連明濤　連　蔚

平頂山市2014年春夏干旱分析

連明濤連蔚

一、概述

平頂山市位于河南省中南部，面積7882km2，是亞熱帶向暖溫帶氣候的過(guò)渡地帶，多年平均降水量823.7mm。平均氣溫約14℃，多年平均蒸發(fā)量1046.0mm。

平頂山市河流分屬于淮河流域沙潁河和洪汝河兩個(gè)水系，流域面積分別為7305km2、577km2，沙潁河水系主要有干江河、澧河、沙河和北汝河四條較大支流。洪汝河水系分布在舞鋼市境內(nèi)。在沙河上游建有白龜山、昭平臺(tái)兩座大（Ⅱ）型水庫(kù)，其中白龜山水庫(kù)向平頂山市提供工農(nóng)業(yè)及生活用水。

二、冬春夏連旱成因及特性

2014年平頂山地區(qū)遭遇嚴(yán)重夏旱，據(jù)防汛抗旱指揮部統(tǒng)計(jì)：143座水庫(kù)98座干涸、49條河流44條斷流。245萬(wàn)畝在田農(nóng)作物其中67.5萬(wàn)畝遭遇重旱，80.8萬(wàn)畝農(nóng)作物干枯。城區(qū)供水頻頻告急，一些地方實(shí)施定時(shí)供水。

據(jù)市氣象局統(tǒng)計(jì)，2014年7月3日以后，干旱范圍迅速擴(kuò)大，而郟縣等多個(gè)站點(diǎn)則挺進(jìn)到特旱。近年來(lái)，每年6月、7月份都會(huì)出現(xiàn)一定程度的干旱，但像當(dāng)年這樣的旱情卻并不多見(jiàn)。

這場(chǎng)旱情主要是由高溫少雨引起的，若進(jìn)一步分析干旱成因，和7月的兩場(chǎng)臺(tái)風(fēng)以及厄爾尼諾現(xiàn)象都有一定關(guān)聯(lián)。第一場(chǎng)臺(tái)風(fēng)沿我國(guó)海岸線向東北方向運(yùn)動(dòng)，將太平洋的水汽阻斷，致使河南省受持續(xù)的大陸高壓控制，缺少降水。第二場(chǎng)臺(tái)風(fēng)往我國(guó)西南方向運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致河南省受到強(qiáng)大的副熱帶高壓控制，沒(méi)有冷空氣，所以難以形成降水。此次干旱主要有以下幾個(gè)特性：

（一）冬春夏連旱

平頂山市2012年、2013年、2014年平均降水量分別為 603.2mm、570.4mm、644.2mm，較多年均值偏少2～3成。2013年10～12月份較多年同期均值偏少近4成，尤其是12月份全月無(wú)雨；2014年部分月份偏少8成多，形成冬春夏連旱。5個(gè)河道水文站其中有4個(gè)站6～8月全月斷流，昭平臺(tái)水庫(kù)上游蕩澤河從4月19日開(kāi)始斷流，這是自有水文資料記載以來(lái)第一次斷流。降水量偏少導(dǎo)致全市大中型水庫(kù)蓄水量急劇減少，白龜山水庫(kù)在通過(guò)上游昭平臺(tái)水庫(kù)及南水北調(diào)工程應(yīng)急調(diào)水1.0億m3的情況下仍兩次動(dòng)用死庫(kù)容向平頂山市供水。

（二）高溫強(qiáng)度大、范圍廣、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)

據(jù)市氣象局統(tǒng)計(jì)各縣區(qū)均創(chuàng)下多年來(lái)最高紀(jì)錄。其中平頂山市區(qū)、寶豐縣區(qū)、汝州市區(qū)7月22日分別出現(xiàn)40.4℃、40.6℃、40.8℃的高溫。日最高氣溫大于35℃的日數(shù)在12天以上，其中平頂山市區(qū)、葉縣分別達(dá)到17天、18天。

三、旱情等級(jí)評(píng)估

目前通用的干旱指標(biāo)一般有4類：氣象干旱指標(biāo)、水文干旱指標(biāo)、農(nóng)業(yè)旱情指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)干旱指標(biāo)。本文參照《旱情等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（SL424-2008）中農(nóng)業(yè)旱情指標(biāo)與等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)全市旱情進(jìn)行分析評(píng)估。

