張樂(lè)　王慧敏　佟金萍

摘要 本文對(duì)極端干旱應(yīng)急管理模式構(gòu)建及應(yīng)急水資源配置等問(wèn)題進(jìn)行了理論探討。簡(jiǎn)要分析了極端干旱災(zāi)害的定義和內(nèi)涵，整理了近年來(lái)干旱災(zāi)害管理研究進(jìn)展；以云南特大干旱為例，討論了極端干旱災(zāi)害的形成及影響，并從組織結(jié)構(gòu)、制度規(guī)范等方面闡述了云南極端干旱災(zāi)害應(yīng)急管理現(xiàn)狀和存在問(wèn)題；在此基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)多元主體抗旱能力的積極作用，引入風(fēng)險(xiǎn)管理概念，提出基于多主體合作的極端旱災(zāi)應(yīng)急管理模式；從水資源管理的角度，構(gòu)建考慮預(yù)支付策略下的極端旱災(zāi)應(yīng)急水資源合作儲(chǔ)備模型，將其均衡解作為初始值，置入之后的應(yīng)急水資源優(yōu)化調(diào)度模型，組成極端旱災(zāi)應(yīng)急水資源優(yōu)化配置系統(tǒng)；從時(shí)間效率的角度，依據(jù)極端旱災(zāi)多主體合作應(yīng)急管理模式，重構(gòu)災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)流程，增設(shè)底層響應(yīng)協(xié)調(diào)主體，設(shè)計(jì)并發(fā)式信息報(bào)送結(jié)構(gòu)，建立極端旱災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)工作流模型；并初步檢驗(yàn)了上述模型的有效性，證明該模式具備一定可行性。最后針對(duì)云南極端干旱災(zāi)害應(yīng)急管理實(shí)踐，提供了一些政策建議。

關(guān)鍵詞風(fēng)險(xiǎn)管理；多主體合作；戰(zhàn)略庫(kù)存；應(yīng)急水資源配置；工作流模型

中圖分類號(hào)C935文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1002-2104（2014）02-0161-08doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2014.02.023

根據(jù)聯(lián)合國(guó)IPCC組織2007年的報(bào)告，未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，北半球低緯度地區(qū)的干旱災(zāi)害發(fā)生頻率將會(huì)大大提高，這一方面歸因于全球氣候的系統(tǒng)性變遷，同時(shí)也與頻繁的人類活動(dòng)密切有關(guān)。進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)接連遭受2005年云南大旱、2006年川渝大旱、2007年南方大旱、2008年重慶大旱、2010年西南五省大旱，以及2009年開(kāi)始的云南省三年連旱等多次干旱災(zāi)害事件，造成了極大的經(jīng)濟(jì)損失。我國(guó)干旱災(zāi)害已經(jīng)從傳統(tǒng)的干旱半干旱地區(qū)轉(zhuǎn)移到氣候相對(duì)濕潤(rùn)的南部、西南部地區(qū)，成災(zāi)頻率大幅增加。干旱災(zāi)害造成的影響也已不僅限于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，而是擴(kuò)展到了工業(yè)、社會(huì)及生態(tài)環(huán)境等諸多方面?？偨Y(jié)我國(guó)極端干旱災(zāi)害應(yīng)急管理實(shí)踐，政府強(qiáng)有力的領(lǐng)導(dǎo)，以及強(qiáng)大的災(zāi)后動(dòng)員能力，在降低災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)、減少災(zāi)害損失等方面發(fā)揮了極為重要的作用，但同時(shí)也暴露出應(yīng)急準(zhǔn)備不充分、應(yīng)急響應(yīng)較慢、溝通協(xié)調(diào)不暢等問(wèn)題。嚴(yán)峻的災(zāi)害形勢(shì)對(duì)我國(guó)的干旱災(zāi)害應(yīng)急管理工作提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。

1干旱災(zāi)害應(yīng)急管理的研究進(jìn)展

討論極端干旱災(zāi)害應(yīng)急管理問(wèn)題之前，首先應(yīng)明確極端干旱災(zāi)害事件的內(nèi)涵。Wilhite Donald A.等[1-3]對(duì)干旱災(zāi)害進(jìn)行了深入研究，指出干旱災(zāi)害不僅是自然物理事件，還是社會(huì)事件。而不可持續(xù)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、人口的快速增長(zhǎng)等因素導(dǎo)致干旱災(zāi)害的社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響具有高度可變性。世界銀行2011年報(bào)告也指出，包括極端干旱事件在內(nèi)的自然災(zāi)害，存在著“無(wú)法消除的客觀風(fēng)險(xiǎn)”，往往難以預(yù)測(cè)。然而由此造成的災(zāi)難性影響，通常都屬于“非自然災(zāi)難”，即由于“人類的作為或不作為”等不恰當(dāng)行為的“累積性影響”[4]導(dǎo)致，并指出消除這種不利的“累積性影響”，需要全社會(huì)協(xié)調(diào)一致的恰當(dāng)應(yīng)對(duì)，并建立一種更積極的災(zāi)害管理范式。具體到干旱災(zāi)害管理，就是要從風(fēng)險(xiǎn)視角重新認(rèn)識(shí)干旱災(zāi)害，特別是重視干旱災(zāi)害對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的影響，更加注重干旱災(zāi)害的預(yù)防和減緩。在此基礎(chǔ)上，本文定義極端干旱災(zāi)害為偏離傳統(tǒng)干旱災(zāi)害認(rèn)識(shí)規(guī)律，具有不確定、高致災(zāi)率，超出現(xiàn)有抗旱能力，已經(jīng)或?qū)⒁獙?duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)造成巨大影響的干旱災(zāi)害事件。極端干旱災(zāi)害通?？梢杂山邓?、徑流量等自然因素來(lái)界定，其統(tǒng)計(jì)意義上的重現(xiàn)期一般在50年以上，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)于3個(gè)月，影響范圍通常不限于一地一區(qū)。

