張海濱,屈艷萍
(1.重慶市巴渝水利規劃院,401147,重慶;2.中國水利水電科學研究院,100038,北京)
長江中下游五省湖北、湖南、江西 、安徽、江蘇,介于東經 108°31′~121°57′, 北緯 24°29′~35°20′之間,東臨太平洋,南與南嶺山脈相接,西連三峽、湘黔山地和秦(嶺)巴(山)山地,北通中原大地。區域面積80.68萬km2,占全國國土總面積的8.4%,普遍為海拔較低的山地丘陵和平原,其中山地占39%,丘陵占29%,平原、洼地、水面占32%。境內河流較多,河汊縱橫交錯,湖蕩星羅棋布,除貫穿東西的長江水運大動脈外,還有漢江、清江、洞庭湖水系、鄱陽湖水系、巢湖水系、青弋江、水陽江、秦淮河、黃浦江、滁河和淮河入江水道等。該區域是典型的東亞夏季風氣候帶,其降水與夏季風的活動密切相關。區域內年降水量的分布趨勢是江南大于江北,從東南向西北呈遞減態勢,大部分地區年雨量在1 000~1 600 mm之間,平均為1 440 mm,其中江南1 470 mm,江北1 320 mm。區域內大部分地區年平均氣溫在16~18℃之間,其中湘贛南部至南嶺以北地區達18℃以上,為區域內年平均氣溫最高的地區。
長江中下游五省橫跨我國華中和華東兩大經濟區,居中國南北和東西交通網的樞紐地帶,在我國經濟社會發展中具有舉足輕重的戰略地位。農業集約化程度高,工業基礎雄厚,科技文化先進,智力資源豐富,城鎮化程度高,水陸交通發達。根據第六次全國人口普查結果,區域總人口3.06億人,占全國的22.8%,2009年地區生產總值94 309億元,占全國的23.7%。
通過對長江中下游五省1470—2009年歷史干旱事件的發生頻次、時間以及旱災造成的經濟損失等方面資料的收集整理,對長江中下游五省旱情旱災特點進行系統分析和評價。
由于干旱是天氣異常所導致的一種復雜的自然現象,目前對其規律性還沒有完全認識清楚。然而從一個區域的長期觀察中,還是有其統計規律可循。根據1470—1990年長江中下游五省的歷史干旱資料分析,干旱事件平均2.1年發生一次,嚴重以上干旱事件平均七八年發生一次,特大干旱平均約20~23年發生一次,各時段不同等級干旱發生的頻次及頻率統計見表1。從表1中可以明顯看出,近20年,隨著經濟社會的快速發展、城鎮化進程加快和全球氣候變化等,干旱災害發生頻次明顯增加,且呈現日益加重趨勢,極端干旱的威脅越來越大。

表1 1470—2009年長江中下游五省各等級干旱發生頻次及頻率

圖1 1949—2009年長江中下游五省農業受災率變化圖
長江中下游五省以夏秋旱最為頻繁,夏秋旱出現次數占全部受旱次數的80%以上,其次是春、夏連旱,少數出現春、夏、秋甚至四季連旱。從連續受旱時間來看,以連續受旱3~4個月較為常見,主要集中在5—8月,約占全部受旱時間的60%。較嚴重的旱災,一般少則歷時2~3個月,多則4~5個月,甚至長達一年。據歷史資料記錄,長江中下游五省均出現過持續2年以上的全省性旱災,江蘇省1638—1641年連續4年發生較為嚴重的旱災,江西省甚至出現1662—1666年連續5年全省性大旱災。
隨著灌溉面積不斷擴大,農業用水的要求大幅度提高,加上城市生活和工業用水對農業用水的擠占,農業受旱范圍擴大,農業因旱受災率(農作物因旱受災面積占農作物播種面積的比例)呈明顯上升趨勢,如圖1所示。1949—2009年農業因旱受災率平均約為9.2%,其中,1949—1989年農業因旱受災率平均約為8.4%,而1990—2009年農業因旱受災率上升至11%左右,農業因旱受災率超過15%的有 1959年、1961年、1986年、1988年、1990年、1992年、2000年和2001年,可見近20年農業因旱受災率明顯上升。
干旱災害是自然環境系統和經濟社會系統在特定的時間和空間條件下共同作用的結果,通過對長江中下游五省歷史干旱事件的發生、發展過程分析,該地區干旱災害主要受以下幾個方面的因素影響。
