昆明市云龍水庫(kù)常態(tài)化人工增雨降水效果分析

文道平

（云南省祿勸彝族苗族自治縣氣象局，云南 昆明 651500）

祿勸縣作為昆明城市供水的主水源區(qū)，其云龍水庫(kù)庫(kù)容量4.8億立方米，昆明市氣象局大膽創(chuàng)新工作思路，在全省率先公開(kāi)提出開(kāi)展以增加水庫(kù)蓄水為主要目的“常態(tài)化人工增雨”工作。祿勸縣氣象局更是舉全局之力在云龍水庫(kù)開(kāi)展人工增雨工作，通過(guò)人工干預(yù)充分合理地開(kāi)發(fā)空中云水資源，確保昆明市城市供水安全，而一直以來(lái)，祿勸縣對(duì)人工增雨作業(yè)效果的評(píng)估研究一直未做過(guò)相關(guān)的分析研究，此次科研項(xiàng)目旨在此方面做出突破，對(duì)人工增雨作業(yè)區(qū)與對(duì)比區(qū)的降水對(duì)比分析研究，對(duì)2017年祿勸縣云龍水庫(kù)常態(tài)化人工增雨降水效果進(jìn)行初步分析。

1 主要研究?jī)?nèi)容及方法

（1）作業(yè)區(qū)與對(duì)比區(qū)的選擇。在對(duì)增雨效果的分析研究中，由于降水量受地形和海拔等各種因素的影響較大，而祿勸縣境內(nèi)地形復(fù)雜多樣，地貌千姿百態(tài)，大小河流436條縱橫交錯(cuò)。因此，在確定作業(yè)影響區(qū)和作業(yè)對(duì)比區(qū)時(shí)，需要考慮剔除這些因素的較大干擾，盡可能保證作業(yè)影響區(qū)和作業(yè)對(duì)比區(qū)雨量數(shù)據(jù)的一致性、可比性。首先利用1982-2011年35個(gè)站點(diǎn)20～20時(shí)的歷年年降水量資料作為樣本，對(duì)祿勸縣境內(nèi)作年平均降水量區(qū)劃，大致劃分為5個(gè)區(qū)間，而作業(yè)影響區(qū)處于第3區(qū)間。而影響祿勸縣5-10月降雨過(guò)程的主要天氣系統(tǒng)依次是川滇切變（占48.4%），低槽系統(tǒng)（占 35.2%）、靜止鋒（占 7.5%）、西行臺(tái)風(fēng)（占7%）。

再充分考慮我縣常態(tài)化人工增雨作業(yè)區(qū)點(diǎn)落區(qū)，三者兼顧考慮，選定出影響作業(yè)區(qū)、對(duì)比區(qū)1、對(duì)比區(qū)2，根據(jù)天氣系統(tǒng)及來(lái)向劃分出作業(yè)區(qū)、對(duì)比區(qū)1、對(duì)比區(qū)2（圖1）。

（2）ZQZ系列自動(dòng)氣象站的選取。作業(yè)影響區(qū)自動(dòng)站均選擇在作業(yè)點(diǎn)附近10 km范圍內(nèi)，作業(yè)對(duì)比區(qū)自動(dòng)站選擇在距作業(yè)點(diǎn)10～30 km范圍內(nèi)。采用層次聚類(lèi)法，把2012-2017年在作業(yè)影響區(qū)及作業(yè)對(duì)比區(qū)內(nèi)的26個(gè)站20-20時(shí)的年降水量及5-10月月降水量作為樣本，對(duì)變量進(jìn)行分類(lèi)，選用組間平均距離法來(lái)表示兩個(gè)類(lèi)別之間的距離，客觀劃分降水量時(shí)間變化相似的站點(diǎn)，排除不一致性站點(diǎn)及數(shù)據(jù)不全站點(diǎn)，最后刪選出15個(gè)樣本站點(diǎn)，分別為作業(yè)區(qū)的5個(gè)站點(diǎn)、對(duì)比區(qū)1的5個(gè)站點(diǎn)、對(duì)比區(qū)2的 5個(gè)站點(diǎn)（圖1）。再在選定的區(qū)域內(nèi)通過(guò)選定的雨量站數(shù)據(jù)進(jìn)行增雨作業(yè)區(qū)和對(duì)比區(qū)的增雨效果檢驗(yàn)分析。

