广东省重点易旱区干旱调查、风险评估与区划研究

程 涛 赵璧奎 李宁宁 谭 超 刘 霞 刘美婷 黄耿旭

（1.广东省水利水电科学研究院，广州 510635；2.广东省粤港澳大湾区水安全保障工程技术研究中心，广州 510635；3.广东省水安全科技协同创新中心，广州 510635）

0 引 言

干旱灾害是我国乃至全世界最主要的自然灾害之一[1-2]，每年造成数百万公顷的作物受灾、数百万人因旱饮水困难，直接经济损失达千亿元[3-4]。广东省降水充沛，水资源量较丰富，受季风气候和地形等因素影响，全省降水85%集中在汛期，季节性差异较大，在空间分布上呈南高北低的趋势。广东省作为丰水地区，同时是气候变化的敏感区和脆弱区，受全球环境变化影响，极端天气事件增多[5-6]，区域性、季节性干旱十分频繁[7]，尤其是2020—2022年的干旱，对全省水资源保障造成了严重影响[8]。通过建设水资源利用工程，拦蓄雨洪资源并进行水量丰枯调度，能够很大程度上缓解气候原因带来的水资源短缺问题。

广东省经过长期努力，在蓄水工程建设上取得了一定成就，但在抗旱保供水工程体系建设上，尤其是山区和农村供水保障方面还存在一些短板[9]。因此，有必要对全省重点易旱县（市、区）干旱现状、抗旱保供水工程体系进行深入的调查分析，摸清干旱风险底数以科学评估干旱风险[10]，因地制宜提出分类抗旱措施[11]，为广东省水利高质量发展强基固本。

1 研究区概况

广东省位于我国大陆最南端，北倚南岭，南濒南海，陆地面积17.97 万km2，地形起伏，河流纵横。属东亚季风区，降水充沛，各地年平均降水量在1 300～2 500 mm，全省平均降水量1 787 mm；空间分布呈南高北低趋势，位于背风坡的罗定盆地、兴梅盆地和沿海的雷州半岛、潮汕平原少雨区，年平均降水量小于1 400 mm；降水年内分配不均，4—9 月汛期降水占全年的67%～86%；降水年际变化也比较显著，全省年降水量最大为2016 年的2 361.0 mm，最小为1963年的1 259.6 mm，最大年份降水量是最小年份的1.9倍，在个别地区可达3.2 倍，特殊的降水时空分布和地理地形特征导致洪旱灾害经常发生。

受降水时空分布和地理地形特征影响，广东省一些地区常受干旱威胁，并在近几年的极端干旱事件中发生较为严重的灾情。根据历史资料和行业专家的评估，梳理了全省11个易旱县（市、区），其中3个位于粤西，3个位于粤北，5个位于粤东，覆盖全省10个地（市），基本情况如图1、表1所示。

表1 重点易旱县（市、区）基本情况

图1 广东省重点易旱县（市、区）分布图

2 研究方法及数据

本研究主要涉及外业和内业两方面工作，通过外业工作了解情况、搜集资料，通过内业工作整理分析资料；进一步将调查到的供水体系按照“水源—供水工程—用水户”梳理拓扑关系，绘制供水工程体系一张图，并进一步细化为抗旱保供水工程体系一张图（以下简称抗旱一张图）；逐县（市、区）划分供水片区、梳理供水格局，并逐个片区开展供水能力分析，评估是否能够满足特定干旱条件下的供水需求；开展干旱风险评估，以耦合易损性和危险性指标评估干旱灾害综合风险，并采用自然断点法进行风险区划；最后，结合区域供水体系分析短板问题，因地制宜提出干旱防治措施和建议，技术路线如图2所示。

图2 技术路线图

2.1 实地调研与数据收集

前往11 个重点易旱县（市、区）所在地座谈交流，实地察看水利工程，收集数据表格、报告材料、影像资料等，全面掌握易旱县（市、区）基本情况。

2.2 资料整理与内业分析

本次搜集到11 个易旱县（市、区）的各类数据资料共计1 476 份，包括调研记录11 份、数据表格11 份、报旱材料42 份、规划报告106份、地图资料48份、水文数据99份、社会经济28份和现场照片1 131份。

