金菊良，馬 強，崔 毅，白 夏，蔣尚明，周玉良，周戎星

(1.合肥工業(yè)大學 土木與水利工程學院, 安徽 合肥 230009; 2.合肥工業(yè)大學 水資源與環(huán)境系統(tǒng)工程研究所, 安徽 合肥 230009; 3.安徽省·水利部淮河水利委員會水利科學研究院 水利水資源安徽省重點實驗室, 安徽 合肥 230088)

旱災在受災影響程度和影響范圍方面長期位于各種自然災害前列，是嚴重威脅國家糧食安全、經濟社會和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重大自然災害[1-2]。受季風氣候顯著影響，我國華北和東北大部分地區(qū)、江淮流域和西南地區(qū)、華南地區(qū)分別是以旱災為主的季節(jié)性水旱災害交替區(qū)域、水旱災害并重的季節(jié)性旱災區(qū)域、以水災為主的季節(jié)性旱災區(qū)域[2-3]，這與降水量空間分布相一致。旱災風險是地球表層水圈、大氣圈中水分虧缺自然現(xiàn)象對人類圈、生物圈、巖土圈中經濟社會、生態(tài)環(huán)境產生不利影響的可能性，是上述地球表層五大圈層相作用形成的典型復雜系統(tǒng)[4-6]。目前我國處于比唐朝還偏暖的氣候環(huán)境，而氣候變化、人類活動又在不斷改變旱災孕災環(huán)境，這很可能會進一步加劇旱災對經濟社會和生態(tài)環(huán)境的不利影響和旱災風險形成過程的復雜性，因此旱災風險防范日益受到關注和研究[5-8]。目前，我國旱災風險管理已開始從危機應急管理向常態(tài)化綜合風險防范管理轉變[3, 6-8]。鑒于危機應急管理防范不足，徐翔宇等[7]從旱災風險形成過程角度闡述了基于“要素、空間、過程、準則、功能”五位一體的旱災風險調控技術體系。然而，由于旱災風險形成過程的復雜性，目前旱災風險調控機理尚不清晰，尚缺乏有效的旱災風險防范機制分析方法，這無疑嚴重制約著旱災風險常態(tài)化綜合防范管理實踐的高質量發(fā)展[2, 7-9]，迫切需要進行水科學、自然災害學、系統(tǒng)科學、計算智能等多學科交叉融合的深入研究[10]。為此，本文采用自然災害系統(tǒng)理論[11]和結構水資源學方法[12]相結合的研究途徑，分析區(qū)域旱災風險物理成因過程的系統(tǒng)結構，從風險系統(tǒng)要素間相作用的角度探討旱災風險調控機理，進而分析典型旱災風險防范措施機制，初步形成一套基于鏈式傳遞結構的區(qū)域旱災風險防范機制分析技術，以期進一步推動自然災害風險防控理論和實踐的發(fā)展。