本文研究極端干旱災(zāi)害不局限于自然物理方面的破壞，更強(qiáng)調(diào)其經(jīng)濟(jì)社會(huì)影響。相對(duì)于一般干旱災(zāi)害，極端干旱災(zāi)害造成的社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響更大，特別會(huì)影響到當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展?？偟膩?lái)講，極端干旱災(zāi)害管理的共同挑戰(zhàn)是水資源短缺問(wèn)題，因此其核心工作可以闡述為通過(guò)采取合適的應(yīng)對(duì)措施，實(shí)現(xiàn)高效水資源應(yīng)急供給（也稱應(yīng)急供水），以改善災(zāi)害造成的供需不平衡局面。然而由于水資源的公共物品屬性，應(yīng)急供水屬于 “非排他性”的準(zhǔn)公務(wù)服務(wù)。Samuelson[5]認(rèn)為公共產(chǎn)品的特殊性質(zhì)使得消費(fèi)者傾向采取“免費(fèi)搭車”行為，從而出現(xiàn)“市場(chǎng)失靈”。Rosenau[6]則通過(guò)分析政府、私營(yíng)部門以及非營(yíng)利組織特征，指出三者在解決公共服務(wù)供給問(wèn)題時(shí)應(yīng)密切合作，在角色各異的復(fù)雜合作網(wǎng)絡(luò)中尋找多元利益均衡點(diǎn)，從而形成公共服務(wù)供給的多中心體制及互補(bǔ)機(jī)制。L del Moral Ituarte、Andreu、Estrela、Sivakumar等[7-10]主要從干旱災(zāi)害管理理念革新、決策支持系統(tǒng)構(gòu)建、應(yīng)急方案制定等方面，介紹了國(guó)外干旱災(zāi)害管理經(jīng)驗(yàn)。相比較來(lái)講，我國(guó)關(guān)于干旱災(zāi)害應(yīng)急管理的研究剛剛起步，實(shí)踐上仍以工程型措施為主，災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警、應(yīng)急準(zhǔn)備等干旱災(zāi)害應(yīng)急管理“軟實(shí)力”有待發(fā)展。顧穎、李中鋒等[11-12]分析了我國(guó)干旱災(zāi)害管理實(shí)踐，認(rèn)為傳統(tǒng)被動(dòng)應(yīng)對(duì)式的干旱災(zāi)害管理模式已不適應(yīng)當(dāng)前干旱災(zāi)害形勢(shì)的變化。宋勁松等[13]介紹了國(guó)外災(zāi)害應(yīng)急管理中普遍存在的“應(yīng)急第一響應(yīng)者”機(jī)制。陶鵬[14]、騰五曉[15]等分別以“風(fēng)險(xiǎn)-危機(jī)”演化范式、多層次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，構(gòu)建了多元治理模式和區(qū)域應(yīng)急聯(lián)動(dòng)模式。而從我國(guó)干旱災(zāi)害管理實(shí)踐看，應(yīng)急供水不僅需要完善抗旱水利工程體系，還應(yīng)發(fā)展一個(gè)整合政府、企業(yè)、公益組織等多種抗旱力量，保障多情景長(zhǎng)歷時(shí)水資源應(yīng)急供給，有效應(yīng)對(duì)供水破壞風(fēng)險(xiǎn)的極端干旱災(zāi)害應(yīng)急管理模式。

張樂(lè)等：云南極端旱災(zāi)應(yīng)急管理模式構(gòu)建研究中國(guó)人口·資源與環(huán)境2014年第2期 本文以2009年以來(lái)的云南特大干旱災(zāi)害為例，分析存在的現(xiàn)狀問(wèn)題。通過(guò)探討多元主體（也可稱應(yīng)急主體）響應(yīng)行動(dòng)的內(nèi)在原因和實(shí)施路徑，探索構(gòu)建基于多元主體合作的極端干旱災(zāi)害應(yīng)急管理模式；分別建立了水資源應(yīng)急配置模型，以及基于Petri Net的應(yīng)急供水響應(yīng)流程模型。最后為我國(guó)極端干旱災(zāi)害管理，提供一定對(duì)策建議。

2云南極端干旱災(zāi)害分析

2.1災(zāi)害形成原因

云南省位處我國(guó)西南地區(qū)，總體上溫暖潮濕，水資源總量居全國(guó)第三，人均水資源占有量6 994 cm3。氣候干濕分明，歷史上頻發(fā)干旱災(zāi)害，但多為短歷時(shí)、低強(qiáng)度、小范圍的干旱，秋冬春連旱發(fā)生的概率較小，但自2009年以來(lái)，全省9大高原湖泊平均水位下降超過(guò)70 cm，已造成4 182萬(wàn)人次不同程度受災(zāi)，農(nóng)作物累積受災(zāi)4 898 000 hm2，因旱直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)396億元，相當(dāng)于前10年直接經(jīng)濟(jì)損失的1.6倍。

盡管干旱災(zāi)害的表現(xiàn)類型多樣，但歸根結(jié)底，其災(zāi)害性影響均源于水資源短缺。從這個(gè)角度看，干旱災(zāi)害的形成，與自然氣象條件、人類活動(dòng)、人類社會(huì)系統(tǒng)抗旱能力等因素密切相關(guān)。具體到此次云南極端干旱災(zāi)害事件，致災(zāi)的因素主要可以從自然、工程、社會(huì)三方面來(lái)分析：