2.3 供水体系梳理与抗旱一张图绘制

供水体系梳理与抗旱一张图绘制按照以下步骤进行。①收集各县（市、区）河流、水库、取水口、灌区、水厂、供水对象（用水户）等矢量及属性信息，将各种对象以特定标识在地图上按照大概位置进行标记，并对河流和水库供给到水厂、水厂供给到用水户的水量传递过程进行标绘，得到供水体系的概化图。②将河流名称、水库名称、兴利库容、集雨面积、取水口位置、灌区名称、设计灌溉面积、实际灌溉用水量、水厂名称、实际供水规模、实际供水人口、供水对象名称（县城、圩镇、村）及人口等信息相应标绘在各种对象附近，以上可形成供水工程体系一张图。③根据近几年为应对干旱采取的措施情况，将应急备用水源、抗旱应急工程等及相应的供水路径标绘于图中，可进一步完善形成抗旱保供水工程体系一张图。④根据抗旱一张图，结合区域地形地貌、河流水系分布、供水网络结构、干旱特征等，将区域供水体系划分为若干分区。一般按照地形划分山区供水片区和平原供水片区；按照区位划分沿河供水片区和沿海供水片区；按照行政区划分县城及周边供水片区和圩镇及周边供水片区等，实际划分过程综合考虑其他各种因素。

2.4 供需水平衡分析

供需平衡计算及分析按照以下原则和步骤进行。①遵循“先生活、后生产，先地表、后地下，先节水、后调水”的原则制定保供水措施。②水库蓄水量为正常蓄水位对应的库容值。③水厂的供水量按照设计供水能力计算，不对水厂的供水对象（生活、工业等）进行区分，所有从水厂取水的对象均按照1 个保障率考虑。④水库的蒸发渗漏损失已在预测来水中扣除，水库到水厂输水干管的渗漏损失按照水厂供水量和水厂从水库取水量折算，为7%～9%，已在水厂设计供水规模中考虑。⑤仅对万吨规模以上水厂（县城水厂或镇水厂）的水源进行供需平衡计算及分析，农村集中供水水源为地下水或山溪水的不在本次供需平衡计算及分析范围内。⑥一次水量平衡仅考虑天然径流，供水不足时需要进行二次平衡，按照10月底水库水位达到正常蓄水位（即可用水量等于兴利库容）考虑，水量平衡大于水库兴利库容时，令其等于兴利库容，多余的水量为弃水。

2.5 干旱风险评估区划

本研究采用基于危险性、易损性、抗旱减灾能力三要素的干旱风险评估区划方法[11]，具体按照以下步骤进行。①根据灾害现场调查和分析评价结果，将干旱风险评估（目标层）的影响因子分为致灾因子、承载（体）因子和抗旱减灾因子（准则层），进一步确定不同影响变量（变量层）。②选取降水量、气温、枯水期降水占比作为危险性评价指标；选取土地利用、人口密度、经济密度作为易损性评价指标；选取水利设施分布、河网密度、政府一般公共预算（代表政府抗旱救灾能力）作为抗旱减灾能力评价指标（图3）。③进一步利用空间分析法和层次分析法，确定不同指标权重，构建干旱风险评价模型，计算风险值并进行风险分析。最后根据风险值，按照自然划分法对全省易旱县（市、区）进行风险分区和风险防治区划。

图3 干旱灾害风险评估区划指标框架

3 研究结果分析

3.1 调查结果统计分析

本研究梳理绘制了广东省易旱县（市、区）供水格局示意图和抗旱一张图，分别如图4、图5 所示（均以揭阳市普宁市为例）。利用抗旱一张图，可宏观掌握区域的供水体系特征和抗旱工程情况，结合干旱实际特点，调配应急备用水源或抗旱应急工程进行抗旱调度，亦可根据区域旱情特点和供水工程体系布局，谋划建设新的抗旱工程或因地制宜采取抗旱措施。

图4 供水格局示意图（以揭阳市普宁市为例）

图5 抗旱保供水体系一张图示意图（以揭阳市普宁市为例）

3.2 供需水平衡分析结果

本文以广东揭阳市普宁市为例，对供需平衡分析进行说明。普宁市境内尚无具有长系列水文监测资料的水文站，因此对没有实测流量资料的水库、河流，采用东桥园站作为参照站，径流按集雨面积比拟、查算径流系数等值线图推算得到。东桥园水文站95%保证率下的多年平均径流量（1956—2016 年）为188 388 万m3，根据广东省第三次水资源调查报告，东桥园站年内分配径流量总量最接近多年平均径流量的为186 550 万m3（1988 年）。依据东桥园站的年径流序列，选择水文年1988 年，作为P=95%的典型年来水进行调节计算。

普宁市供水水源主要来自榕江、练江和龙江河3 个流域，按照前述分区原则，将普宁市供水体系分为3个主要片区：以洪阳镇为中心的东北部榕江水系供水片区，以县城为中心的中部练江水系供水片区，以各乡（镇）为中心的西部供水片区。

