天津中南部平原地区气象干旱灾害综合承灾能力分析

邵丝露

天津师范大学地理与环境科学学院，天津 300387

气象干旱是指特定时间内的降水量、蒸发量未达到平衡，水量入不敷出造成的水资源短缺的现象。当其给当地的农业生产和日常生活带来严重影响并造成经济损失时即构成灾害。天津市的气象干旱灾害在中南部平原地区尤为典型，该地区包括市内六区和东丽、武清、西青、津南、北辰、宝坻、宁河、静海[1]，属于暖温带半湿润季风气候冬季盛行风西北风，夏季盛行风向偏南风。论文以上述区域为研究对象，意在分析各区气象干旱灾害的综合承灾能力，并提出一些防范措施或建议，以期为天津市的防灾抗灾提供帮助。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

气象干旱空间分布特征方面选用的数据为2000—2016年的天津市统计年鉴中9个观测站点的年降水量数据，单位均为毫米。气象干旱灾害承灾能力分析方面选用的数据为2016年的天津市统计年鉴中9个观测站点的年平均气温、地区国内生产总值、公共安全预算支出、人口密度和供用水总量。

1.2 研究方法

1.2.1 降水量距平百分率

气象干旱的评价指标众多且各有利弊，其中降水量距平百分率适合我国半干旱、半湿润地区。该指标只需降水量数据且计算简单，结果比较明显。因此本文利用降水量距平百分率指标，从年尺度分析研究区域气象干旱的空间分布特征。降水量距平百分率是指某一时间段内的降水量与多年同一时期的平均降水量之比的百分率[2]，公式如下

式中，Pa为降水量距平百分率，P为某时段的降水量，P为多年同期平均降水量即2000—2016年的气候平均值， 为时段Pi的降水量，n 为样本数[2]。

基于我国旱情评估标准，在年尺度上根据降水量距平百分率（Pa）将气象干旱划分为无旱（—15≤Pa）、轻旱（—30≤Pa＜—15）、中旱（—40＜Pa≤—30）、重旱（—45＜Pa≤—40）和特旱（Pa≤—45）5 个等级[2]。

1.2.2 气象干旱灾害承灾能力评价模型

评价一个地区的气象干旱灾害综合承灾能力，即综合考虑自然、经济、社会等方面的诸多影响因子，分析研究区域对于这一灾害的抗御、救护以及恢复的综合能力。由此，本文选取自然指标、经济指标和社会指标，三者组成评价准则层。自然指标包括2016年年均气温和2000 —2016年各区发生气象干旱的频率，经济指标包括2016年各区国内生产总值和公共安全预算支出，社会指标包括2016年各区人口密度和供用水总量。其中，气温、干旱频率、人口密度和干旱灾害成正相关，国内生产总值、公共安全预算、供用水总量和干旱灾害的风险以及造成的损失呈负相关。

对各评价指标的数据进行一致化和无量纲化处理。将年平均气温、气象干旱频率和人口密度取倒数，其余使用原值，然后将上述数据按照极差化法进行无量纲化处理。极差化法公式如下

式中，y为无量纲化后的评价指标；x为某一指标； xmin为指标x数据中的最小值；xmax为指标x数据中的最大值[3]。

将经过标准化处理的评价指标代入下式，即可得到研究区域各区的综合承灾能力值。公式如下

式中，D为综合承灾能力值，Ci为评价指标i的承灾能力值，Wi为评价指标i所占的权重，n为评价指标的个数[4]。

2 结果与分析

本文利用层次分析法[5]，得到各指标所占的权重如表1所列，其中对气象干旱灾害影响最大的指标为供用水总量和气象干旱频率。

表1 各评价指标所占权重

将经过公式（3）处理的相关数据及其所占的权重代入公式（4）进行计算，得到各区气象干旱灾害综合承灾能力值。市内六区、东丽区、西青区、津南区、北辰区、武清区、宝坻区、宁河区、静海区承灾能力值分别为0.58、0.08、0.55、0.43、0.09、0.48、0.91、0.60、0.50。综合承灾能力值越高，代表承灾能力越强，发生气象干旱灾害的可能性就越低。各区的气象干旱综合承灾能力值由大到小依次为宝坻、宁河、市内六区、西青、静海、武清、津南、北辰和东丽。而2000—2016年各区发生气象干旱的频率由大到小依次为东丽、北辰、市内六区、武清、津南、静海、西青、宁河区和宝坻。大多数区气象干旱的承灾能力与其近17年间发生气象干旱的实际频率相对应，说明对研究区域各区承灾能力大小的比较基本合理。

综合分析各评价指标（分别经过标准化处理并乘以权重），影响各区承灾力的主要因素各有不同。根据“木桶原理”，东丽气象干旱频率为研究区域中的最低值，该区的其他指标处于中等水平，说明造成该区承灾能力弱的短板为气象干旱频率。东丽的年平均气温较其他区高，且17年的年平均降水量较其他区低，导致该区发生气象干旱的频率较高。同理，造成北辰承灾能力弱的主要因素为气象干旱频率和供用水总量。津南主要因素为人口密度和供用水总量，该区人口密度仅次于市内六区，但供用水总量为各区中最低值，造成水资源不足。武清主要因素同样为气象干旱频率，但其国内生产总值较高，促使其承灾力中等偏下。静海主要因素为年平均气温、国内生产总值和公共安全预算支出，该区年均气温较高，年均降水量较低，经济指标较低，造成其气象干旱风险较大，但其人口密度较低，供用水总量适中，促使其承灾力适中。西青区各指标适中，公共安全预算较高，使其承灾能力较强。市内六区主要因素为年均气温、气象干旱频率和人口密度，但其经济指标和供用水总量较高，使其承灾能力较强。宁河主要因素为国内生产总值和安全预算支出，但其年均气温和人口密度为研究区域中最低，使其承灾能力较强。宝坻各指标适中且年均气温较低，供用水总量较高，促使其承灾能力最强。

3 防灾减灾建议

根据上述分析，年平均气温较高的区，如市内六区、静海多由城市热岛效应造成，可通过增加绿化和水体面积、减少人为热排放、铺设透水性公路、调整城市布局以加强城市通风等措施来降低城市温度；气象干旱频率较高的区，如东丽、北辰、武清、市内六区，可在雨季适当增多人工降雨，增加降水量，缓解干旱情况。

国内生产总值和公共安全预算支出较低的区（如宁河和静海），应大力发展高效环保产业，提高其经济水平，从而加大公共安全预算的投入，为预防气象干旱以及灾后救助做好准备。

人口密度较高的区（如津南和市内六区），应适当调整城市布局，将产业或部门分散设置，各区进行产业协调，同时优化交通，促进人口流动；供用水总量较低的区（如津南和北辰），应做好本区的蓄水工作，有条件可以修建水库或者小型抗旱水利设施，并调整农林牧副渔用水结构，多种植耗水少、耐旱的作物，同时注重节水灌溉。

各区都应完善应急、抗旱、调水预案，做好节约用水工作，同时处理好水资源循环利用，城市管道设置雨污分流。此外应加强各学科之间的联系，开展综合研究，提高包括气象干旱灾害在内的自然灾害预测水平，及时采取措施，将损失降到最低。

4 结语

本文通过分析研究区域对气象干旱灾害的综合承灾能力，得出天津市各区的气象干旱综合承灾能力由大到小依次为宝坻、宁河、市内六区、西青、静海、武清、津南、北辰和东丽的结论。防灾减灾不仅是政府的工作，更需要每一位市民的参与，时刻谨记并践行保护水资源、合理利用水资源，爱护我们赖以生存的环境。