干旱對印度尼西亞芝塔龍河流域水庫調度的影響

［印度尼西亞］W.哈特莫克等

干旱是一種自然災害，它威脅生命，危害巨大，其不同于其他自然災害的地方有以下幾點。

(1)干旱何時發生和結束難以確定;其影響是緩慢顯現的，往往需要相當長一段時間累積，因而通常被視為一種漸進現象。

(2)很難給干旱一個通用定義。

(3)相對于其他自然災害(如洪水和地震)所帶來的損害而言，干旱的影響區域要廣泛得多，但幾乎不造成任何結構上的損壞。因此，對干旱的影響進行量化的難度要比其他自然災害大得多。

(4)人類的活動可以直接引發干旱的發生，比如過度灌溉、采伐森林和過度開發利用水資源。干旱通常可以分為氣象干旱、水文干旱、農業干旱和社會經濟干旱。其中，發生水文干旱意味著現有的水資源利用管理系統會遭遇一段地表水和地下水不足的時期。

1 研究區域

芝塔龍河流域面積為6600km2，年均降水量2382 mm，最大儲水潛力為129.5億 m3/a。它覆蓋了西爪哇和雅加達的9個行政區和3個自治市。

芝塔龍河流域的水資源如果得到充分利用，技術上灌溉面積可達24萬hm2，可為10個行政區或自治市提供生活、市政和工業用水(雅加達公共用水的原水有80%來自芝塔龍河流域)，并為裝機1800MW的電站提供發電用水。芝塔龍河流域具有重要的戰略性地位，由中央政府管理。

芝塔龍河流域有3座梯級水庫，從上游至下游分別為撤古凌(Saguling)水庫、希拉塔(Cirata)水庫和朱安達(Juanda)水庫，前兩座水庫主要用于發電，朱安達水庫為多功能水庫。

2 干旱歷史

稻田受干旱影響的數據可以從糧食總局獲得。灌溉區域主要集中在加拉璜(Karawang)區和勿加泗(Bekasi)區。1997～2010間出現了幾個干旱的年份——1997，2002，2003，2004，2006，2007 年和 2008年。分析表明，干旱發生的頻率越來越高。

3 水庫運行

撤古凌水庫、希拉塔水庫和朱安達水庫分別由3個不同的公司管理。但它們都是按有效蓄水“平等共享”原則運行。在以往水庫運行中，1997～1998，2003～2004年和2006～2007年水位較低。

單從水庫運行圖看，很難確認干旱的起止時間及其嚴重性。為了克服這一困難，需要引入基于水庫水位的水文干旱指數。

4 水庫虧缺指數

德克薩斯水資源開發委員會已經開始運用水庫虧缺指數(RDI)來計算干旱指數。RDI定義為當前水位和當月水位中間值的比值:

式中，RDI表示水庫虧缺指數，wl表示當前水位，Mwl表示相應月份水位中間值。

為了確認干旱事件的起止時間和嚴重性，應按照Yevjevich方法進行RDI值累進計算。

從分析3座水庫RDI值的估算結果可知，最下游的朱安達水庫受干旱的影響最大。最上游的撤古凌水庫受干旱的影響最小。

運用RDI同樣可以清楚干旱發生的起止時間。它還可以顯示時間間隔和水庫對干旱的反應。1997～1998年與2003～2005年為旱年，2006～2008年為嚴重干旱時期。

5 干旱對水庫運行的影響

3座水庫每年的干旱程度及其因此而受影響的面積之間的關系如圖1～3所示。從這些圖中可以看出這3座水庫有以下共同點:

(1)3座水庫年度RDI大小與受干旱影響面積大小緊密相關;

(2)從水庫虧缺指數可以看出，過去的農業干旱在水文干旱前后都有發生;

(3)盡管RDI顯示干旱已經結束，但實際上干旱影響范圍內稻田的旱情仍存在。

圖1 朱安達水庫年度RDI值與受干旱影響面積的數據(關聯度為79%)

圖2 撤古凌水庫年度RDI值與受干旱影響面積的數據(關聯度為70%)

圖3 希拉塔水庫年度RDI值與受干旱影響面積的數據(關聯度為87%)

6 結語

分析結果表明，運用水文干旱指數可以確認干旱的起止時間、干旱的持續時間及其嚴重程度。水庫水位的RDI值與受干旱影響的稻田數據相關聯，這說明這3座水庫實現了應對干旱的最佳運行。同樣可以看出，農業干旱比水文干旱開始得早，結束得晚。