海河流域抗旱能力研究——以黑龙港流域为试点

胡 红，李新辉

（1.海河水利委员会海河流域水土保持中心监测站，天津 300170；2.天津海事测绘中心，天津 300222）

海河流域干旱灾害频繁，波及范围广泛，对社会经济发展的破坏性甚大。整个流域都遭到干旱的威胁，旱灾平均2.5 a 发生1 次，历史上有“十年九旱”之称。弄清区域旱灾发生的特征及规律是制订应对灾害政策的前提，应该重视对旱灾的基础研究。选定黑龙港流域为海河流域的试点地区，研究试点地区抗旱能力，对于全面认识海河流域抗旱能力、为有效预防干旱的发生以及建立抗旱减灾体系提供支撑。

1 研究区概况

黑龙港河是海河流域子牙河支流，位于子牙河、滏阳河、卫运河、南运河之间，流经河北平原东部，全长约370 km。黑龙港流域位于黄淮海平原北半部，是海河平原的重要组成部分，由海河水系诸支流和黄河长期冲积而成，地势低平，海拔多在40 m以下。由于地势低洼，黑龙港流域成为河北省河流和客水汇集之处，泄水河道少，地表径流排泄不畅，易发生旱、涝、沥、碱等灾害。黑龙港流域气候温和，蒸发强烈，年降水量约500 mm，集中于夏、秋季，春季干燥少雨，曾是河北省旱涝灾害频繁、灾情最重地区。黑龙港流域是黄淮海平原的干旱中心，干旱缺水，耕作粗放，导致地区农作物产量一直低而不稳。干旱现象四季都可能发生，时间主要为春季、初夏、伏夏和秋季，尤其以春旱最为严重。黑龙港流域包括衡水、邢台、邯郸、沧州四市。

2 研究区抗旱能力研究

2.1 资料

抗旱能力定性评价所需数据来自于试点流域内衡水市、邢台市、邯郸市以及试点区域沧州市共计43个县调查资料，主要包括以下3个方面。

（1）农业抗旱能力评价体系。包含工程现状总供水能力、耕地面积、有效灌溉面积、旱涝保收面积、农民人均纯收入、旱田面积、水田面积、节水灌溉面积、抗旱浇地面积、多年平均受旱面积、应急抗旱投入资金、农村应急水源现状供水能力和农村总需水量等。

（2）城市抗旱能力评价体系。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、用水总量、GDP、工业重复利用水量、工业用水量、再生水量、污水排放总量、城市应急水源供水能力、城市供水管网漏损量和城市供水总量等。

（3）区域综合抗旱能力评价体系。包含工程现状总供水能力、耕地面积、有效灌溉面积、旱涝保收面积、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、旱田面积、水田面积、节水灌溉面积、抗旱浇地面积、用水总量、GDP、工业重复利用水量、工业用水量、再生水量、污水排放总量、多年平均受旱面积和城市应急水源供水能力等。

2.2 方法

抗旱能力的定性评价采用基于模糊数学理论的二级模糊综合评价模型，对农业、城市和区域综合抗旱能力进行评价，评价结果分为5个等级，分别代表弱、较弱、一般、较强和强。

抗旱能力指标体系分为总目标层、准则层和指标层，首先通过隶属度函数计算指标层各指标隶属各个级别的可能性，然后通过对相应指标权重值的计算，逐级向上递推，进而得到总目标层隶属级别的可能性，最终基于改进的最大贴近度原则确定评价对象所属等级。

影响抗旱能力的因素主要包括水利工程、经济实力、生产水平和应急抗旱及管理，每个因素由若干指标因子构成，分别构建了农业、城市和区域综合抗旱能力综合评价的二级指标体系（详见表1—3），各指标采用5级隶属，即分别代表弱（1级）、较弱（2级）、一般（3级）、较强（4级）和强（5级），并采用正态分布方法，求得各指标在每个等级中的边界条件（边界值）。

