜性和對社會影響的廣泛性，干旱指標的識別、選取應明確氣象、水文、農(nóng)業(yè)等方面的應用目的，應能準確地描述干旱的作用范圍和起止時間，應能反映降水、蒸散發(fā)、徑流、滲透、土壤蓄水、地下水等水源因素對研究區(qū)域水分狀況影響的物理機制［1］。致災因子危險性分析著重分析干旱強度和干旱發(fā)生頻率，干旱強度越大、發(fā)生的頻度越高，則致災因子危險性越高。致災因子危險性分析的關鍵技術有基于游程分析的干旱過程的識別、基于Copula函數(shù)的干旱發(fā)生頻率和重現(xiàn)期確定技術，以及模糊信息擴散方法等其他不確定性分析技術。

（2）承災體脆弱性分析就是采用試驗、解析、統(tǒng)計等方法建立各干旱強度與各旱災損失之間的定量關系，包括研究地區(qū)承災體的識別，承災體的災損敏感性、暴露和抗旱能力分析。承災體災損敏感性是指給定干旱危險區(qū)域人員、財產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境由于致災因子影響造成損失的程度，它綜合反映了自然災害的損失程度，其大小與物質(zhì)成分、結構及防災度有關。承災體暴露是指可能受干旱威脅的所有承災體的規(guī)模、價值及其分布，主要通過確定干旱影響范圍（風險區(qū)）、確定風險區(qū)內(nèi)暴露承災體要素、評價風險區(qū)內(nèi)暴露承災體要素得到?？购的芰κ侵秆芯康貐^(qū)在長期和短期內(nèi)應對旱災所采取的方針、政策、技術、方法、行動等的總稱，包括監(jiān)測預防能力、應急管理能力、減災投入、資源準備等。承災體脆弱性分析的關鍵技術有承災體災損敏感性分析、承災體暴露分析和承災體抗旱能力評估技術，以及基于災損曲線（易損性曲線）［23－24，31－32］的承災個體脆弱性評估、基于歷史災情數(shù)據(jù)判斷的區(qū)域脆弱性評估、基于指標體系的區(qū)域脆弱性評估技術［40－42］。

（3）旱災損失風險分析就是分析研究地區(qū)因旱損失的可能性分布，它是通過上述致災因子危險性分析和承災體脆弱性分析的合成運算［23，30－33］，建立研究地區(qū)在某時間范圍內(nèi)干旱發(fā)生頻率與旱災損失之間的定量關系作為旱災風險分析模型，根據(jù)該模型得到表示旱災損失風險的旱災損失風險曲線，并用專家經(jīng)驗等方法予以檢驗、修正。旱災損失風險分析的關鍵技術有致災因子危險性與承災體脆弱性的合成技術、旱災損失頻率曲線分析技術、基于計算機和空間分析技術（如地理信息系統(tǒng)）的旱災損失風險可視化技術。

（4）旱災風險評價就是對旱災風險給出等級評價，確定研究地區(qū)的風險等級，或根據(jù)旱災損失風險分析的結果直接判別該地區(qū)某時期的旱災風險是否屬于可接受風險、可容忍風險還是不可接受風險［22，41］，由此決定是否應該采取相應的減輕風險處理措施。實踐表明，在區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展過程中無法根除旱災風險，因此，我們需要建立與一定旱災風險水平相伴隨的區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展體系，需要確定與區(qū)域經(jīng)濟社會水平相適應的“可接受、可容忍和不可接受旱災風險水平閾值”。旱災風險評價的關鍵技術有旱災風險等級評價技術，可接受風險、可容忍風險、不可接受風險標準的確定技術，區(qū)域適宜抗旱能力評價技術。

（5）旱災風險決策分析就是在上述致災因子危險性分析、承災體脆弱性分析、旱災損失風險分析和旱災風險評價的基礎上，為使旱災風險調(diào)控在可容忍風險以內(nèi)，從可以采取的各種減輕旱災風險行動方案集中選擇最優(yōu)方案的過程。降低承災體災損敏感性和承災體暴露、提高抗旱能力是構建減輕旱災風險行動方案的主要途徑，而改變致災因子危險性至今仍是困難的。旱災風險決策分析是整個旱災風險管理的核心工作。

4.2 旱災風險評估應用模式

基于災害損失成因過程的災害損失風險曲線評估模式，應成為當前自然災害風險評估的主要發(fā)展方向［24，42］。下面以農(nóng)業(yè)旱災風險評估為例，闡述該類風險評估理論模式的應用模式。