1 旱災風險形成的三元鏈式傳遞過程分析

干旱是指地球表層水圈、大氣圈中大氣輸送過程、地表水過程、地下水過程、土壤水過程等水循環(huán)自然供水源環(huán)節(jié)較長一段時間內的水分狀態(tài)與這些供水源的多年平均水平相比發(fā)生明顯水分虧缺的自然現(xiàn)象，在自然災害系統(tǒng)理論中也稱干旱為致災因子，一般可用這些自然供水源量與其多年平均值相比的累積缺水量值(干旱強度)及缺水持續(xù)時間(干旱歷時)、影響空間范圍(干旱面積)等隨機變量來定量描述干旱事件[2,9]；旱災是干旱這類自然供水源的水分虧缺現(xiàn)象引起破壞地球表層人類圈、生物圈、巖土圈中人類生活、生產、生態(tài)系統(tǒng)功能不能正常發(fā)揮、產生損失的事件，是地球表層水圈、大氣圈與其他圈層相作用產生的水文氣象災害[4, 6-9]。干旱是水分虧缺、偏離正常狀況的自然現(xiàn)象，旱災是自然因素與社會因素交互作用的現(xiàn)象，是致災因子、承災體、孕災環(huán)境、防災減災措施四方面因素綜合作用的結果；受干旱影響的各種社會經濟發(fā)展、生態(tài)環(huán)境要素集稱為承災體，是干旱致災因子的作用對象；人類為減輕干旱可能產生不利影響的各種工程和非工程措施稱為防災減災措施；影響致災因子、承災體和防災減災措施對災害損失可能程度的自然和社會環(huán)境要素集統(tǒng)稱為孕災環(huán)境，包括影響致災因子和承災體的大氣、水文、生物、巖土、人類等五大地球圈層要素的多年平均值等[14]；上述致災因子、承災體、防災減災措施、孕災環(huán)境四類要素相作用導致承災體損失(災情)所形成的復雜系統(tǒng)稱為旱災系統(tǒng)[2, 6-9]，史培軍[13-15]稱上述災害系統(tǒng)為自然災害系統(tǒng)的結構體系。在旱災系統(tǒng)中，致災因子對承災體由旱致災的作用是發(fā)生旱災的前提條件，防災減災措施是減輕旱災可能不利影響的主要途徑，孕災環(huán)境是反映致災因子、承災體和防災減災措施對旱災可能不利影響的多年平均背景條件，上述四要素都是旱災形成的必要條件[2, 9, 13-15]?？梢姡禐氖撬?、大氣圈水循環(huán)過程中干旱自然現(xiàn)象，對地球表層人類圈、生物圈、巖土圈中經濟社會和支撐經濟社會的生態(tài)環(huán)境產生不利影響的復雜過程。不同區(qū)域、不同時期的旱災系統(tǒng)中致災因子、承災體、防災減災措施、孕災環(huán)境及其相作用也不盡相同、往往具有明顯差異，旱災系統(tǒng)是一典型復雜系統(tǒng)，具有成因區(qū)域性、關聯(lián)性、多樣性、客觀存在性和可減輕性等復雜性特征[2, 4, 9, 16]。

旱災風險就是指不同強度干旱事件未來發(fā)生的可能性及其可能導致承災體損失的關系[9, 17]。旱災實際風險過程是在實際的孕災環(huán)境孕險性[15, 18]和防災減災能力[19]條件下干旱危險性經承災體暴露性、干旱災損敏感性這兩要素相作用形成的。其中：干旱危險性是指干旱強度與其發(fā)生可能性之間的關系；暴露性是指處于干旱不利影響范圍內的承災體要素及其時空分布大小，是致災因子對承災體的作用結果、也是連接致災因子與承災體的橋梁，反映致災因子對承災體的作用途徑、承災體受致災因子影響的程度，暴露性與區(qū)域承災體數量、時空分布與致災因子強度及其時空分布有關；承災體干旱災損敏感性是指自然條件下干旱強度與承災體因旱損失之間的關系；防災減災能力又稱抗旱能力，是指研究區(qū)域在給定時期內，以社會經濟和科技發(fā)展可設定水平為依據，為保障生活、生產、生態(tài)正常秩序而具有的防御干旱缺水不利影響的最高水平，包括減輕水循環(huán)過程中降水、徑流、地下水、土壤水等水分虧缺影響的各種防災減災能力，抗旱能力反映區(qū)域不發(fā)生旱災不利影響的最大干旱重現(xiàn)期[2, 9, 19]。承災體干旱災損敏感性、暴露性和抗旱能力三者相作用、合稱為承災體脆弱性，它反映承災體遭受不同強度干旱作用而產生損失的關系情況?？梢?，脆弱性既包括干旱對承災體的暴露性與災損敏感性相作用形成的易損性(表征承災體在自然條件下易受干旱致?lián)p的程度)，也包括減輕旱災風險所有可獲得的防災減災能力。干旱危險性經承災體脆弱性傳遞作用，導致承災體未來可能損失，稱為旱災損失風險。旱災損失風險是干旱強度發(fā)生可能性與承災體因旱損失之間的關系。旱災損失風險關系與隨機變量的概率分布曲線在關系結構上[12]具有明顯區(qū)別，前者反映旱災系統(tǒng)不同要素之間的作用關系，而后者則僅僅是隨機變量本身的取值及其發(fā)生可能性之間的對應關系(屬于單要素內部屬性之間的關系)?？梢娦纬珊禐膿p失風險的主要過程就是從危險性經脆弱性鏈接到損失風險的旱災風險鏈式傳遞過程[2, 9]，簡稱三元(危險性、脆弱性、損失風險三類元關系)鏈式傳遞結構，只要危險性或脆弱性元關系鏈條強度削弱，損失風險元關系就會削弱。其中干旱危險性是風險發(fā)出者，承災體脆弱性是風險轉換者，旱災損失風險是風險接受者。承災體的干旱災損敏感性經承災體對致災因子的暴露響應形成承災體的易損性，易損性再經抗旱能力和孕災環(huán)境孕險性作用形成承災體的實際脆弱性(關系)。在研究區(qū)域特定的孕災環(huán)境孕險性和抗旱能力條件下，承災體實際脆弱性把干旱危險性轉換為旱災損失風險，這種風險就是區(qū)域旱災實際風險，顯然剩余風險[20]是實際風險的一種特例。其中，災損敏感性是承災體旱災損失風險的內在因素，干旱危險性、承災體暴露性是反映致災因子與承災體相作用的風險發(fā)生因素，抗旱能力反映風險可調控的因素，孕災環(huán)境孕險性反映影響旱災風險自然環(huán)境和社會環(huán)境變量時空分布的多年平均背景條件；干旱危險性、承災體災損敏感性或暴露性的降低或阻斷，均可降低或阻斷旱災損失風險。于是，旱災風險可簡要定義為干旱發(fā)生的可能性與其可能造成損失之間的關系，該關系一般可稱為旱災損失風險，它定量刻畫了致災因子發(fā)生可能性變量與承災體損失變量之間的關系，可見旱災損失風險不是簡單的一維實數變量[2, 9]。換言之，旱災損失風險是干旱危險性經承災體脆弱性鏈式傳遞作用后形成的，反映了從干旱危險性向旱災損失風險的傳遞結構[2, 9]。其中，干旱強度與其發(fā)生的可能性之間的干旱危險性關系稱為狹義旱災風險[2, 9, 15-17]，屬于自然屬性范疇，而反映干旱強度發(fā)生可能性與承災體因旱損失之間的關系的旱災損失風險屬于自然屬性與社會屬性相復合的范疇，反映了旱災風險的本質特征，其中旱災損失的可能性不是旱災損失本身的統(tǒng)計不確定性，而是由干旱強度發(fā)生的可能性(不確定性)經承災體脆弱性的傳遞、轉換作用而間接得到的[2, 9]。