表1 农业抗旱能力评价指标体系及其等级划分标准

表2 城市抗旱能力评价指标体系及其等级划分标准

表3 区域抗旱能力评价指标体系及其等级划分标准

2.3 结论分析

以2007 年为现状水平年，利用二级模糊综合评价模型分别对试点流域内衡水市、邢台市、邯郸市以及试点区域沧州市共计43个县的农业、城市和区域抗旱能力进行定性评价（因试点区县域太多，无法一一列举，每个市选取3个县，所有县域在图中均有显示），其各县农业、城市、区域抗旱能力评价目标层隶属度以及采用最大贴近度法确定评价对象的最终评价等级详见表4—6，试点流域抗旱能力等级空间分布如图1—3所示。

表4 黑龙港流域农业抗旱能力计算结果

表5 黑龙港流域城市抗旱能力计算结果

表6 黑龙港流域区域抗旱能力计算结果

图1 黑龙港流域2007年农业抗旱能力等级分布

图2 黑龙港流域2007年城市抗旱能力等级分布

图3 黑龙港流域2007年区域综合抗旱能力等级分布

3 结论

综合分析2007 年各县农业抗旱能力等级空间分布图可知，尽管近年来地方政府农田抗旱工程投入巨大，农民的收入也逐年增加，但衡水市、邢台市、沧州市和邯郸市43 个县级单位的农业抗旱能力等级仍处在较低水平。除邢台市临西县具备较强抗旱能力外，冀州市、故城县、清河县、威县、成安县、临漳县、曲周县、魏县、孟村回族自治县、泊头市和东光县的农业抗旱能力等级达到3 级，其余各县基本为2级，海兴县甚至为1级，抗旱能力较差。分析其统计数据可知，导致农业抗旱能力等级较小的原因是抗旱浇地面积以及应急抗旱投入资金较少。由此可知，农业抗旱能力等级是一个综合性指标，要提高县级单位的农业抗旱能力单纯的增加资金投入是不够的，应当将水利工程、经济实力、生产水平和应急抗旱及管理4个方面统筹兼顾、协调发展，忽略任何一项都可能导致整体抗旱能力的下降。

城市抗旱能力方面，由计算结果可知，相对于农业抗旱能力，城市部分抵御旱灾的能力明显下降，抗旱能力等级较小，基本为1～3级，流域内没有单位城市抗旱能力超过4 级，同时4 个城市差异较大，其中沧州市整体较好，除沧州市区为1 级外，有5 个县为2级，9个县为3级；邯郸市各县抵御旱灾的能力也相对较强，成安县和大名县均达到3级，其他县也均为2 级；衡水市有 5 个县为 2 级，另外 3 个县为 1 级；邢台市在黑龙港流域范围内整体最差，虽然南宫市城市抗旱能力等级达到了3级，新河县、宁晋县和任县为2 级，但其余7 个县均为1 级。从评价结果看，黑龙港流域城市抗旱能力仍处于较低水平，表明在城镇居民收入增加的同时，地方政府也加大了对供水系统以及工业废水再生利用的投入，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设施完善程度和污水处理回收利用工艺的限制，黑龙港流域4市43个县级单位的城市抗旱能力差异明显且整体较差。

区域抗旱能力方面，由于其评价体系是由农业抗旱及城市抗旱两部分综合构成，评价结果有相应提高。综合分析2007年试点流域区域抗旱能力等级分布图可知，个别县级单位的综合抗旱能力有所改变，除广宗县、隆尧县和巨鹿县仍为1级外，其余各县均能达到2级以上，其中献县、青县、吴桥县、东光县、南皮县和孟村回族自治县6 个县为3 级。如果要提高一个区域的综合抗旱能力等级，在农业和城市各自改善是不够的，需要在结合地区旱情特点的基础上，发挥政府及相关部门的联合调控作用，同步加大农业和城市抗旱减灾投入、改善工艺设备、优化管理措施，才能逐步提高区域抵御旱灾风险的综合水平。