農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害期間地下水位變化分析

任可

摘 要：為了拓寬基層農(nóng)業(yè)氣象臺站的“三農(nóng)”服務(wù)領(lǐng)域，該文結(jié)合萊州近幾年出現(xiàn)的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害及同期YE0-KAL612水質(zhì)分析儀觀測數(shù)據(jù)，分析了農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害期間地下水位深度變化。結(jié)果表明：冬春持續(xù)干旱過程引起地下水位持續(xù)下降，人為采水進(jìn)行大田灌溉導(dǎo)致水位反復(fù)變化；夏季強(qiáng)降水過程使地下水位持續(xù)升高，且不同強(qiáng)度的降水地下水位表現(xiàn)不同；冬季暴雪過程引起水位變化與地面積雪融化時間基本同步；固態(tài)降水較液態(tài)降水致地下水位變化滯后；地下水位變化與降水關(guān)系密切。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害；固（液）態(tài)降水；降水量；降水強(qiáng)度

中圖分類號 P641 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 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

萊州位于渤海萊州灣畔，萊州灣地區(qū)是我國海水侵染地下水危害較重的典型區(qū)域[1]，因此，開展地下水監(jiān)測顯得尤為必要。山東省氣象局于2009年在環(huán)渤海沿海的萊州國家氣象觀測站安裝了YE0-KAL 612多參數(shù)水質(zhì)分析儀，測點(diǎn)位于119.95°E、37.18°N，距海最短直線距離約7.5km，水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)有較好的代表性。水質(zhì)分析儀每日實(shí)現(xiàn)08：00、20：00 2次數(shù)據(jù)采集地下水位連續(xù)監(jiān)測。本文結(jié)合萊州2009-2013年來出現(xiàn)的干旱、洪澇、雪災(zāi)等農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害[2]，開展同期地下水位深度的變化分析，為今后打造極端天氣萊州灣近海生態(tài)環(huán)境氣象預(yù)警與監(jiān)測服務(wù)工作奠定基礎(chǔ)。

1 資料來源及處理方法

1.1 資料來源 文中所用資料為2009-2013年萊州氣象站119.95°E、37.18°N的YE0-KAL612多參數(shù)水質(zhì)分析儀的地下水位監(jiān)測數(shù)據(jù)與地面降水觀測數(shù)據(jù)；地下水位以地面為基準(zhǔn)；農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害為萊州民政局調(diào)查公布的全市范圍的災(zāi)害情況。

1.2 統(tǒng)計(jì)方法 以20：00為日界[3]，1d內(nèi)08：00、20：00 2次觀測，每12h觀測一次的YE0-KAL612多參數(shù)水質(zhì)變化監(jiān)測數(shù)值，與地面觀測資料的降水觀測時次以及日界均一致，觀測資料有較好的代表性、準(zhǔn)確性、一致性，對農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害期間的降水量及降水強(qiáng)度與地下水位深度變化開展探討。

2 降水特征

據(jù)萊州氣象站記錄資料，萊州市全年降水量歷年平均603.5mm，其中春季（3-5月）平均為87.4mm，占全年的14%，夏季（6-8月）為389.2mm，占全年的64%；秋季（9-11月）為99.6mm，占全年的17%；冬季（12月至次年2月）為27.3mm，占全年的5%；可見，冬、春2季的萊州降水量偏少，夏季降水量最多。

根據(jù)降水季節(jié)分布特征，針對冬春持續(xù)干旱、夏季強(qiáng)降水、冬季暴雪開展期間的地下水位變化分析。

3 地下水位變化分析

3.1 干旱 災(zāi)害情況：自2009年2月5日開始萊州出現(xiàn)旱情，全市總受旱面積33 000hm2，受災(zāi)人口30萬人，成災(zāi)人口4.8萬人，直接經(jīng)濟(jì)損失8 700萬元，屬中型氣象災(zāi)害。3月24日和3月30日2次過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，持續(xù)54d的旱情解除。由圖1可見，干旱開始的2月5日08：00地下水位深度為9.14m；3月地下水位較2月下降明顯，最低水位值出現(xiàn)在3月18日08：00與3月21日08：00，均為10.13m。3月24日降水后，25日水位有所升高，日地下水位最大變值0.07m，因春季降雨量不大，地下水位的升幅較小；之后又因大田有冬小麥澆返青水的灌溉需求，致地下水位變化出現(xiàn)了小幅反復(fù)升降。

圖1 干旱期地下水位變化

3.2 雪災(zāi) 災(zāi)害情況：2010年2月28日9：20至3月1日凌晨，萊州出現(xiàn)連續(xù)暴雪天氣過程，雪深平均16cm，降雪量24.7mm。本次雪災(zāi)，受災(zāi)人口40萬人，大棚蔬菜受災(zāi)面積47 700hm2，成災(zāi)面積46 900hm2，直接經(jīng)濟(jì)損失1.346億元，屬大型氣象災(zāi)害。結(jié)合圖2、表1可見，2月28日至3月4日，最大積雪深度16cm，起初積雪深度3cm，直到4日消融到1cm，同期的地下水位深度無變化，圖2中變化曲線期間均呈直線；直到5日08：00雪深0cm，地面積雪完全融化，地下水位才開始持續(xù)穩(wěn)定上升，至6日08：00結(jié)束，水位上升了0.10m。可見，冬季固態(tài)降水發(fā)生時，地下水位深度開始變化的時間較滯后，且上升的持續(xù)時間也較滯后。

