試論某地區(qū)人工增雨效益問題

張琴　鄭潔霖　戴龍海

摘要：人工增雨在氣象防災(zāi)減災(zāi)中發(fā)揮著越來越大的作用，在實(shí)際操作過程當(dāng)中，其所能達(dá)到的科學(xué)效果和社會效益也越來越受到人們的關(guān)注。本文闡述了某地區(qū)人工影響天氣工作現(xiàn)狀，分析增雨效果評估的依據(jù)，指出了增雨后的經(jīng)濟(jì)效益評估辦法的實(shí)際運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：某地區(qū)；人工增雨；效益

人工降水（人工增雨）是在自然冰晶不足的云中，播撤干冰、碘化銀等催化劑，產(chǎn)生大量人工冰晶（每克催化劑可形成1011-1015個冰晶），促進(jìn)降水的發(fā)展。同時，大量的人工冰晶凝華所釋放的潛熱也使云體的溫度進(jìn)一步提高，從而促進(jìn)垂直運(yùn)動的發(fā)展，為成云降雨提供了有利條件。

1 某地區(qū)人工影響天氣工作現(xiàn)狀

某地區(qū)地處河南西部淺山丘陵區(qū)，總面積1240km2，人口51萬，年平均降雨量578.6 mm，年平均蒸發(fā)量為1834.59mm，干旱、季節(jié)性干旱年年發(fā)生，人畜吃水和工農(nóng)業(yè)用水十分困難，水已成為制約該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。因此，實(shí)施人工增雨，不僅是抗旱救災(zāi)的有效手段，也是開發(fā)空中云水資源、緩解水資源不足的必要舉措，是掏建防災(zāi)減災(zāi)體系的重要內(nèi)容和減輕自然災(zāi)害的德政工程.對促進(jìn)糧食增產(chǎn)、增加農(nóng)民收入和改善生態(tài)環(huán)境等也起到了一定的積極作用。目前，該地區(qū)有固定炮點(diǎn)6處，高炮3門，火箭架6門。2011年以來，開展人工增雨作業(yè)40多次，發(fā)射炮彈2700多發(fā)，火箭彈280多枚，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

2增雨效果評估依據(jù)

2.1 利用鄉(xiāng)鎮(zhèn)自動雨量站數(shù)據(jù)，如果作業(yè)影響區(qū)在作業(yè)后降水量比對比區(qū)降水量明顯增多，可視為增雨有效，否則視為無效。

2.2 根據(jù)天氣雷達(dá)連續(xù)觀測

通過判斷催化前后云的宏觀和微觀特征量的變化，可以確定人工影響天氣的作業(yè)效果。如果作業(yè)后控制區(qū)云體發(fā)展，雷達(dá)回波面積增大、強(qiáng)度增強(qiáng)，可視為增雨有效，否則視為無效。

2.3 如果作業(yè)后作業(yè)影響區(qū)降雨比作業(yè)前降雨明顯增大，可視為增雨有效，否則視為無效。

如果以上3項(xiàng)均成立，則說明增雨有效，否則說明無效。

2.2人工增雨效益的估算

2.2.1 增雨量的估算

綜合國內(nèi)的一些結(jié)論，這里假定我省的人工增雨人工降雨相對影響平均是25%。這樣，我們可以估算出受益區(qū)增加的降水總量：

（1）

其中， 為絕對增雨效果。

R——受益區(qū)增加的降水總量（m3）

S——受益區(qū)面積（km2）

r——受益區(qū)3小時實(shí)測區(qū)域平均雨量（mm）

g——假定的人工增雨效果

2.2.2 受益農(nóng)田面積、林區(qū)面積的估算

在人工降雨的耕地，林地面積效益應(yīng)根據(jù)實(shí)際測量面積來得出。如果調(diào)查有困難的，也可以根據(jù)轄區(qū)的平均耕種率、林地覆蓋率用以下公式估算。

