石家庄西部山区干旱成因及抗旱减灾对策研究

2012-11-25李树军

水科学与工程技术 2012年1期

李彦，郝林，李树军

（河北省石家庄水文水资源勘测局，石家庄050051）

石家庄市位于河北省中南部，地处太行山东麓，华北平原西缘，全市总面积14077km2。大地貌单元可分为山丘区和平原区两类。地势走向，西高东低。全市地处半湿润半干旱地区，属暖温带大陆性季风气候，多年平均降水量538.3mm。降水时空分布不均，干旱事件经常发生。

受气候和地形等因素的影响，旱灾是石家庄市农作物的主要灾害之一，有十年九旱之称。春季是农业生产需水量高峰期，而降水仅占年降水量的10%左右，因此春旱几乎年年发生。石家庄市旱情具有多发性、连续性和季节性的特点。

2008年11 月至2009年2月连续3个多月石家庄市大部分地区无有效降水，遭遇了50a不遇的气象干旱。其中西部山区受特殊的地理位置和气候的影响，加之水源和供水条件的差异等原因干旱较为严重。以2009年春季石家庄西部山区的旱情为例，通过选用石家庄西部山区4个雨量和墒情代表站，分析农业旱情指标与等级，评估2009年西部山区农业旱情，分析了旱灾主要成因，并提出抗旱减灾对策，以进一步搞好抗旱工作，适应新时期抗旱工作需要。

1 西部山区旱情分析

石家庄西部山区地处太行山中段，山峦起伏，平均海拔1000m左右。太行山迎风区山高坡陡，广泛分布着山地棕壤和褐色土，平原以潮土、湿化潮土、轻度盐化潮土为主。西部山区面积7323km2，占石家庄市总面积的52%，包括井陉、鹿泉、行唐、灵寿、平山、元氏、赞皇、井陉矿区8个县市区［1］。

按照定义可将干旱分为4类，即气象干旱、农业干旱、水文干旱和社会经济干旱。干旱指标是反映干旱成因和程度的量度［2］。

农业旱情是指耕地或农作物受旱情况，即土壤水分供给不能满足农作物发芽或正常生长要求，导致农作物生长受到抑制甚至干枯的现象。农业旱情指标包括土壤相对湿度、降水量距平百分率、连续无雨日数、作物缺水率、断水天数［3］。分别采用连续无雨日数、降水量距平百分率和土壤相对湿度指标分析2009年春季石家庄西部山区农业旱情。

1.1 与历史同期最小值比较

本次选用大清河流域漫山站、滹沱河干流神堂关站、滹沱河支流冶河微水站、滏阳河黄北坪站为代表站，资料系1956—2010年，分析期为非汛期（11月—次年2月）。4站分析期多年平均降水量分别为29.9，23.5，26.7，35.4mm，历史同期最小值分别为0，0，1.3，3.1mm。2008—2009年同期降水量分别为0，0，3.7，7.2mm，其中漫山、神堂关站为55a来历史同期最小值，微水、黄北坪站分别为53，52a来历史同期最小值。

1.2 采用连续无雨日数指标分析

从2008年10月23日至2009年2月11日，漫山、神堂关、微水、黄北坪4站连续152，152，108，100d无有效降水。根据《连续无雨日数旱情等级划分表》北方春、冬季标准（表1），连续无雨日数若大于80d为特大干旱，4站连续无雨日数均大于80d，由此分析，石家庄西部山区2009年春季旱情属于特大干旱。

表1 连续无雨日数旱情等级划分单位：d

1.3 采用降水量距平百分率指标分析

降水量距平百分率公式：

式中 DP为降水量距平百分率（%）；P为计算时段内降水量（mm）；为多年平均同期降水量（mm）。根据式（1）计算得4站降水量距平百分率依次为－100%，－100%，－86%，－80%。

表2 降水量距平百分率旱情等级划分单位：%

根据标准中降水量距平百分率旱情等级划分表（表2），季尺度距平百分率DP≤－80%为特大干旱，4站降水量距平百分率均小于－80%，由此分析石家庄西部山区2009年春季旱情属于特大干旱。

