李 彥,郝 林,李樹軍
(河北省石家莊水文水資源勘測(cè)局,石家莊050051)
石家莊市位于河北省中南部,地處太行山東麓,華北平原西緣,全市總面積14077km2。大地貌單元可分為山丘區(qū)和平原區(qū)兩類。地勢(shì)走向,西高東低。全市地處半濕潤(rùn)半干旱地區(qū),屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候,多年平均降水量538.3mm。降水時(shí)空分布不均,干旱事件經(jīng)常發(fā)生。
受氣候和地形等因素的影響,旱災(zāi)是石家莊市農(nóng)作物的主要災(zāi)害之一,有十年九旱之稱。春季是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需水量高峰期,而降水僅占年降水量的10%左右,因此春旱幾乎年年發(fā)生。石家莊市旱情具有多發(fā)性、連續(xù)性和季節(jié)性的特點(diǎn)。
2008年11 月至2009年2月連續(xù)3個(gè)多月石家莊市大部分地區(qū)無(wú)有效降水,遭遇了50a不遇的氣象干旱。其中西部山區(qū)受特殊的地理位置和氣候的影響,加之水源和供水條件的差異等原因干旱較為嚴(yán)重。以2009年春季石家莊西部山區(qū)的旱情為例,通過選用石家莊西部山區(qū)4個(gè)雨量和墑情代表站,分析農(nóng)業(yè)旱情指標(biāo)與等級(jí),評(píng)估2009年西部山區(qū)農(nóng)業(yè)旱情,分析了旱災(zāi)主要成因,并提出抗旱減災(zāi)對(duì)策,以進(jìn)一步搞好抗旱工作,適應(yīng)新時(shí)期抗旱工作需要。
石家莊西部山區(qū)地處太行山中段,山巒起伏,平均海拔1000m左右。太行山迎風(fēng)區(qū)山高坡陡,廣泛分布著山地棕壤和褐色土,平原以潮土、濕化潮土、輕度鹽化潮土為主。西部山區(qū)面積7323km2,占石家莊市總面積的52%,包括井陘、鹿泉、行唐、靈壽、平山、元氏、贊皇、井陘礦區(qū)8個(gè)縣市區(qū)[1]。
按照定義可將干旱分為4類,即氣象干旱、農(nóng)業(yè)干旱、水文干旱和社會(huì)經(jīng)濟(jì)干旱。干旱指標(biāo)是反映干旱成因和程度的量度[2]。
農(nóng)業(yè)旱情是指耕地或農(nóng)作物受旱情況,即土壤水分供給不能滿足農(nóng)作物發(fā)芽或正常生長(zhǎng)要求,導(dǎo)致農(nóng)作物生長(zhǎng)受到抑制甚至干枯的現(xiàn)象。農(nóng)業(yè)旱情指標(biāo)包括土壤相對(duì)濕度、降水量距平百分率、連續(xù)無(wú)雨日數(shù)、作物缺水率、斷水天數(shù)[3]。分別采用連續(xù)無(wú)雨日數(shù)、降水量距平百分率和土壤相對(duì)濕度指標(biāo)分析2009年春季石家莊西部山區(qū)農(nóng)業(yè)旱情。
本次選用大清河流域漫山站、滹沱河干流神堂關(guān)站、滹沱河支流冶河微水站、滏陽(yáng)河黃北坪站為代表站,資料系1956—2010年,分析期為非汛期(11月—次年2月)。4站分析期多年平均降水量分別為29.9,23.5,26.7,35.4mm,歷史同期最小值分別為0,0,1.3,3.1mm。2008—2009年同期降水量分別為0,0,3.7,7.2mm,其中漫山、神堂關(guān)站為55a來(lái)歷史同期最小值,微水、黃北坪站分別為53,52a來(lái)歷史同期最小值。
從2008年10月23日至2009年2月11日,漫山、神堂關(guān)、微水、黃北坪4站連續(xù)152,152,108,100d無(wú)有效降水。根據(jù)《連續(xù)無(wú)雨日數(shù)旱情等級(jí)劃分表》北方春、冬季標(biāo)準(zhǔn)(表1),連續(xù)無(wú)雨日數(shù)若大于80d為特大干旱,4站連續(xù)無(wú)雨日數(shù)均大于80d,由此分析,石家莊西部山區(qū)2009年春季旱情屬于特大干旱。
表1 連續(xù)無(wú)雨日數(shù)旱情等級(jí)劃分 單位:d
降水量距平百分率公式:
式中 DP為降水量距平百分率(%);P為計(jì)算時(shí)段內(nèi)降水量(mm);為多年平均同期降水量(mm)。根據(jù)式(1)計(jì)算得4站降水量距平百分率依次為-100%,-100%,-86%,-80%。
表2 降水量距平百分率旱情等級(jí)劃分 單位:%
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中降水量距平百分率旱情等級(jí)劃分表(表2),季尺度距平百分率DP≤-80%為特大干旱,4站降水量距平百分率均小于-80%,由此分析石家莊西部山區(qū)2009年春季旱情屬于特大干旱。
土壤相對(duì)濕度計(jì)算公式:
式中W為土壤相對(duì)濕度(%);θ為土壤平均重量含水率(%);FC為土壤田間持水率(%)。
根據(jù)石家莊市現(xiàn)有旱情監(jiān)測(cè)站網(wǎng),對(duì)西部山區(qū)行唐、平山、微水、贊皇4個(gè)監(jiān)測(cè)站兩個(gè)代表作物地塊(水澆地作物和旱地作物)墑情資料進(jìn)行分析,兩個(gè)代表地塊農(nóng)作物均為小麥。根據(jù)式(2)計(jì)算得各站相對(duì)濕度如表3、4所示。
表3 石家莊西部山區(qū)水澆地作物地塊土壤相對(duì)濕度
表4 石家莊西部山區(qū)旱地作物地塊土壤相對(duì)濕度
根據(jù)表5得出:澆過凍水的水澆地作物地塊土壤大部分墑情較為理想,在輕度干旱和適宜之間;未澆凍水的水澆地作物地塊和旱地作物地塊土壤墑情略差,在中度干旱和特大干旱之間。
