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        1950—2010年東北地區(qū)旱澇演變特征分析

        2014-07-25 03:58:18楊貴羽韓冬梅陳一鳴
        中國水利 2014年5期
        關鍵詞:澇災洪澇東北地區(qū)

        楊貴羽,韓冬梅,陳一鳴

        (中國水利水電科學研究院,100038,北京)

        在全球氣候變化和人類活動的影響下,區(qū)域干旱、洪澇災害呈現出不同的演化特點,這不僅影響著地區(qū)的糧食生產,而且關系著水資源合理利用。東北地區(qū)作為我國重要的商品糧生產和儲備基地,又地處全球氣候變化的敏感區(qū),結合氣候變化和人類活動的雙重作用開展其干旱、洪澇的演化特點分析,對全面應對干旱、洪澇具有重要的現實意義。

        目前大多數研究主要集中于氣象干旱方面,即主要結合降水和溫度等氣象要素開展的氣象干旱分析,對于水資源開發(fā)利用、農業(yè)產業(yè)結構調整等人類活動所發(fā)揮的抗旱和抵御災害的影響并沒有體現,更不能綜合自然和人類活動,全面揭示區(qū)域旱澇的演化特點。為此,本文選擇極易受旱澇影響的農業(yè)指標,以受旱面積率、受澇面積率為發(fā)生干旱、洪澇等級的劃分指標,通過受旱面積、受澇面積、播種面積等歷史統計資料,分析了1950—2010年氣候變化和人類活動共同作用下的干旱、洪澇演變特征,為東北地區(qū)合理利用水資源及防災減災提供幫助。

        一、研究區(qū)域概況

        東北地區(qū)總面積124.9萬km2,約占全國土地面積的13%。區(qū)域土地資源豐富,在我國農業(yè)發(fā)展和糧食生產中發(fā)揮著極為重要的作用。據統計,2010年全區(qū)總人口為1.21億人,占全國總人口的9.1%,GDP為4萬億元,占全國的9.3%;擁有耕地面積為4.26 億畝(15 畝=1 hm2,下同),農田有效灌溉面積為1.3億畝;糧食產量1.1億t,占全國總量的19.8%,人均糧食產量超過900 kg。然而,全區(qū)處于西風帶氣候背景下,且近年來水分收支嚴重失衡,地區(qū)氣候變化造成的干旱、洪澇自然災害頻發(fā)。據統計,全區(qū)降水量1956—2010年多年平均為6 538億m3,折合降水深度為519 mm,近10年較多年平均減少近10%;而通過E601測定的蒸發(fā)量卻多年維持在500~1 000 mm。

        二、資料選取和方法說明

        農業(yè)干旱評價分析中的數據來源為1950—2010年 《農業(yè)統計年鑒》《中國水利統計年鑒》等資料。采用受災率和成災面積率作為指標,對1950—2010年東北地區(qū)的水旱災害演變特征進行了統計。

        在干旱等級的評價過程中,考慮到數據資料的可獲取性和東北地區(qū)的特點,采用受旱災面積率指標,即受旱面積與播種面積的比值進行干旱等級的劃分。

        對于洪澇等級劃分,由于資料條件的限制,洪災和澇災難以區(qū)分,將洪災和澇災統一分析,其等級按照洪澇受災面積率指標,即受澇面積與播種面積的比值進行洪澇等級劃分。

        具體的干旱、洪澇等級的劃分標準見表1。

        三、自然-人類活動共同影響下干旱、洪澇的演變特征

        1.干旱演變特征

        按照表1干旱等級標準,由圖1和圖2統計可見,全區(qū)1950—2010年,在氣候和人類活動的共同影響下,干旱災害發(fā)生頻次和程度均呈增加趨勢。在時間上,比較不同年代變化可見,20世紀70年代后,農業(yè)干旱災害的發(fā)生頻次和程度明顯增加,到21世紀初近10年達到頂峰。全區(qū)干旱在時間上整體呈現為:1950—1979年干旱發(fā)生6次,其中一般干旱4次,嚴重干旱2次;1980—2010年干旱發(fā)生25次,其中一般干旱9次,嚴重干旱12次,特大干旱4次。

