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        灌區(qū)干旱特征及旱情預(yù)測分析研究

        2022-10-13 01:07:12閆鵬羽
        黑龍江水利科技 2022年9期
        關(guān)鍵詞:張家山水文氣象

        閆鵬羽

        (山西省水利水電工程建設(shè)監(jiān)理有限公司,山西 汾西 030000)

        1 灌區(qū)歷史干旱特征分析

        涇惠渠灌區(qū)位于我國渭河流域中下游地區(qū),旱災(zāi)在眾多自然災(zāi)害中,頻率最高,范圍最廣,影響最大[1],渭河流域近50a間的干旱年份時間分布結(jié)果見表1。

        表1 渭河中下游干旱年份時間分布表

        從代際發(fā)展角度分析,干旱發(fā)生頻率逐年增多,同一年份多季節(jié)出現(xiàn)次數(shù)顯著上升,且表現(xiàn)出明顯加重的特點(diǎn)。

        2 氣象干旱特征

        結(jié)合涇陽水文站1951-2001年共50a的逐月降水資料,運(yùn)用ArcGIS軟件進(jìn)行空間差補(bǔ)計(jì)算[2],求得該灌區(qū)2000-2010年的面降水量,和時間段內(nèi)的水文氣象監(jiān)測資料進(jìn)行對比,結(jié)果見圖1。

        由圖可知,涇陽站監(jiān)測和灌區(qū)面降水量大致相等,變化規(guī)律基本一致。在2000年7月—11月間差值較大,分析原因是人工數(shù)據(jù)采集有誤所致。

        2.1 降水豐枯變化分析

        降水豐枯統(tǒng)計(jì)結(jié)合灌區(qū)1961-2010年的降水頻率結(jié)果[3],見表1。從多年降雨豐枯參數(shù)分析,灌區(qū)豐水年發(fā)生頻率小于枯水年,故該區(qū)域的氣象干早具有較高概率。

        表2 灌區(qū)降雨豐枯統(tǒng)計(jì)結(jié)果

        灌區(qū)降水量豐枯變化過程見圖2。由圖可知,灌區(qū)降水量逐年下降,周期表現(xiàn)為由枯變豐再變枯,年際間連續(xù)性較好,升降過程歷時均較長。1987-2001年降水總量顯著減少,2002年后表現(xiàn)為緩慢上升。

        2.2 連多連少年發(fā)生概率

        采用游程分析法計(jì)算灌區(qū)連續(xù)少、多水概率[4],結(jié)果圖3及表3所示。

        表3 灌區(qū)連續(xù)多水年和少水年游程分析

        從圖表可知,灌區(qū)少水期持續(xù)2-3a概率>4-5a,單獨(dú)多水年概率大于單獨(dú)少水年,二者概率均大于連續(xù)年。

        2.3 氣象干旱強(qiáng)度分析

        灌區(qū)最長及2-3a連續(xù)枯水年的干旱強(qiáng)度見表4。結(jié)果表明灌區(qū)連續(xù)少水2-3a頻率最高,干旱特征最強(qiáng)。

        表4 灌區(qū)2-3a氣象干旱強(qiáng)度

        3 水文干旱特征

        3.1 徑流豐枯變化分析

        張家山站歷年徑流水文參數(shù)見表5。頻率分布表明徑流量少水大于多水,逐年下降的變化趨勢。

        表5 張家山站歷年徑流水文統(tǒng)計(jì)參數(shù)

        續(xù)表5 張家山站歷年徑流水文統(tǒng)計(jì)參數(shù)

        張家山徑流量差積曲線見圖4。從圖得知,主要變異點(diǎn)為1970、1998年,區(qū)間穩(wěn)定變化,前后均出現(xiàn)徑流量下降,連枯概率較大。

        3.2 連多連少年發(fā)生概率

        涇河連續(xù)多水、平水和少水的概率結(jié)果如圖5所示。

        由上圖知,多水、平水、少水頻率為67%、64%、43%,連續(xù)3、4、5a的少水年概率最高,從年際分布分析灌區(qū)連續(xù)少水年的干旱概率最大。

        4 區(qū)域干燥指數(shù)

        依據(jù)灌區(qū)水文氣象和降水量數(shù)據(jù),采取Penman-Monteith公式[5]求得潛在蒸散發(fā)量和干燥指數(shù),其序列變化過程如圖6所示。

        干燥指數(shù)AI年際間波動范圍大,非參數(shù)Mann-Kendall趨勢線AI值1.19,置信水平0-0.05的臨界值為1.96。多數(shù)年份的AI值在1.5上下浮動,呈現(xiàn)出逐年增大,表明灌區(qū)中長期為半干旱狀態(tài),在2001年出現(xiàn)峰值,干旱最嚴(yán)重,需采取措施緩解干旱現(xiàn)狀。

        5 結(jié) 論

        基于灌區(qū)歷史水文氣象監(jiān)測數(shù)據(jù),統(tǒng)計(jì)分析灌區(qū)多年降水和徑流量的豐枯特征,得出氣象干旱和水文干旱結(jié)果,根據(jù)區(qū)域干燥指數(shù)分析氣候變化趨勢。結(jié)果表明灌區(qū)干旱強(qiáng)度高,降水連續(xù)但少水概率大,半干旱狀態(tài)仍長期存在,涇河來水的科學(xué)調(diào)度和灌區(qū)的節(jié)水灌溉技術(shù)應(yīng)大力推廣實(shí)施。

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