表5 土壤相對(duì)濕度旱情等級(jí)劃分
從2008年11月至2009年2月,石家莊市平均降水量?jī)H為0.2mm,是常年同期的1%,是2010年同期的3%,為50a來(lái)同期最少。西部山區(qū)連續(xù)無(wú)有效降水天數(shù)均超過100d。由于自然條件和氣候的差別,降水量時(shí)空分布不均,年際變化較大,一年中降水主要集中于6—9月的汛期,加大了水資源利用難度。
目前,在西部山區(qū)有大量耕地得不到灌溉,只能靠天等雨吃飯,抗旱能力低下。在現(xiàn)有的水利工程中,除大中型水庫(kù)外,大部分工程設(shè)施老化,失修嚴(yán)重,配套不全,遇有連續(xù)干旱難以發(fā)揮應(yīng)有的抗旱作用,抗御干旱災(zāi)害的能力差。
有條件灌溉的山區(qū),在農(nóng)業(yè)用水方面,形勢(shì)日趨緊張;另一方面農(nóng)民群眾抗旱意識(shí)淡薄,大多數(shù)耕地仍采用傳統(tǒng)的土壟溝畦灌,習(xí)慣于大水漫灌的澆水方式,水的有效利用率比較低,農(nóng)民沒有足夠的資金發(fā)展節(jié)水灌溉,水資源浪費(fèi)比較嚴(yán)重。
首先充分利用各種途徑,大力宣傳節(jié)水方針、政策、法規(guī),普及節(jié)水知識(shí),宣傳山區(qū)抗旱先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),進(jìn)一步增強(qiáng)全民節(jié)水和抗旱意識(shí),營(yíng)造群眾抗旱的優(yōu)良環(huán)境。有水利灌溉條件的山區(qū)大力實(shí)施以渠道防滲、管道輸水、小畦灌溉作為基礎(chǔ),推廣噴灌、管灌、微灌技術(shù)為重點(diǎn)的多種工程形式并存的節(jié)水灌溉,結(jié)合平整土地、秸稈薄膜覆蓋等措施,堅(jiān)持科學(xué)用水,科學(xué)選定灌溉定額,使現(xiàn)有的水資源發(fā)揮更大作用;無(wú)灌溉條件的區(qū)域,適當(dāng)調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu),合理減少耗水量大的耕地面積,增種耗水量小的經(jīng)濟(jì)類品種,以降低灌溉水量,使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)節(jié)水高效。
積極做好山區(qū)境內(nèi)現(xiàn)有水利設(shè)施的除險(xiǎn)加固,在保證防洪安全的基礎(chǔ)上,盡可能多地?cái)r蓄雨洪資源,實(shí)現(xiàn)雨洪資源化;對(duì)現(xiàn)有蓄水工程進(jìn)行清淤擴(kuò)容、整修配套,因地制宜地修建小水窖、小水池、小塘壩、小泵站、小水渠等“五小”水利工程,提高蓄水能力,有效補(bǔ)充土壤水和地下水,合理利用污廢水和外來(lái)水,提高雨水有效利用率,實(shí)施就地開源。
生態(tài)環(huán)境破壞不僅是造成洪澇災(zāi)害的重要原因,也是導(dǎo)致干旱的重要因素。由于水土流失加重,造成了土壤涵養(yǎng)水源能力大幅度下降,使土壤失墑速度加快,抗旱能力減弱。因此,要大力加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境建設(shè),搞好山區(qū)的綠化工作,植樹造林,提高植被覆蓋率,積極開展小流域綜合治理,通過采取工程措施和生物措施,努力提高土壤水分涵養(yǎng)能力。
搞好監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào),對(duì)旱情動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),加強(qiáng)田間實(shí)地調(diào)查,通過實(shí)時(shí)采集有關(guān)各類信息,搞好趨勢(shì)預(yù)測(cè)分析,及時(shí)發(fā)布旱情信息,適時(shí)啟動(dòng)抗旱應(yīng)急響應(yīng),并提出防旱、抗旱減災(zāi)決策建議,適時(shí)啟動(dòng)抗旱應(yīng)急響應(yīng)。
要建立逐年修訂抗旱預(yù)案的機(jī)制,儲(chǔ)備好抗旱物資,掌握氣象信息,綜合考慮雨水情變化的各種相關(guān)因素,以解決在諸多復(fù)雜因素情況下的抗旱水源的調(diào)度問題,努力實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置。
[1]李樹軍,周輝,李艷剛.“旱情等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)”在評(píng)估農(nóng)業(yè)旱情中的應(yīng)用[A].水文科技研究與發(fā)展[C].2010.
[2]王中華.石家莊市第二次水資源評(píng)價(jià)報(bào)告[R].2006.
[3]包為民.水文預(yù)報(bào)(第三版)[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2006.
[4]SL424—2008,旱情等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[S].
[5]SL364—2006,土壤墑情監(jiān)測(cè)規(guī)范[S].
[6]劉偉,郝林,陳翠琴.石家莊西部山區(qū)降水特性分析[J].南水北調(diào)和水利科技,2009.
[7]郭鳳祥.張家口市2009年特大干旱反思[J].河北水利,2010(S0).
[8]楊軍.邯鄲市干旱成因及抗旱減災(zāi)對(duì)策[J].河北水利,2010(S0).