济宁地区干旱特点分析.doc

济宁地区干旱特点分析刘强 王友强 郭卫华 （山东省济宁市气象局，山东济宁 272000）摘要：根据济宁近四十年的气象资料，通过降水（干旱）距平分布、降水连丰、连枯周期分析，揭示出济宁年降水量和干旱的关系，从而总结出济宁干旱的特点、成因，并在此基础上结合济宁实际提出抗干旱若干对策。关键词：干旱 特点 成因 抗旱对策 1 济宁干旱发生的自然地理环境及其概述1.1 地理环境济宁地处山东省的西南部，位于东经1155211736，北纬34263557。总面积10685.7km，其中山区占17.3%，丘陵占6.8，平原洼地占64.7，湖泊占11.2。土壤主要有四种，分别占总耕地面积为：壤土为46，粘土为31，沙土为15，盐碱地为8。济宁属于鲁中低山丘陵与鲁西平原交接地带，地处南四湖流域下游。全区地形较复杂，东部山峦绵亘，丘陵起伏；西部地势平坦；中部低洼。主要河流有黄河、梁济运河、泗河、白马河、赵王河、新洙九河、万福河等十几条河流，除黄河外均注入南四湖。总的来讲，地形复杂，海拔高度差异大；地表水资源虽然比较丰富，但地域分布不均。由于特殊的地理环境，加上降水在时空分布上的不均，而且降水的再分配在地域和时间上的差异，致使干旱在每年都有不同程度的发生，即使在汛期个别地方也时常出现旱情。1.2 干旱概述干旱不仅使农作物不能得到正常生长所需的水分形成凋萎或永久凋萎，而且严重影响了居民生活和经济发展。从全区来看，旱灾主要发生在东部山丘易旱区。近四十年来，年年都有不同程度的旱灾发生，全区平均每年受旱灾面积为200万亩左右，以1961年受灾面积最大，达500万亩。偏旱的年份约34年发生一次，其降水量一般在450700mm之间。尤以春旱最为突出，其次是秋旱，夏旱虽最少，但对作物产量的影响却很大。春季降水稀少，气温回升快，多西南风，蒸发量大，土壤失墒快，在一般底墒情况下，10cm土壤湿度一旬内失墒34，常发生春旱；夏旱多出现在初夏（6月），盛夏（78月）旱灾较少，但危害严重，所以当地有“七月受旱如刀割”的说法，初夏的干旱往往是春旱的继续，而盛夏常因降水分布不均，而出现又涝又旱的现象，汛期干旱较严重的年份每3年一遇，如济宁北部的汶上县，1966年汛期降水量仅为140 mm，全年降水量为285 mm，为历史罕见的干旱年份；秋旱平均每两年一遇，一般9、10月份降水量少于50 mm就发生干旱，其中1966年秋旱最为严重，810月份降水量仅为2530 mm。2 全区40年干旱周期分析2.1 全区降水（干旱）距平分布全区40年平均降水量677mm。由历史降水保证率看出，80%的年份达到600 mm ，60%以上年份达700 mm ，达800 mm以上的年份大约30%。1000 mm 以上的降水极少。图一 济宁地区40年降水距平分布图以全区年降水量平均677mm为基准，大于平均值的定义为丰水年，小于平均值的为枯水年， 建立降水分布距平(年降水量历年平均降水量)图（详见图一）；由全市近40年（19612000年）降水分布距平分析(注：距平绝对值小于50 mm的按50处理)，19611980年正距平14/20，19812000年负距平14/20，各占70%，可见60、70年代是丰水时段，年降水量极大值出现在1964年降水量1178.4mm；80、90年代是枯水时段，极小值出现在1988年降水量为392.0mm。后20年比前20年平均每年少180mm。 2.2 降水连丰、连枯周期分析降水丰、枯周期规律分析，考虑土地的持水性，旱涝有其滞后性。用降水五年滑动平均分析（详见图二）。