首先，造成干旱或旱災(zāi)的主要因素是長(zhǎng)時(shí)間降水不足。從大氣系統(tǒng)的角度看，降水首要需滿足冷暖空氣交匯的條件。而2009年冬以來(lái)，北方冷空氣南下路線偏移，難以抵達(dá)西南地區(qū)。與此同時(shí)，受厄爾尼諾現(xiàn)象影響，東南暖濕氣流過(guò)早消耗，使得進(jìn)入西南地區(qū)的水汽比往年偏少。此外，由于全球氣候變暖影響，青藏高原積雪減少，且西南干暖氣流較為強(qiáng)勢(shì)。綜合這些因素影響，2009年冬季以來(lái)，云南地區(qū)降水量比歷史同期嚴(yán)重偏少，且長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)高溫，造成地面蒸散量較大，從而造成地表水資源供應(yīng)不足。從地形地貌的角度來(lái)看，云南地區(qū)地形復(fù)雜，多山地少平原，特別以喀斯特地貌為代表，地下水資源開(kāi)發(fā)利用受資金、技術(shù)、生態(tài)環(huán)境的限制而難以開(kāi)展，使得大量水資源難以得到有效利用。

其次，云南地區(qū)現(xiàn)有水利基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展不足。長(zhǎng)久以來(lái)，由于種種原因，水利設(shè)施建設(shè)主要圍繞云南核心發(fā)展區(qū)域，廣大農(nóng)村地區(qū)水利基礎(chǔ)設(shè)施保障不足，大多修建于上世紀(jì)70年代，先天蓄水儲(chǔ)水條件差，且年久失修，至今完好率已不足50%。云南干濕兩季分明，雨季（5月-10月）降水一般占到全年總量的85%，但是云南水資源開(kāi)發(fā)利用率僅達(dá)到6.9%，為全國(guó)平均水平的1/3。根據(jù)《全國(guó)生態(tài)功能區(qū)劃》報(bào)告，云南大部地區(qū)屬于限制開(kāi)發(fā)區(qū)域，這意味著云南生態(tài)系統(tǒng)總體上較為脆弱，水利工程建設(shè)面臨較強(qiáng)的環(huán)境約束，成本效益比較高?？偟膩?lái)說(shuō)，云南地區(qū)水利設(shè)施系統(tǒng)不完善，特別是農(nóng)村地區(qū)抗旱能力缺乏，造成所謂的“工程性缺水”問(wèn)題。

最后近年來(lái)云南積極推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和城鎮(zhèn)化建設(shè)，產(chǎn)生了較大的水資源剛性需求，且這種伴生的用水需求增加趨勢(shì)短時(shí)間難以逆轉(zhuǎn)，這就使得長(zhǎng)期上出現(xiàn)水資源供需矛盾的可能性大大提高，放大了干旱災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)社會(huì)影響。由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的內(nèi)在需求，云南當(dāng)前經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)比較單一，多屬于資源消耗型的夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，用水效率低，浪費(fèi)嚴(yán)重，陷入了“缺水-用水”的死循環(huán)；而且為追求經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，大面積砍伐原始林木，人為引入大量單品種桉樹(shù)林，造成地下水位下降、土壤涵水能力差及肥力枯竭，進(jìn)一步擠壓了原始植被的生存空間，導(dǎo)致土地退化。由于上述致災(zāi)因素均屬于經(jīng)濟(jì)社會(huì)管理政策不當(dāng)?shù)姆懂?，因而可歸結(jié)為“管理性缺水”問(wèn)題。

總之，云南2010年極端干旱災(zāi)害的形成機(jī)制十分復(fù)雜，既有難以預(yù)料且不可控的自然因素，也有長(zhǎng)久積累的不當(dāng)人類活動(dòng)干預(yù)。在全球氣候變化的大背景下，鑒于云南經(jīng)濟(jì)社會(huì)脆弱的災(zāi)害抵御能力，極端干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)將長(zhǎng)期存在，且會(huì)對(duì)云南經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展造成深遠(yuǎn)影響。

2.2云南省極端干旱災(zāi)害應(yīng)急管理現(xiàn)狀

為有效降低干旱災(zāi)害損失，人類需要一套系統(tǒng)有效的抗災(zāi)減災(zāi)體系，本文將其稱為干旱災(zāi)害應(yīng)急管理體系。根據(jù)《國(guó)家防洪抗旱應(yīng)急預(yù)案》、《云南省防汛抗旱應(yīng)急預(yù)案》等現(xiàn)行法律法規(guī)，云南干旱災(zāi)害管理要求在各級(jí)黨委的領(lǐng)導(dǎo)下，實(shí)行行政首長(zhǎng)負(fù)責(zé)制，遵循分級(jí)負(fù)責(zé)，條塊結(jié)合，以屬地為主的原則，優(yōu)先保障城鄉(xiāng)生活用水，統(tǒng)籌兼顧生產(chǎn)、生態(tài)用水，采取先地表后地下，先節(jié)水后調(diào)水的基本方針，且通常采用“指揮部”式組織結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1），主要脫胎于政府行政體制，是典型科層制結(jié)構(gòu)。干旱災(zāi)害發(fā)生后，事發(fā)地政府啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，建立抗旱指揮部，以政府職能機(jī)構(gòu)為主，統(tǒng)一命令、統(tǒng)一指揮企業(yè)等社會(huì)力量。這種形式優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，常態(tài)與非常態(tài)下的轉(zhuǎn)換較為方便，縱向執(zhí)行效率高，適用于災(zāi)情預(yù)期明確，政府主體擁有較為充足的物資、人力等應(yīng)急資源儲(chǔ)備的情形。

Fig.1Headquarters structure

與之相應(yīng)，目前云南省干旱災(zāi)害應(yīng)急管理模式（見(jiàn)圖2）中，應(yīng)急主體主要分為政府、企業(yè)、抗旱服務(wù)組織等三大類，其中政府機(jī)構(gòu)處于主導(dǎo)地位，負(fù)責(zé)應(yīng)急管理方案制定及指揮控制；企事業(yè)、抗旱服務(wù)組織等在其統(tǒng)一指揮下輔助參與。值得說(shuō)明的是，實(shí)踐中干旱災(zāi)害應(yīng)急管理根據(jù)災(zāi)害不同情景，在應(yīng)急預(yù)案的指導(dǎo)下分級(jí)響應(yīng)。本文討論的極端干旱災(zāi)害應(yīng)急管理，不是徹底跳出原有應(yīng)急管理框架，而是面對(duì)干旱災(zāi)害形勢(shì)變化，在其基礎(chǔ)上的繼承和發(fā)展，是一種適應(yīng)性改變。

