趙安東

(遼寧省大連市水文局， 遼寧 大連 116023)

淺議朝陽地區(qū)的干旱特征及對社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的影響

趙安東

(遼寧省大連市水文局， 遼寧 大連 116023)

當(dāng)干旱發(fā)生時(shí)，為了解決農(nóng)業(yè)缺水問題，主要采取一些緊急措施來獲取新的水源。為此本文以大凌河為例，研究干旱對社會(huì)及經(jīng)濟(jì)環(huán)境的影響，目標(biāo)是盡可能地滿足供水，以便確保經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展。

干旱； 降水； 徑流； 影響

1 干旱特征

朝陽地區(qū)歷史上素有“十年九旱”之稱，降水量少而集中，干旱和水資源貧乏是朝陽地區(qū)的基本環(huán)境特征，是造成朝陽農(nóng)業(yè)落后的主要原因，也是制約朝陽經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素。受干旱氣候和水文變化趨勢影響，朝陽地區(qū)的干旱災(zāi)害不斷加劇，頻繁發(fā)生的干旱給朝陽地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活造成了嚴(yán)重的影響。因此，對朝陽地區(qū)的干旱災(zāi)害研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)性和必要性。朝陽市和與其相鄰的阜新市是全省干旱最嚴(yán)重的地區(qū)，干旱頻繁發(fā)生，干旱災(zāi)害嚴(yán)重。因此，選擇朝陽市大凌河流域作為案例來研究干旱對社會(huì)所造成的影響。

2 降水對干旱的影響

朝陽市大凌河流域的干旱特征可以從流域的水循環(huán)狀況明顯地反映出來。本次研究選取流域內(nèi)33個(gè)雨量站的1975—2010年降雨觀測資料，用算術(shù)平均法，計(jì)算朝陽市大凌河流域逐月降雨量。從降水分析可以看出，朝陽市大凌河流域降水量偏少且年際變化很大，1975—2010年的平均年降水量為471.3mm，而降水量最大的1994年達(dá)到了736.8mm，降水量最小的1982年僅289.9mm。降水量偏少，年際變化大，造成朝陽市大凌河流域干旱的頻繁發(fā)生且災(zāi)害嚴(yán)重。

朝陽市大凌河流域的降水具有十分明顯的季節(jié)性。1975—2010年平均年降水量471.3mm，其中5—9月的平均降水量為410.8mm，占年降水量的87.2%，其余7個(gè)月的降水量非常少。圖1直觀地反映了流域內(nèi)降雨量的季節(jié)分布。

圖1 朝陽市大凌河流域各月平均降水量

對枯水季節(jié)降水量的統(tǒng)計(jì)，可以進(jìn)一步反映朝陽市大凌河流域年降水的季節(jié)性變化。從1975—2010年的枯季降水量統(tǒng)計(jì)看，10月至次年4月的平均月降水量不超過21mm，而11月至次年3月的平均月降水量則不超過7.1mm。只有個(gè)別年份，在10月和4月出現(xiàn)了較大的降水，如1977年10月的月降水量達(dá)到70.9mm，1983年4月的月降水量達(dá)到83.4mm，而11月至次年3月的最大降水量為30mm左右，這種最大值只在很少的年份中出現(xiàn)，就大多數(shù)年份而言，枯水期的降水很少。

這樣的降水年內(nèi)分配在徑流方面的反映是：地表徑流和地下徑流都基本上產(chǎn)生于雨季，枯水期的降水基本上被蒸發(fā)掉，一般不會(huì)產(chǎn)生徑流，枯水季節(jié)的徑流量主要是雨季產(chǎn)生徑流量的退水過程(主要是地下徑流的退水過程)，雨季降水量的多少基本決定了年徑流量的多少。