        在空間上,干旱發(fā)生頻次和干旱程度均呈現從北向南逐漸增加的趨勢。按照行政區(qū)統計,黑龍江省1950—2010年共發(fā)生旱災29次,平均每2~3年發(fā)生一次,發(fā)生頻次為48.9%;其中一般干旱共發(fā)生13次,每 4~5年發(fā)生一次,發(fā)生頻次為21.7%;嚴重干旱共發(fā)生14次,每4~5年發(fā)生一次,發(fā)生頻次為23.3%;發(fā)生特大干旱2次,平均每30年發(fā)生一次,發(fā)生頻次為3.2%。

        吉林省1950—2010年共發(fā)生旱災30次,平均每2年發(fā)生一次,發(fā)生頻次為50%;其中一般干旱共發(fā)生10次,每3年發(fā)生一次,發(fā)生頻次為16.7%;嚴重干旱 16次,每 3~4年發(fā)生一次,發(fā)生頻次為26.7%;發(fā)生特大干旱4次,平均每15年發(fā)生一次,發(fā)生頻次為6.6%。

        遼寧省1950—2010年共發(fā)生旱災31次,平均每2年發(fā)生一次,其中一般干旱共發(fā)生8次,每7~8年發(fā)生一次,發(fā)生頻次為13.3%;嚴重干旱17次,每3~4年發(fā)生一次,發(fā)生頻次為27.8%;發(fā)生特大干旱6次,平均每10~11年發(fā)生一次,發(fā)生頻次為9.8%。

        各省不同年代干旱發(fā)生頻次和干旱程度如圖1和圖2所示。

        2.洪澇的演變特征

        按照表1洪澇等級標準,由圖3和圖4統計可見,全區(qū)1950—2010年,洪澇災害頻次和程度整體呈增加趨勢。在時間上,比較不同年代發(fā)現:1950—1979年全區(qū)共發(fā)生洪澇災害11次,其中一般澇災7次,嚴重干旱4次,并無特大澇災發(fā)生;1980—2010年全區(qū)共發(fā)生洪澇20次,其中一般澇災6次,嚴重澇災7次,特大澇災7次。

        在空間上,洪澇災害發(fā)生頻次和災害程度均呈現從北向南逐漸減小的趨勢。按照行政區(qū)統計,黑龍江省1950—2010年共發(fā)生洪澇災害共30次,平均每2~3年發(fā)生一次,其中一般洪澇災害共發(fā)生11次,每5~6年發(fā)生一次,發(fā)生頻次為18.0%;嚴重洪澇災害10次,每6~7年發(fā)生一次,發(fā)生頻次為16.4%;發(fā)生特大洪澇災害9次,平均每6~7年發(fā)生一次,發(fā)生頻次為14.8%。

        吉林省1950—2010年共發(fā)生洪澇災害共25次,平均每2~3年發(fā)生一次,其中一般洪澇災害共發(fā)生12次,每4~5年發(fā)生一次,發(fā)生頻次為19.7%;嚴重洪澇災害7次,每8~9年發(fā)生一次,發(fā)生頻次為11.5%;發(fā)生特大洪澇災害6次,平均每10~11年發(fā)生一次,發(fā)生頻次為9.8%。

        表1 干旱/洪澇等級劃分標準

        圖1 1950—2010年東北地區(qū)干旱發(fā)生次數統計

        圖2 1950—2010年東北地區(qū)(不包括內蒙古)不同等級干旱發(fā)生的次數

        圖3 1950—2010年東北地區(qū)洪澇災害發(fā)生次數統計

        圖4 1950—2010年東北地區(qū)不同等級洪澇災害發(fā)生次數統計

        遼寧省1950—2010年共發(fā)生洪澇災害共23次,平均每2~3年發(fā)生一次,其中一般洪澇災害共發(fā)生11次,每4~5年發(fā)生一次,發(fā)生頻次為18.0%;嚴重洪澇災害 5次,每 12~13年發(fā)生一次,發(fā)生頻次為8.2%;發(fā)生特大洪澇災害6次,平均每10~11年發(fā)生一次,發(fā)生頻次為9.8%。

