海河流域抗旱能力研究
——以黑龍港流域為試點

胡 紅，李新輝

（1.海河水利委員會海河流域水土保持中心監(jiān)測站，天津 300170；2.天津海事測繪中心，天津 300222）

海河流域干旱災害頻繁，波及范圍廣泛，對社會經(jīng)濟發(fā)展的破壞性甚大。整個流域都遭到干旱的威脅，旱災平均2.5 a 發(fā)生1 次，歷史上有“十年九旱”之稱。弄清區(qū)域旱災發(fā)生的特征及規(guī)律是制訂應對災害政策的前提，應該重視對旱災的基礎研究。選定黑龍港流域為海河流域的試點地區(qū)，研究試點地區(qū)抗旱能力，對于全面認識海河流域抗旱能力、為有效預防干旱的發(fā)生以及建立抗旱減災體系提供支撐。

1 研究區(qū)概況

黑龍港河是海河流域子牙河支流，位于子牙河、滏陽河、衛(wèi)運河、南運河之間，流經(jīng)河北平原東部，全長約370 km。黑龍港流域位于黃淮海平原北半部，是海河平原的重要組成部分，由海河水系諸支流和黃河長期沖積而成，地勢低平，海拔多在40 m以下。由于地勢低洼，黑龍港流域成為河北省河流和客水匯集之處，泄水河道少，地表徑流排泄不暢，易發(fā)生旱、澇、瀝、堿等災害。黑龍港流域氣候溫和，蒸發(fā)強烈，年降水量約500 mm，集中于夏、秋季，春季干燥少雨，曾是河北省旱澇災害頻繁、災情最重地區(qū)。黑龍港流域是黃淮海平原的干旱中心，干旱缺水，耕作粗放，導致地區(qū)農(nóng)作物產(chǎn)量一直低而不穩(wěn)。干旱現(xiàn)象四季都可能發(fā)生，時間主要為春季、初夏、伏夏和秋季，尤其以春旱最為嚴重。黑龍港流域包括衡水、邢臺、邯鄲、滄州四市。

2 研究區(qū)抗旱能力研究

2.1 資料

抗旱能力定性評價所需數(shù)據(jù)來自于試點流域內(nèi)衡水市、邢臺市、邯鄲市以及試點區(qū)域滄州市共計43個縣調(diào)查資料，主要包括以下3個方面。

（1）農(nóng)業(yè)抗旱能力評價體系。包含工程現(xiàn)狀總供水能力、耕地面積、有效灌溉面積、旱澇保收面積、農(nóng)民人均純收入、旱田面積、水田面積、節(jié)水灌溉面積、抗旱澆地面積、多年平均受旱面積、應急抗旱投入資金、農(nóng)村應急水源現(xiàn)狀供水能力和農(nóng)村總需水量等。

（2）城市抗旱能力評價體系。包含城市供水水源可供水量、城市日需水量、城市缺水量、城市需水量、居民人均可支配收入、用水總量、GDP、工業(yè)重復利用水量、工業(yè)用水量、再生水量、污水排放總量、城市應急水源供水能力、城市供水管網(wǎng)漏損量和城市供水總量等。

（3）區(qū)域綜合抗旱能力評價體系。包含工程現(xiàn)狀總供水能力、耕地面積、有效灌溉面積、旱澇保收面積、城市供水水源可供水量、城市日需水量、城市缺水量、城市需水量、人均GDP、旱田面積、水田面積、節(jié)水灌溉面積、抗旱澆地面積、用水總量、GDP、工業(yè)重復利用水量、工業(yè)用水量、再生水量、污水排放總量、多年平均受旱面積和城市應急水源供水能力等。

2.2 方法

抗旱能力的定性評價采用基于模糊數(shù)學理論的二級模糊綜合評價模型，對農(nóng)業(yè)、城市和區(qū)域綜合抗旱能力進行評價，評價結果分為5個等級，分別代表弱、較弱、一般、較強和強。

抗旱能力指標體系分為總目標層、準則層和指標層，首先通過隸屬度函數(shù)計算指標層各指標隸屬各個級別的可能性，然后通過對相應指標權重值的計算，逐級向上遞推，進而得到總目標層隸屬級別的可能性，最終基于改進的最大貼近度原則確定評價對象所屬等級。

影響抗旱能力的因素主要包括水利工程、經(jīng)濟實力、生產(chǎn)水平和應急抗旱及管理，每個因素由若干指標因子構成，分別構建了農(nóng)業(yè)、城市和區(qū)域綜合抗旱能力綜合評價的二級指標體系（詳見表1—3），各指標采用5級隸屬，即分別代表弱（1級）、較弱（2級）、一般（3級）、較強（4級）和強（5級），并采用正態(tài)分布方法，求得各指標在每個等級中的邊界條件（邊界值）。

