农业气象灾害期间地下水位变化分析

任可

摘 要：为了拓宽基层农业气象台站的“三农”服务领域，该文结合莱州近几年出现的农业气象灾害及同期YE0-KAL612水质分析仪观测数据，分析了农业气象灾害期间地下水位深度变化。结果表明：冬春持续干旱过程引起地下水位持续下降，人为采水进行大田灌溉导致水位反复变化；夏季强降水过程使地下水位持续升高，且不同强度的降水地下水位表现不同；冬季暴雪过程引起水位变化与地面积雪融化时间基本同步；固态降水较液态降水致地下水位变化滞后；地下水位变化与降水关系密切。

关键词：农业气象灾害；固（液）态降水；降水量；降水强度

中图分类号 P641 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）10-0153-03

The Change of Underground Water Level during the Period of Agricultural Meteorological Disaster

Ren Ke

（Laizhou Meteorological Bureau，Laizhou 261400，China）

Abstract：In order to broaden the basic agricultural meteorological stations in the three rural service areas，from the agricultural meteorological disaster in Laizhou in recent years，combined with the observation data during the same period YE0-KAL612 analyzer，the change of the depth of underground water level during the period of agricultural meteorological disasters was analyzed. The results showed continuous winter drought caused underground water level decline，water irrigation field led to the water level changes again；summer strong precipitation kept the underground water level rise continuously，and the different intensity of precipitation showed different underground water level；water level changes were caused by snowstorm winter and snow melting；the change of groundwater level was affected by solid precipitation more than liquid precipitation；the change of groundwater level and precipitation are closely related.

Key words：Agricultural meteorological disasters；Solid（liquid）precipitation；Precipitation；Precipitation intensity

莱州位于渤海莱州湾畔，莱州湾地区是我国海水侵染地下水危害较重的典型区域[1]，因此，开展地下水监测显得尤为必要。山东省气象局于2009年在环渤海沿海的莱州国家气象观测站安装了YE0-KAL 612多参数水质分析仪，测点位于119.95°E、37.18°N，距海最短直线距离约7.5km，水质监测点有较好的代表性。水质分析仪每日实现08：00、20：00 2次数据采集地下水位连续监测。本文结合莱州2009-2013年来出现的干旱、洪涝、雪灾等农业气象灾害[2]，开展同期地下水位深度的变化分析，为今后打造极端天气莱州湾近海生态环境气象预警与监测服务工作奠定基础。

1 资料来源及处理方法

1.1 资料来源 文中所用资料为2009-2013年莱州气象站119.95°E、37.18°N的YE0-KAL612多参数水质分析仪的地下水位监测数据与地面降水观测数据；地下水位以地面为基准；农业气象灾害为莱州民政局调查公布的全市范围的灾害情况。

1.2 统计方法 以20：00为日界[3]，1d内08：00、20：00 2次观测，每12h观测一次的YE0-KAL612多参数水质变化监测数值，与地面观测资料的降水观测时次以及日界均一致，观测资料有较好的代表性、准确性、一致性，对农业气象灾害期间的降水量及降水强度与地下水位深度变化开展探讨。

2 降水特征

据莱州气象站记录资料，莱州市全年降水量历年平均603.5mm，其中春季（3-5月）平均为87.4mm，占全年的14%，夏季（6-8月）为389.2mm，占全年的64%；秋季（9-11月）为99.6mm，占全年的17%；冬季（12月至次年2月）为27.3mm，占全年的5%；可见，冬、春2季的莱州降水量偏少，夏季降水量最多。

根据降水季节分布特征，针对冬春持续干旱、夏季强降水、冬季暴雪开展期间的地下水位变化分析。

3 地下水位变化分析

3.1 干旱 灾害情况：自2009年2月5日开始莱州出现旱情，全市总受旱面积33 000hm2，受灾人口30万人，成灾人口4.8万人，直接经济损失8 700万元，属中型气象灾害。3月24日和3月30日2次过程全市普降小到中雨，全市平均降水量17.8mm，本站降水量16.6mm，持续54d的旱情解除。由图1可见，干旱开始的2月5日08：00地下水位深度为9.14m；3月地下水位较2月下降明显，最低水位值出现在3月18日08：00与3月21日08：00，均为10.13m。3月24日降水后，25日水位有所升高，日地下水位最大变值0.07m，因春季降雨量不大，地下水位的升幅较小；之后又因大田有冬小麦浇返青水的灌溉需求，致地下水位变化出现了小幅反复升降。