（一）資料來(lái)源與評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)該地區(qū)設(shè)置的雨量站，選取質(zhì)量好、系列長(zhǎng)、有較好代表性的59個(gè)基本站降水資料，采取降水量距平百分率法和連續(xù)無(wú)雨日數(shù)法對(duì)全市旱情進(jìn)行評(píng)估，對(duì)于土壤相對(duì)濕度選取目前6個(gè)墑情監(jiān)測(cè)站資料。將旱情分為輕度、中度、嚴(yán)重、特大干旱，主要分析夏季（6～8月）旱情。

1.土壤相對(duì)濕度評(píng)估旱情

采用0～40cm深度的土壤相對(duì)濕度W作為旱情評(píng)估指標(biāo)。等級(jí)劃分見(jiàn)表1。

表1　土壤相對(duì)濕度旱情等級(jí)劃分表

2.采用降水量距平百分率法評(píng)估旱情

對(duì)于計(jì)算期有月尺度、季尺度、年尺度，應(yīng)根據(jù)不同季節(jié)選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)算尺度，夏季宜采用1個(gè)月，春秋季宜采用連續(xù)2個(gè)月。本文采用夏季1個(gè)月作為計(jì)算尺度。

3.采用連續(xù)無(wú)雨日數(shù)法評(píng)估旱情

主要是分析作物生長(zhǎng)期內(nèi)連續(xù)無(wú)有效降水的天數(shù)。作為北方一般分為春季（3～5月）、秋季（9～11月）及夏季（6～8月），本文采用夏季作為計(jì)算尺度。《旱情等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定夏季日雨量小于5mm為無(wú)效降水，該日即視為無(wú)雨日，春季和秋季為3mm。

（二）旱情分析評(píng)估

1.采用土壤相對(duì)濕度評(píng)估旱情

根據(jù)實(shí)測(cè)資料，結(jié)合評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各分區(qū)進(jìn)行旱情評(píng)估。結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　各分區(qū)土壤相對(duì)濕度評(píng)估旱情表

從表2中可看出6月份平頂山市西部及西北部出現(xiàn)中度和嚴(yán)重干旱，到了7月份平頂山東部出現(xiàn)中度干旱，西部及北部魯山、汝州、寶豐、郟縣出現(xiàn)嚴(yán)重干旱，8月17日平頂山大部發(fā)生中到大雨，緩解了部分旱情。

2.采用降水量距平百分率法評(píng)估旱情

本文用泰森多邊形法計(jì)算出各個(gè)分區(qū)的平均降水量，與同期多年平均降水量進(jìn)行比較，采用降水量距平百分率法對(duì)夏季旱情進(jìn)行分析評(píng)估。經(jīng)分析7月份降水量距平百分率最小，選用7月份數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算評(píng)估。成果見(jiàn)表3。

表3　各分區(qū)降水量距平百分率法評(píng)估旱情表

從表3中可看出，汝州出現(xiàn)中度干旱，寶豐縣特大干旱，其他皆為嚴(yán)重干旱。

3.采用連續(xù)無(wú)雨日數(shù)評(píng)估旱情

在各個(gè)計(jì)算分區(qū)中選取代表站對(duì)連續(xù)無(wú)雨日數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，每個(gè)站采用最長(zhǎng)連續(xù)無(wú)雨日數(shù)參加旱情評(píng)估，計(jì)算分區(qū)則采用區(qū)域內(nèi)各代表站連續(xù)無(wú)雨日數(shù)的均值進(jìn)行旱情評(píng)估，具體情況見(jiàn)表4。

表4　各分區(qū)連續(xù)無(wú)雨日數(shù)法旱情評(píng)估表

從表4中可看出，平頂山東部旱情較輕，西部及北部旱情嚴(yán)重。

（三）不同評(píng)估方法的比較

通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，采用不同的方法評(píng)估旱情結(jié)果有些差別，對(duì)于旱情相對(duì)較輕的舞鋼、葉縣、市區(qū)用降水量距平百分率法評(píng)估旱情比采用土壤相對(duì)濕度評(píng)估法和連續(xù)無(wú)雨日數(shù)法出現(xiàn)程度上的重判，而平頂山市西部及北部的寶豐、郟縣、魯山、汝州旱情評(píng)判相對(duì)基本一致。

