西南地区连年干旱气象地理原因分析及应对措施建议
2013-04-25孙洪泉张海滨
孙洪泉,高 辉,张海滨
(中国水利水电科学研究院,100038,北京)
西南地区(特指云南、广西、重庆、四川、贵州五省、自治区、直辖市)位于长江、珠江上游,地貌复杂多样,以山地丘陵为主,特别是贵州、云南两省素有“八山一水一分田”之说,气候以亚热带湿润半湿润季风气候为主,多年平均年降水量1000~1600mm,水资源相对丰富。
近年,西南地区干旱灾害频繁发生。自2012年10月至2013年3月上旬,云南、四川、重庆和贵州西部等地又一次遭受严重干旱,3月中下旬以后旱情才略有缓解,局部地区旱情仍在持续。云南、四川省分别启动了抗旱Ⅱ级、Ⅲ级应急响应。
西南五省作为水资源丰沛地区近几年遭受连年干旱,引发了人们的思考。本文在对西南地区近几年干旱灾害的特点进行分析的基础上,从干旱灾害的机理入手,分别从地理、气象和经济社会等角度对旱灾成因进行剖析,在工程和非工程措施方面提出应对措施建议。
一、西南地区近几年干旱灾害特点
新中国成立以来,西南地区共发生9次严重及特大干旱灾害,其中1950—1989年 3次,1990—2012年 6次,2006—2012年仅7年间,共发生严重及特大干旱灾害4次,发生频率高达57.1%,严重及以上干旱灾害发生频次呈明显上升趋势。总体而言,近几年西南地区的干旱事件具有受灾面积大、影响范围广,持续时间长、部分地区连年受灾,因旱农村饮水困难突出,农业因旱成灾率高等特点。
1.受灾面积大,影响范围广
2006—2012年,西南地区频繁发生干旱灾害,受灾严重地区分布广泛,五省(自治区、直辖市)均有受灾情况发生,如表1所示。受灾面积大,旱灾严重的 2006年、2009年、2010年、2011年,西南地区受灾面积分别占全国的 29.6%、10.9%、40.6%、27.0%。
表1 2006—2012年因旱受灾情况
另外,由于连年干旱,西南地区农村饮水、城镇供水、工业、水力发电、交通水运、森林防火等方面都受到巨大影响和损失。如2010年大旱造成的直接经济总损失约占西南五省(自治区、直辖市)GDP总数的2%。干旱灾害造成云南、贵州两省的冬小麦、油菜、甘蔗大幅度减产,导致当地农民收入减少;532座水库、8521座塘坝因旱损毁,给后期安全度汛和蓄水带来安全隐患。
2.持续时间长,部分地区连年受灾
2006—2012年的7年间,除2008年的旱情持续时间较短、灾情较轻以外,其余年份西南五省均有中度或以上干旱灾害发生。2006年、2007年、2009年、2010年和2012年,旱情均持续半年以上。2009年及2010年,还发生了两次跨年度的冬春连旱。重庆市自2006年、2007年和2008年连续3年受旱,云南省自2009年秋至2013年3月,连续4年重复受灾。2013年以来,云南省平均降水量较多年同期偏少49%,年初的局地严重干旱已发展为全省范围的冬春连旱。
多年连旱暴露出当前西南地区水源工程薄弱,蓄水能力不足,工程性缺水问题严重。多年连旱不仅对农村饮水安全和工农业生产安全造成威胁,还对西南生态安全构成威胁,导致自然保护区水源减少、部分地表水断流、沼泽干涸、湿地面积缩小、森林植被和生态环境遭受不同程度破坏。2010年大旱期间,贵州省黄果树瀑布景区曾几近断流,云南省曲靖市沾益县珠江源头一度因旱发生断流。
3.因旱农村饮水困难十分突出
在近几年的干旱灾害中,农村饮水和城镇供水困难问题十分突出。其中,2010年的西南大旱持续7个月,造成2334.9万人和1626.3万牲畜饮水困难,五省因旱饮水困难人口占到全国同期的70%左右。群众主要靠拉运水和人背畜驮解决基本生活用水,由于大部分饮水最困难的群众居住在山区、半山区,居住分散,拉送水距离长达几公里到几十公里,并且随着水源日渐减少,拉送水难度和成本越来越高。另外,部分城镇也出现过临时供水紧张局面。
由图 1可见,2006—2012年,五省因旱饮水困难人口及大牲畜在全国的比例居高不下,最严重的年份,两者比例均接近70%。因旱饮水困难问题突出,反映出西南地区应急备用水源工程严重不足,应对持续干旱的能力有限。
4.农业因旱成灾率高,损失大
