廣東省重點易旱區干旱調查、風險評估與區劃研究

程 濤 趙璧奎 李寧寧 譚 超 劉 霞 劉美婷 黃耿旭

（1.廣東省水利水電科學研究院，廣州 510635；2.廣東省粵港澳大灣區水安全保障工程技術研究中心，廣州 510635；3.廣東省水安全科技協同創新中心，廣州 510635）

0 引 言

干旱災害是我國乃至全世界最主要的自然災害之一[1-2]，每年造成數百萬公頃的作物受災、數百萬人因旱飲水困難，直接經濟損失達千億元[3-4]。廣東省降水充沛，水資源量較豐富，受季風氣候和地形等因素影響，全省降水85%集中在汛期，季節性差異較大，在空間分布上呈南高北低的趨勢。廣東省作為豐水地區，同時是氣候變化的敏感區和脆弱區，受全球環境變化影響，極端天氣事件增多[5-6]，區域性、季節性干旱十分頻繁[7]，尤其是2020—2022年的干旱，對全省水資源保障造成了嚴重影響[8]。通過建設水資源利用工程，攔蓄雨洪資源并進行水量豐枯調度，能夠很大程度上緩解氣候原因帶來的水資源短缺問題。

廣東省經過長期努力，在蓄水工程建設上取得了一定成就，但在抗旱保供水工程體系建設上，尤其是山區和農村供水保障方面還存在一些短板[9]。因此，有必要對全省重點易旱縣（市、區）干旱現狀、抗旱保供水工程體系進行深入的調查分析，摸清干旱風險底數以科學評估干旱風險[10]，因地制宜提出分類抗旱措施[11]，為廣東省水利高質量發展強基固本。

1 研究區概況

廣東省位于我國大陸最南端，北倚南嶺，南瀕南海，陸地面積17.97 萬km2，地形起伏，河流縱橫。屬東亞季風區，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；空間分布呈南高北低趨勢，位于背風坡的羅定盆地、興梅盆地和沿海的雷州半島、潮汕平原少雨區，年平均降水量小于1 400 mm；降水年內分配不均，4—9 月汛期降水占全年的67%～86%；降水年際變化也比較顯著，全省年降水量最大為2016 年的2 361.0 mm，最小為1963年的1 259.6 mm，最大年份降水量是最小年份的1.9倍，在個別地區可達3.2 倍，特殊的降水時空分布和地理地形特征導致洪旱災害經常發生。

受降水時空分布和地理地形特征影響，廣東省一些地區常受干旱威脅，并在近幾年的極端干旱事件中發生較為嚴重的災情。根據歷史資料和行業專家的評估，梳理了全省11個易旱縣（市、區），其中3個位于粵西，3個位于粵北，5個位于粵東，覆蓋全省10個地（市），基本情況如圖1、表1所示。

表1 重點易旱縣（市、區）基本情況

圖1 廣東省重點易旱縣（市、區）分布圖

2 研究方法及數據

本研究主要涉及外業和內業兩方面工作，通過外業工作了解情況、搜集資料，通過內業工作整理分析資料；進一步將調查到的供水體系按照“水源—供水工程—用水戶”梳理拓撲關系，繪制供水工程體系一張圖，并進一步細化為抗旱保供水工程體系一張圖（以下簡稱抗旱一張圖）；逐縣（市、區）劃分供水片區、梳理供水格局，并逐個片區開展供水能力分析，評估是否能夠滿足特定干旱條件下的供水需求；開展干旱風險評估，以耦合易損性和危險性指標評估干旱災害綜合風險，并采用自然斷點法進行風險區劃；最后，結合區域供水體系分析短板問題，因地制宜提出干旱防治措施和建議，技術路線如圖2所示。

圖2 技術路線圖

2.1 實地調研與數據收集

前往11 個重點易旱縣（市、區）所在地座談交流，實地察看水利工程，收集數據表格、報告材料、影像資料等，全面掌握易旱縣（市、區）基本情況。

2.2 資料整理與內業分析

本次搜集到11 個易旱縣（市、區）的各類數據資料共計1 476 份，包括調研記錄11 份、數據表格11 份、報旱材料42 份、規劃報告106份、地圖資料48份、水文數據99份、社會經濟28份和現場照片1 131份。

