1.4 研究内容与技术路线

1.4.1 研究内容

本书围绕干旱及干旱灾害风险评价与应对中“如何评价?过去怎么变?将来如何变?如何应对?”4大实践需求问题，以滦河流域为靶区，设置4个方面研究内容：

（1）干旱及干旱灾害风险评价方法。从水资源系统的角度，综合考虑区域供水与需水特性，提出基于供需态势的干旱评价方法。通过所构建的流域水文模型以及农业、生态、生活、工业需水计算方法获取供水和需水数据，并以农业干旱为重点，对滦河流域干旱事件进行定量评价；结合上述干旱评价方法，利用滦河流域历年旱灾损失数据，综合灾害风险形成的“4因子说”和灾损拟合，提出干旱灾害风险评价方法。研究内容间的逻辑关系如图1.13所示。

图1.13 研究内容（1）的逻辑关系

（2）滦河流域干旱及干旱灾害风险时空变化。基于本书中所构建的干旱指标及其标准，从强度（severity）、影响范围（areal extent）和频度（frequency）等方面分析滦河流域干旱的演变规律；基于本书中所构建的干旱灾害风险评价模型，评价滦河流域不同时段的干旱灾害风险，分析不同时段流域干旱灾害风险的空间格局以及土地利用/覆被变化对流域干旱灾害风险的影响。研究内容间的逻辑关系如图1.14所示。

（3）滦河流域未来干旱灾害风险预估。以未来气候模式输出的气象数据作为驱动，采用上述干旱灾害风险评价模型，对未来气候变化背景下滦河流域的干旱灾害风险及变化特征进行预估。鉴于未来气候模式预估数据存在较大的不确定性，本书以“概率分布吻合最优”为原则，对多模式进行比选，并对预估结果进行拼插。研究内容间的逻辑关系如图1.15所示。

图1.14 研究内容（2）的逻辑关系

图1.15 研究内容（3）的逻辑关系

（4）滦河流域未来干旱灾害风险应对。充分考虑未来气候变化背景下的危险性，进行区域干旱灾害风险的一次风险评价，最大限度暴露区域的干旱灾害风险；结合退耕还林还草和控制种植规模的方式，降低干旱事件的发生频率和区域的暴露性，在此基础上进行二次干旱灾害风险评估；通过增加保灌田面积的方式，提高区域应对干旱灾害的能力，进行三次干旱灾害风险评估，结合上述风险调控措施，将区域干旱灾害风险整体控制在可接受的范围内。研究内容间的逻辑关系如图1.16所示。

图1.16 研究内容（4）的逻辑关系

1.4.2 技术路线

本书的技术路线按照“数据整理—模型构建—规律认知—未来预估—综合应对”的思路予以开展，具体如下。

（1）基础数据整理：在收集滦河流域DEM、土地利用、土壤、植被、气象水文监测数据、未来气候模式预估数据、灾损数据等资料的基础上，构建工作数据库，用以后续的模型构建及相关分析。

（2）模型构建：借助Palmer旱度模式的形式，从供需水态势的角度构建干旱评价模型，供水水源包括地表水、土壤水和地下水，可利用水文模型模拟得到，需水量主要考虑主要农作物农业需水、林草地生态需水、居民生活需水和工业用水；干旱灾害风险评价模型主要针对农业干旱，以灾害风险四因子说和灾损拟合为基础进行模型构建。

（3）规律认知：利用上述所构建的数据库、干旱评价模型、干旱灾害风险评价模型，定量评价研究区干旱事件及干旱灾害风险，认知干旱及干旱灾害风险的演变规律，识别下垫面条件变化对干旱灾害风险的影响，在此基础上，进行干旱灾害风险还原。

（4）未来预估：以“概率分布吻合最优”为原则，构建GCMs评价模型，筛选不同地区、不同时段内相对最优模式，在时间和空间上对GCMs预估数据进行拼插；以拼插后的预估气象数据为驱动，借助上述构建的干旱及干旱灾害风险评价模型，预估未来气候变化背景下滦河流域干旱灾害风险。

（5）综合应对：依据未来气候变化、水利工程条件、土地利用方式、种植结构等，设置多种情景方案，进行流域三层风险评价：充分暴露区域的干旱灾害风险；通过流域自身干旱调控因子的调整与优化，降低脆弱性和暴露性；通过工程措施和非工程措施，全面提高流域干旱灾害风险应对能力，梯次明晰干旱灾害风险应对的重点和整体风险应对方案，明晰流域需承受的干旱灾害风险。技术路线的基本思路如图1.17所示。

图1.17 技术路线