西南地区农业由主要以水稻、玉米、大豆等为主的粮食作物和以甘蔗、油菜、花卉、烟叶等为主的经济作物组成。在近几年的连年干旱灾害影响下,农业成灾率很高,均在40%以上,绝收率最高的2010年达到28.17%,见图2。2006年的川渝大旱发生在3—9月的作物生长阶段,仅四川、重庆两地就有612.95万hm2作物受灾。农业成灾率高,暴露出西南地区农田水利基础设施薄弱,水资源开发利用程度低,农业有效灌溉面积不足等问题。
二、地理气象原因分析
1.气象原因
(1)降水量时空分布不均
西南地区降水量相对充沛,如表 2所示,各省年降水量均在1000mm左右。但是降水量在地区分布上极不均匀。由于地形影响,垂直变化也十分突出,普遍是山区大,河谷坝区小,迎风坡大,背风坡小,随地形起伏呈交错重叠高低相间分布。地区内降水量分布最多的地区与最少的地区相差几十倍,且不同年份不同地区的降水量分布不均现象时有发生,呈现很大的随机性,但近几年的总体趋势是降水量偏少。表2为2006—2011年西南五省的年降水距平百分比。以贵州省为例,2006年贵州降水量偏少13.9%,而2010年和2011年贵州降水距平分别达到-22.2%和-30.4%。除2008年以外,其余年份西南五省降水量均明显低于常年值,如果考虑各地区、各季节分配不均及异常,干旱期偏少情况更加明显。
西南地区年内不同季节的降水量也差异较大,存在明显的汛期和枯期。如表3所示西南地区不同月份的多年平均降水量,其中12月—4月的降水量不足200 mm,仅占全年的15.6%,如遇降水偏少的年份,很容易导致干旱发生。
(2)持续高温少雨天气频繁
受全球气候变化和地形影响,西南地区常常出现数十天至上百天的高温少雨天气。
2009—2010年,西南地区夏季和秋季降水较正常偏多或正常,但冬春季节,降水量偏少2~5成,其中旱情最严重的云南省,偏少达5成左右,如表4所示。
2006年,西南地区气温明显偏高1~2℃,其中云南1—4月降水偏少,气温偏高,导致4月下旬云南发生中等以上强度干旱。夏季,重庆、四川持续高温少雨,气温创1951年以来之最,发生历史罕见的伏旱。
持续高温少雨是旱情转变为旱灾的重要原因,致使西南地区冬春连旱、春夏连旱、冬春夏、秋冬春连旱现象普遍。
表2 西南地区多年平均年降水量及近年降水距平百分比
表3 西南地区各月多年平均降水量
表4 2009年9月—2010年3月西南地区降水偏少情况
2.地理原因
(1)地形地带的影响
西南地区包括四川盆地、云贵高原大部和两广丘陵局部。重庆大部、四川中东部和东部属于本地和山地地形;贵州、云南南部和中部、广西西北部属于云贵高原高山山地丘陵区;四川北部、西部、西南部和云南西北部属于青藏高原高山山地区;广西中部和南部属于两广丘陵和广西盆地地形。
整个西南地区地形复杂,山区丘陵的错综复杂使得地表径流很快流向下游,无法大量蓄积,河谷的深切高差大,使得地下水的开发难度大,这些都是西南地区水资源利用率低的主要原因。另外,低纬度低海拔与高纬度高海拔相结合,扩大了气候变幅,形成了北热带到寒温带的全部气候带。这种气候带,加上多种不同地形的影响,再叠加山地的垂直变化,导致部分地区受地形影响较大,干旱灾害频发。
(2)地质地貌的影响
西南地区主要是山地和喀斯特地貌,土壤质地以沙土和沙壤土为主。喀斯特地貌普遍具有基岩裸露、土体浅薄、水分下渗严重、生态环境保水性差等特点,这使得地表水和土壤水流失严重,雨水资源难以利用。更为不利的是,喀斯特地区受碳酸盐风化影响,并随着岩溶发育,其土层持水时间更短,耐旱能力更差,降水很快渗漏到地下从暗河流走。加上近年受人为活动干扰,地表植被遭受破坏,生态环境不断恶化,水土流失问题严重,基岩大面积裸露,许多地区出现石漠化现象,土壤保水性更差。即使在非喀斯特地貌地区,也主要是以沙土和沙壤土为主,持水性能差。以致在枯水季节大部分河流干枯,一旦出现降水偏少就很容易受旱,群众生产生活用水十分困难。
3.经济社会原因
气象因素和地理条件是导致近几年西南地区干旱灾害的最直接原因,但除此之外,水资源需求的增加及水生态和环境的恶化等经济社会原因也是不容忽视的。
(1)水资源需求的增加
由于人口的持续增长和经济的高速发展,工农业生产和人民生活用水持续增加,对水资源的数量、质量、供水保证率等方面的要求越来越高。同时,西南地区水资源利用率较低,工程性缺水问题突出,当遇到干旱期用水紧张,不得不提前采取用水限额等措施来保全优先行业或区域的用水安全,这样则对其他行业或区域造成损失。