可見，從旱災風險形成的物理成因過程看，旱災風險是由孕災環(huán)境孕險性、防災減災能力(抗旱能力)、干旱危險性、承災體干旱災損敏感性、承災體暴露性和承災體損失風險這六要素相聯(lián)系、相作用下形成的復雜系統(tǒng)，稱為旱災風險系統(tǒng)[2, 9]，它實質上是旱災系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)。從研究區(qū)域特定孕災環(huán)境和抗旱能力條件下旱災風險形成的物理過程看，由干旱危險性、承災體脆弱性和旱災損失風險三者鏈式傳遞作用、形成了旱災風險系統(tǒng)基本結構[12]，簡稱三元鏈式傳遞結構。換言之，旱災損失風險是干旱危險性這一系統(tǒng)輸入，經承災體脆弱性這一系統(tǒng)轉換的鏈式傳遞作用后，所得到的系統(tǒng)輸出[2, 9]?？梢?，旱災風險系統(tǒng)是旱災系統(tǒng)非常重要的子系統(tǒng)，旱災風險系統(tǒng)、旱災系統(tǒng)這類面向系統(tǒng)結構的表達方式[12]明確了相應系統(tǒng)的結構特征[12]，可能比自然災害系統(tǒng)的功能體系、結構體系更便于物理成因解析和定量化分析應用。

