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2011年荊州市干旱特征分析

2012-04-29 06:21:39盧碧林,朱建強(qiáng),何開平,付克金,蘇榮瑞
湖北農(nóng)業(yè)科學(xué) 2012年5期
關(guān)鍵詞:旱災(zāi)荊州市旱情

盧碧林,朱建強(qiáng),何開平,付克金,蘇榮瑞

摘要:2011年冬春季節(jié)長(zhǎng)江流域降水偏少,發(fā)生區(qū)域性特大干旱,對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境造成較大影響。調(diào)查了長(zhǎng)江中游的荊州市內(nèi)水文和農(nóng)業(yè)受災(zāi)情況,采用綜合氣象干旱指數(shù)、降水量距平百分率和土壤墑情指標(biāo)對(duì)旱災(zāi)進(jìn)行了評(píng)價(jià)分析,探討了荊州市2011年干旱的基本特征。結(jié)果表明,至2011年5月20日,荊州市除荊州區(qū)和沙市區(qū)為重度氣象干旱外,其余縣市均為特大氣象干旱,同時(shí)疊加中度水文干旱和農(nóng)業(yè)干旱,干旱對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特別是水稻生產(chǎn)造成了較大損失。結(jié)合本區(qū)域旱災(zāi)發(fā)生的特征,提出了完善水利防控設(shè)施、提高農(nóng)業(yè)節(jié)水潛力和推廣新型節(jié)水技術(shù)等干旱防控措施。

關(guān)鍵詞:荊州市;干旱;特征;2011年

中圖分類號(hào):S423文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):0439-8114(2012)05-0899-04

Research on Drought Characteristics in Jingzhou City in 2011

LU Bi-lin1a,1b,ZHU Jian-qiang1c,HE Kai-ping1d,FU Ke-jin2,SU Rong-rui3

(1a. Engineering Research Center of Wetland Agriculture in the Middle Reaches of Yangtze River, Ministry of Education; 1b. Geochemistry Department; 1c. Agricultural College;1d. Department of Science and Technology, Yangtze University, Jingzhou 434023, Hubei, China;

2. Jingzhou Survey Bureau of Hydrology Resources, Jingzhou 434000, Hubei, China;

3. Agro-meteorological Experimental Station of Jingzhou City, Jingzhou 434025, Hubei, China)

Abstract: A regional drought happened in the Yangtze River Valley from the winter of 2010 to spring of 2011 and caused huge damage to ecological environment and ago-production. The characteristics of drought in Jinzhou city were discussed through the aspects of hydrology and ago-production loss; and the drought magnitude was evaluated based on comprehensive meteorological drought index and soil moisture content. The results indicated that there was heavy drought in Jingzhou and Shashi district and extraordinary meteorological drought in other districts of Jingzhou city along with medium hydrological drought till May 20, 2011, which led to large loss in agricultural production, especially rice production. In response to the cause of drought, some suggestions such as constructing water-control projects, enlarging water saving potentiality and spreading new water saving technology were put forward.

Key words: Jingzhou city; drought; characteristic; the year of 2011

旱災(zāi)是我國(guó)主要的自然災(zāi)害之一[1],根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料,在影響種植業(yè)的各種氣象災(zāi)害中,旱災(zāi)遍及的范圍廣,持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng),對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響最為嚴(yán)重,我國(guó)農(nóng)田受旱災(zāi)面積占總受災(zāi)面積的60%,平均每年受旱面積2.15×107 hm2左右,損失糧食100億~150億kg[2]。長(zhǎng)江流域是旱災(zāi)發(fā)生嚴(yán)重的地區(qū)之一[3],以湖北為例,每年因旱澇災(zāi)害造成的直接損失少則幾十億元,多則達(dá)數(shù)百億元(如1998年超過500億元)[4]。近幾十年尤其是近30年來,該區(qū)域?yàn)?zāi)害發(fā)生頻率加快、災(zāi)情趨重[5-8],旱災(zāi)已成為制約經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一。

2011年1~5月,長(zhǎng)江流域降水偏少,發(fā)生區(qū)域性特大干旱,對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境造成較大影響。本研究以長(zhǎng)江中游的荊州市為例,調(diào)查了區(qū)域內(nèi)水文和農(nóng)業(yè)受災(zāi)情況,探討了荊州市2011年干旱的基本特征,并結(jié)合區(qū)域特點(diǎn),從抗旱防御的角度提出了應(yīng)對(duì)措施,以期為本區(qū)域的水資源科學(xué)利用和防災(zāi)減災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)。

1資料與方法

1.1資料來源

降水資料來自荊州市氣象局農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站氣象觀測(cè)數(shù)據(jù),荊州市干旱受災(zāi)面積、成災(zāi)面積以及農(nóng)作物種植面積等數(shù)據(jù)來自荊州市農(nóng)業(yè)局調(diào)查結(jié)果,荊州市地表水水文資料和土壤墑情資料來自荊州市水文水資源勘測(cè)局觀測(cè)站觀測(cè)數(shù)據(jù),地下水水位資料來自荊州市水文水資源勘測(cè)局和長(zhǎng)江大學(xué)試驗(yàn)基地監(jiān)測(cè)結(jié)果。