受西太平洋副熱帶高壓的影響,季風異常造成的降水偏少是長江中下游地區干旱的重要原因。太平洋副熱帶高壓異常主要有以下兩種情況:一是西太平洋副熱帶高壓強,而且提早北抬西伸,并穩定控制著長江中下游地區,氣溫高,雨量少,這是常見的高溫伏旱型。以1959、1961和1978年等3個大旱年為例,這3年的7月或8月,西太平洋副熱帶高壓都控制著長江中下游地區,而且勢力較常年偏強,在高壓區內,下沉氣流強盛,多晴朗少云天氣,又因為高壓區內的氣壓梯度小,風力微弱,天氣則更為晴熱,“伏似火,秋如伏”就是這種天氣的寫照。高溫、少雨,蒸發、蒸騰加劇,常導致農作物受旱,若無水灌溉,農作物只能枯死。二是西太平洋副熱帶高壓勢力弱,位置又過于偏東,水汽輸送條件不足,致使輸送到長江中下游的暖濕氣流減少,不能建立有效的水汽通道,不能形成持續性的降水,也會釀成干旱。
長江中下游五省夏秋季節正值氣溫較高時段,日平均氣溫高,這一時期蒸發量也大,最大的可達同期降水量的4倍以上。同時,干旱年份,降水常常與農作物需水不平衡,導致農作物受旱。在長江中下游地區,早稻需水量一般小于同期降水量,但在5—7月少雨的年份和滲漏嚴重的地區仍有虧缺,而晚稻需水量一般大于同期降水量,大多入不敷出。7—9月是中晚稻分蘗、孕穗、抽穗的需水關鍵階段,需水量達938.5 mm,占全生育期需水量的91.7%,這一時期也是棉花結桃、柑橘壯果等的關鍵期,此時若出現干旱,如果沒有良好的水利灌溉條件,對農作物的生長危害極大。
隨著經濟社會發展,干旱災害所造成的損失呈上升的趨勢。雖然原因是多方面的,但社會因素的影響越來越顯著:一是人口急劇增長,耕地急劇減少,復種指數提高,加重了干旱的發生和發展;二是森林植被遭破壞,生態失去平衡,水土流失日趨嚴重,人類生存的自然環境惡化,抗御自然災害的客觀條件脆弱;三是水利工程老化失修,水利基礎設施的局限性和發展的不平衡使抗旱能力降低;四是經濟建設的高速發展,工農業生產和人民日常生活需水增加,少水、缺水的程度在不斷加劇,干旱造成的損失和影響越來越大,一些原本不缺水的區域也出現水源日益緊張的趨勢。
當前和今后一個時期,長江中下游五省正處于全面建設小康社會、加快推進社會主義現代化建設的重要時期,經濟社會發展對抗旱減災工作提出了更高的要求。雖然該地區在抗旱減災方面取得了很大成績,但防旱減災的基礎依然薄弱,保障能力亟待增強。
長期以來,抗旱減災工作處于被動應急狀態,隨著干旱災害的影響越來越大,人類減少干旱災害損失和干旱災害發生概率的期望越來越強烈。長江中下游五省是我國經濟實力最強、基礎設施最好的地區之一,具有推行干旱災害風險管理的良好基礎,在應對干旱災害時,必須要轉變思想,采取積極主動的防旱減災管理模式,通過分析干旱的發生、發展規律,以干旱災害風險分析為導向,建立干旱監測預警體系,當干旱來臨之時做到應對有序,對現有的各種抗旱措施進行最優化組合。
新中國成立以來,長江中下游五省地區水利建設成就突出,初步形成了大中小微有機結合的水利工程體系,城鄉供水能力大幅度提高,中等干旱年份可以基本保證城鄉供水安全。但當前水利工程體系尚不完善,許多耕地是沒有灌排設施的 “望天田”,許多城鎮供水設施不足,水源單一,防御重大、特大干旱能力較低。抗旱工作的首要任務,是在充分挖掘現有各類水利工程的抗旱功能基礎上,建立以抗旱應急備用水源為核心的抗旱工程保障體系。
(1)完善現有水利工程體系,挖掘現有各類水利工程的抗旱能力
加大病險水利工程及其配套設施的整治和配套。長江中下游五省地區農田水利設施大部分修建于20世紀50—70年代,部分工程屬 “大躍進”期間上馬興建的“三邊”工程,設計和施工質量得不到保證,水庫長年不能正常蓄水,灌溉渠道淤塞嚴重,機電設備老化等問題突出,應全面加大病險水利工程的除險加固力度,并對其進行配套設施建設,充分挖掘現有水利工程的潛力,增強現有水利工程的抗旱能力。
