閆鵬羽
(山西省水利水電工程建設監(jiān)理有限公司,山西 汾西 030000)
涇惠渠灌區(qū)位于我國渭河流域中下游地區(qū),旱災在眾多自然災害中,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)出現次數顯著上升,且表現出明顯加重的特點。
結合涇陽水文站1951-2001年共50a的逐月降水資料,運用ArcGIS軟件進行空間差補計算[2],求得該灌區(qū)2000-2010年的面降水量,和時間段內的水文氣象監(jiān)測資料進行對比,結果見圖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,分析原因是人工數據采集有誤所致。
降水豐枯統(tǒng)計結合灌區(qū)1961-2010年的降水頻率結果[3],見表1。從多年降雨豐枯參數分析,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)計結果
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年后表現為緩慢上升。
采用游程分析法計算灌區(qū)連續(xù)少、多水概率[4],結果圖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,單獨多水年概率大于單獨少水年,二者概率均大于連續(xù)年。
灌區(qū)最長及2-3a連續(xù)枯水年的干旱強度見表4。結果表明灌區(qū)連續(xù)少水2-3a頻率最高,干旱特征最強。
表4 灌區(qū)2-3a氣象干旱強度
張家山站歷年徑流水文參數見表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)計參數
續(xù)表5 張家山站歷年徑流水文統(tǒng)計參數
張家山徑流量差積曲線見圖4。從圖得知,主要變異點為1970、1998年,區(qū)間穩(wěn)定變化,前后均出現徑流量下降,連枯概率較大。
涇河連續(xù)多水、平水和少水的概率結果如圖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。
依據灌區(qū)水文氣象和降水量數據,采取Penman-Monteith公式[5]求得潛在蒸散發(fā)量和干燥指數,其序列變化過程如圖6所示。
干燥指數AI年際間波動范圍大,非參數Mann-Kendall趨勢線AI值1.19,置信水平0-0.05的臨界值為1.96。多數年份的AI值在1.5上下浮動,呈現出逐年增大,表明灌區(qū)中長期為半干旱狀態(tài),在2001年出現峰值,干旱最嚴重,需采取措施緩解干旱現狀。
基于灌區(qū)歷史水文氣象監(jiān)測數據,統(tǒng)計分析灌區(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果,根據區(qū)域干燥指數分析氣候變化趨勢。結果表明灌區(qū)干旱強度高,降水連續(xù)但少水概率大,半干旱狀態(tài)仍長期存在,涇河來水的科學調度和灌區(qū)的節(jié)水灌溉技術應大力推廣實施。