邯郸市西部山区水资源状况及变化分析

2017-08-28刘熙

地下水 2017年4期

关键词：递减率邯郸降水量

刘熙

(河北省邯郸水文水资源勘测局，河北邯郸 056001)

邯郸市西部山区水资源状况及变化分析

刘熙

(河北省邯郸水文水资源勘测局，河北邯郸 056001)

通过对邯郸市西部山区1960-2015年的逐月降水实测资料与逐月气温资料分析，掌握区域降水特征和水资源状况。经分析研究表明: 历年旱涝交替明显，降水量时空分布不均，并呈下降趋势。21世纪以后年降水量较平均值明显减少；全年降水呈单峰型，其中汛期(6-9月)为降水集中月份，占总降水76.6%；西部山区全年降水66.8%被蒸发掉,仅有33.2 %的降水可被利用。春季(3-5月)表现尤为明显,蒸发率大于80%。邯郸西部山区可利用水资源呈减少趋势。季节可利用降水量变化趋势为春冬季呈增长趋势，夏秋季呈现减少趋势。

邯郸；西部山区；水资源；蒸发率

河北省邯郸市西部山区位于太行山南麓，地形复杂，属于温带大陆性气候，由于地下水资源匮乏，降水的多寡直接影响了当地水资源开发与利用。通过对西部山区1960-2015年的逐月降水实测资料与逐月气温资料以及可利用水资源进行分析，掌握其区域降水特征和水资源状况。由于近年来区域自然降水量的不断下降,可利用水资源也在不断的减少，水资源短缺的又加剧了当地旱情。区域内水资源供需矛盾日益突出，工农业的生产和人畜日常生活用水都面临着困难，为缓解和解决水资源短缺提出相应的对策和措施。

1 研究资料与方法

大气降水的多寡很大程度上决定了当地地区水资源的丰富程度，并直接影响水资源的开发与利用，与旱涝灾害有着密切的关系[1]，本文所用资料是1960-2015年邯郸西部山区武安、涉县气象局国家一般站的月平均降水量与月平均温度资料，通过利用高桥浩一郎公式(陆地蒸散量)对蒸发量、蒸发率、可利用水资源特征进行分析。

图1 1960—2015年降水变化曲线

2 区域降水分布特征

2.1 年际降水特征及趋势

通过对邯郸西部山区1960-2015年降水变化曲线分析可知(见图1)，多年平均降水量为543.5 mm，其中1963年降水出现明显的极值,降水量为1 252.3 mm,降水最小年份为1986年，降水为270.6 mm。年最大降水量是年最小降水量的4.6倍，是年平均降水量的2.3倍，年最小降水量仅为年平均降水量的0.5倍。历年旱涝交替明显，时空分布不均，降水量呈下降趋势，递减率为15.4 mm/10年。

表1为邯郸西部山区年代际降水分布基本统计特征，由表1可已看出，60年代平均降水量明显大于多年平均年降水量，70年代、90年代平均降水量与多年平均年降水量基本持平，80年代、21世纪以来平均降水量明显小于多年平均降水量，尤其是进入21世纪以后降水量较平均值明显减少。

表1 邯郸西部山区年代际降水分布基本特征表 mm

2.2 降水季节分布特征

根据邯郸地区气候条件，春季为3-5月，夏季为6-8月，秋季为9-11月，冬季为12月到次年2月份，汛期为6-9月，降水随季节变化明显，降水量逐月分布呈单峰型(见图2)，表2为西部山区各季节基本统计特征，由表2可知邯郸西部山区年内降水量主要集中在夏季，占全年比例的63.1%，而冬季降水量仅占全年的3%，可见冬季降水稀少，春、秋季降水偏少，各占14.1%和19.8%，汛期降水量为402.4 mm，占总降水74.1%，正是这种降水资源分配极不平均的特点，不利于雨水资源合理利用，更容易造成我市西部山区发生春季干旱，汛期出现山洪、山体滑坡等地质灾害。