3.3 洪澇

3.3.1 災(zāi)害情況 2010年7月1日16：00，萊州普降大-暴雨，本站降水量32.8mm，全市平均降水量38mm，局部伴有大風(fēng)，春玉米成災(zāi)面積147hm2，經(jīng)濟(jì)損失約79萬元，屬小型災(zāi)害。

3.3.2 災(zāi)害情況 2010年7月20日12：00-19：00，萊州普降大-暴雨，局部大暴雨，本站降水量113.1mm，全市平均降水量57.3mm。全市水淹農(nóng)田2 067hm2，成災(zāi)867hm2，受災(zāi)人口13萬人，成災(zāi)5.8萬人。損毀房屋992間，塘壩谷坊22座，橋梁12座，河堤3 809m，道路11.7萬m，倒塌院墻6 700m，大棚73個，沖倒線桿33根，沖倒樹木560余棵，造成直接經(jīng)濟(jì)損失3750萬元。本次災(zāi)害屬中型氣象災(zāi)害。從圖3可見，7月1日強(qiáng)降水引起的地下水位變化值較7月20日小。具體表現(xiàn)在：7月1日08：00-20：00降雨量32.8mm，其降水前后24h內(nèi)的水位變化值僅為0.11m；7月20日降水量

1 131.1mm，其降水前后24h內(nèi)的水位變化值達(dá)1.22m。可見，不同量級的降雨對地下水位深度的影響程度不同。

據(jù)地面氣象觀測資料，7月17日20：00至18日08：00，萊州本站降水量89.4mm，系暴雨-大暴雨量級；從圖3亦可見，17日夜間開始的持續(xù)強(qiáng)降水的地下水位變化非常明顯，18日08：00地下水位即時升高，持續(xù)升高至24日08：00，最大變值1.97m；液態(tài)強(qiáng)降水致地表徑流量增大，從而引起地下水位持續(xù)升高；夏季降水對地下水的升降起決定性作用[4]。另外，結(jié)合圖2可見，液態(tài)強(qiáng)降水影響水位的時間間隔較固態(tài)強(qiáng)降水短暫，地下水位變化的結(jié)束時間也存在滯后，與固態(tài)強(qiáng)降水相同。

3.3.3 災(zāi)害情況 2012年8月18日18：00至19日06：00，萊州普降大-暴雨，本站降水量81.4mm。農(nóng)作物受災(zāi)面積607hm2，3萬人受災(zāi)，倒塌房屋39戶59間，沖毀道路

5 000m，沖毀橋梁8座，直接經(jīng)濟(jì)損失1 168.6萬元，屬中型氣象災(zāi)害。由圖3可見，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內(nèi)地下水位明顯升高，變值0.31m，地下水位的變化時間與暴雨時間同步；暴雨19日06：00結(jié)束后，地下水位持續(xù)上升至22日20：00，地下水位深度為9.54m，即暴雨結(jié)束，地下水位滯后的最大變值達(dá)0.72m。可見，夏季液態(tài)降水引起地下水位深度上升的持續(xù)時間較長，結(jié)束時間亦存在滯后現(xiàn)象；降水的入滲補(bǔ)給是地下水的主要補(bǔ)給源[5]。

4 結(jié)論

（1）萊州春季干旱系冬春持續(xù)干旱，期間的地下水位持續(xù)明顯下降，而人為的采水灌溉會影響地下水位的變化，有效降水發(fā)生后的水位可呈反復(fù)變化。

（2）夏季暴雨過程造成地下水位持續(xù)升高，不同量級的強(qiáng)降水對地下水位的影響程度明顯不同，連續(xù)強(qiáng)降水會使地下水位陡升。

（3）固態(tài)降水對地下水位影響的開始時間較滯后，地下水位開始上升時間與地面積雪完全融化時間一致，且冬季固態(tài)降水引起地下水位深度上升的持續(xù)時間較長。

（4）液態(tài)降水對地下水位的影響表現(xiàn)較早，水位上升持續(xù)時間存在累積滯后現(xiàn)象；連續(xù)強(qiáng)降水，地下水位逐漸加深，夏季液態(tài)降水引起地下水位上升的持續(xù)時間也較長。

參考文獻(xiàn)

[1]王春義，趙德三.萊州灣地區(qū)海水入侵災(zāi)害綜合評估方法[J].水利水電技術(shù)，1997（9）：9-12.

[2]中國氣象局.農(nóng)業(yè)氣象觀測規(guī)范[M].北京：氣象出版社，1993：43-44.

[3]中國氣象局. 地面氣象觀測規(guī)范[M].北京：氣象出版社，2003：3.

[4]華杰，呂淑琳，王靜.濟(jì)南降水與地下水關(guān)系探討[J].山東氣象，2007，27（3）：33-35.

[5]黃錫荃.水文學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1985：6.

（責(zé)編：張宏民）