1.2干旱評(píng)價(jià)方法

按GB/T 20481-2006 氣象干旱等級(jí),分別采用綜合氣象干旱指數(shù)(CI)、降水量距平百分率(Percentage of precipitation anomalies,Pa)和土壤相對(duì)濕度(Relative soil moisture,R)劃分干旱等級(jí)[9]。

1.2.1綜合氣象干旱指數(shù)法計(jì)算公式為:

CI=aZ30+bZ90+cM30(1)

式中,Z30、Z90分別為近30 d和近90 d標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)SPI;M30為近30 d相對(duì)濕度指數(shù);a為近30 d標(biāo)準(zhǔn)化降水系數(shù);b為近90 d標(biāo)準(zhǔn)化降水系數(shù);c為近30 d相對(duì)濕潤(rùn)系數(shù)。旱情等級(jí)劃分方法見表1。

1.2.2降水量距平百分率法計(jì)算公式為:

Pa=×100%(2)

式中,Pa為降水量距平百分率(%);P為計(jì)算時(shí)段內(nèi)降水量(mm);P為多年同期平均降水量(mm),采用近30年的平均值。旱情等級(jí)劃分方法見表2。

1.2.3 土壤相對(duì)濕度法計(jì)算公式為:

R=×100%(3)

式中,R為土壤相對(duì)濕度(%);w為土壤平均重量含水量(%);Fc為土壤田間持水量(%)。旱情等級(jí)按表3劃分。

2結(jié)果與分析

2.12011年1~5月荊州市水文特征

荊州市灌溉水源主要為長(zhǎng)江及其支流、境內(nèi)水庫(kù)、湖泊和堰塘蓄水等。由于2010冬季至2011春季長(zhǎng)期少雨,湖庫(kù)塘堰蓄水不足,水面積較常年同期縮小嚴(yán)重。盡管5月9~10日、5月21~22日和5月31日3次降水過程對(duì)旱情有一定緩解作用,但由于降水時(shí)間短、降水量偏少,湖庫(kù)塘堰蓄水增加有限,同時(shí)長(zhǎng)期抗旱用水,湖庫(kù)塘堰出現(xiàn)干枯。

境內(nèi)大型水庫(kù)、湖泊水位明顯低于2010年同期,并呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢(shì)。根據(jù)荊州市水文水資源勘測(cè)局監(jiān)測(cè)結(jié)果,截至2011年5月14日,洈水水庫(kù)水位85.21 m,蓄水量1.87億m3,比2010年(88.44 m)同期少蓄水7 390萬m3,比2011年5月1日(86.13 m)少蓄水1 170萬m3;太湖港水庫(kù)水位37.13 m,比2010年(37.71 m)同期少蓄水400萬m3,比2011年5月1日(37.30 m)少蓄水80萬m3;洪湖、長(zhǎng)湖水位分別為23.32、29.76 m,比2010年同期分別低1.06、0.79 m。其中洪湖水位已接近歷史最低水位(2000年5月24日8時(shí),23.28 m),長(zhǎng)湖離歷史最低水位(2000年5月24日8時(shí),28.95 m)只差0.81 m(圖1)。

地下水位持續(xù)下降。根據(jù)沙市區(qū)習(xí)家口站、江陵縣赤湖站、公安縣閘口站、洪湖市新堤站以及長(zhǎng)江大學(xué)岑河試驗(yàn)基地等的地下水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析顯示,2011年荊州市地下水位持續(xù)下降,3~4月地下水位較多年平均地下水位偏低0.4~1.3 m,其中閘口站1~4月地下水位偏低0.77 m。長(zhǎng)江大學(xué)設(shè)在沿江平地岑河觀測(cè)站的檢測(cè)結(jié)果如圖2。

2.22011年5月荊州市干旱特征及評(píng)價(jià)

荊州市降水量觀測(cè)結(jié)果表明,荊州市各縣市區(qū)2011年1~5月降水量普遍偏少,各縣市(區(qū))雨量均為有記錄以來同期最少,和多年同期平均降水量相比,降水量減少在50%左右(表4)。4月中旬至5月中旬,干旱程度進(jìn)一步加重,其中5月降水較歷史同期偏少40%~60%。按照降水量距平百分率法劃分,荊州市各縣市(區(qū))旱情等級(jí)都接近或達(dá)到了中旱級(jí)別。

荊州市土壤墑情檢測(cè)結(jié)果表明,土壤水分普遍較常年低。其中,公安縣閘口土壤墑情監(jiān)測(cè)站的檢測(cè)結(jié)果表明,土壤含水量自2011年2月26日起開始低于常年(圖3),最小含水量比往年同期偏少30%。以5月14日8時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)果為例,縱向平均土壤含水量為23.9%,其中20 cm深度土壤含水量約為16%,土壤相對(duì)濕度為40%左右,旱情等級(jí)達(dá)到嚴(yán)重干旱級(jí)別臨界值。洪湖市新堤土壤墑情監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,從2011年1月30日到4月上旬,土壤含水率一直低于多年同期的平均值(圖4),5月14日8時(shí)的監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示,10、20、40 cm深度土壤縱向平均含水量均下降至19.8%左右,土壤相對(duì)濕度為45%左右。按照土壤相對(duì)濕度法評(píng)價(jià),旱情等級(jí)達(dá)到中度干旱級(jí)別。