2.3 供水體系梳理與抗旱一張圖繪制

供水體系梳理與抗旱一張圖繪制按照以下步驟進行。①收集各縣（市、區）河流、水庫、取水口、灌區、水廠、供水對象（用水戶）等矢量及屬性信息，將各種對象以特定標識在地圖上按照大概位置進行標記，并對河流和水庫供給到水廠、水廠供給到用水戶的水量傳遞過程進行標繪，得到供水體系的概化圖。②將河流名稱、水庫名稱、興利庫容、集雨面積、取水口位置、灌區名稱、設計灌溉面積、實際灌溉用水量、水廠名稱、實際供水規模、實際供水人口、供水對象名稱（縣城、圩鎮、村）及人口等信息相應標繪在各種對象附近，以上可形成供水工程體系一張圖。③根據近幾年為應對干旱采取的措施情況，將應急備用水源、抗旱應急工程等及相應的供水路徑標繪于圖中，可進一步完善形成抗旱保供水工程體系一張圖。④根據抗旱一張圖，結合區域地形地貌、河流水系分布、供水網絡結構、干旱特征等，將區域供水體系劃分為若干分區。一般按照地形劃分山區供水片區和平原供水片區；按照區位劃分沿河供水片區和沿海供水片區；按照行政區劃分縣城及周邊供水片區和圩鎮及周邊供水片區等，實際劃分過程綜合考慮其他各種因素。

2.4 供需水平衡分析

供需平衡計算及分析按照以下原則和步驟進行。①遵循“先生活、后生產，先地表、后地下，先節水、后調水”的原則制定保供水措施。②水庫蓄水量為正常蓄水位對應的庫容值。③水廠的供水量按照設計供水能力計算，不對水廠的供水對象（生活、工業等）進行區分，所有從水廠取水的對象均按照1 個保障率考慮。④水庫的蒸發滲漏損失已在預測來水中扣除，水庫到水廠輸水干管的滲漏損失按照水廠供水量和水廠從水庫取水量折算，為7%～9%，已在水廠設計供水規模中考慮。⑤僅對萬噸規模以上水廠（縣城水廠或鎮水廠）的水源進行供需平衡計算及分析，農村集中供水水源為地下水或山溪水的不在本次供需平衡計算及分析范圍內。⑥一次水量平衡僅考慮天然徑流，供水不足時需要進行二次平衡，按照10月底水庫水位達到正常蓄水位（即可用水量等于興利庫容）考慮，水量平衡大于水庫興利庫容時，令其等于興利庫容，多余的水量為棄水。

2.5 干旱風險評估區劃

本研究采用基于危險性、易損性、抗旱減災能力三要素的干旱風險評估區劃方法[11]，具體按照以下步驟進行。①根據災害現場調查和分析評價結果，將干旱風險評估（目標層）的影響因子分為致災因子、承載（體）因子和抗旱減災因子（準則層），進一步確定不同影響變量（變量層）。②選取降水量、氣溫、枯水期降水占比作為危險性評價指標；選取土地利用、人口密度、經濟密度作為易損性評價指標；選取水利設施分布、河網密度、政府一般公共預算（代表政府抗旱救災能力）作為抗旱減災能力評價指標（圖3）。③進一步利用空間分析法和層次分析法，確定不同指標權重，構建干旱風險評價模型，計算風險值并進行風險分析。最后根據風險值，按照自然劃分法對全省易旱縣（市、區）進行風險分區和風險防治區劃。

圖3 干旱災害風險評估區劃指標框架

3 研究結果分析

3.1 調查結果統計分析

本研究梳理繪制了廣東省易旱縣（市、區）供水格局示意圖和抗旱一張圖，分別如圖4、圖5 所示（均以揭陽市普寧市為例）。利用抗旱一張圖，可宏觀掌握區域的供水體系特征和抗旱工程情況，結合干旱實際特點，調配應急備用水源或抗旱應急工程進行抗旱調度，亦可根據區域旱情特點和供水工程體系布局，謀劃建設新的抗旱工程或因地制宜采取抗旱措施。

圖4 供水格局示意圖（以揭陽市普寧市為例）

圖5 抗旱保供水體系一張圖示意圖（以揭陽市普寧市為例）

3.2 供需水平衡分析結果

本文以廣東揭陽市普寧市為例，對供需平衡分析進行說明。普寧市境內尚無具有長系列水文監測資料的水文站，因此對沒有實測流量資料的水庫、河流，采用東橋園站作為參照站，徑流按集雨面積比擬、查算徑流系數等值線圖推算得到。東橋園水文站95%保證率下的多年平均徑流量（1956—2016 年）為188 388 萬m3，根據廣東省第三次水資源調查報告，東橋園站年內分配徑流量總量最接近多年平均徑流量的為186 550 萬m3（1988 年）。依據東橋園站的年徑流序列，選擇水文年1988 年，作為P=95%的典型年來水進行調節計算。

普寧市供水水源主要來自榕江、練江和龍江河3 個流域，按照前述分區原則，將普寧市供水體系分為3個主要片區：以洪陽鎮為中心的東北部榕江水系供水片區，以縣城為中心的中部練江水系供水片區，以各鄉（鎮）為中心的西部供水片區。