具體到應(yīng)急供水方面，現(xiàn)有模式下水資源主要由各級(jí)政府提供，當(dāng)應(yīng)急用水需求產(chǎn)生后，通過(guò)政府科層制結(jié)構(gòu)，逐層反饋至防汛抗旱指揮部。由防汛抗旱指揮部負(fù)責(zé)制定應(yīng)急供水方案，協(xié)調(diào)動(dòng)員相關(guān)政府機(jī)構(gòu)、企事業(yè)單位、抗旱服務(wù)組織等應(yīng)急主體的抗旱資源儲(chǔ)備（包括庫(kù)塘窖井、打井機(jī)具設(shè)備等），統(tǒng)一指揮應(yīng)急響應(yīng)行動(dòng)。這類制度安排普遍基于政府對(duì)社會(huì)資源的強(qiáng)大控制和動(dòng)員能力，在處理規(guī)律性、結(jié)構(gòu)性的問(wèn)題時(shí)具備較高響應(yīng)速度和組織效率。

但是極端干旱災(zāi)害造成的影響具有突發(fā)性、擴(kuò)散性等非結(jié)構(gòu)性特征，而且云南地理、民情、經(jīng)濟(jì)社會(huì)條件比較特殊，這就使得當(dāng)前云南干旱災(zāi)害管理中出現(xiàn)以下問(wèn)題：

首先云南地形復(fù)雜，極端干旱災(zāi)害造成的嚴(yán)重缺水現(xiàn)象容易發(fā)生于分散的山區(qū)農(nóng)村，即應(yīng)急用水需求的產(chǎn)生多是散布的，集中式的水利設(shè)施難以有效滿足這類應(yīng)急用水需求，導(dǎo)致依托工程的干旱災(zāi)害政府管理模式難以保證抗旱效率；其次極端干旱災(zāi)害具有高度復(fù)雜性，上述干旱災(zāi)害管理模式中，企事業(yè)單位、抗旱服務(wù)組織等社會(huì)性應(yīng)急主體居于輔助位置，被動(dòng)接受政府主體指揮，無(wú)法保證相關(guān)災(zāi)害信息及時(shí)獲取，因而削弱了社會(huì)性應(yīng)急響應(yīng)主體的積極性。此外，當(dāng)前干旱災(zāi)害應(yīng)急管理中常出現(xiàn)政府主體與社會(huì)性應(yīng)急響應(yīng)主體行動(dòng)不一致的情形，主要是由于信息溝通往往是單向的，政府主體難以有效估計(jì)社會(huì)性應(yīng)急主體的應(yīng)急資源以，且政府主體協(xié)作管理水平較低，缺乏有效支持社會(huì)性應(yīng)急主體行動(dòng)的對(duì)接機(jī)制，從而導(dǎo)致社會(huì)應(yīng)急潛力也未能充分發(fā)揮?？傮w來(lái)講，目前云南干旱災(zāi)害管理模式是一種典型的政府主導(dǎo)式的制度安排，這種模式側(cè)重災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)，而忽視災(zāi)害的應(yīng)急準(zhǔn)備；更多的強(qiáng)調(diào)政府機(jī)構(gòu)對(duì)于災(zāi)害應(yīng)急管理工作的指揮控制，缺少對(duì)參與應(yīng)急管理的不同利益主體的協(xié)調(diào)。面對(duì)復(fù)雜的干旱災(zāi)害形勢(shì)，新階段的云南應(yīng)急供水工作應(yīng)強(qiáng)調(diào)多元應(yīng)急主體的關(guān)系協(xié)調(diào)與優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，合作參與水資源的應(yīng)急供給。

3多主體合作的極端旱災(zāi)應(yīng)急管理模式構(gòu)建

在極端干旱情景下，構(gòu)建云南旱災(zāi)害應(yīng)急管理的多主體合作模式，意味著更加重視極端旱災(zāi)害應(yīng)急管理中多元利益主體響應(yīng)行動(dòng)的協(xié)調(diào)。通過(guò)合理的機(jī)制設(shè)計(jì)，將災(zāi)害應(yīng)急準(zhǔn)備、應(yīng)急響應(yīng)等應(yīng)急管理全階段納入分析框架，引入風(fēng)險(xiǎn)管理理念，分析多元主體的應(yīng)急響應(yīng)行為。圍繞應(yīng)急供水這一干旱災(zāi)害應(yīng)急管理中的中心工作，建立基于多主體合作的應(yīng)急水資源配置系統(tǒng)，并從數(shù)量、時(shí)間兩大維度進(jìn)行定量研究。特別地，本文探討的應(yīng)急主體響應(yīng)行動(dòng)特指應(yīng)急供水行為。

3.1模式構(gòu)建和系統(tǒng)分析

從相關(guān)研究及國(guó)際經(jīng)驗(yàn)[3-6]可知，未來(lái)的干旱災(zāi)害應(yīng)急管理應(yīng)向風(fēng)險(xiǎn)管理發(fā)展，被動(dòng)式應(yīng)急響應(yīng)已無(wú)法適應(yīng)災(zāi)害形勢(shì)的發(fā)展。從風(fēng)險(xiǎn)管理的角度看，極端旱災(zāi)應(yīng)急管理不應(yīng)只屬于政府主體，企事業(yè)單位、抗旱服務(wù)組織等社會(huì)性應(yīng)急主體同樣需要應(yīng)對(duì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。由上文可知，我國(guó)干旱災(zāi)害應(yīng)急管理涉及三類應(yīng)急主體，從組織行為學(xué)角度看[16]，這些主體的響應(yīng)行為是由自身動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)形成的。本文將促使多元主體參與應(yīng)急合作供水的內(nèi)在動(dòng)力稱為合作意愿，由于屬性和目的各不相同，三類應(yīng)急主體合作意愿存在異質(zhì)性，其合作供水行為并不一定一致出現(xiàn)，需要適當(dāng)?shù)闹贫劝才攀沟脩?yīng)急主體之間達(dá)成均衡，從而保證極端旱災(zāi)多主體應(yīng)急管理模式的有效性。這里所謂的均衡達(dá)成意味著應(yīng)急主體基于相互影響的最優(yōu)反應(yīng)，這些策略選擇同樣影響著應(yīng)急響應(yīng)主體的合作供水行為。