孕災環(huán)境孕險性、抗旱能力、干旱危險性、承災體干旱災損敏感性、暴露性和旱災損失風險這六類旱災風險系統(tǒng)要素，理論上都可成為旱災風險調控[7,20]和旱災風險防范[6, 8]的對象。其中，旱災風險調控是指改變旱災風險系統(tǒng)這些要素或要素間的關系，以減輕旱災損失風險(降低干旱致災強度或減少承災體因旱損失)的各種應對策略，旱災風險系統(tǒng)就是調控對象；旱災風險防范是指根據區(qū)域旱災風險區(qū)劃等靜態(tài)風險信息和旱災風險預警評價等動態(tài)風險信息，所可預先采用的旱災風險減輕、規(guī)避、轉移分散、適應等風險防備策略；旱災風險調控是指旱災損失風險形成之前、形成過程中和形成之后的各種風險應對策略，旱災風險防范則一般指旱災損失風險形成之前的各種風險調控策略[2, 6-8]。一般不易通過降低干旱危險性來防范、降低旱災風險，而通過降低承災體的干旱災損敏感性和暴露性進行降低易損性，提高抗旱能力，或改善孕災環(huán)境孕險性來防范、降低旱災風險，或通過保險轉移、分散旱災損失風險的承災體對象，則是比較現(xiàn)實可行、也是十分有效的主要實現(xiàn)途徑[2, 7]?？梢?，旱災風險防范主要是指預防或降低干旱事件發(fā)生的可能性，或把干旱事件可能造成的損失降低到一定的可接受范圍之內，以避免在干旱事件發(fā)生時造成難以承擔的損失的各種旱災風險調控方案[2, 6-8]。旱災風險系統(tǒng)是以研究區(qū)域承災體脆弱性為中間轉換環(huán)節(jié)，以特定孕災環(huán)境中干旱致災因子可能破壞與相應承災體損失之間復雜的響應關系為作用機制，是干旱危險性曲線經承災體脆弱性曲線，轉換為承災體損失風險曲線、具有鏈式傳遞關系的復雜系統(tǒng)，而承災體損失風險曲線就是上述旱災風險鏈式傳遞作用機制下的演化結果[2, 9]，具體可見以農業(yè)旱災風險為例、如圖1所示的由干旱危險性曲線，經作物旱災脆弱性曲線傳遞轉換，得到農業(yè)旱災損失風險曲線的農業(yè)旱災風險鏈式傳遞過程[21-22]。

2 旱災風險調控的鏈式傳遞機理分析

由圖1可見，旱災風險調控也具有這樣的鏈式傳遞機理：區(qū)域旱災損失風險關系是由區(qū)域特定孕災環(huán)境孕險性A和防災減災能力(也稱抗旱能力)B條件下的干旱危險性關系C，經區(qū)域特定孕災環(huán)境孕險性A和防災減災能力(也稱抗旱能力)B條件下的承災體暴露性D(指處于干旱不利影響范圍內的承災體要素及其時空分布，例如圖1中作物種植受旱面積、作物種類、作物生育階段就是承災體暴露程度的重要度量)和干旱災損敏感性E組成的旱災脆弱性關系V傳遞作用后，產生旱災損失風險關系F[2, 9, 21-23]。可見，由圖1、圖2中A、B、C、D、E、F發(fā)生作用、構成以“干旱危險性-旱災脆弱性-旱災損失風險”三元鏈式傳遞為旱災風險系統(tǒng)基本結構的旱災損失風險形成機理，簡稱為旱災風險三元鏈式傳遞機理。其中干旱危險性、旱災脆弱性、旱災損失風險是旱災風險系統(tǒng)中最核心的三種關系，而孕災環(huán)境孕險性、防災減災能力是影響旱災損失風險大小的條件因素。根據該機理，區(qū)域旱災損失風險的傳遞過程可進一步表達為：

圖1 農業(yè)旱災風險鏈式傳遞的作用機制[21]

F=F(C(A,B);V(D(A,B)E(A,B))=F(C(P,H,A,B);V(D(A,B)E(H,d,A,B))=F(C(P,H,A,B);V(H,L,A,B))=F(P,L,A,B)。

(1)

式中：C(A,B)為給定區(qū)域孕災環(huán)境孕險性A和防災減災能力B條件下的干旱實際危險性關系，該關系可用C(P,H,A,B)進一步展開為干旱強度(水分虧缺程度)H及其發(fā)生的可能性P間關系；V(D(A,B)E(A,B))為給定A和B條件下的承災體暴露性D(受干旱強度H影響的承災體數量)和干旱災損敏感性E組成的旱災實際脆弱性關系，E可用E(H,d,A,B)進一步表示為干旱強度H與單位承災體損失量d之間的關系，暴露性D與E相乘得到干旱強度H與所有暴露承災體損失量L之間的關系V(H,L,A,B)；由給定區(qū)域孕災環(huán)境孕險性A和防災減災能力B條件下的干旱實際危險性關系C(P,H,A,B)與旱災實際脆弱性關系V(H,L,A,B)進行鏈式傳遞作用，最終得到旱災實際(損失)風險關系F(P,L,A,B)?？梢娺@三種關系C(P,H,A,B)、V(H,L,A,B)和F(P,L,A,B)都是在給定區(qū)域孕災環(huán)境孕險性A和防災減災能力B條件作用下的關系，其中也可認為C(P,H,A,B)是區(qū)域實際孕災環(huán)境孕險性和防災減災能力條件下的干旱實際危險性[24]，V(H,L,A,B)是區(qū)域實際孕災環(huán)境孕險性和防災減災能力條件下的旱災實際脆弱性[21]，F(xiàn)(P,L,A,B)是區(qū)域實際干旱孕災環(huán)境孕險性和防災減災能力條件下的旱災實際風險[22]。顯然，剩余風險[20]是實際風險的一種特例。換言之，旱災損失風險關系P～L是在給定孕災環(huán)境孕險性A和防災減災能力B條件下，由干旱危險性關系P～H與承災體脆弱性關系H～L經中間共同變量干旱強度H鏈接、進行合成運算而得到的關系?？梢姡禐膿p失風險關系是干旱危險性關系，經承災體脆弱性關系傳遞，轉換為承災體損失風險關系而形成的，這種風險形成的傳遞過程是以危險性與脆弱性相串聯(lián)的鏈條形式(簡稱鏈式)作用的，只要損失風險F鏈條前端的危險性C或脆弱性V鏈接程度低，那么傳遞到鏈條后端的損失風險F程度也會低，所以稱上述旱災風險形成機理為基于三元鏈式傳遞結構的旱災損失風險形成機理，如圖2所示。式(1)中作為中間變量的干旱強度H是鏈接干旱危險性關系與承災體脆弱性關系之間的橋梁，脆弱性關系是將危險性關系轉換為損失風險關系的鏈式傳遞作用函數，在旱災風險防范過程中十分重要。