表2至表4為東北部供水片區水平衡分析表，可知，當遭遇95%枯水年來水的不利情況時，2035年麒麟鎮第一水廠、第二水廠、其明水廠周邊供水片區都將出現供水不足的情況，通過東龍潭水庫、蔡口水庫調節年內徑流、蓄豐補枯，可以基本保障供水，因此，需要重點做好水庫調度優化工作。

表2 南溪鎮三洲攔河閘供水片區供需平衡分析（榕江三洲攔河閘斷面1988年典型年徑流成果）萬m3

表3 廣太鎮水廠供水片區供需平衡分析（北龍潭下水庫1988年典型年徑流成果）萬m3

表4 麒麟鎮第一水廠、第二水廠、其明水廠供水片區供需平衡分析（東龍潭和蔡口水庫1988年典型年徑流成果）萬m3

3.3 干旱風險評估區劃結果

在全省干旱災害防治一級區劃成果的基礎上，結合抗旱減災能力進行干旱災害防治二級區劃，并考慮區域歷史上和2023年發生的干旱事件，對防治區劃結果進行合理性分析和修正，得到最終的干旱災害防治區劃結果，廣東省干旱災害綜合風險等級區劃如圖6 所示，廣東省干旱災害防治二級區劃如圖7所示。

圖6 廣東省干旱災害綜合風險等級區劃

圖7 廣東省干旱災害防治二級區劃圖

從普寧市干旱災害綜合風險等級規劃圖（圖6（j））中可以看出，綜合危險性、易損性2 個指標，風險趨勢由東北部向西南部逐漸降低，市區及其東部鄉（鎮）多為中風險地區，中西部地區多為中低以下風險地區。其中洪陽鎮風險指標值達0.391，為全縣最高；船埔鎮綜合風險值最低，為0.121；總體上普寧市干旱災害綜合風險屬于中低風險，平均風險指標值為0.306。

4 結果討論與對策建議

4.1 調查分析與評估結果

廣東省11 個易旱縣（市、區）干旱特征、致災特點和風險評估結果如下。

（1）通過干旱特征調查，重點易旱縣（市、區）干旱成因特征包括資源型缺水、水質型缺水、工程型缺水中的一種或多種。兼具資源型、水質型和工程型缺水的有徐聞縣、雷州市、英德市、樂昌市、饒平縣；資源型和工程型缺水的有新興縣和潮南區；水質和工程型缺水的有豐順縣；工程型缺水的有信宜市、惠東縣和普寧市。通過實施人工增雨、應急調水、暫停供水水庫發電、限制高耗水行業用水、建設應急水源工程、開辟水源、啟用備用水源、抽取死庫容、水廠管網連通、分區輪供、分時限供等措施，千方百計保障城鄉供水安全和糧食安全。

（2）通過供水能力評估，重點易旱縣（市、區）多存在供水缺口，隨著供水需求增加，缺口將進一步擴大?；洊|地區潮南區北部片區、豐順縣西部榕江片區、惠東縣稔平半島片區、普寧市中部片區，粵北片區樂昌市西部片區，新興縣第一、第二共成水廠片區及東源水廠片區，粵西地區徐聞縣城及周邊地區供水缺口較大。通過采取供水水庫調節年內徑流、動用水庫蓄水、修建引調水工程增加水源供給等措施，可基本保障供水。在特枯水年，同時具備生產生活和農業灌溉供水任務的水源將會發生水資源供給不足，在這種情況下，需要優先保障生活用水。

（3）全省11 個重點易旱縣（市、區）的評估結果表明：37 個鎮劃定為重點防治區，占比19%，主要位于粵西雷州半島片區、潮南井都鎮、樂昌梅花鎮、饒平錢東鎮和新興水臺鎮；74個鎮是中等防治區，占比37%，主要位于信宜市北部、樂昌市西部和北部、饒平縣北部和南部、新興縣中部和西部、英德市東部和西部、豐順縣中部、惠東縣南部和中部、普寧市東部、潮南區中部、徐聞縣西南部。

（4）干旱風險評估，易受旱區域一般具有水資源稟賦條件差、人口產業密集農業比重大、供水能力不足的特點。評估結果表明，如粵西徐聞縣少雨高溫，干旱危險性高；粵東普寧市的部分區域人口密集，干旱易損性高；各重點易旱縣（區）都存在人均供水能力不足、河網密度低、抗旱投入少等情況，抗旱減災能力普遍較弱。二級區劃結果表明，重點防治區包括雷州市和徐聞縣大部，中等防治區多位于樂昌市西部梅遼四地、潮南區、普寧市東北部，與2020—2023年旱情主要發生區域較為一致，說明采用的干旱風險評估方法比較合理，可以在全省范圍內推廣。