定义降水大于平均值连续三年以上为连丰期、连续三年以下为连枯期。第一个降水连丰期为19611968年，时长L8年；第二个降水连丰期为19711977年，时长L7年；第一个降水连枯期为19831992年，时长L10年；第二个降水连枯期为19952000年，时长L6年；统计得出：19612000年的降水分布周期平均时长约为78年；又有连续二波的特点，后一波虽比其前一波弱，但有或连丰或连枯与前一波相同地性质。既大的周期可看成1718年，小的周期可看成78年，其中有约2年的调整，然后进入下一轮回周期。 图二 济宁地区近40年降水5年滑动平均图3 年降水量与干旱首先用当地年降水量的距平百分率P分析干旱状况。 本地虽涝灾造成的损失往往重于旱灾，但旱灾发生频率高于涝灾。又根据当地农业现状，一般降水比平均值稍多对作物有利；而偏少即不利，尤其山区，十年九旱。另外结合世界气象组织对气候异常提出的判别标准之一 ：出现异常气候的机率为25年以上一遇，满足此标准的定义为特级。所以将年降水量分为7级，旱、涝以P值划分每20为一档。 RP= 100% P 降水距平百分率 R 当年降水量 历年降水平均P61 特旱 40P21 轻涝41P60 重旱 60P41 重涝21P40 轻旱 61P 特涝 20P20 正常通过对济宁全区11个站点40年降水进行统计分析，把满足上述各类标准的相同降水年型相加，得出：类 型 特旱 重旱 轻旱 正常 轻涝 重涝 特涝年合计 6 14 79 250 63 18 10 比 率（） 1.4 3.2 18.0 56.8 14.3 4.1 2.3表一：1961-2000年旱涝概况表由表一可见，20.7%的年份涝，旱年占22.6%。旱年占旱涝灾害总数的52.1%，重旱、特旱年份占旱涝灾害总数的10.5，重涝、特涝年占旱涝灾害总数的14.7。特涝年全区11个站点均曾发生，而特旱年仅有5个站发生。因此，尽管旱年发生频次较多，但其中轻旱年所占比率较大；而对于涝灾来说，重涝特涝年较多，且涝灾主要集中在夏季，所以涝灾造成的危害程度远大于旱灾。 4 济宁干旱成因分析造成干旱的原因比较复杂，既与当地的天气气候有关，又与当地的自然地理条件如：地质、地貌、土壤、植被和水文等因子有关，同时还与当地的水利条件和作物布局、品种搭配有关。济宁造成干旱的原因大体有以下几方面因素：4.1 天气系统的影响济宁地处中纬度，属暖温带大陆性季风气候，年温适中，四季分明。各地降水的多少不仅决定于控制气团的属性，而且还受到地形的影响；济宁因受季风的影响，降水的季节性变化明显；夏季太平洋副热带高压异常，长期控制我区时，时常发生伏旱；秋季副高南退，蒙古高压增强，在干冷气团的控制下，降水稀少；影响济宁的主要天气系统为：气旋、冷槽、台风、切变线，当这些天气系统偏少或对济宁没有影响时，致使济宁降水偏少，发生在哪个季节，便在该季出现旱情。4.2 降水集中，时空分布不均济宁夏季降水主要取决于副热带高压的进退的迟早和强弱以及冷空气的强弱等，夏季降水量平均达425530 mm，是降水最为集中的季节，占全年降水量的6367，日最大降水量为220.9 mm(1998年8月4日)，冬季降水最少，只占全年降水量的4左右。区域分布上总的呈南多北少，山区丘陵多平原少的特点。表二为济宁不同区域代表站年、季历年平均降水量及各季节降水量的百分率，从表中可以看出：降水量的年际变化呈北部最少，南部最多，由南向北递减的趋势；降水量的季节变化为春季最少，夏季最多，春季降水量只占全年降水量的67,而在易发生干旱的春季，梁山年平均降水量为33.9mm,微山为57.6mm，南北相差近一倍。