圖2 基于三元鏈式傳遞結構的旱災損失風險形成機理示意圖

在圖1、圖2和式(1)旱災風險鏈式傳遞結構中，降低孕災環(huán)境孕險性A，增強防災減災能力B，降低干旱危險性C，降低承災體的暴露性D、干旱災損敏感性E，或轉移、分散、自留旱災損失風險F，理論上均可作為區(qū)域旱災風險調控的有效策略[6-7, 20]，這就是旱災風險調控的三元鏈式傳遞機理。基于該機理目前主要有旱災損失風險減輕、風險轉移分散(如保險)、風險規(guī)避(即暴露性盡可能為零，類似戴口罩)和風險自留(如風險適應，適用于處理可接受風險)四類調控、防范策略[20]。其中，預防、調控削弱旱災損失風險鏈式傳遞中的脆弱性A(如風險區(qū)劃)、B(如灌溉、調水)、D(如種植結構調整)、E(如作物種子改良)四要素相對最為關鍵和有效[2, 6-9, 20, 25]。

3 旱災風險防范的鏈式傳遞機制分析

基于旱災風險調控的鏈式傳遞機理，旱災風險防范旨在把區(qū)域旱災風險程度優(yōu)化調控至預定目標范圍，本質上可歸為動態(tài)優(yōu)化問題[26]，可以按照組成優(yōu)化問題的目標函數、優(yōu)化變量、約束條件三要素來對現(xiàn)有自然災害風險防范策略歸為三類：屬于目標函數調控的有功能調控，屬于約束條件調控的有準則調控，屬于優(yōu)化變量調控類型的有要素調控、空間調控、過程調控等[7, 20]。風險防范的關鍵是調控旱災風險三元鏈式傳遞要素及其時空分布，下面分別分析這些動態(tài)優(yōu)化策略的旱災風險防范機制[6-8, 20]。

3.1 基于功能調控的旱災風險防范

功能調控就是通過對干旱期區(qū)域水資源系統(tǒng)自然演化、生態(tài)服務和社會服務三大目標功能及其子功能的作用程度[4, 27]進行調控，根據水資源不同用水目標功能的重要程度來協(xié)調干旱期水資源三大目標功能及其子功能所需水資源量之間的分配關系，以實現(xiàn)降低區(qū)域旱災承災體在水資源總體目標功能上的損失風險，它是旱災風險防范的重要措施[6-7, 20, 25]。功能目標調控與旱災風險的響應關系就是通過調整、協(xié)調區(qū)域旱災風險系統(tǒng)中干旱期水資源三大目標功能及其子功能所需水資源量之間的分配關系，來降低區(qū)域旱災在水資源總體功能上的損失風險。干旱期水資源三大功能中生活基本用水、生態(tài)基本用水相對最重要，應予以重要保障，而對耗水量大的農業(yè)、部分工業(yè)等生產用水應予以協(xié)調控制，根據用水功能的重要程度來調整、協(xié)調干旱期不同承災體需用水量的分配過程，降低用水功能重要的承災體的損失風險，以降低區(qū)域旱災在水資源總體功能上的損失風險[7, 20]?？梢娚鲜鲞@些功能調控措施的旱災風險防范機制，就是通過協(xié)調不同用水功能的承災體損失風險，來降低區(qū)域旱災在水資源總體功能上的損失風險，其中關鍵是調控基于旱災風險三元鏈式傳遞要素的承災體損失風險，據此逆向防范、調控相關的風險因素。