在此基礎(chǔ)上，本文提出基于多主體合作的極端旱災(zāi)應(yīng)急管理模式（見(jiàn)圖3）。為便于闡述，上文中的三類應(yīng)急響應(yīng)主體，依據(jù)屬性進(jìn)一步分為政策性主體、職能性主體、市場(chǎng)性主體以及公益性主體四種應(yīng)急主體。借鑒合作聯(lián)盟理論，本文構(gòu)建極端干旱應(yīng)急合作聯(lián)盟，聯(lián)盟中主體與應(yīng)急響應(yīng)主體一致，且需滿足個(gè)體理性和集體理性。同時(shí)該聯(lián)盟應(yīng)產(chǎn)生剩余價(jià)值，即合作聯(lián)盟產(chǎn)生的整體價(jià)值高于應(yīng)急響應(yīng)主體的個(gè)體價(jià)值總和。

以應(yīng)急供水為例，當(dāng)極端干旱災(zāi)害發(fā)生后，初步估計(jì)供水缺口并生成災(zāi)害情景；進(jìn)而在多主體應(yīng)急合作供水聯(lián)盟結(jié)構(gòu)下，通過(guò)分析應(yīng)急主體響應(yīng)行為的交互關(guān)系，并根據(jù)各自的應(yīng)急水資源儲(chǔ)備水平，制定應(yīng)急供水方案W；最后評(píng)估應(yīng)急供水方案W的實(shí)施效果，更新缺水信息，滾動(dòng)生成下期供水缺口。干旱情景集D是由降水、河道來(lái)水、地下水，以及人口、經(jīng)濟(jì)水平等多種因素構(gòu)成的情景集合。聯(lián)盟結(jié)構(gòu)中政策性主體H主要負(fù)責(zé)應(yīng)急供水宏觀政策制定，承擔(dān)主要協(xié)調(diào)職能，與抗旱指揮部功能類似；職能性主體G指的是擁有應(yīng)急資源有能力采取應(yīng)急供水行動(dòng)的那些政府機(jī)構(gòu)，可理解為抗旱成員單位，如水利部門、交通運(yùn)輸部門等；市場(chǎng)性主體E指以盈利為目的但有能力參與應(yīng)急供水的市場(chǎng)組織；而公益性主體S則是代表以社會(huì)福利最大化為目標(biāo)，具備應(yīng)急供水能力的公益性社會(huì)組織，如自發(fā)的各種抗旱服務(wù)組織。其中政策性主體不直接調(diào)配應(yīng)急供水所需的各類資源，應(yīng)急供水行動(dòng)主要由職能性、市場(chǎng)性以及公益性主體具體實(shí)施，并分別擁有圖中所示應(yīng)急資源。此外，該聯(lián)盟中應(yīng)急響應(yīng)主體之間的策略關(guān)系存圖3基于多主體合作的云南極端旱災(zāi)應(yīng)急管理模式架構(gòu)

Fig.3Structure of extreme droughts emergency management pattern in Yunnan based on mutiagent cooperation在差異性，可能是討價(jià)還價(jià)，也可能是委托代理，還可能是斗雞博弈，即應(yīng)急響應(yīng)主體的交互具有異質(zhì)性。特別地，圖3中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示不同的策略關(guān)系，但并不指代具體類型，囿于篇幅限制，本文不詳細(xì)闡述應(yīng)急響應(yīng)主體之間的異質(zhì)性關(guān)系。

與傳統(tǒng)干旱災(zāi)害應(yīng)急管理相比，上述模式有三大優(yōu)勢(shì)：第一，合理的機(jī)制設(shè)計(jì)能夠促進(jìn)形成穩(wěn)定的多主體合作聯(lián)盟。通過(guò)信息共享、激勵(lì)補(bǔ)償、市場(chǎng)化購(gòu)買等多種制度安排，改變了傳統(tǒng)上成本巨大的內(nèi)部動(dòng)員模式[17]，有利于社會(huì)應(yīng)急潛力的發(fā)揮；第二，實(shí)現(xiàn)快速及時(shí)響應(yīng)。隨著自主響應(yīng)層級(jí)下降，多主體合作聯(lián)盟中的應(yīng)急響應(yīng)主體可以在災(zāi)害前端迅速做出決策，減少了信息報(bào)送時(shí)間，提高了信息準(zhǔn)確性，有效發(fā)揮“應(yīng)急第一響應(yīng)者”優(yōu)勢(shì)；第三，可以生成基于復(fù)雜動(dòng)態(tài)情景下的極端旱災(zāi)應(yīng)急供水解決方案。多主體合作應(yīng)急管理模式可以處理分布式不確定需求的應(yīng)急供水問(wèn)題，并能夠根據(jù)滾動(dòng)更新的災(zāi)害信息作出最優(yōu)決策，從而增強(qiáng)了應(yīng)急供水方案決策的適應(yīng)性。

