灌区干旱特征及旱情预测分析研究

闫鹏羽

(山西省水利水电工程建设监理有限公司，山西 汾西 030000)

1 灌区历史干旱特征分析

泾惠渠灌区位于我国渭河流域中下游地区，旱灾在众多自然灾害中，频率最高，范围最广，影响最大[1]，渭河流域近50a间的干旱年份时间分布结果见表1。

表1 渭河中下游干旱年份时间分布表

从代际发展角度分析，干旱发生频率逐年增多，同一年份多季节出现次数显著上升，且表现出明显加重的特点。

2 气象干旱特征

结合泾阳水文站1951-2001年共50a的逐月降水资料，运用ArcGIS软件进行空间差补计算[2]，求得该灌区2000-2010年的面降水量，和时间段内的水文气象监测资料进行对比，结果见图1。

由图可知，泾阳站监测和灌区面降水量大致相等，变化规律基本一致。在2000年7月—11月间差值较大，分析原因是人工数据采集有误所致。

2.1 降水丰枯变化分析

降水丰枯统计结合灌区1961-2010年的降水频率结果[3]，见表1。从多年降雨丰枯参数分析，灌区丰水年发生频率小于枯水年，故该区域的气象干早具有较高概率。

表2 灌区降雨丰枯统计结果

灌区降水量丰枯变化过程见图2。由图可知，灌区降水量逐年下降，周期表现为由枯变丰再变枯，年际间连续性较好，升降过程历时均较长。1987-2001年降水总量显著减少，2002年后表现为缓慢上升。

2.2 连多连少年发生概率

采用游程分析法计算灌区连续少、多水概率[4]，结果图3及表3所示。

表3 灌区连续多水年和少水年游程分析

从图表可知，灌区少水期持续2-3a概率>4-5a，单独多水年概率大于单独少水年，二者概率均大于连续年。

2.3 气象干旱强度分析

灌区最长及2-3a连续枯水年的干旱强度见表4。结果表明灌区连续少水2-3a频率最高，干旱特征最强。

表4 灌区2-3a气象干旱强度

3 水文干旱特征

3.1 径流丰枯变化分析

张家山站历年径流水文参数见表5。频率分布表明径流量少水大于多水，逐年下降的变化趋势。

表5 张家山站历年径流水文统计参数

续表5 张家山站历年径流水文统计参数

张家山径流量差积曲线见图4。从图得知，主要变异点为1970、1998年，区间稳定变化，前后均出现径流量下降，连枯概率较大。

3.2 连多连少年发生概率

泾河连续多水、平水和少水的概率结果如图5所示。

由上图知，多水、平水、少水频率为67%、64%、43%，连续3、4、5a的少水年概率最高，从年际分布分析灌区连续少水年的干旱概率最大。

4 区域干燥指数

依据灌区水文气象和降水量数据，采取Penman-Monteith公式[5]求得潜在蒸散发量和干燥指数，其序列变化过程如图6所示。

干燥指数AI年际间波动范围大，非参数Mann-Kendall趋势线AI值1.19，置信水平0-0.05的临界值为1.96。多数年份的AI值在1.5上下浮动，呈现出逐年增大，表明灌区中长期为半干旱状态，在2001年出现峰值，干旱最严重，需采取措施缓解干旱现状。

5 结 论

基于灌区历史水文气象监测数据，统计分析灌区多年降水和径流量的丰枯特征，得出气象干旱和水文干旱结果，根据区域干燥指数分析气候变化趋势。结果表明灌区干旱强度高，降水连续但少水概率大，半干旱状态仍长期存在，泾河来水的科学调度和灌区的节水灌溉技术应大力推广实施。