3.2 基于準則調控的旱災風險防范

準則調控就是根據不同承災體的用水重要程度和用水效率準則構建相應優(yōu)化調控問題的約束條件，對干旱期區(qū)域生活、生產、生態(tài)等不同承災體的脆弱性、損失風險可接受水平、最嚴格水資源管理制度等進行調控，根據區(qū)域內不同承災體的用水重要程度和用水效率來協(xié)調干旱期不同承災體所需水資源量之間的分配關系，以實現(xiàn)降低區(qū)域旱災承災體在總體上的損失風險，它是旱災風險防范的重要措施[6-7, 20, 25]。準則調控與旱災風險的響應關系就是通過基于不同承災體的用水重要程度、用水效率準則、最嚴格水資源管理制度來調整、協(xié)調區(qū)域旱災風險系統(tǒng)中干旱期不同承災體所需水資源量之間的分配關系，降低區(qū)域旱災在總體上的損失風險。干旱期生活、生態(tài)用水相對更為重要，應予以重要保障，而對耗水量大、用水效率低的農業(yè)、部分工業(yè)等生產用水應予以控制，根據不同承災體的用水重要程度來調整、協(xié)調干旱期不同承災體需用水量的分配過程，降低用水相對重要、用水效率高的承災體的損失風險，來減輕區(qū)域旱災在總體上的損失風險[7, 20]?？梢娚鲜鲞@些準則調控措施的旱災風險防范機制，就是通過協(xié)調不同用水重要程度、用水效率準則、水資源管理制度的承災體損失風險，來降低區(qū)域旱災在水資源總體準則目標上的損失風險，其中關鍵是調控基于旱災風險三元鏈式傳遞要素的不同承災體脆弱性。

3.3 基于要素調控的旱災風險防范

要素調控就是對區(qū)域旱災風險系統(tǒng)中孕災環(huán)境孕險性、防災減災能力、干旱危險性、承災體暴露性、承災體干旱災損敏感性和承災體損失風險這六要素進行調控，以實現(xiàn)降低承災體旱災損失風險[2, 9, 17]，它是旱災風險防范的重要措施[6-7, 20, 25]。要素調控與旱災風險的響應關系就是若孕災環(huán)境孕險性小、防災減災能力強、干旱危險性低、災損敏感性低、暴露性小，則損失風險就會降低。

干旱孕災環(huán)境孕險性中的要素調控主要是通過水土和植被保持、河湖連通、水網建設、水資源供給和抗旱工程、經濟社會發(fā)展等規(guī)劃實施，來改善研究區(qū)域多年平均的產水環(huán)境、儲水環(huán)境、用水水平、水量供需關系及其保障程度。干旱危險性子系統(tǒng)中的要素主要有研究區(qū)域的降水量、徑流量、土壤含水量、地下水量等及其存儲，這些可通過人工降雨、蓄引提調水工程、灌溉和保墑措施、保護水源和植被、平原大溝、塘壩等防范措施進行調控，增加區(qū)域可利用水量、降低干旱危險性程度。暴露性子系統(tǒng)中的要素調控主要是降低承災體與干旱在時間或空間上的遭遇、接觸程度。承災體干旱災損敏感性中的要素調控主要是調整、優(yōu)化社會結構、人口空間分布、經濟產業(yè)布局、生態(tài)環(huán)境格局和水資源調配格局，合理配置區(qū)域生活、生產、生態(tài)的用水定額，降低、協(xié)調區(qū)域生活、生產、生態(tài)對干旱缺水的損失，提高承災體對干旱缺水的韌性。防災減災能力中的要素調控主要是增強研究區(qū)域的水源供給、用水效率、旱情監(jiān)測預警、抗旱服務調度指揮和管理、災后恢復、補償保險等能力的各種措施。由式(1)可知上述這些要素調控措施的旱災風險防范機制，就是通過加強防災減災能力來改善旱災風險系統(tǒng)中的孕災環(huán)境孕險性、干旱危險性、承災體暴露性和干旱災損敏感性等子系統(tǒng)的關系結構[2, 12]，來降低區(qū)域承災體旱災損失風險[7, 20]，其中關鍵是調控旱災風險三元鏈式傳遞要素的關系結構：旱災脆弱性要素調控最關鍵，屬于系統(tǒng)轉換調控，例如節(jié)水、灌溉等，其次是干旱危險性要素調控，屬于系統(tǒng)輸入調控，例如調水、國家水網建設等，再其次是損失風險要素調控，屬于系統(tǒng)輸出調控，例如保險等。