采用該類風險評估理論模式，可建立干旱頻率與一定抗旱能力下特定農(nóng)作物因旱可能損失的定量關系：

式中：P為干旱發(fā)生的概率，用干旱頻率反映；C為不利影響，用一定抗旱能力下特定農(nóng)作物因旱可能損失來反映；對于灌溉農(nóng)業(yè)，抗旱能力可通過不同灌溉水平來反映；R為旱災（剩余）風險，即一定抗旱能力下的風險，它是由P和C確定的一條或一族風險曲線（該曲線簡稱為R曲線），每條R曲線代表研究地區(qū)相應的抗旱能力（灌溉）水平。R曲線反映了“在一定抗旱能力水平下，一定強度的干旱會產(chǎn)生一定大小的旱災損失”這一相對確定規(guī)律，即在一定抗旱能力下，隨著干旱頻率的下降（或干旱重現(xiàn)期的上升），相應的可能因旱損失理論上應呈現(xiàn)上升的趨勢。例如，根據(jù)水稻、小麥、玉米等的試點研究，R曲線可用干旱頻率與因旱糧食損失率之間的半對數(shù)函數(shù)關系表示［40］：

式中：P為干旱事件的發(fā)生頻率，0≤P≤1；C為對應干旱事件的因旱糧食損失率，0≤C≤1；a，b為模型參數(shù)，a＞0，b≥0。

通過旱災風險評估得到R曲線，根據(jù)該曲線可清楚地掌握研究地區(qū)旱災風險及其時空分布，并通過圖譜形式直觀反映風險，這些圖統(tǒng)稱為旱災風險圖。旱災風險圖是旱災風險評估結果以圖表現(xiàn)的直觀表示，反映旱災的自然屬性和社會屬性，體現(xiàn)旱災的風險特征，是防災減災的一項基礎性工作，也是旱災防災減災管理決策的重要依據(jù)、防災減災管理的一項重要的非工程措施［1］：①根據(jù)旱災風險圖可確定防旱標準和防災措施規(guī)劃，可輔助制定區(qū)域社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃；②可為制定區(qū)域防災減災規(guī)劃、抗旱預案、干旱預警、搶險救災和災區(qū)恢復重建提供輔助決策依據(jù)，為各部門進行防災減災調(diào)度、旱災救助提供直觀便捷的實用技術；③保險機構可根據(jù)旱災風險圖確定旱災保險的費率、合理分攤旱災風險特別是特大旱災風險；④利用旱災風險圖可快速評估旱災損失，避免災害的虛報和夸大。

由于旱災風險信息的復雜性和多樣性，以及人們運用旱災風險圖進行決策過程中對風險信息需求的差異性，單幅旱災風險圖不能滿足實際的信息需求［1］。而實際上旱災風險圖是服務于不同需求目標的一組風險特征圖的集合，或稱之為旱災風險圖譜，它完整地反映了區(qū)域旱災的綜合風險特征。目前，旱災風險圖主要包括以下幾類。

（1）R圖，系指干旱頻率與旱災損失關系曲線圖，即干旱事件的發(fā)生頻率與對應的因旱損失率之間的定量關系曲線圖。R圖在實際干旱管理中的應用主要體現(xiàn)在：①可預估“某區(qū)域在某一抗旱能力條件下，不同頻率干旱發(fā)生可能造成的承災體損失”。換言之，當某區(qū)域發(fā)生嚴重干旱時，可利用“基于Copula的干旱頻率分析方法”快速確定該干旱的發(fā)生頻率，并通過查R圖的方法，迅速、及時地預估可能的因旱糧食損失，從而有助于干旱管理部門做出科學、及時的決策響應，制定適宜有效的應對措施，避免響應滯后或過度響應等。②可評估“某區(qū)域在不同抗旱能力條件情景下，同一頻率干旱發(fā)生可能造成的承災體損失”。根據(jù)R圖，通過對比不同抗旱能力條件下的因旱糧食損失，可以在很大程度上反映抗旱措施，特別是水利工程的抗旱效益，同時還可為包括水源工程、灌溉工程、抗旱應急備用水源工程等在內(nèi)的抗旱水利工程建設的必要性分析、工程規(guī)模確定等提供一定的依據(jù)。③利用R圖可確定研究區(qū)域抗旱能力合理區(qū)間。自1949年以來，中國初步建成了以蓄、引、提、調(diào)為主的抗旱水利工程體系，同時開展了一系列非工程體系建設，抗旱能力得到了顯著提高，為保障中國的糧食安全、飲水安全做出了貢獻。而這些抗旱措施具體產(chǎn)生了多大的效益卻一直不清楚，一方面導致一些地區(qū)抗旱工作原動力不足，限制了抗旱能力的進一步提高，另一方面也可能導致一些地區(qū)防旱標準過高，抗旱投入產(chǎn)出比嚴重失衡，甚至造成過度抗旱的問題。利用R圖，可在抗旱不足與過度抗旱之間找到平衡，從中確定抗旱能力合理區(qū)間。④可為抗旱指揮系統(tǒng)調(diào)度、決策科學化、規(guī)范化服務。