按照綜合氣象干旱指數(shù)法,5月20日干旱等級(jí)除荊州區(qū)和沙市區(qū)為重旱外,其余縣市均為特大氣象干旱(圖5)。

2.3旱災(zāi)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響

每年4~5月是荊州市早稻栽插、中稻育秧,棉花、玉米育苗及移栽的關(guān)鍵季節(jié),旱情已經(jīng)導(dǎo)致部分地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受阻,主要表現(xiàn)在早稻無水移栽,中稻無水育秧。截至2011年6月1日,荊州市主要糧食作物受災(zāi)情況及經(jīng)濟(jì)損失見表5。就作物生產(chǎn)來看,干旱對(duì)水稻影響較大,農(nóng)作物的受災(zāi)和成災(zāi)面積分別達(dá)26.35萬hm2和14.33萬hm2,作物受旱的直接經(jīng)濟(jì)損失估計(jì)達(dá)94 548萬元。

3結(jié)論與討論

1)2011年荊州市遭遇了特大氣象干旱,并疊加中度水文干旱和農(nóng)業(yè)干旱,對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特別是水稻生產(chǎn)帶來較大影響。由于受拉尼娜現(xiàn)象影響,自2010年底以來大氣環(huán)流出現(xiàn)異常[10]。西太平洋副熱帶高壓整體偏弱,暖濕氣流無法深入到長(zhǎng)江中下游地區(qū)[11];與此同時(shí),西北氣流占據(jù)主導(dǎo)地位,冷空氣南下頻繁,也壓制了暖濕氣流北上,一直都難以形成持續(xù)性的降水。這也造成了2010年11月以來長(zhǎng)江中下游大部分地區(qū)的降雨偏少。荊州市位于江漢平原腹地,由此遭遇了嚴(yán)重旱情。

2)三峽蓄水對(duì)荊州市引用長(zhǎng)江水造成了一定影響,長(zhǎng)江流域荊江段水位偏低,使得本區(qū)域荊南四河斷流,荊江兩岸抽提引水困難,灌溉水源的減少加重了農(nóng)業(yè)旱情發(fā)生。根據(jù)水文資料分析,長(zhǎng)江干流荊江段水位比2010年同期偏低,在2011年5月17日前,三峽入庫(kù)流量維持在8 000 m3/s,下泄流量維持在7 520 m3/s,沙市站水位32.47 m,監(jiān)利站水位26.04 m,與2010年同期比較,沙市、監(jiān)利站水位分別偏低2.27、2.85 m。三峽水庫(kù)蓄水前后沙市水文站4、5月份水位同期對(duì)比分析結(jié)果表明,2011年沙市站水位4月偏低0.35 m,5月偏低0.38 m。一般情況下,荊南四河新江口水位低于34.80 m時(shí)河干,沙道觀水位低于34.54 m時(shí)河干,彌陀寺水位低于31.86 m時(shí)河干,管家鋪水位低于30.20 m時(shí)河干,康家崗水位低于32.24 m時(shí)河干。由于長(zhǎng)江來水水量太小,導(dǎo)致荊南四河2011年4、5月基本斷流無水。

3)重排輕灌的水利設(shè)施系統(tǒng)加劇了農(nóng)業(yè)干旱的發(fā)生。長(zhǎng)期以來,荊州市所處的江漢平原四湖地區(qū)由于地勢(shì)低洼,災(zāi)害發(fā)生以洪澇和漬災(zāi)為主要災(zāi)害[12-14],由于雨水總體上比較充沛,排水系統(tǒng)相對(duì)比較完善。對(duì)該區(qū)域的階段性干旱主要依賴地表水進(jìn)行農(nóng)田補(bǔ)充灌溉,沒有建立完善的灌溉系統(tǒng)。2011年春季以來,當(dāng)?shù)乇硭畢T乏時(shí),依賴地表水源的灌溉系統(tǒng)喪失了其應(yīng)有的功能。針對(duì)荊州市的干旱特征特點(diǎn)和水環(huán)境的變化新特征,在保證該區(qū)域澇漬災(zāi)害防治的前提下,應(yīng)結(jié)合荊州市的水系和干旱發(fā)生的特點(diǎn),在干旱發(fā)生時(shí),除采取應(yīng)急的節(jié)水灌溉技術(shù)和推廣新型節(jié)水技術(shù)外,還應(yīng)適當(dāng)借鑒北方灌區(qū)的有益經(jīng)驗(yàn),建立井渠結(jié)合、地表水與地下水聯(lián)合運(yùn)用的水資源系統(tǒng),完善水利防控措施。

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