因此，5—9月降水量對于是否發(fā)生干旱和干旱嚴(yán)重程度就起到了決定性作用，5—9月也是農(nóng)作物的生長期，此時(shí)如降水偏少將導(dǎo)致雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)的干旱。在此期間，連續(xù)3周左右不降水就會(huì)產(chǎn)生農(nóng)業(yè)干旱，連續(xù)1—2月不降水就會(huì)引起水文干旱甚至較嚴(yán)重的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)干旱，如果連續(xù)發(fā)生數(shù)年的雨季氣象干旱，就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)度更大、持續(xù)時(shí)間更長的水文干旱和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)干旱。容易發(fā)生持續(xù)數(shù)年的連續(xù)干旱，是朝陽市大凌河流域的一個(gè)重要特征，由圖1可以明確看到這種干旱特征。1993年、1997年由于降水偏少，造成當(dāng)年的徑流明顯減少，形成水文干旱；而1999—2000年的連續(xù)雨季少雨造成了連續(xù)的徑流偏少，形成嚴(yán)重的水文干旱。

經(jīng)常發(fā)生連續(xù)數(shù)年的干旱是朝陽市大凌河流域規(guī)劃的重要特征。1980—1983年，1999—2002年，都發(fā)生了連續(xù)4年的干旱。連續(xù)干旱造成的社會(huì)經(jīng)濟(jì)危害十分嚴(yán)重，因?yàn)檫B續(xù)的干旱使地表徑流量和地下徑流量持續(xù)減少，造成水庫和地下水調(diào)蓄能力的喪失，造成非常嚴(yán)重的災(zāi)害。

3 徑流對干旱的影響

徑流量的年際變化進(jìn)一步反映了朝陽市大凌河流域干旱的頻繁發(fā)生和干旱程度的嚴(yán)重性。圖2為朝陽市大凌河流域逐年天然徑流量的變化曲線，基于Mike Basin模型的計(jì)算成果。朝陽市大凌河流域1970—2005年平均年徑流量(包括地表水和地下水)為8.41億m3，但在最干旱的1981年，年徑流量僅為3.17億m3。由圖2可發(fā)現(xiàn)，大量的徑流集中在幾個(gè)大水年，而其他年份徑流量很少，這導(dǎo)致了水資源可利用量進(jìn)一步減少。

圖2 朝陽市大凌河流域天然徑流量多年變化

圖3 進(jìn)一步反映了朝陽市大凌河流域歷年降水量和天然徑流量變化的距平值?？梢姡邓康淖兓?，在蒸散發(fā)的作用下，導(dǎo)致了更大程度的徑流量變化。這是流域氣象條件和下墊面條件綜合作用的結(jié)果，在降水量豐沛的年份，由于降雨日數(shù)和云量的增加，致使日照減少，溫度降低，導(dǎo)致蒸散發(fā)能力減少，從而使徑流量加大；在降水量少的年份，無雨日和云量減少，日照增加，溫度升高，天氣干燥，導(dǎo)致了蒸散發(fā)能力增大，從而使徑流量進(jìn)一步減少。由此，使徑流量的變化比降水量的變化更加劇烈。在這其中，由于人類不合理的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對下墊面條件的改變，可使蒸散發(fā)量進(jìn)一步加大，從而導(dǎo)致更多的降水量被蒸散發(fā)。徑流量年際間的劇烈震蕩進(jìn)一步反映了朝陽市大凌河流域干旱發(fā)生的頻率和程度。

圖3 朝陽市大凌河流域降水、徑流距平圖

不同保證率情況下的降水量和水資源量可以進(jìn)一步反映干旱發(fā)生的頻率和嚴(yán)重程度。朝陽市大凌河流域地處山丘區(qū)，地下水資源量基本上與地表水資源量相重復(fù)，地表水資源量基本反映了水資源總量，因此未作水資源總量的統(tǒng)計(jì)分析。在75%保證率情況下，年降水量比多年平均值減少15.7%，年徑流比多年平均值減少43.9%。在95%保證率情況下，年降水量比多年平均值減少33.1%，年徑流比多年平均值減少67.9%。

4 用水狀況及對干旱的影響

水資源的利用在很大程度上影響著干旱的發(fā)生和發(fā)展。隨著人們生活水平的提高，用水量明顯增加。流域總用水量從1980年的2.01億 m3，增加到2005年的3.55億m3，是1980年用水量的1.8倍。其中，2005年農(nóng)業(yè)用水量是1980年的1.96倍，工業(yè)用水量是1.60倍，城市生活用水量是2.89倍，農(nóng)村人畜飲水為1.32倍。