图1 干旱期地下水位变化

3.2 雪灾 灾害情况：2010年2月28日9：20至3月1日凌晨，莱州出现连续暴雪天气过程，雪深平均16cm，降雪量24.7mm。本次雪灾，受灾人口40万人，大棚蔬菜受灾面积47 700hm2，成灾面积46 900hm2，直接经济损失1.346亿元，属大型气象灾害。结合图2、表1可见，2月28日至3月4日，最大积雪深度16cm，起初积雪深度3cm，直到4日消融到1cm，同期的地下水位深度无变化，图2中变化曲线期间均呈直线；直到5日08：00雪深0cm，地面积雪完全融化，地下水位才开始持续稳定上升，至6日08：00结束，水位上升了0.10m。可见，冬季固态降水发生时，地下水位深度开始变化的时间较滞后，且上升的持续时间也较滞后。

3.3 洪涝

3.3.1 灾害情况 2010年7月1日16：00，莱州普降大-暴雨，本站降水量32.8mm，全市平均降水量38mm，局部伴有大风，春玉米成灾面积147hm2，经济损失约79万元，属小型灾害。

3.3.2 灾害情况 2010年7月20日12：00-19：00，莱州普降大-暴雨，局部大暴雨，本站降水量113.1mm，全市平均降水量57.3mm。全市水淹农田2 067hm2，成灾867hm2，受灾人口13万人，成灾5.8万人。损毁房屋992间，塘坝谷坊22座，桥梁12座，河堤3 809m，道路11.7万m，倒塌院墙6 700m，大棚73个，冲倒线杆33根，冲倒树木560余棵，造成直接经济损失3750万元。本次灾害属中型气象灾害。从图3可见，7月1日强降水引起的地下水位变化值较7月20日小。具体表现在：7月1日08：00-20：00降雨量32.8mm，其降水前后24h内的水位变化值仅为0.11m；7月20日降水量

1 131.1mm，其降水前后24h内的水位变化值达1.22m。可见，不同量级的降雨对地下水位深度的影响程度不同。

据地面气象观测资料，7月17日20：00至18日08：00，莱州本站降水量89.4mm，系暴雨-大暴雨量级；从图3亦可见，17日夜间开始的持续强降水的地下水位变化非常明显，18日08：00地下水位即时升高，持续升高至24日08：00，最大变值1.97m；液态强降水致地表径流量增大，从而引起地下水位持续升高；夏季降水对地下水的升降起决定性作用[4]。另外，结合图2可见，液态强降水影响水位的时间间隔较固态强降水短暂，地下水位变化的结束时间也存在滞后，与固态强降水相同。

3.3.3 灾害情况 2012年8月18日18：00至19日06：00，莱州普降大-暴雨，本站降水量81.4mm。农作物受灾面积607hm2，3万人受灾，倒塌房屋39户59间，冲毁道路

5 000m，冲毁桥梁8座，直接经济损失1 168.6万元，属中型气象灾害。由图3可见，2012年8月18日20：00地下水位10.26m，19日08：00的地下水位9.95m，12h内地下水位明显升高，变值0.31m，地下水位的变化时间与暴雨时间同步；暴雨19日06：00结束后，地下水位持续上升至22日20：00，地下水位深度为9.54m，即暴雨结束，地下水位滞后的最大变值达0.72m。可见，夏季液态降水引起地下水位深度上升的持续时间较长，结束时间亦存在滞后现象；降水的入渗补给是地下水的主要补给源[5]。

4 结论

（1）莱州春季干旱系冬春持续干旱，期间的地下水位持续明显下降，而人为的采水灌溉会影响地下水位的变化，有效降水发生后的水位可呈反复变化。

（2）夏季暴雨过程造成地下水位持续升高，不同量级的强降水对地下水位的影响程度明显不同，连续强降水会使地下水位陡升。

（3）固态降水对地下水位影响的开始时间较滞后，地下水位开始上升时间与地面积雪完全融化时间一致，且冬季固态降水引起地下水位深度上升的持续时间较长。

（4）液态降水对地下水位的影响表现较早，水位上升持续时间存在累积滞后现象；连续强降水，地下水位逐渐加深，夏季液态降水引起地下水位上升的持续时间也较长。

参考文献

[1]王春义，赵德三.莱州湾地区海水入侵灾害综合评估方法[J].水利水电技术，1997（9）：9-12.

[2]中国气象局.农业气象观测规范[M].北京：气象出版社，1993：43-44.

[3]中国气象局. 地面气象观测规范[M].北京：气象出版社，2003：3.

[4]华杰，吕淑琳，王静.济南降水与地下水关系探讨[J].山东气象，2007，27（3）：33-35.

[5]黄锡荃.水文学[M].北京：高等教育出版社，1985：6.

（责编：张宏民）