3.2極端旱災(zāi)應(yīng)急管理的水資源調(diào)配模型

考慮到極端旱災(zāi)的特殊性，應(yīng)急供水問(wèn)題應(yīng)從數(shù)量和時(shí)間兩個(gè)維度來(lái)解決，這意味著有效的應(yīng)急供水方案應(yīng)能夠足量、及時(shí)滿足極端旱災(zāi)用水需求。已有研究[7-10]表明，極端干旱災(zāi)害應(yīng)急管理應(yīng)側(cè)重于災(zāi)害預(yù)防、應(yīng)急準(zhǔn)備以及災(zāi)害減緩。未來(lái)相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，工程性措施仍將在我國(guó)極端旱災(zāi)應(yīng)急管理中扮演重要角色。基于多主體合作的極端旱災(zāi)應(yīng)急管理框架，本文提出依托水利抗旱工程體系，構(gòu)建統(tǒng)一的全階段水資源調(diào)配系統(tǒng)（見(jiàn)圖4），并使之能夠處理信息動(dòng)態(tài)更新下的應(yīng)急供水問(wèn)題，生成整體的應(yīng)急供水解決方案。

對(duì)該系統(tǒng)的數(shù)理化建模，主要可分為水資源應(yīng)急合作儲(chǔ)備配置模型，以及應(yīng)急水資源實(shí)時(shí)調(diào)度模型。其中水資源應(yīng)急合作儲(chǔ)備配置模型的主要思路是，首先根據(jù)極端旱災(zāi)應(yīng)急管理的定額需求政策，結(jié)合戰(zhàn)略庫(kù)存模型，計(jì)算出考慮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的水資源應(yīng)急戰(zhàn)略儲(chǔ)備總量；然后由多元應(yīng)急響應(yīng)主體的異質(zhì)性，構(gòu)建各自的應(yīng)急儲(chǔ)備成本函數(shù)，并推導(dǎo)出其參與應(yīng)急合作供水的約束條件；最后建立以各應(yīng)急響應(yīng)主體水資源應(yīng)急儲(chǔ)備量為決策變量，基于預(yù)支付策略的應(yīng)急合作儲(chǔ)備優(yōu)化模型。該模型可簡(jiǎn)述如下：

S（z，σ，L）=∑Sj=z*σd（j）*L（1）

S=Q1+Q2（2）

C1（Q1；h，s，a）=P{k=0}C11+P{k≥1}C12（3）

由式（3）同理可推出C′1、C2、C′2、π2、W（Q1，S）及R（Q1，S，φ）。上述模型中決策變量Q1、Q2分別是指政府和社會(huì)兩類主體的應(yīng)急水資源儲(chǔ)備量；可變參數(shù)S表示災(zāi)前準(zhǔn)備階段中的水資源應(yīng)急儲(chǔ)備水平。一般地儲(chǔ)備量越多成本越大，同時(shí)應(yīng)急供水保證水平也越高；可變參數(shù)φ是指預(yù)支付系數(shù)，該值越大，意味著社會(huì)性應(yīng)急響應(yīng)主體得到的補(bǔ)償越多；固定參數(shù)z、σ、L、h、s和則分別指預(yù)期供水保證率、不確定性需水變動(dòng)程度、應(yīng)急供水周期、單位儲(chǔ)備成本、單位缺水成本及平均水價(jià)。需要說(shuō)明的是，本文為便于敘述，暫將應(yīng)急響應(yīng)主體分為政府和社會(huì)兩類，但這并不影響模型的推廣?；诖?，可得到政企合作下應(yīng)急水資源儲(chǔ)備配置模型如下：

minC′1（Q1，S，φ；h1，P，s）（4）

s.t.C′1-C1≤0（5）

W（Q1，S；s）≥R（Q1，S，φ；P，h1，a）（6）

π2（Q2，S，φ；P，v）≥C′2（Q2，S；h2，v，a）（7）

Q～U（a，b），k～P（λ），1≤φ≤1（8）

式（4）表示采取合作儲(chǔ)備策略情景下的政府成本函圖4水資源應(yīng)急合作調(diào)配系統(tǒng)概型

Fig.4Conceptual model for emergency water cooperative allocation system數(shù)，可證其為凸函數(shù)，并滿足KKT條件；式（5）意味著采取合作儲(chǔ)備策略后的政府應(yīng)急水資源儲(chǔ)備成本更低；式（6）闡述了政府采取合作儲(chǔ)備策略的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，即采取合作儲(chǔ)備策略后的政府收益應(yīng)大于所需成本；式（7）則表示企業(yè)參與合作儲(chǔ)備的內(nèi)在動(dòng)機(jī)；式（8）則規(guī)定了定參的取值及范圍。最終由Lagrange算法可求得最優(yōu)解Q*1、Q*2。需要指出的是變參S、φ定義了可變情景集，因而上述模型還可得到多情景下的最優(yōu)解集合。根本上講，水資源應(yīng)急合作儲(chǔ)備是為防備極端旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)而做的提前儲(chǔ)備，屬于庫(kù)存問(wèn)題，可以為下一階段水資源應(yīng)急調(diào)配提供初始儲(chǔ)備量。而當(dāng)極端旱災(zāi)發(fā)生后，由于災(zāi)害形勢(shì)復(fù)雜多變，初始儲(chǔ)備量可能難以及時(shí)滿足實(shí)時(shí)需求，因此仍要對(duì)水資源進(jìn)行科學(xué)合理的實(shí)時(shí)調(diào)度。

由于極端旱災(zāi)一般持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，覆蓋范圍較大，極端旱災(zāi)應(yīng)急管理應(yīng)采用多期滾動(dòng)決策。以云南省為例，極端旱災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)階段，應(yīng)急供水決策周期通常以周為單位，根據(jù)當(dāng)期水資源供需水平確定下期應(yīng)急供水方案。本文借鑒動(dòng)態(tài)規(guī)劃理念，構(gòu)建極端旱災(zāi)應(yīng)急供水跨期決策模型如下：

f（st，xt）=hst+∑35i=1Pimax{di-xi，0}（9）

式（9）表示t期應(yīng)急供水總成本，分為兩部分：持有成本和缺水懲罰成本。其中Pi為第i種水資源用途的懲罰成本因子。我國(guó)極端旱災(zāi)中主要有三種水資源用途：城鄉(xiāng)生活用水、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水、工業(yè)生產(chǎn)用水，且根據(jù)我國(guó)現(xiàn)有干旱災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案，生活用水優(yōu)先于農(nóng)業(yè)用水，農(nóng)業(yè)用水優(yōu)先于工業(yè)用水，即設(shè)P1>P2>P3。