3.4 基于空間調控的旱災風險防范

空間調控就是對不同區(qū)域旱災風險系統(tǒng)中孕災環(huán)境孕險性、防災減災能力、干旱危險性、承災體干旱災損敏感性和暴露性、旱災損失風險各要素的空間分布進行調控，分散、轉移不同區(qū)域的承災體損失風險，以實現(xiàn)降低整體區(qū)域旱災損失風險，它是旱災風險防范的重要措施[6-7, 20, 25]。空間調控與旱災風險的響應關系就是通過調整、協(xié)調各區(qū)域旱災風險系統(tǒng)中干旱危險性、承災體干旱災損敏感性和暴露性、防災減災能力、孕災環(huán)境孕險性、損失風險各要素的空間分布，來降低整體區(qū)域旱災損失風險。各區(qū)域干旱致災因子、防災減災措施、孕災環(huán)境子系統(tǒng)中要素空間分布的調控主要是通過整體區(qū)域內的調、引、提、連等水利工程措施，優(yōu)化整體區(qū)域水資源承載支撐力系統(tǒng)的空間分布結構，降低干旱危險性，增強整體區(qū)域水資源承載支撐力系統(tǒng)對經濟社會、生態(tài)環(huán)境等區(qū)域水資源承載壓力系統(tǒng)的支撐作用，來減少整體區(qū)域干旱缺水風險；各區(qū)域干旱承災體子系統(tǒng)中要素空間分布的調控主要是通過調整、優(yōu)化整體區(qū)域內的城鎮(zhèn)和農村人口分布、三產結構、產業(yè)布局、生態(tài)環(huán)境格局等調控措施，優(yōu)化整體區(qū)域水資源承載壓力系統(tǒng)的空間分布結構，增強整體區(qū)域水資源承載壓力系統(tǒng)對區(qū)域水資源承載支撐力系統(tǒng)的匹配性和適應性，降低整體區(qū)域承災體脆弱性，提高整體區(qū)域水資源供需高質量空間均衡水平，來減少整體區(qū)域干旱缺水風險[7, 20, 28]?？梢娚鲜鲞@些空間調控措施的旱災風險防范機制，就是通過協(xié)調不同區(qū)域干旱孕災環(huán)境、防災減災措施、致災因子、承災體要素的空間分布，優(yōu)化整體區(qū)域致災因子危險性、承災體脆弱性，來降低整體區(qū)域的旱災損失風險，是保障水資源空間均衡的重要策略。其中關鍵是調控基于旱災風險三元鏈式傳遞要素的孕災環(huán)境孕險性、防災減災能力(如跨區(qū)域調水工程配置)、旱災損失風險(災害風險區(qū)劃)的空間分布。

3.5 基于過程調控的旱災風險防范

過程調控就是對不同時期區(qū)域旱災風險系統(tǒng)中孕災環(huán)境孕險性、防災減災能力、干旱危險性、承災體干旱災損敏感性和暴露性、旱災損失風險各要素的時間變化過程進行調控，以實現(xiàn)降低整個時期內區(qū)域旱災承災體損失風險，它是旱災風險防范的重要措施[6-7, 20, 25]。過程調控與旱災風險的響應關系就是通過調整、協(xié)調旱災風險系統(tǒng)中各時期供水不足過程來降低、減輕整個時期內區(qū)域水分虧缺程度，通過調整、協(xié)調旱災風險系統(tǒng)中各時期不同承災體需用水過程來降低整個時期內區(qū)域因旱損失程度，實現(xiàn)整個時期損失風險的降低。各時期水循環(huán)過程中降水、徑流、土壤水、地下水等供水不足過程的調控主要通過水庫、塘壩、人工降雨、增加植被覆蓋率、蓄水保墑耕作、地膜覆蓋、水源涵養(yǎng)補給、人工回灌地下水等工程措施，改善區(qū)域各時期供水量的時間分布結構，降低整個時期內區(qū)域致災因子危險性，來降低整個時期內區(qū)域干旱缺水風險；各時期承災體需水用水過程的調控主要是通過協(xié)調干旱期各承災體的用水順序、調整各承災體不同時期的用水定額等措施，改善各時期經濟社會、生態(tài)環(huán)境需用水的時間分布結構，降低整個時期內區(qū)域承災體脆弱性，來降低整個時期內區(qū)域旱災損失風險[7, 20]。可見上述這些過程調控措施的旱災風險防范機制，就是通過協(xié)調不同時期區(qū)域干旱致災因子、承災體要素的時間變化過程，優(yōu)化整個時期干旱危險性、承災體脆弱性，來降低整個時期旱災損失風險，其中關鍵是調控旱災風險三元鏈式傳遞要素的時間變化過程。