四、旱情頻率分析

對(duì)于旱情頻率分析采用P-Ⅲ型分布曲線。采用1956～2014年實(shí)測(cè)降水資料共59年，資料系列較長(zhǎng)，統(tǒng)計(jì)連豐、連枯年及7月份降水量，利用頻率分析求得不同重現(xiàn)期的降水量。

（一）7月份不同重現(xiàn)期旱情分析計(jì)算

根據(jù)1956～2014年7月份實(shí)測(cè)降水資料，計(jì)算出不同重現(xiàn)期所對(duì)應(yīng)的降水量，結(jié)果顯示2014年7月全市平均降水量26.2mm，干旱重現(xiàn)期已高于百年一遇，可見(jiàn)平頂山市2014年旱情之嚴(yán)重。

（二）長(zhǎng)系列連豐、連枯年分析

連豐、連枯分析一般采用偏豐水年和豐水年，Pi＞（N+0.33σ） 相應(yīng)頻率P＜37.5%；偏枯水年和枯水年，Pi＜（N-0.33σ）相應(yīng)頻率P＞62.5%。其中，PN為多年平均年降水量；Pi為逐年降水量；σ為均方差。

按照上述標(biāo)準(zhǔn)判別偏豐水年和豐水年、偏枯水年和枯水年，選擇2年或2年以上的連續(xù)豐水年和連續(xù)枯水年。從選用站年降水量連豐、連枯分析成果看，降水量豐、枯持續(xù)時(shí)間，大多數(shù)站連豐年數(shù)為2～4年，個(gè)別站達(dá)5年之久（葉縣站2003～2007年）；連枯年數(shù)為2～4年，個(gè)別站達(dá)5年之久（滍陽(yáng)站1959～1963年）。連續(xù)枯水的年數(shù)明顯多于連續(xù)豐水的年數(shù)。

據(jù)歷史資料統(tǒng)計(jì)，河南及平頂山地區(qū)是水旱災(zāi)害頻發(fā)區(qū)，公元1450～1949年中發(fā)生水旱災(zāi)害的年份達(dá)493年，幾乎年年有災(zāi)，非澇即旱或旱澇兼有，其中大旱災(zāi)和特大旱災(zāi)43年。明萬(wàn)歷十二年～十八年（公元1584～1590年）連續(xù)7年大旱；明崇禎七年～十六年（公元1634～1643年）連續(xù)9年大旱；1941～1943年大旱。這些旱災(zāi)給百姓帶來(lái)了深重的災(zāi)難。

五、結(jié)論

（一）通過(guò)對(duì)平頂山地區(qū)旱情分析，得出此次旱情既是多年來(lái)又是2012年以來(lái)連枯年份較為嚴(yán)重的一年，高溫范圍廣、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、強(qiáng)度大，降水量嚴(yán)重偏少。通過(guò)頻率計(jì)算分析，2014年7月份的旱情已達(dá)到百年一遇。

（二）通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，采用不同的方法評(píng)估旱情結(jié)果有些差別，對(duì)于旱情相對(duì)較輕的舞鋼、葉縣、市區(qū)，用降水量距平百分率法評(píng)估旱情比采用土壤相對(duì)濕度評(píng)估法和連續(xù)無(wú)雨日數(shù)法出現(xiàn)不同程度上的重判，而平頂山市西部及北部的寶豐、郟縣、魯山、汝州旱情評(píng)判相對(duì)基本一致。

（三）多年來(lái)人們習(xí)慣于暴雨洪水的研究，忽視對(duì)旱情災(zāi)害的分析，往往當(dāng)旱情來(lái)臨時(shí)才采取相關(guān)措施，錯(cuò)失抗旱良機(jī)。本文通過(guò)對(duì)旱災(zāi)的分析研究，揭示旱災(zāi)發(fā)生的機(jī)理、規(guī)律，找到適合本地區(qū)的研判方法，結(jié)合已開(kāi)展的降水、墑情、地下水監(jiān)測(cè)以及中長(zhǎng)期降水預(yù)報(bào)，可以針對(duì)旱災(zāi)開(kāi)展預(yù)報(bào)預(yù)警，為當(dāng)?shù)卣购稻葹?zāi)提供科學(xué)的技術(shù)支撐，減輕旱災(zāi)對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響■

（作者單位：河南省平頂山水文水資源勘測(cè)局467001河南省三門峽水文水資源勘測(cè)局472000）

（專欄編輯：張婷）