表1 農(nóng)業(yè)抗旱能力評價指標體系及其等級劃分標準

表2 城市抗旱能力評價指標體系及其等級劃分標準

表3 區(qū)域抗旱能力評價指標體系及其等級劃分標準

2.3 結論分析

以2007 年為現(xiàn)狀水平年，利用二級模糊綜合評價模型分別對試點流域內(nèi)衡水市、邢臺市、邯鄲市以及試點區(qū)域滄州市共計43個縣的農(nóng)業(yè)、城市和區(qū)域抗旱能力進行定性評價（因試點區(qū)縣域太多，無法一一列舉，每個市選取3個縣，所有縣域在圖中均有顯示），其各縣農(nóng)業(yè)、城市、區(qū)域抗旱能力評價目標層隸屬度以及采用最大貼近度法確定評價對象的最終評價等級詳見表4—6，試點流域抗旱能力等級空間分布如圖1—3所示。

表4 黑龍港流域農(nóng)業(yè)抗旱能力計算結果

表5 黑龍港流域城市抗旱能力計算結果

表6 黑龍港流域區(qū)域抗旱能力計算結果

圖1 黑龍港流域2007年農(nóng)業(yè)抗旱能力等級分布

圖2 黑龍港流域2007年城市抗旱能力等級分布

圖3 黑龍港流域2007年區(qū)域綜合抗旱能力等級分布

3 結論

綜合分析2007 年各縣農(nóng)業(yè)抗旱能力等級空間分布圖可知，盡管近年來地方政府農(nóng)田抗旱工程投入巨大，農(nóng)民的收入也逐年增加，但衡水市、邢臺市、滄州市和邯鄲市43 個縣級單位的農(nóng)業(yè)抗旱能力等級仍處在較低水平。除邢臺市臨西縣具備較強抗旱能力外，冀州市、故城縣、清河縣、威縣、成安縣、臨漳縣、曲周縣、魏縣、孟村回族自治縣、泊頭市和東光縣的農(nóng)業(yè)抗旱能力等級達到3 級，其余各縣基本為2級，海興縣甚至為1級，抗旱能力較差。分析其統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，導致農(nóng)業(yè)抗旱能力等級較小的原因是抗旱澆地面積以及應急抗旱投入資金較少。由此可知，農(nóng)業(yè)抗旱能力等級是一個綜合性指標，要提高縣級單位的農(nóng)業(yè)抗旱能力單純的增加資金投入是不夠的，應當將水利工程、經(jīng)濟實力、生產(chǎn)水平和應急抗旱及管理4個方面統(tǒng)籌兼顧、協(xié)調(diào)發(fā)展，忽略任何一項都可能導致整體抗旱能力的下降。

城市抗旱能力方面，由計算結果可知，相對于農(nóng)業(yè)抗旱能力，城市部分抵御旱災的能力明顯下降，抗旱能力等級較小，基本為1～3級，流域內(nèi)沒有單位城市抗旱能力超過4 級，同時4 個城市差異較大，其中滄州市整體較好，除滄州市區(qū)為1 級外，有5 個縣為2級，9個縣為3級；邯鄲市各縣抵御旱災的能力也相對較強，成安縣和大名縣均達到3級，其他縣也均為2 級；衡水市有 5 個縣為 2 級，另外 3 個縣為 1 級；邢臺市在黑龍港流域范圍內(nèi)整體最差，雖然南宮市城市抗旱能力等級達到了3級，新河縣、寧晉縣和任縣為2 級，但其余7 個縣均為1 級。從評價結果看，黑龍港流域城市抗旱能力仍處于較低水平，表明在城鎮(zhèn)居民收入增加的同時，地方政府也加大了對供水系統(tǒng)以及工業(yè)廢水再生利用的投入，在提升城市抗旱能力方面收到了一定成效，然而受地方水利配套設施完善程度和污水處理回收利用工藝的限制，黑龍港流域4市43個縣級單位的城市抗旱能力差異明顯且整體較差。

區(qū)域抗旱能力方面，由于其評價體系是由農(nóng)業(yè)抗旱及城市抗旱兩部分綜合構成，評價結果有相應提高。綜合分析2007年試點流域區(qū)域抗旱能力等級分布圖可知，個別縣級單位的綜合抗旱能力有所改變，除廣宗縣、隆堯縣和巨鹿縣仍為1級外，其余各縣均能達到2級以上，其中獻縣、青縣、吳橋縣、東光縣、南皮縣和孟村回族自治縣6 個縣為3 級。如果要提高一個區(qū)域的綜合抗旱能力等級，在農(nóng)業(yè)和城市各自改善是不夠的，需要在結合地區(qū)旱情特點的基礎上，發(fā)揮政府及相關部門的聯(lián)合調(diào)控作用，同步加大農(nóng)業(yè)和城市抗旱減災投入、改善工藝設備、優(yōu)化管理措施，才能逐步提高區(qū)域抵御旱災風險的綜合水平。