(2)水生态和水环境的恶化
人口增长和经济发展所带来的另一问题是污水排放增加,致使水生态和水环境恶化,尤其在干旱时期,地表水和地下水循环减慢,小塘坝、小水渠、小水库等小微型水源地中的水几乎成为死水,使得水质急速下降,原本可以利用的水资源也无法使用,给农村饮水及农业用水带来困难。
三、应对措施建议
通过上述对西南地区气象地理条件分析可见,西南地区受地理禀赋、气候异常以及人类活动的影响,近年干旱灾害频发。因此,西南地区应对干旱灾害的基本策略是通过工程和非工程措施,具体主要从如下几方面入手:
1.加强水源工程建设
水源工程不足、水利基础设施薄弱是导致西南地区旱情旱灾严重的重要原因,因此也称西南地区的干旱缺水是“工程性缺水”。目前,西南地区有大型水库70座,中型水库614座,小型水库21283座,塘坝73.8万座,但这些水源工程无法满足抗旱需求。
针对西南地区农村饮水困难和农业干旱突出的问题,应加强中型水库、“五小”水利工程等抗旱应急水源工程的建设,鼓励和扶持群众开展打井、截潜流、扩塘坝等水源工程建设,维修加固现有水利工程,做好防渗工作。在地形、地质条件有利的地下暗河发育地区,可以建地下水库,或井群开采,集中供水,这种做法已经在云南、贵州、广西等地区有众多成功实例,取得了良好的社会经济效益。
“五小”水利工程的调蓄能力小,供水保证率不高,遭遇严重干旱年份容易出现缺水干涸现象。因此,不能忽视大型骨干水源配置工程建设,应推进西南地区重点江河水系连通,建设大中型水源调蓄工程,实行多源互补、丰枯调剂,实现水资源优化配置,强化区域水资源的统一管理和调度,全面提高水利工程抗御大旱、减轻灾害、抵御风险的能力。同时,应兴建一批规模合理、标准适度的抗旱应急水源工程,以应对西南地区骨干水源工程调控困难等问题。
2.节约用水,提高水资源利用效率
西南地区水资源相对丰沛,长期以来,人们缺乏节约意识,重汛轻旱的思想也比较严重。如,云南全省水资源量在全国排在第三位,但水资源利用率只有6%,比全国总体水平16%的利用率低了10个百分点。节约用水、提高水资源的利用率是解决干旱缺水问题的重要举措。
具体而言,一是改变农业用水的传统灌溉方式,发展高效节水灌溉技术;二是改变工业用水不合理的布局及落后的工艺,提高水资源重复利用率,降低万元产值耗水量;三是公共和生活用水采取经济手段,通过安装水表和阶梯水价等具体办法减少用水浪费;四是科学管理和调配水源,算清水账,细化水量调度,加强用水协调,提高水资源利用效率。
3.完善抗旱非工程措施
由于西南地区历史上并不是干旱严重地区,因此,缺乏防旱抗旱减灾方面的管理和措施。所以,亟待加强抗旱非工程措施的建设,主要体现在以下几方面:
一是着力建设旱情监测预报预警系统。目前西南地区的干旱常常受持续数月无有效降水影响,因此应加强中长期的气候预测,提高干旱灾害预报的超前性、准确性。另外,西南地区的墒情监测站点量少点稀,并且普遍存在监测数据不准问题,应综合利用多种监测手段,如气象、土壤、遥感等,加强对水雨情和旱情的预测预报工作,并建立旱情监测预警和决策支持系统。
二是充分发挥抗旱服务组织的作用。近几年,国家不断加大对抗旱服务组织的投入和支持力度,不断推进区县抗旱服务组织的建设。应进一步完善抗旱服务组织体系建设,使其科学、高效地发挥抗旱减灾作用,并积极推进抗旱物资储备工作。
三是全面提高旱灾风险管理能力。目前抗旱管理部门已经逐渐由危机管理向风险管理转变,但群众抗旱减灾意识较为淡薄,靠天等雨思想严重,遇严重旱灾自救能力弱。常存在的一种现象是,在干旱发生时,当地居民为了保收成,将有限的水资源用于农业灌溉,而当干旱持续发生时,则加剧了农村因旱饮水困难问题。因此,应该全面提高旱灾风险管理能力,广泛深入开展抗旱减灾知识宣传。
[1]中华人民共和国水利部.中国水旱灾害公报[R].2006—2012.
[2]国家防汛抗旱指挥部办公室.西南大旱——旱情旱灾评估及抗旱工作总结[R].2010.
[3]王凌,叶殿秀,孙家民.2006年中国气候概况[J].气象,2007(4).
[4]中华人民共和国水利部.全国抗旱规划[S].2011.