3.6 基于綜合調控的旱災風險防范

綜合調控就是綜合運用、組合協(xié)調上述五類旱災風險防范措施，以實現(xiàn)降低區(qū)域旱災損失風險[6-7, 20, 25]，其中關鍵是綜合調控旱災風險三元鏈式傳遞要素的關系結構和時空分布。

4 結論

根據上述基于三元風險鏈式傳遞結構的旱災實際風險形成過程、調控機理和防范機制的系統(tǒng)分析，可得以下結論：

(1)在旱災風險形成過程分析方面：系統(tǒng)解析了旱災系統(tǒng)、旱災風險系統(tǒng)及其系統(tǒng)結構，旱災風險系統(tǒng)是旱災系統(tǒng)的重要子系統(tǒng)；進一步界定、豐富了干旱、旱災、旱災風險、旱災風險防范等概念內涵；分析了孕災環(huán)境孕險性、抗旱能力、干旱危險性、承災體暴露性、承災體干旱災損敏感性等五個子系統(tǒng)與旱災損失風險之間的作用關系，揭示了以“干旱危險性-旱災脆弱性-旱災損失風險”三元鏈式傳遞為風險系統(tǒng)基本結構的旱災風險形成機理，旱災風險系統(tǒng)具有干旱危險性經承災體脆弱性轉換為承災體損失風險的鏈式傳遞基本結構；基于旱災風險三元鏈式傳遞的旱災風險系統(tǒng)基本結構特征，提出一般不易通過降低干旱危險性來防范、降低旱災風險，而是通過降低承災體干旱災損敏感性和暴露性進而降低承災體易損性，提高抗旱能力，或改善孕災環(huán)境孕險性來防范、降低旱災風險，通過保險轉移旱災損失風險的承災體對象，則是比較現(xiàn)實可行和有效的旱災風險防范途徑。

(2)在旱災風險調控機理分析方面：在旱災風險系統(tǒng)鏈式傳遞結構分析的基礎上，闡明了旱災損失風險關系P～L是在研究區(qū)域給定干旱孕災環(huán)境孕險性和防災減災能力條件下由干旱危險性關系P～H與承災體脆弱性關系H～L經中間共同變量干旱強度H鏈接、進行關系合成運算作用而得到的復合關系—旱災實際(損失)風險；通過旱災損失風險合成關系闡明了旱災風險系統(tǒng)鏈式傳遞機理，旱災風險系統(tǒng)是以研究區(qū)域特定孕災環(huán)境孕險性和抗旱能力條件下承災體損失與干旱致災因子可能破壞之間的復雜響應關系為作用機制，是將干旱危險性關系經承災體脆弱性關系，轉換為承災體損失風險關系、具有鏈式傳遞機理的典型復雜系統(tǒng)，損失風險關系則為風險系統(tǒng)鏈式傳遞作用機制下的最終演化結果；這種損失風險關系合成過程是以危險性與脆弱性相串聯(lián)的鏈條形式(故稱鏈式)作用的，因此只要減小鏈條前端的危險性或脆弱性鏈接程度，那么傳遞到后端的損失風險程度也會降低，這就是旱災風險調控的三元鏈式傳遞機理。

(3)在旱災風險防范機制分析方面：基于上述危險性與脆弱性合成關系的旱災風險調控鏈式傳遞機理分析，系統(tǒng)分析了功能調控、準則調控、要素調控、空間調控、過程調控、綜合調控等旱災風險防范典型實施策略的機制、可行性及其防范關鍵點，認為旱災風險防范迫切需要進一步開展水科學與多學科交叉融合的相應研究，以進一步完善和發(fā)展旱災風險防范的理論和實踐建設。