表2至表4为东北部供水片区水平衡分析表，可知，当遭遇95%枯水年来水的不利情况时，2035年麒麟镇第一水厂、第二水厂、其明水厂周边供水片区都将出现供水不足的情况，通过东龙潭水库、蔡口水库调节年内径流、蓄丰补枯，可以基本保障供水，因此，需要重点做好水库调度优化工作。

表2 南溪镇三洲拦河闸供水片区供需平衡分析（榕江三洲拦河闸断面1988年典型年径流成果）万m3

表3 广太镇水厂供水片区供需平衡分析（北龙潭下水库1988年典型年径流成果）万m3

表4 麒麟镇第一水厂、第二水厂、其明水厂供水片区供需平衡分析（东龙潭和蔡口水库1988年典型年径流成果）万m3

3.3 干旱风险评估区划结果

在全省干旱灾害防治一级区划成果的基础上，结合抗旱减灾能力进行干旱灾害防治二级区划，并考虑区域历史上和2023年发生的干旱事件，对防治区划结果进行合理性分析和修正，得到最终的干旱灾害防治区划结果，广东省干旱灾害综合风险等级区划如图6 所示，广东省干旱灾害防治二级区划如图7所示。

图6 广东省干旱灾害综合风险等级区划

图7 广东省干旱灾害防治二级区划图

从普宁市干旱灾害综合风险等级规划图（图6（j））中可以看出，综合危险性、易损性2 个指标，风险趋势由东北部向西南部逐渐降低，市区及其东部乡（镇）多为中风险地区，中西部地区多为中低以下风险地区。其中洪阳镇风险指标值达0.391，为全县最高；船埔镇综合风险值最低，为0.121；总体上普宁市干旱灾害综合风险属于中低风险，平均风险指标值为0.306。

4 结果讨论与对策建议

4.1 调查分析与评估结果

广东省11 个易旱县（市、区）干旱特征、致灾特点和风险评估结果如下。

（1）通过干旱特征调查，重点易旱县（市、区）干旱成因特征包括资源型缺水、水质型缺水、工程型缺水中的一种或多种。兼具资源型、水质型和工程型缺水的有徐闻县、雷州市、英德市、乐昌市、饶平县；资源型和工程型缺水的有新兴县和潮南区；水质和工程型缺水的有丰顺县；工程型缺水的有信宜市、惠东县和普宁市。通过实施人工增雨、应急调水、暂停供水水库发电、限制高耗水行业用水、建设应急水源工程、开辟水源、启用备用水源、抽取死库容、水厂管网连通、分区轮供、分时限供等措施，千方百计保障城乡供水安全和粮食安全。

（2）通过供水能力评估，重点易旱县（市、区）多存在供水缺口，随着供水需求增加，缺口将进一步扩大。粤东地区潮南区北部片区、丰顺县西部榕江片区、惠东县稔平半岛片区、普宁市中部片区，粤北片区乐昌市西部片区，新兴县第一、第二共成水厂片区及东源水厂片区，粤西地区徐闻县城及周边地区供水缺口较大。通过采取供水水库调节年内径流、动用水库蓄水、修建引调水工程增加水源供给等措施，可基本保障供水。在特枯水年，同时具备生产生活和农业灌溉供水任务的水源将会发生水资源供给不足，在这种情况下，需要优先保障生活用水。

（3）全省11 个重点易旱县（市、区）的评估结果表明：37 个镇划定为重点防治区，占比19%，主要位于粤西雷州半岛片区、潮南井都镇、乐昌梅花镇、饶平钱东镇和新兴水台镇；74个镇是中等防治区，占比37%，主要位于信宜市北部、乐昌市西部和北部、饶平县北部和南部、新兴县中部和西部、英德市东部和西部、丰顺县中部、惠东县南部和中部、普宁市东部、潮南区中部、徐闻县西南部。

（4）干旱风险评估，易受旱区域一般具有水资源禀赋条件差、人口产业密集农业比重大、供水能力不足的特点。评估结果表明，如粤西徐闻县少雨高温，干旱危险性高；粤东普宁市的部分区域人口密集，干旱易损性高；各重点易旱县（区）都存在人均供水能力不足、河网密度低、抗旱投入少等情况，抗旱减灾能力普遍较弱。二级区划结果表明，重点防治区包括雷州市和徐闻县大部，中等防治区多位于乐昌市西部梅辽四地、潮南区、普宁市东北部，与2020—2023年旱情主要发生区域较为一致，说明采用的干旱风险评估方法比较合理，可以在全省范围内推广。