（2）P圖，系指干旱頻率空間分布圖，即表征研究地區(qū)在給定旱災損失率下干旱頻率的空間分布圖。P圖在實際干旱管理中的應用主要體現(xiàn)在：①研究地區(qū)歷史上發(fā)生的最大重現(xiàn)期的空間分布圖。最大重現(xiàn)期往往反映的是歷史上或某段歷史時期內(nèi)某區(qū)域發(fā)生極端干旱的情況。極端干旱作為特定地區(qū)的罕見事件，不同于一般意義上的干旱，其程度往往大大超過了常規(guī)的應對水平。因此，掌握一個地區(qū)的干旱最大重現(xiàn)期，據(jù)此初步判斷當?shù)貧v史最嚴重的干旱情況，一方面可為制定科學、合理的當?shù)胤篮禈藴侍峁┮欢ǖ囊罁?jù)，同時還可為當?shù)刂贫O端干旱備災戰(zhàn)略提供借鑒作用。②給定抗旱能力（不同灌溉水平，例如無灌溉、50%、75%和100%滿足缺水的灌溉）條件下，給定損失率（如5%、10%、20%、50%、70%）對應的干旱頻率（或重現(xiàn)期）的空間分布圖。對于一個較大的區(qū)域而言，掌握該區(qū)域干旱重現(xiàn)期的空間分布，對嚴重干旱期間和子區(qū)域的資源、物資分配等具有重要的參考意義。

（3）C圖，系指旱災損失空間分布圖，即表征研究地區(qū)在給定抗旱能力（不同灌溉水平，包括無灌溉、50%、75%和100%）條件下，給定重現(xiàn)期（如5年一遇、10年一遇、20年一遇、50年一遇、100年一遇）對應的旱災損失率的空間分布圖。C圖在實際干旱管理中的應用主要體現(xiàn)在：①利用C圖可確定研究區(qū)域內(nèi)高、低損失風險區(qū)，為制定和采用不同的抗旱決策提供依據(jù)。②利用C圖可確定研究地區(qū)在歷史上發(fā)生的最大損失率的空間分布圖。最大損失率往往反映的是歷史上或某段歷史時期內(nèi)某區(qū)域發(fā)生極端旱災損失的情況，可以據(jù)此初步判斷當?shù)貧v史最嚴重的災情，一方面可為當?shù)刂贫茖W、合理的防旱標準提供一定的依據(jù)，同時還可為當?shù)刂贫O端干旱備災戰(zhàn)略提供借鑒作用。③利用C圖可廣泛應用于災前旱災損失預評估、災中旱災損失快速評估和災后旱災損失統(tǒng)計核實。

（4）X圖，系指與研究地區(qū)旱災風險有關的，除R、P或C圖以外的其他旱災風險變量的空間分布圖，例如最長干旱歷時分布圖、致災因子危險性分布圖、承災體脆弱性分布圖、承災體暴露分布圖等各種專題圖，這些圖可為實際干旱管理提供重要的信息支持。

（5）旱災風險區(qū)劃圖，系指以行政、格網(wǎng)或流域等為區(qū)劃空間單元，按照旱災在時間上的演替和空間上的分布規(guī)律，將旱災風險評估結果進行等級劃分、編制區(qū)域旱災風險圖，對研究區(qū)域的空間范圍進行區(qū)域劃分，以反映旱災風險等級在研究區(qū)域中的空間分布格局［43－45］。它是旱災風險評估結果區(qū)域分異的一種可視化表達形式［31］，是反映區(qū)域旱災風險空間差異性和一致性的圖件和相關說明，可為干旱管理中防旱抗旱措施的制定提供重要的科學依據(jù)。