        各省不同年代洪澇發(fā)生頻次和洪澇程度如圖3和圖4所示。

        3.干旱、洪澇演變特征比較

        縱觀1950—2010年干旱、洪澇演變特征發(fā)現:東北全區(qū)干旱、洪澇頻發(fā),且洪澇災害的發(fā)生頻次更高,但是不同年代和不同區(qū)域又具有明顯不同的變化特征。

        由圖5(a)可見,在時間上,1950—2010年,全區(qū)干旱和洪澇發(fā)生頻次均呈增加趨勢,但以干旱發(fā)生頻次的增加較顯著。在1950—1969年和1980—1989年,全區(qū)以洪澇災害占主導,發(fā)生洪澇的頻次大于干旱;在1970—1979年和 1990—2010年間,全區(qū)干旱災害發(fā)生頻次大于洪澇災害發(fā)生頻次。

        在空間上,干旱、洪澇整體呈現相反的變化特征。其中遼寧省由圖5(b)可見,1950—2010年干旱發(fā)生頻次呈增加趨勢,洪澇發(fā)生頻次呈緩慢下降,全省呈現以干旱為主導的區(qū)域特點。

        吉林省由圖 5(c) 可見,1950—2010年干旱發(fā)生頻次呈增加趨勢,洪澇災害以20世紀70年代為界,前30年發(fā)生頻次呈減少;20世紀80年代達到最大,之后開始減少。全省呈現干旱、洪澇共存的區(qū)域特點。

        黑龍江省由圖 5(d)可見,1950—2010年干旱和洪澇發(fā)生頻次均呈增加趨勢,以干旱發(fā)生頻次增加較多,但不同年代全省干旱洪澇差異較大,全省呈干旱和洪澇共存的區(qū)域特點。

        圖5 1950—2010年每10年東北地區(qū)干旱洪澇災害發(fā)生頻次統計

        四、結 論

        本文采用受旱面積率、受澇面積率,結合東北地區(qū)的特點,分析了 1950—2010年東北地區(qū)干旱洪澇的演變特征。結果如下:

        干旱演變特征:在時間上,全區(qū)在氣候和人類活動的共同影響下,干旱災害的發(fā)生頻次和程度均呈增加趨勢,到21世紀初近10年達到頂峰。且前30年(1950—1979年)干旱發(fā)生6次,其中一般干旱4次,嚴重干旱 2次; 后 31年(1980—2010年),干旱發(fā)生25次,其中一般干旱9次,嚴重干旱12次,特大干旱4次。在空間,呈現干旱發(fā)生頻次和干旱程度均呈現從北向南逐漸增加的趨勢。

        洪澇演變特征:在時間上,全區(qū)1950—2010年洪澇災害頻次和程度整體呈增加趨勢。具體表現為:前30年(1950—1979年)共發(fā)生洪澇災害11次,其中一般澇災7次,嚴重干旱4次,并無特大澇災發(fā)生;后31年(1980—2010年),全區(qū)共發(fā)生洪澇20次,其中一般澇災6次,嚴重澇災7次,特大澇災7次。在空間上,洪澇災害發(fā)生頻次和災害程度均呈現從北向南逐漸減小的趨勢。

        干旱洪澇的整體特征:在1950—2010年,東北地區(qū)干旱和洪澇災害發(fā)生頻次均在增加,且以干旱發(fā)生頻次的增加較大。但縱觀1950—2010年變化,全區(qū)以洪澇災害的發(fā)生頻次更高;在空間上,從南向北呈現由干旱向干旱洪澇并存的格局演變。

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