1.4 采用土壤相对湿度指标分析

土壤相对湿度计算公式：

式中W为土壤相对湿度（%）；θ为土壤平均重量含水率（%）；FC为土壤田间持水率（%）。

根据石家庄市现有旱情监测站网，对西部山区行唐、平山、微水、赞皇4个监测站两个代表作物地块（水浇地作物和旱地作物）墒情资料进行分析，两个代表地块农作物均为小麦。根据式（2）计算得各站相对湿度如表3、4所示。

表3 石家庄西部山区水浇地作物地块土壤相对湿度

表4 石家庄西部山区旱地作物地块土壤相对湿度

根据表5得出：浇过冻水的水浇地作物地块土壤大部分墒情较为理想，在轻度干旱和适宜之间；未浇冻水的水浇地作物地块和旱地作物地块土壤墒情略差，在中度干旱和特大干旱之间。

表5 土壤相对湿度旱情等级划分

2 西部山区旱灾主要成因

2.1 降水量少、水资源时空分布不均

从2008年11月至2009年2月，石家庄市平均降水量仅为0.2mm，是常年同期的1%，是2010年同期的3%，为50a来同期最少。西部山区连续无有效降水天数均超过100d。由于自然条件和气候的差别，降水量时空分布不均，年际变化较大，一年中降水主要集中于6—9月的汛期，加大了水资源利用难度。

2.2 水利设施不足，抗旱能力偏低

目前，在西部山区有大量耕地得不到灌溉，只能靠天等雨吃饭，抗旱能力低下。在现有的水利工程中，除大中型水库外，大部分工程设施老化，失修严重，配套不全，遇有连续干旱难以发挥应有的抗旱作用，抗御干旱灾害的能力差。

2.3 抗旱意识淡薄，水资源浪费严重

有条件灌溉的山区，在农业用水方面，形势日趋紧张；另一方面农民群众抗旱意识淡薄，大多数耕地仍采用传统的土垄沟畦灌，习惯于大水漫灌的浇水方式，水的有效利用率比较低，农民没有足够的资金发展节水灌溉，水资源浪费比较严重。

3 抗旱减灾对策思考

3.1 提高抗旱意识，全面建设节水型社会

首先充分利用各种途径，大力宣传节水方针、政策、法规，普及节水知识，宣传山区抗旱先进经验，进一步增强全民节水和抗旱意识，营造群众抗旱的优良环境。有水利灌溉条件的山区大力实施以渠道防渗、管道输水、小畦灌溉作为基础，推广喷灌、管灌、微灌技术为重点的多种工程形式并存的节水灌溉，结合平整土地、秸秆薄膜覆盖等措施，坚持科学用水，科学选定灌溉定额，使现有的水资源发挥更大作用；无灌溉条件的区域，适当调整农业种植结构，合理减少耗水量大的耕地面积，增种耗水量小的经济类品种，以降低灌溉水量，使农业生产实现节水高效。

3.2 注重开发和利用雨洪资源

积极做好山区境内现有水利设施的除险加固，在保证防洪安全的基础上，尽可能多地拦蓄雨洪资源，实现雨洪资源化；对现有蓄水工程进行清淤扩容、整修配套，因地制宜地修建小水窖、小水池、小塘坝、小泵站、小水渠等“五小”水利工程，提高蓄水能力，有效补充土壤水和地下水，合理利用污废水和外来水，提高雨水有效利用率，实施就地开源。

3.3 加强生态环境建设

生态环境破坏不仅是造成洪涝灾害的重要原因，也是导致干旱的重要因素。由于水土流失加重，造成了土壤涵养水源能力大幅度下降，使土壤失墒速度加快，抗旱能力减弱。因此，要大力加强生态环境建设，搞好山区的绿化工作，植树造林，提高植被覆盖率，积极开展小流域综合治理，通过采取工程措施和生物措施，努力提高土壤水分涵养能力。