4.2 分類抗旱措施

針對不同的風險等級和不同的防治區，結合區域供水體系分析結果，可因地制宜采取針對性的干旱防治措施。一般防治區主要從完善供水體系和應急備用水源等常規措施方面提出改善建議；中等防治區主要從加強水源和水廠建設及管網互聯互通方面提出改善建議；重點防治區主要從完善本地水源建設提出建議，并進一步提出跨區域、跨流域的引調水工程措施。

（1）完善體制，優化布局，增強區域水資源配置與調度能力。①優化流域骨干水利工程管理體制。堅持流域與區域管理相結合，強化流域統一規劃、統一治理、統一調度；加強流域重要控制性水利工程的生態流量調度、水量調度、防汛抗旱調度、取用水等執行情況監督管理，切實發揮控制性水利工程保障防洪、供水安全的公益職能和主體功能。②持續優化水資源配置格局。系統構建“五縱五橫”的水資源配置骨干網，加快建設珠江三角洲水資源配置工程，大力推進環北部灣廣東水資源配置工程、粵東水資源優化配置工程、珠中江供水一體化工程等水資源配置工程，推動解決廣東省水資源時空分布不均和配置能力不足的問題。

（2）多源互濟、互聯互通，提高城鎮供水保障水平。積極推進豐順縣八鄉水庫引水工程、饒平縣引韓濟饒供水工程、粵西水資源配置工程建設，使縣城周邊供水片區具備多水源的供水保障格局，實現多源互濟；通過實施饒平縣汫洲鎮自來水廠供水項目和黃岡鎮汛洲島跨海供水工程，徐聞縣四庫連通工程、信宜市市區城西至北界段供水管網工程，使供水管網互聯互通，提高供水保障水平。

（3）集中供水，修整水利，提高偏遠山區供水保障水平。繼續推進村村通自來水工程全覆蓋，重點推進潮南區平原片區供水管網工程、樂昌市全域自然村集中供水工程、粵西地區農村集中供水、英德市供水管網改造。加緊謀劃并實施鎮村老舊供水管網改造項目，打通農村供水“最后一公里”；開展渠道改造提升工程，修整抗渠和配套的電灌站，使抗旱期間農業灌溉能夠得到有效保障。

（4）加強儲備，編制預案，提升縣級抗旱服務組織能力。①積極謀劃易旱地區抗旱提升工程。支持推動粵東西北易旱地區加快建設抗旱應急備用水源工程、管網聯通工程，提高易旱地區抗旱保供水應急能力；重點協調指導雷州半島2 縣的抗旱應急水源謀劃和建設工作，以及粵北山區易旱縣水源保護與抗旱設施儲備工作。②完善抗旱體制機制。針對干旱發展緩慢性和抗旱工作長期性的特點，進一步完善抗旱預案編制指引，明確防大旱、防久旱的工作重點和流程；強調抗旱保供水工作的政府主體責任，充分調動各部門力量和各行業資源及公眾的參與度，推動各行業、全社會節水。

（5）強化管控，加強宣傳，推動各行業、全社會節水風潮。①強化干旱期間用水管控。易旱地區要科學制定供水計劃和生活供水保障方案，積極采取節水、調水、限水等措施，全力保障城鄉供水安全，通過實施應急調水、暫停供水水庫發電、限制高耗水行業用水、建設應急水源工程、開辟水源、啟用備用水源、抽取死庫容、水廠管網聯通、分區輪供、分時限供等多種措施，全力保障群眾生活生產和春耕用水。②加強節水宣傳。以近些年的極端干旱為契機，結合生態環境保護、“世界水日”“中國水周”等節水活動和各種傳統節日等，持續加強節水宣傳和輿論引導，提高全社會的節水意識，合力防旱抗旱保障供水安全。

5 結 語

本研究結合廣東省近年來遭受重大干旱的背景，以全國水旱災害風險普查工作中的廣東省重點易旱縣（市、區）干旱災害致災調查、風險評估及區劃項目為主線，詳細介紹了通過實際調查分析工作總結出的干旱調查分析方法體系，詳細介紹了干旱調查方法、供水體系一張圖制作方法、水平衡分析方法和干旱災害風險評估區劃方法。分析結果與廣東省歷史和近年來干旱實際情況較為吻合，可作為廣東省開展抗旱工作和相關規劃編制的技術指導。

志謝：本研究工作得到了廣東省水利廳的有力指導和廣東省11個易旱縣（市、區）所在市縣級水行政主管部門及相關鎮（街道）、村（居委會）的大力支持，在此表示感謝。