5 結論

（1）由旱災致災因子的危險性、災損敏感性、承災體的暴露和抗旱能力組成的旱災風險系統(tǒng)，是由多種自然屬性因素與社會屬性因素相互作用的復雜系統(tǒng)，該系統(tǒng)的輸入、轉換和輸出分別是致災因子危險性、承災體脆弱性和旱災損失風險。

（2）在旱災風險系統(tǒng)的基礎上，提出并闡述了旱災風險評估方法論、理論模式，建立了由致災因子危險性分析、承災體脆弱性分析、旱災損失風險分析、旱災風險評價、旱災風險決策分析組成的旱災風險評估方法體系，以及由R圖、P圖、C圖、X圖、旱災風險區(qū)劃圖等組成的旱災風險評估應用模式體系。

（3）由上述旱災風險系統(tǒng)、旱災風險評估方法論和理論模式、旱災風險評估方法體系和應用模式體系，組成旱災風險評估的初步理論框架。

（4）今后研究的重點是進一步研究、發(fā)展旱災風險評估方法、應用模式［46－47］，進一步完善和發(fā)展旱災風險評估方法論和理論模式，進一步豐富、發(fā)展自然災害風險評估體系［48］。

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Theoretical Framework of Drought Risk Assessment

Jin Juliang1，2，3，Li Jianqiang4，Zhou Yuliang1，2，F(xiàn)ei Zhenyu1，2，Jiang Shangming5，Yuan Xiaochen3and He Jun6
（1．School of Civil Engineering，Hefei University of Technology，Hefei230009，China；2．Institute ofWater Resources and Environmental Systems Engineering，Hefei University of Technology，Hefei230009，China；3．Center for Energy＆Environmental Policy Research，Beijing Institute of Technology，Beijing 100081，China；4．Water Resourcesand Hydropower Planning and Design General Institute，MWR，Beijing 100011，China；5．Water Resources Research Institute of Anhui Province and Huaihe River Commission，MWR，Bengbu 233000，China；6．State Key Laboratory ofWater Environment Simulation，School of Environment，Beijing Normal University，Beijing 100875，China）

Drought risk assessment is one of the most important basic researches on the quantitative understanding of themechanism of drought risk and scientific control of drought risk，which is of great significance in the theory and practice of drought riskmanagement.According to the formationmechanism of drought risk，the drought risk system consisted of disaster hazard，damage sensitivity，drought exposure and drought resistance capacity is proposed and systematically expounded based on the analysis of the basic concepts of drought risk assessment.On the basis of the drought risk system，methodology and theoreticalmodel of drought risk assessment are put forward. And then，themethod system of drought risk assessment consisted of drought hazard analysis，drought vulnerability analysis，drought loss risk analysis，drought risk assessment，drought risk decision analysis is established.Meanwhile，the applicationmode system of drought risk assessment is established，which is consisted of all kinds of thematic maps related to drought risk such as drought frequency-drought loss diagram，spatial distribution maps of drought frequency，drought loss and droughthazard，aswell as the hazard zoningmap of drought risk.The preliminary theoretical framework of drought risk assessment，which is consisted of drought risk system，methodology and theoreticalmodel of drought risk assessment，method system of drought risk assessment and its application mode system，has reference and application value in other natural disaster risk assessments.

drought risk assessment；theoretical framework；drought risk system；methodology；theoretical model；application mode

S423；X43

A

1000－811X（2014）03－0001－10

10.3969／j.issn.1000－811X.2014.03.001

金菊良，酈建強，周玉良，等.旱災風險評估的初步理論框架［J］.災害學，2014，29（3）：1－10.［Jin Juliang，Li Jianqiang，Zhou Yuliang，et al.Research on the Theoretical Framework of Drought Risk Assessment［J］.Journal of Catastrophology，2014，29（3）：1－10.］*

2014－01－15 修回日期：2014－04－03

水利部重大基建前期項目“全國干旱區(qū)劃及旱災風險評估研究”；國家自然科學基金項目（71273081，41171075，51109052）；水利部公益性行業(yè)科研專項經(jīng)費項目（201001043）；中國氣象局成都高原氣象開放實驗室基金課題（LPM2011002）

金菊良（1966－），男，江蘇吳江人，博士，教授，從事水資源系統(tǒng)工程研究.E－mail：JINJL66＠126.com

周玉良（1982－），男，安徽舒城人，博士，副教授，從事水資源系統(tǒng)工程研究.E－mail：ZYL54600＠163.com