13月46月79月1012月历年平均降水量平均降水量占全年比例平均降水量占全年比例平均降水量占全年比例平均降水量占全年比例梁 山33.96.0146.825.7327.357.462.110.9570.1市中区39.16.0159.224.3389.159.467.810.3655.2泗 水40.15.8167.424.4413.260.365.09.5685.7微 山57.67.8%191.325.9412.755.877.710.5739.3表二 梁山、市中区、泗水、微山四站历年降水量及其季节分布（单位：mm）（注：梁山济宁西北部、市中区济宁中部、泗水济宁东北部、微山济宁南部）4.3 复杂的地理条件等的制约济宁地形复杂，东部为山地丘陵，中部为平原洼地，南部又以湖泊为主；土壤以壤土、粘土、沙土和盐碱地为主；致使各地在土壤储水、涵养水源等条件上差异很大，同时山区丘陵，有一定的坡度，相当面积的坡地植被受到严重破坏，因而水土流失严重，降水在地表滞留时间短，土壤及地表涵养水份能力减弱。4.4 人为因素城市建设规模的扩大，地表不透水面积的增加，农田水利设施的老化失修，水库蓄水能力的减小，有效灌溉面积的缩减，森林植被的破坏，大气中CO浓度的增加，致使全球气温近100年来上升了0.5,气温的升高，蒸发量加大导致各种异常天气频繁发生，也使本区干旱频率随之增大。5 抗旱对策5.1实施人工增雨，开发空中水资源 人工增雨是在有利于降水的天气条件下，采取人工干预的方法，在自然降水之外在增加部分降水的一种科学手段。人工增雨的办法可以增加降水1020，以北京为例，人工增雨作业每年为北京增水1.8亿吨，其投入产出比高达1:90以上，因此，实施人工增雨，开发空中水资源，对抗灾、减灾、缓解水资源短缺和生态建设等方面发挥重要作用。5.2增建拦蓄水工程，充分利用客水 济宁河流较多，除黄河外，梁济运河、泗河、白马河、赵王河、新洙九河、万福河等十几条河流均流入南四湖，另外还有水库、闸、坝1536座，但总拦蓄能力较差，因此，通过新开挖河道、增加现有水库等蓄水能力、在主要河道增建闸坝以及在山区建设好集雨蓄灌工程设施等，充分利用好外地流入本地或雨水等客水资源，可以做到流域互通、水源互补，全面提高抗旱减灾能力。5.3科学规划搞好机井建设，合理开发利用地下水资源 济宁水资源总量为55亿m/a，可利用水资源总量为30.37亿m,其中地表水17.44亿m，地下水12.93亿m。因此，可以科学规划，在山丘区增打机井、大口井，在滨湖区引黄灌区增打机井，做到合理开发利用地下水资源，用以农业灌溉，解决部分抗旱用水。5.4大力推行节水灌溉，提高用水效率 当干旱发生时水资源十分短缺，加强节约用水，提高用水效率是十分必要的。通过建立不透水的防护层（如水泥砌筑层、浆砌石衬层、塑料防渗贴面等）、低压管道输水、膜上灌技术等来提高用水效率，此外，节水灌溉还应重视新的灌溉技术（如喷灌、微灌），对干旱较严重的还应推行控水灌溉技术（保墒技术、采用保水剂）等，均可达到抗旱减灾的目的。5.5加大科技抗旱力度，实施抗旱非工程建设 要不断运用和吸收现代科技成果，加大科技抗旱力度。一是利用现代天气预报技术，加强对旱灾的预测预报。二是进一步加强抗旱服务组织的专业化、规范化建设，不断提高抗旱服务质量和水平。三是在现有水利工程设施、抗旱手段的条件下，针对可能发生的各类干旱灾害编制抗旱预案，为抗旱救灾提供科学依据。四是化学控水技术的推广应用，如化学覆盖剂、保水剂、抗蒸腾剂等，开辟新