加強區域內骨干水利樞紐工程的調度。全面加強流域內上、中、下游各類水利工程和區域水資源配置工程的聯合調度和水量統一調度,加強流域和區域水資源的統籌調配和科學調度,特別是加強三峽工程、丹江口水庫等流域骨干水資源配置工程的左右岸、干支流、上下游之間的水量聯合調度,通過各類水利工程供水的合理、優化、統一和精細調度,不同程度轉變發電、航運、旅游等功能并服從以及服務于抗旱需要,最大限度增加應急供水量,增強區域抗旱能力。
(2)完善抗旱應急備用水源工程體系
山丘區主要存在工程型、季節性缺水,突出表現在人飲困難方面。抗旱應急備用水源工程建議可以新建部分中、小型水庫和小型引提水工程,做到把水能留住、能存住;加強地下水勘測,適當建設地下水工程,在大旱期間對地下水分布情況做到心中有數,能及時找到水、打出水。
平原河湖區重點是加強已有水源工程的應急備用輸水工程及配套工程建設,特別是河湖連通、水系聯網等連通工程。長江中下游五省地區河湖水系發達,大小河流交錯縱橫,湖蕩星羅棋布,加強河湖水系的連通聯網,能對當地水資源及過境水資源更合理地調配應用,是該地區應對干旱最有效的措施之一。適當新建地下水工程,長江中下游五省地區地下水分布埋藏廣泛,就地開采取用便利,無需長距離輸水,對于平原或盆地的儲水構造,更可發揮“地下水庫”的調蓄功能,調節枯水期或高峰用水時段的供水能力,成為良好的抗旱應急備用水源。
長期以來長江中下游地區把防汛作為頭等大事抓,建立起了相對完善的汛情預報、信息傳輸和處理系統,但各級抗旱指揮部門還存在旱情監測預警能力偏低、抗旱指揮調度系統和抗旱管理機制不健全,抗旱服務能力過低等問題。旱情的分析僅限于簡單的、定性的分析,而且數據來源是依靠各級防辦層層上報統計得出,經驗因素和人為因素影響較大;抗旱調度和應急管理機制不健全,絕大多數地區沒有建立抗旱物資儲備且抗旱服務能力較低,抗旱減災體系建設嚴重滯后。目前,亟待建立以旱情監測預警、抗旱指揮調度、抗旱管理服務為核心的三位一體非工程保障體系,以適應越來越嚴峻的抗旱形勢。
(1)完善旱情監測預警和抗旱指揮調度系統
建設以土壤墑情監測站網為重點的旱情監測站網,基于旱情綜合數據庫,結合防汛抗旱指揮系統工程的要求,構建旱情監測預警系統平臺,實現旱情實時監測、旱情信息服務和旱情分析預測評估,及時有效地進行旱情預警。加強防汛抗旱指揮系統工程中抗旱指揮調度系統平臺的建設,運用旱情監測預警系統成果,實現抗旱決策和指揮調度。
(2)健全抗旱管理服務體系
建立健全抗旱組織機構體系,加快推進抗旱政策法規體系建設,完善抗旱預案制度,大力加強抗旱減災基礎研究及新技術應用和抗旱宣傳培訓。結合抗旱減災需求,以現有縣鄉兩級抗旱服務組織為重點,加大投入,更新設備,進一步提高干旱期間機動送水能力和抗旱澆地能力,確保能夠有效開展抗旱減災服務;結合區域內不同省份情況,建設抗旱物資儲備倉庫,建立健全抗旱物資儲備制度。
長江中下游五省地區是我國水資源相對豐沛的地區,當地水資源和過境水資源豐富,但是由于時空分配的不均,該地區還是面臨著極端干旱的威脅,并且隨著該地區的經濟社會的快速發展,資源環境的承載壓力越來越大,極端干旱造成的后果不僅僅影響到本地區,甚至會影響到我國整體經濟社會的發展和穩定。
當遭遇極端干旱時,可用的地表水資源和淺層地下水往往已經消耗殆盡,此時,深層地下水顯得尤為重要,可用以維持大旱期間基本的生活與生產用水需求。長江中下游五省地區的平原和丘陵盆地,地下水分布埋藏較為豐富,可根據地下水類型及地下水分布埋藏的特點,在統籌規劃的指導下,做好規劃,加強管理,防止污染,防止過量開采,并有計劃地興建一批地下水戰略儲備水源。提前勘測地下水源,建好取水口,但平時則封存不動,避免大旱期間臨時找水、打井的被動應急局面,提高應對極端干旱的能力。同時,加強全民干旱災害意識,扭轉長江中下游五省地區是豐水地區不會面臨極端干旱的認識誤區,讓全社會都參與到干旱災害的管理中,全面提升區域抗旱能力,有力保障區域城鄉供水安全、糧食安全和生態安全。
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