4.2 分类抗旱措施

针对不同的风险等级和不同的防治区，结合区域供水体系分析结果，可因地制宜采取针对性的干旱防治措施。一般防治区主要从完善供水体系和应急备用水源等常规措施方面提出改善建议；中等防治区主要从加强水源和水厂建设及管网互联互通方面提出改善建议；重点防治区主要从完善本地水源建设提出建议，并进一步提出跨区域、跨流域的引调水工程措施。

（1）完善体制，优化布局，增强区域水资源配置与调度能力。①优化流域骨干水利工程管理体制。坚持流域与区域管理相结合，强化流域统一规划、统一治理、统一调度；加强流域重要控制性水利工程的生态流量调度、水量调度、防汛抗旱调度、取用水等执行情况监督管理，切实发挥控制性水利工程保障防洪、供水安全的公益职能和主体功能。②持续优化水资源配置格局。系统构建“五纵五横”的水资源配置骨干网，加快建设珠江三角洲水资源配置工程，大力推进环北部湾广东水资源配置工程、粤东水资源优化配置工程、珠中江供水一体化工程等水资源配置工程，推动解决广东省水资源时空分布不均和配置能力不足的问题。

（2）多源互济、互联互通，提高城镇供水保障水平。积极推进丰顺县八乡水库引水工程、饶平县引韩济饶供水工程、粤西水资源配置工程建设，使县城周边供水片区具备多水源的供水保障格局，实现多源互济；通过实施饶平县汫洲镇自来水厂供水项目和黄冈镇汛洲岛跨海供水工程，徐闻县四库连通工程、信宜市市区城西至北界段供水管网工程，使供水管网互联互通，提高供水保障水平。

（3）集中供水，修整水利，提高偏远山区供水保障水平。继续推进村村通自来水工程全覆盖，重点推进潮南区平原片区供水管网工程、乐昌市全域自然村集中供水工程、粤西地区农村集中供水、英德市供水管网改造。加紧谋划并实施镇村老旧供水管网改造项目，打通农村供水“最后一公里”；开展渠道改造提升工程，修整抗渠和配套的电灌站，使抗旱期间农业灌溉能够得到有效保障。

（4）加强储备，编制预案，提升县级抗旱服务组织能力。①积极谋划易旱地区抗旱提升工程。支持推动粤东西北易旱地区加快建设抗旱应急备用水源工程、管网联通工程，提高易旱地区抗旱保供水应急能力；重点协调指导雷州半岛2 县的抗旱应急水源谋划和建设工作，以及粤北山区易旱县水源保护与抗旱设施储备工作。②完善抗旱体制机制。针对干旱发展缓慢性和抗旱工作长期性的特点，进一步完善抗旱预案编制指引，明确防大旱、防久旱的工作重点和流程；强调抗旱保供水工作的政府主体责任，充分调动各部门力量和各行业资源及公众的参与度，推动各行业、全社会节水。

（5）强化管控，加强宣传，推动各行业、全社会节水风潮。①强化干旱期间用水管控。易旱地区要科学制定供水计划和生活供水保障方案，积极采取节水、调水、限水等措施，全力保障城乡供水安全，通过实施应急调水、暂停供水水库发电、限制高耗水行业用水、建设应急水源工程、开辟水源、启用备用水源、抽取死库容、水厂管网联通、分区轮供、分时限供等多种措施，全力保障群众生活生产和春耕用水。②加强节水宣传。以近些年的极端干旱为契机，结合生态环境保护、“世界水日”“中国水周”等节水活动和各种传统节日等，持续加强节水宣传和舆论引导，提高全社会的节水意识，合力防旱抗旱保障供水安全。

5 结 语

本研究结合广东省近年来遭受重大干旱的背景，以全国水旱灾害风险普查工作中的广东省重点易旱县（市、区）干旱灾害致灾调查、风险评估及区划项目为主线，详细介绍了通过实际调查分析工作总结出的干旱调查分析方法体系，详细介绍了干旱调查方法、供水体系一张图制作方法、水平衡分析方法和干旱灾害风险评估区划方法。分析结果与广东省历史和近年来干旱实际情况较为吻合，可作为广东省开展抗旱工作和相关规划编制的技术指导。

志谢：本研究工作得到了广东省水利厅的有力指导和广东省11个易旱县（市、区）所在市县级水行政主管部门及相关镇（街道）、村（居委会）的大力支持，在此表示感谢。