圖1 作業(yè)區(qū)、對(duì)比區(qū)和雨量自動(dòng)站示意圖

作業(yè)區(qū)自動(dòng)站：水庫(kù)管理所、十一電站、雙化、水城河、云龍

對(duì)比區(qū)1自動(dòng)站：湯郎、細(xì)榨、典文、獨(dú)家村、湯郎鄉(xiāng)政府

對(duì)比區(qū)2自動(dòng)站：中屏、康井、和平、樂(lè)業(yè)、植桂

（3）效益評(píng)估計(jì)算方法。為體現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性和可比性，根據(jù)地形、天氣系統(tǒng)等因素考慮，統(tǒng)一采用ZQZ系列氣象自動(dòng)站數(shù)據(jù)，選用區(qū)域?qū)Ρ确治龇ㄟM(jìn)行降水效果評(píng)估：令影響作業(yè)區(qū)實(shí)測(cè)雨量為Y2，自然雨量期望值為Y′2，對(duì)比區(qū)雨量為X2，（若為單次試驗(yàn)，上述各值為單個(gè)樣本的雨量值，若為多次試驗(yàn)，上述各值為多個(gè)樣本雨量值的平均值）。計(jì)算常態(tài)化人工增雨相對(duì)增雨：影響作業(yè)區(qū)實(shí)測(cè)雨量與自然雨量期望值的比值減去1再乘以100%，單位%，自然雨量期望值指計(jì)算出的在假定不做人工增雨情況下的作業(yè)區(qū)雨量值，該方法中自然雨量期望值用對(duì)比區(qū)實(shí)測(cè)雨量來(lái)近似代替。

（4）絕對(duì)增雨：影響作業(yè)區(qū)實(shí)測(cè)雨量與自然雨量期望值（自然雨量期望值指計(jì)算出的在假定不做人工增雨情況下的作業(yè)區(qū)雨量值，該方法中自然雨量期望值用對(duì)比區(qū)實(shí)測(cè)雨量來(lái)近似代替）的差值，單位毫米。

公式：OAR=Y2-X2。

影響作業(yè)區(qū)實(shí)測(cè)雨量值選用作業(yè)后6小時(shí)5個(gè)站的平均雨量值，對(duì)比區(qū)實(shí)測(cè)雨量值選用作業(yè)后6小時(shí)對(duì)比區(qū)1、對(duì)比區(qū)2的10個(gè)站點(diǎn)的平均雨量值。

2 云龍水庫(kù)2017年人工增雨效果分析。

選取的云龍水庫(kù)作業(yè)區(qū)和對(duì)比區(qū)內(nèi)ZQZ系列自動(dòng)站雨量數(shù)據(jù)，排除對(duì)流性降水及對(duì)比區(qū)無(wú)降水情況，選取中尺度及以上天氣系統(tǒng)影響背景前提條件下，對(duì)2017年云龍水庫(kù)作業(yè)區(qū)對(duì)比區(qū)的降水情況進(jìn)行分析，并剔除極端個(gè)例，得出如下結(jié)果：2017年選取了6月30日、7月13日、7月16日、8月4日等4次開(kāi)展了人工增雨作業(yè)的天氣過(guò)程進(jìn)行分析，得出這4次降水過(guò)程人工增雨平均相對(duì)增雨量為22%。見(jiàn)表1。

表1 相對(duì)平均增雨量與用彈量對(duì)比表

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)昆明市云龍水庫(kù)2017年開(kāi)展的4次人工增雨效果進(jìn)行分析，得出這4次降水過(guò)程人工增雨平均相對(duì)增雨量為22%；而且人工增雨作業(yè)影響區(qū)的平均降雨量要大于對(duì)比區(qū)域的平均降雨量。人工增雨過(guò)程中，當(dāng)影響天氣系統(tǒng)一致時(shí)，作業(yè)用彈量與此次增雨過(guò)程中的相對(duì)平均增雨量之間存在著正相關(guān)關(guān)系。