min∑n5t=1f（st，xt）（10）

s.t.st=st-1+gt+εt-∑xti（11）

∑gt+∑sti=∑∑dti（12）

dtmin≤∑xti≤st（13）

s0i=Q*i（14）

式（10）-（12）中分別定義了跨期優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)、狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程以及總量平衡約束條件；式（13）提供了決策變量xt的約束條件；式（14）則定義了狀態(tài)變量sti的初始條件，與上文中水資源合作儲(chǔ)備模型取得的最優(yōu)解一致。需要說(shuō)明的是，由于面臨共同的決策環(huán)境，應(yīng)急主體擁有同構(gòu)的優(yōu)化模型，故而沒(méi)有呈現(xiàn)明顯的異質(zhì)性特征；預(yù)先給定初始條件則意味著應(yīng)急響應(yīng)階段的決策過(guò)程與應(yīng)急準(zhǔn)備階段的結(jié)果密切相關(guān)，也就是說(shuō)本文構(gòu)建的極端旱災(zāi)應(yīng)急水資源調(diào)配模型是一個(gè)遞階優(yōu)化過(guò)程，前后兩階段決策過(guò)程存在相互影響。鑒于篇幅限制，本文暫未闡述具體的數(shù)值分析過(guò)程，但均可驗(yàn)證存在最優(yōu)解。

3.3基于時(shí)間效率的極端旱災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)流程模型

極端旱災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)的有效性不僅僅指應(yīng)急水資源需求的滿足，還應(yīng)考慮響應(yīng)的及時(shí)性。而從流程的角度看，本文構(gòu)建極端旱災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)流程模型就是要重構(gòu)原有被動(dòng)式響應(yīng)流程。云南地廣人稀，地形復(fù)雜，傳統(tǒng)指揮部模式下的響應(yīng)流程過(guò)于僵硬，筆者嘗試將并發(fā)式結(jié)構(gòu)引入極端旱災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)流程設(shè)計(jì)，并初步分析其響應(yīng)時(shí)間效率。Petri網(wǎng)是由德國(guó)人C.A.Petri于1962年提出的一種圖形化的系統(tǒng)描述和動(dòng)態(tài)建模及分析工具，對(duì)并發(fā)性、異步性、分布性、非確定性、并行性等性質(zhì)的系統(tǒng)具有良好的描述分析能力，可以使得該模型具備主動(dòng)響應(yīng)特征，能夠處理不確定預(yù)期下多元主體的復(fù)雜協(xié)調(diào)等問(wèn)題。因而采用Petri Net模型，構(gòu)建云南極端旱災(zāi)應(yīng)急管理的多主體合作（mudtiagent cooperation，簡(jiǎn)稱MAC）工作流模型是比較合適的。

常用的Petri網(wǎng)模型[18]（簡(jiǎn)稱PN），是由一個(gè)四元組定義的，即：

PN={P，T，F(xiàn)，M}

其中P是庫(kù)所的有限集合，n>0為庫(kù)所的個(gè)數(shù)，用圓圈表示；T是變遷的有限集合，m>0為變遷的個(gè)數(shù)，用粗直線表示。其中P∩T=Φ；FP×T∪T×P成為流關(guān)系，是弧的有限集合，其中“×”為笛卡兒積，用弧線表示；M表示庫(kù)所的狀態(tài)，通常稱為標(biāo)識(shí)，是托肯在庫(kù)所上的分布，托肯代表庫(kù)所中可以使用的資源或數(shù)據(jù)。狀態(tài)的變化由變遷的觸發(fā)引起，變遷觸發(fā)意味著是連接到該變遷的庫(kù)所中的托肯數(shù)發(fā)生改變。因此該工作流模型構(gòu)建如圖5。

圖5基于Petri網(wǎng)的多元主體應(yīng)急合作供水的工作流模型

Fig.5MOC workflow model of emergency water supply

based on Petri Net

其中，P0表示指揮部干旱災(zāi)害預(yù)警；P1表示應(yīng)急供水方案籌劃；P2表示企事業(yè)單位接受并評(píng)估該方案；P3表示政府響應(yīng)機(jī)構(gòu)接收到該方案；P4表示抗旱服務(wù)組織等社會(huì)公益性組織接收到該方案；P5表示企事業(yè)單位的應(yīng)急資源庫(kù)準(zhǔn)備就緒；P6表示政府機(jī)構(gòu)的應(yīng)急資源庫(kù)準(zhǔn)備就緒；P7表示抗旱服務(wù)組織等社會(huì)公益性機(jī)構(gòu)的應(yīng)急資源庫(kù)準(zhǔn)備就緒；P8表示應(yīng)急供水系統(tǒng)的中轉(zhuǎn)點(diǎn)；P9表示受災(zāi)點(diǎn)供需信息更新完畢；P10表示應(yīng)急供水調(diào)配完畢。而T1表示應(yīng)急情形下水資源供需預(yù)測(cè)，制定應(yīng)急供水方案；T2表示指揮機(jī)構(gòu)宣布啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案；T3表示企事業(yè)單位啟動(dòng)相關(guān)資源優(yōu)化調(diào)配方案；T4表示響應(yīng)地政府機(jī)構(gòu)籌備并調(diào)配應(yīng)急供水相關(guān)資源；T5表示公益性組織籌備調(diào)配應(yīng)急供水資源；T6表示應(yīng)急水資源調(diào)配轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)；T7表示應(yīng)急水資源二次分配方案制定；T8表示評(píng)估、反饋受災(zāi)點(diǎn)供需情況。值得說(shuō)明的是，T7到T8之間的循環(huán)結(jié)構(gòu)表征了極端干旱情景下由于信息不完全而導(dǎo)致的應(yīng)急管理復(fù)雜性，意味著信息更新或核實(shí)過(guò)程；而T2與T6之間的并行結(jié)構(gòu)則表征了多主體合作模式的主動(dòng)響應(yīng)特征，即存在多個(gè)信息通路保證信息結(jié)構(gòu)遭到破壞或無(wú)效情況下的信息傳遞，意味著多元應(yīng)急供水主體擁有獨(dú)立響應(yīng)能力，提高應(yīng)急供水系統(tǒng)的安全性。

