2010—2019年武威市人工增雨雪作业效果及对农业的影响分析

孙占峰

摘要    武威市自2010年开始大规模开展WR-98火箭人工增雨雪作业，主要用于农业抗旱减灾和增加水库蓄水。本文通过统计分析2010—2019年武威市人工增雨雪作業、降水量资料、石羊河天然河道来水量及生态环境监测资料，分析了近10年人工增雨雪作业效益及其对农业的影响，以期为当地人工增雨雪作业提供参考。

关键词    人工增雨雪;效果;农业;甘肃武威;2010—2019年

中图分类号    P481        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2020）13-0186-02                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

武威市位于河西走廊东部，地处青藏高原北坡中纬度地带，东接黄土高原西缘，南靠祁连山脉，东北邻腾格里沙漠和巴丹吉林沙漠，海拔1 200～4 900 m。全市多年年平均降水量约260 mm，中、北部农业区年平均降水量仅为110～170 mm，南部山区最大年降水量达600 mm以上，水资源匮乏且时空分布极为不均。该地区以种植玉米、小麦、土豆、蔬菜等农作物为主。祁连山区蕴藏着丰富的空中云水资源，这一带是西北地区最大降水量出现的地区之一，山区降水是河西走廊平原地区的4～16倍，但在自然条件下转化为降水的比例还不足15%。试验结果表明，人工增雨雪可增加15%～20%的降水，潜力巨大。2010年以后，武威市委、市政府将人工增雨雪作为增加石羊河流水资源的重要手段来抓，不断加大投入，至2014年年底全市共建成火箭点作业点45个，作业点覆盖面积近5 000 km2。WR-98火箭是目前国内最为先进的增雨雪火箭弹，催化效率高，每枚火箭的作业影响面积为36 km2左右，考虑安全射界区影响，平均每个作业点影响区达100 km2，对增加自然降水、生态恢复和农业抗旱减灾等都非常有利。

1    人工增雨雪原理

大多数云层的温度在0 ℃以下，云中缺乏冰晶或冰晶数量不足，云不会产生降水或降水率不高，通过火箭把增雨雪催化剂播撒到云中，增加人工冰核，从而促成降水或提高降水效率[1-2]。

2    火箭作业点的布设情况

为确保火箭增雨作业的安全，火箭增雨作业点的选择十分严格。选择火箭增雨作业点时，不仅要考虑水汽路径，还要兼顾弹道及落点的安全性，要远离村庄，确保周边群众的安全。武威市火箭作业点主要分布在天祝、古浪、民勤、凉州沿山区及祁连山区，所有大范围的西来降水天气系统均可开展人工增雨雪作业。作业时上下游联动，不仅可以增加本地区降水量，随着云系的移动，还可增加下游降水量。

3    2010—2019年武威市降水量分析

人工增雨有关资料表明，在增雨雪作业有效区域内，如果降水量增加了15～20 mm，不仅可以减少小麦欠收30%，还能使平收年产量达到丰收年水平;4 mm降水，粮食可增产15 kg/hm2;不经流失的1 mm降水，可发电40万kW·h。

统计2010—2019年10年降水资料发现，全市年平均年降水量为270.3 mm，降水年变化在-16%～25%之间;最少为177.9 mm，出现在2013年;最多为353.55 mm，出现在2019年。2010—2019年全市年均降水量分别为239.7、325.0、315.5、177.9、326.2、270.5、291.4、288.1、310.0、353.6 mm。其中年平均降水量≥300.0 mm的年份，均较近10年的平均降水量多约20%，特别是沿祁连山区的天祝县，2019年降水量达592.2 mm，较历年同期偏多52%。各县区多年年平均降水虽有波动，但整体呈增加趋势（图1）。

4    2010—2019年石羊河流域天然河道来水量分析

近10年石羊河天然河道年平均来水量为1.074 3亿m3，整体走势呈明显增加的趋势（图2）。水量最大年为2019年，达1.830亿m3，较近10年平均来水量偏多76%;水量最小年出现在2013年，仅为0.376 3亿m3，较近10年平均来水量偏少64%。经过近10年大力开展人工增雨雪作业，石羊河流域天然河道来水量已基本恢复至20世纪60—70年代的水平。

5    人工增雨雪作业效果分析

2000—2009年10年间，由于财力有限，全市共开展增雨雪作业706点次，发射火箭弹只有554枚。2010—2019年全市共开展增雨雪作业4 853点次，发射火箭弹14 927枚，作业点次约为上一个10年的7倍，发弹量约为上一个10年的27倍。武威市境内6条山水河（西营河、金塔河、杂木河、黄羊河、古浪河、大靖河）年自然来水量较上一个10年明显增加，增水效果非常明显，平均增水15%～20%。降水量较大且适时，全市农业减少灌溉2～3个轮次;由于生态环境好转，沙尘暴等气象灾害发生次数减少，有效保护了设施农业。

根据HJ-1B/CCD卫星资料分析，民勤青土湖2010年重现水域，面积为3.36 km2。2017—2019年连片水体面积平均每年增加1.91 km2，水体沙丘相间面积平均每年增加1.68 km2。青土湖地下水位稳定回升。2009年以来，地下水位埋深从3.88 m回升到2016年地下水位埋深3.04 m，地下水位埋深回升了0.84 m。2017—2019年，青土湖地下水位埋深平均每年回升0.12 m。同时根据武威市荒漠生态与农业气象试验站定位监测，2010年前5年民勤监测点沙丘移动平均速度为6.52 m/a，2010年后10年沙丘移动平均速度为5.94 m/a，总体呈减缓趋势，民勤平均递减速率为0.13 m/a，减缓了沙漠吞并农田的趋势。人工增雨雪对农业抗旱减灾、改善流域生态环境发挥了积极作用[3-4]。

6    结语

多年的实践证明，在干旱地区实施人工增雨作业投入少、产出高，效果十分显著。因此，除继续开发上游祁连山区丰富的云水资源以有效增加山区来水和水库蓄水外，还应加大石羊河流域中、北部人工增雨（雪）力度，增加荒漠区降水量和土壤含水量，促进林草、农作物及荒漠植物生长，增加土壤有机质，增强土壤保蓄水能力，通过降水促进大气-土壤-植被的良性循环[5]。武威市是农业大市，水资源严重短缺，人工增雨雪作业是增加自然降水的有效手段，产出投入比高、效益明显，可有效保障经济作物的种植和生长、提升农业经济效益、增加农民收入，对于促进国民经济发展具有深远意义。因此，建议相关部门进一步扩大作业规模，同时抢抓有利天气时机，大力开展人工增雨雪作业，保障农业生产增收。

7    参考文献

[1] 李宏宇，嵇磊，周嵬，等.北京地区人工增雨效果和防雹经济效益评估[J].高原气象，2014，33（4）：1119-1130.

[2] 李玉中，王春乙，程延年.农业防旱抗旱减灾工程技术与应用[J].中国工程科学，2012，14（9）：85-88.

[3] 王东林.华北地区干旱分析及人工增雨经济效益预测[J].江西农业学报，2015，27（9）：104-108.

[4] 張兴源.人工增雨防雹对农作物种植的影响[J].种子科技，2018，36（8）：31.

[5] 张晓霞，王灵玲，杨光武.人工增雨作业对我省农业抗旱减灾的影响[J].吉林农业，2017（12）：101-102.