Sn=A*E （2）

Sn——受益的農(nóng)田面積或林地面積

A——轄區(qū)內(nèi)影響區(qū)的面積

E——農(nóng)田耕種率或有林地覆蓋率（或森林覆蓋率）

E值可以根據(jù)各地統(tǒng)計(jì)資料計(jì)算得，也可以參考本文提供的《全省農(nóng)林地面積》統(tǒng)計(jì)表（略）。作為森林防火的人工降雨，最好的E值應(yīng)當(dāng)取森林覆蓋率。由于我省農(nóng)田主要集中在壩區(qū)，針對人工降雨產(chǎn)品中壩地區(qū)云，應(yīng)視情況對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正。大壩的面積較大（如超過75km2地區(qū)）時，如果受影響區(qū)域的全部或大部分在壩上地區(qū)，可以根據(jù)地區(qū)的40%來估算農(nóng)田受益面積。

2.2.3 庫塘蓄水量的估算

人工影響天氣作業(yè)通常設(shè)置在水庫上游地區(qū)，人工增雨的直接影響是增加水庫的調(diào)蓄能力。雨水的人工水影響的計(jì)算，可以使用簡單的公式計(jì)算：

（3）

Q——人工增雨貢獻(xiàn)的蓄水量

L——實(shí)施人工增雨后水庫總增加的蓄水量

q——假定的人工增雨效果

2.2.4 人工增雨經(jīng)濟(jì)效益的估算

人工增雨的經(jīng)濟(jì)效益可分為直接效益和間接效益，間接效益遠(yuǎn)大于直接效益，而間接效益比直接效益更難評估。用下面的方程式來估算人工增雨在實(shí)際應(yīng)用中的直接經(jīng)濟(jì)效益：

Z=R×P （4）

Z經(jīng)濟(jì)效益（元）

R——受益區(qū)增加的降水總量（或人工增雨貢獻(xiàn)的蓄水量）（m3）

P——每m3水的價格

為了便于計(jì)算，這里根據(jù)ABCD等四地區(qū)部分水庫的供水成本價取最高價和最低價的中間值，給定P值為：農(nóng)業(yè)用水0.16元/m3，工業(yè)用水0.28元/m3，城市生活用水0.50元/m3與農(nóng)業(yè)供水價格0.03元/立方米（政府補(bǔ)貼價）作為農(nóng)地評價和水價格的區(qū)外水庫效益。所以你可以根據(jù)不同的降水客觀降水增加，估算每次降水的直接效益。通過對比可以明顯發(fā)現(xiàn)，在同一系統(tǒng)影響下，開展人工增雨工作的地區(qū)比未開展人工增雨的地區(qū)雨量明顯偏多，特別是使用新型作業(yè)用具并且三天都進(jìn)行增雨作業(yè)的B地區(qū)。

3 經(jīng)濟(jì)效益評估辦法的實(shí)際運(yùn)用

某地區(qū)2014年只有該地區(qū)有增雨投入，共投入78.3萬元；增雨時間主要集中在3月至6月，在此期間，該地區(qū)總降水量為215.3 mm；按該地區(qū)國土面積2785km2計(jì)算，該地區(qū)內(nèi)共降水49411584m3；按增雨作業(yè)一般可增加10%的降雨量來計(jì)算，該地區(qū)內(nèi)因增雨作業(yè)而增加的降水為49412695m3；按0.16元/m3的農(nóng)業(yè)用水水價計(jì)算，該地區(qū)的增雨作業(yè)效益為812萬元。故而，2014該地區(qū)增雨投入105.3萬，產(chǎn)出效益894萬，投入產(chǎn)出比為1：8.9。

4 小結(jié)

上述提供的估算方法，忽略了實(shí)際影響過程的一些因素，評估方法僅供各地參考，各地應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對評估結(jié)果進(jìn)行訂正，同時應(yīng)用中還需注意以下幾個問題：

（1）農(nóng)田的人工降雨，所有森林效益面積（反復(fù)）的實(shí)際效益降雨區(qū)，不利于一個重復(fù)區(qū)域積聚。（2）影響區(qū)超出轄區(qū)范圍的，只算轄區(qū)內(nèi)的面積。（3）人工增雨增加的降水總量和經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)該分次計(jì)算，全年增加的降水總量和經(jīng)濟(jì)效益為各次的累計(jì)值。一次人工增雨的經(jīng)濟(jì)效益為農(nóng)田、林地、蓄水、其它等分項(xiàng)計(jì)算后累加。

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