一個(gè)Petri網(wǎng)模型應(yīng)是有效的，也就是說(shuō)要求滿足可達(dá)性、活性等基本性質(zhì)。為了驗(yàn)證分析該模型的系統(tǒng)性質(zhì)，本文利用Petri網(wǎng)建模軟件HPSim來(lái)驗(yàn)證其系統(tǒng)的基本性質(zhì)，并獲得各標(biāo)識(shí)與庫(kù)所狀態(tài)的關(guān)系，見(jiàn)表1?？梢?jiàn)初始標(biāo)識(shí)M0可以通過(guò)有限的變遷產(chǎn)生標(biāo)識(shí)M7，因此該流程是有界可達(dá)的。通過(guò)軟件分析可知該模型無(wú)死鎖存在，是具備活性的。綜合上述分析，該模型描述的應(yīng)急合作供水機(jī)制的工作流是有效的，能夠完成預(yù)期的目標(biāo)。

接下來(lái)簡(jiǎn)要討論該模型的響應(yīng)效率，考慮到數(shù)據(jù)的可得性，假設(shè)該工作流模型的變遷集T={3，2，4，9，5，2，2，1}，并設(shè)T2與T8的激發(fā)均服從等可能性概率分布，即

P{M（p2）>0}=P{M（p3）>0}=P{M（p3）>0}=1/3；

P{M（p0）>0}=P{M（p9）>0}=1/2。

可得多主體應(yīng)急合作供水流程的平均運(yùn)行時(shí)間：

tnew=E（∑Ti）=152E（∑ti）+152（E（∑ti）+t7+t8）=17.5；ti∈Ti.

類似地，若將T2→T6之間改為串行結(jié)構(gòu)，即傳統(tǒng)應(yīng)急管理模式下的應(yīng)急供水流程，則同樣可得到其平均運(yùn)行時(shí)間：

told=E（∑Ti）=152∑ti+152（∑ti+t7+t8）=20.5；ti∈Ti，i≠3，5.

可發(fā)現(xiàn)，多主體模式的應(yīng)急合作供水模式比原來(lái)的系統(tǒng)平均響應(yīng)時(shí)間縮短了約14.6%，能夠有效提高極端干旱應(yīng)急管理的效率。

4結(jié)論與對(duì)策

極端干旱應(yīng)急管理具有不確定性、系統(tǒng)性、復(fù)雜性特點(diǎn)。本文以云南極端干旱為例，提出了復(fù)雜情景下基于多主體合作的極端干旱事件應(yīng)急管理模式；進(jìn)而構(gòu)建了極端旱災(zāi)應(yīng)急水資源調(diào)配模型，以及基于Petri Net的極端旱災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)工作流模型驗(yàn)證該模式的操作性和有效性。在此基礎(chǔ)上，本文可以對(duì)我國(guó)極端旱災(zāi)應(yīng)急管理工作提出以下政策建議：

（1）轉(zhuǎn)變干旱災(zāi)害管理理念。鑒于極端干旱災(zāi)害頻繁發(fā)生，傳統(tǒng)被動(dòng)反應(yīng)式的干旱災(zāi)害應(yīng)急管理模式暴露出越來(lái)越多的缺陷。應(yīng)對(duì)這種不確定性的災(zāi)害情景，應(yīng)建立旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)管理意識(shí)，更加重視災(zāi)害預(yù)防。因此應(yīng)結(jié)合用水控制政策，建立干旱災(zāi)害應(yīng)急水資源儲(chǔ)備，以應(yīng)對(duì)災(zāi)害造成的用水短缺現(xiàn)象，減輕災(zāi)害影響。

（2）構(gòu)建多主體合作的極端干旱災(zāi)害應(yīng)急管理模式。根據(jù)云南實(shí)際，在完善現(xiàn)有工程體系基礎(chǔ)上，為有效提高極端干旱災(zāi)害應(yīng)急管理效率，應(yīng)積極整合社會(huì)應(yīng)急力量，促進(jìn)極端干旱災(zāi)害管理中多主體合作聯(lián)盟的形成。基于上文分析，采取預(yù)支付策略等激勵(lì)政策，有助于實(shí)現(xiàn)極端干旱災(zāi)害應(yīng)急水資源優(yōu)化配置，和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

（3）重視發(fā)揮應(yīng)急第一響應(yīng)者的有效作用。基于多主體合作的極端干旱災(zāi)害應(yīng)急管理模式，組織結(jié)構(gòu)中可考慮設(shè)立一線協(xié)調(diào)員角色，負(fù)責(zé)災(zāi)害信息更新與核實(shí)，避免信息缺失，對(duì)接協(xié)調(diào)社會(huì)應(yīng)急力量；響應(yīng)流程中則主要應(yīng)利用并發(fā)式信息通報(bào)機(jī)制，增強(qiáng)響應(yīng)流程可靠性。這些設(shè)置經(jīng)驗(yàn)證，均可以有效提高極端干旱災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)效率。

然而極端旱災(zāi)應(yīng)急管理的外部環(huán)境極其復(fù)雜，災(zāi)害預(yù)警預(yù)測(cè)技術(shù)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)仍不成熟，多形態(tài)組織間關(guān)系也難以量化研究。本文研究較側(cè)重于理論層面，仍有待在極端旱災(zāi)應(yīng)急管理實(shí)踐中檢驗(yàn)和完善。

（編輯：王愛(ài)萍）

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