用水量的大幅增加，進(jìn)一步導(dǎo)致了干旱時(shí)期缺水問題的加重。通過上述分析可明顯看出干旱可能出現(xiàn)的頻次和缺水程度。以2005年的用水量代表現(xiàn)狀用水量，通過對1970—2005年的天然來水進(jìn)行推算，會(huì)發(fā)現(xiàn)在未來同等氣候條件下的社會(huì)經(jīng)濟(jì)缺水量的嚴(yán)重情況，缺水量還沒有反映雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)的缺水情況。

在朝陽市大凌河流域，從社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境用水需求的角度來看，降水量的減少首先造成的是雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)的干旱。在雨養(yǎng)農(nóng)作物的生長期，只要連續(xù)一個(gè)月降雨偏少就會(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)干旱。因此，在一些年份雖然年降水量并不偏少，但作物生長期某一階段降水量偏少，也會(huì)產(chǎn)生雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)干旱。受氣候和下墊面條件的影響，降水量年內(nèi)分配對雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)干旱的影響非常靈敏。

若降水持續(xù)偏少，就會(huì)出現(xiàn)地表徑流的大量減少和地下水位的持續(xù)下降，形成水文干旱。此時(shí)，就會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致灌溉農(nóng)業(yè)取水困難、流域上游偏遠(yuǎn)山區(qū)農(nóng)村居民生活用水困難，造成比較嚴(yán)重的糧食和其他農(nóng)作物減產(chǎn)。偏遠(yuǎn)山區(qū)農(nóng)民人畜飲水困難是朝陽市大凌河流域經(jīng)常發(fā)生的一種干旱災(zāi)害。在朝陽市大凌河流域，河流干、支流的上游山區(qū)居住有大量的居民。由于地處上游，集雨面積小，地下水含水層對水的調(diào)蓄能力很差，當(dāng)干旱持續(xù)發(fā)生時(shí)，常常是河流斷流，潛層地下水含水層取不出水，出現(xiàn)飲用水的困難。為了生存，他們必須到很遠(yuǎn)的地方去取水。近年來盡管政府采取了很多措施，如為村民打深水井、采取移民動(dòng)遷的扶貧方式使這些農(nóng)民搬遷到生活和生產(chǎn)條件相對比較好的地方，但這一問題還沒有得到根本性解決。當(dāng)干旱持續(xù)發(fā)生時(shí)，這些居民就會(huì)出現(xiàn)飲水困難，干旱越嚴(yán)重，受災(zāi)人口越多。

5 結(jié) 語

當(dāng)降水持續(xù)減少進(jìn)而導(dǎo)致地表、地下徑流量大幅減少時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)工業(yè)和城市生活用水的短缺。由于城市生活用水和工業(yè)用水的水源條件要優(yōu)于農(nóng)業(yè)灌溉，其用水保證率也高于農(nóng)業(yè)灌溉，因此工業(yè)和城市生活用水的短缺要遲于灌溉用水的短缺。同時(shí)，由于朝陽市城區(qū)位于大凌河流域的中游，水源條件相對好一些，一般情況下發(fā)生城市缺水的情況比較少，但處于河流上游的縣城，往往城市缺水問題比較嚴(yán)重。隨著河流徑流量的減少甚至斷流，河道環(huán)境容量降低，污染加重。

[1] 于藝,宋松柏,馬明衛(wèi).Archimedean族Copulas函數(shù)在多變量干旱特征分析中的應(yīng)用[J].水文,2011(2).

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On drought characteristics and influence thereof on society,economy and environment in Chaoyang

ZHAO Andong

(LiaoningDalianHydrographicOffice,Dalian116023,China)

When droughts occur, some emergency measures are mainly adopted for obtaining new water sources in order to solve the water shortage problem in agriculture. Therefore, Daling River is adopted as an example in the paper, and the influence of drought on social and economic environment thereof is studied aiming at meeting water supply as far as possible and ensuring rapid development of economy and society.

drought; precipitation; runoff; influence

10.16616/j.cnki.10-1326/TV.2017.06.018

TV11

A

2096-0131(2017)06- 0066- 03