表2 西部山区各季节基本统计特征表

3 可利用水资源特征分析

当地水资源的丰匮取决于当地径流量，降水量以及蒸发量的变化。如在不考虑当地地下水的开采、利用以及径流变化的情况下,仅从降水量与蒸发量之差来分析，两者之间差值越大(P-E>0),则当地的水资源越丰富，反之当地的水资源则匮乏。本文根据当地可收集到的降水、温度要素资料,采用高桥浩一郎公式(陆地蒸散量)对蒸发量进行计算[2]：

E=3100P/(3100+1.8P2exp(-34.T/(235+T)))

(1)

式中：E为月地面蒸发量(mm)，P为月平均降水量(mm)，T为月平均气温(℃)。

根据高桥浩一郎公式，利用邯郸西部山区1960-2015年月平均降水P、月平均气温T资料,根据式(1)计算出邯郸西部山区陆面蒸发E、可利用降水量P - E以及蒸发比R=E/P。

图2 逐月降水变化曲线

3.1 可利用水资源年变化特征

图3为邯郸西部山区可利用水资源年变化曲线，可利用水资源年变化特征与降水的变化趋势基本相似，极大值、极小值同样出现在1963年和1986年，其值分别为857.2 mm和22.2 mm，分布极其不均匀，平均年可利用水资源为166.8 mm，总体可利用水资源呈减少趋势，递减率为16.5 mm/10a，并且可利用水资源递减率大于自然降水递减率。

图3 1960—2015 年可利用水资源变化曲线

3.2 可利用水资源季节变化特征

表3为邯郸西部山区可利用水资源季节基本统计特征，由表3可以得出西部山区夏季可利用水资源最多，占全年总量74.1%，秋春季较少，各占17.3%和7.3%，冬季最少，只占1.3%。

图4为邯郸西部山区季节可利用降水量变化曲线，通过二次多项式回归分析可以得知，春冬季呈现微幅增长趋势，而夏秋季则呈现出明显减少趋势，由此可以得出年可利用水资源量的减少的主要原因是夏秋季节利用水资源量减少而引起的。

3.3 可利用水资源月变化特征

从逐月E、P - E、R特征表(见表4)可以得出，邯郸西部山区全年降水66.8%被蒸发掉,仅有33.2%的降水可被利用，且蒸发量、可利用降水量逐月变化趋势与降水量月变化基本相似,其分布极不均匀，呈现以7月为顶点的单峰形，蒸发量与可利用水资源量分别占全年的25.2%、36.5%。

由蒸发比分析可知，7、8月份的蒸发百分比低于60%，其他月份均大于65%，尤其是春季(3-5月)，表现尤为明显,蒸发比大于80%，即邯郸西部山区春季的降水大部分蒸发为水汽，变成可利用水资源量很小。就是说越是在降水少的季节,蒸发比也就越大，正是因为这一点加剧了水资源供需矛盾，也就造成西部山区十年九旱的局面。

表3 邯郸西部山区可利用水资源季节基本特征表

图4 可利用水资源季节变化曲线图

4 缓解水资源短缺措施

由上述分析可以看出，近年来自然降水量的不断下降,可利用水资源也在不断的减少。造成了水资源短缺，加剧了当地旱情的发展，水资源供需矛盾日益突出，给工农业的生产和人畜日常生活用水带来更大困难，为缓解水资源短缺应采取以下措施：

(1)开发空中水资源，通过人工增雨手段，在富含水汽的云层中施放一些催化剂，增加云中的水汽凝结核，就可提高降水效率[3]，使空中更多的水汽和云转化为降水,根据国内外多年的试验成果表明，正确利用现有的人工增雨技术可以增加5%～20%的降水量[4]，由此可见人工增雨是可行的，邯郸西部山区属温带大陆性季风气候，降水相对集中，在汛期云系人工催化条件较好，因此应大力开展增雨作业增加降水。

表4 逐月E、P - E、R特征表

(2)西部山区要抓好水利工程建设，大力推广节水措施。沿途实施梯级开发，开展拦蓄塘坝工程，开辟新水源，增大调蓄水量。在农业节水方面通过调整当地农作物种植结构，在灌区通过改造和大力推广滴灌、渗灌和喷灌等多种节水灌溉技术，提高当地灌溉水的有效利用率，坚决避免大水漫灌和使用土渠输水。在工业方面要严格执行行业耗水标准，并提高水的重复利用率，以达到节水目的。