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永宁河流域暴雨灾害时空分布规律及农业生产防范措施

2021-03-03陈峻雨鲍文

安徽农学通报 2021年3期
关键词:农业生产防范措施

陈峻雨 鲍文

摘 要:该文分析了长江右岸一级支流永宁河流域3个地面测站40年逐日降水观测资料,采用降水距平百分率、线性回归和统计学方法,对永宁河流域暴雨分布的时空规律进行了研究,并根据本地区实际情况提出防范应对措施,以便针对性地开展防灾减灾工作,减轻暴雨灾害对农业生产的影响。

关键词:永宁河流域;暴雨灾害;时空分布规律;农业生产;防范措施

中图分类号 P426.616文献标识码 A文章编号 1007-7731(2021)03-0144-03

近年来,全球变暖趋势日益明显,气象灾害发生频率逐年增加,对人们生产生活造成严重影响。暴雨是一种常见的气象灾害,研究其时空分布规律对防灾减灾工作的有序开展具有重要的参考价值。针对永宁河流域上游地区、永宁河支流古宋河流域以及永宁河下游地区的暴雨灾害特征的单独研究较多,但对整个流域暴雨灾害系统性、关联性的研究较少。为此,笔者采用线性回归和统计学方法,对永宁河流域暴雨分布的时空规律进行了初步分析,以期为永宁河流域和农业生产防灾减灾提供参考。

1 材料与方法

1.1 永宁河流域概况 永宁河属长江右岸一级支流,发源于四川省叙永县白腊乡高峰村与云南省威信县高田乡新华村交界处的尖山子,上游称清水河,上源东门河、南门河在叙永县城南定水寺汇合后称永宁河。永宁河流域(105°06′~105°37′E、27°55′~28°47′N)西临长宁河流域、南与赤水河流域上游相邻、东依赤水河流域、北抵长江,地跨泸州、宜宾两市,流域内主要有泸州市叙永县、纳溪区和宜宾市兴文县3个县(区)共17个乡镇和2个街道,依次流经叙永县叙永镇、龙凤镇、兴隆镇、天池镇、马岭镇、江门镇和纳溪区上马镇、护国镇、渠坝镇、天仙镇、棉花坡镇、新乐镇、永宁街道、安富街道,于纳溪区安富街道汇入长江,主要支流有南门河、东门河、古宋河、泥沙河、洞溝河、马河、护国河、脑滩河、白节河等9条,流域面积3228km2。

永宁河流域位于四川盆地南部的丘陵和低山区,属南亚热带湿润大陆季风气候区。流域内雨量充沛,气候温和,年平均无霜日高达345d,年平均气温17.6~18.1℃,最热月为7—8月(平均气温27~27.7℃),最冷月为1月(平均气温为7.3~7.8℃),全年日照时数1100~1400h;年平均风速1.2~1.7m/s,历年最大风速15m/s,最多风向北—北西风;年降雨量1000~1600mm,主要集中在5—10月,约占全年的76%~82%,最大降雨量为1325.4~1381mm。永宁河流域曾多次发生因暴雨引发的洪涝灾害,影响较大的如2012年“7.23”大暴雨过程,最大降雨量180.2mm,造成永宁河水位陡涨,永宁河上马场镇段水位达到259.50m,受灾人口达22.63万人,农作物受灾面积达3.26万hm2,其中成灾面积1.30万hm2,绝收面积2753.33hm2,直接经济损失69615万元。

1.2 资料来源 本研究采用1980—2019年永宁河流域泸州市叙永县、纳溪区和宜宾市兴文县3个地面测站40年逐日降水观测资料。根据四川省气象局规定,四川盆地内24h累计降雨量在50mm及以上称之为暴雨,因此本研究把日降水量达到50mm以上称为暴雨日[1]。按降水距平百分率分级:≥80%为异常偏多,50%~80%为显著偏多,25%~50%为偏多,-25%~25%为正常,-50%~-25%为偏少,-80%~-50%为显著偏少,≤-80%为异常偏少。

1.3 研究方法 根据永宁河流域3个站点40年逐日降水观测资料,分别对暴雨发生的时间、空间数据进行统计分析,并利用降水距平百分率、线性回归和统计学方法找出当地暴雨灾害发生的规律[2]。降水距平百分率[ΔR%]反映了某时段降水量相对于同期平均状态的偏离程度,计算公式为:

ΔR(%)=(R-R-)/R×100

式中,[R]表示某时间段降水量;[R]表示该时间段常年降水平均值。

线性回归是利用数理统计中的回归分析来确定2种或2种以上变量间相互依赖的定量关系,表达形式为:

y=ax+b

式中,b为误差服从均值为0的正态分布。

2 结果与分析

2.1 时间规律 1980—2019年永宁河流域3个站点共出现暴雨日331次,平均每年发生2.75次,最大日降雨量为257.9mm(纳溪,1991年6月30日)。2015年暴雨日最多为6次,1992年、1995年、2001年、2008年和2017年最少为1次。永宁河流域暴雨日数正常的有17年,占42.5%;暴雨日数异常偏多的有1年(2015年,偏多118.2%),占2.5%;暴雨日数显著偏多的有2年(2016年,偏多69.7%;2018年,偏多57.6%),占5%;暴雨日数偏多的有9年,占22.5%;暴雨日数偏少的有4年,占10%;暴雨日数显著偏少的有7年,占17.5%;暴雨日数异常偏少的年份为0。整体来看,大致以3~4年为1个周期,暴雨发生次数按照高、低、中(次低)的规律出现。40年中暴雨日数整体呈上升趋势,暴雨日数(x)与年份(y)的线性回归方程为:y=0.01079x-18.83。其中,1980—1996年暴雨日数波动较为平稳,1997—2019年暴雨日数波动较为明显。近年来在全球气候变暖的大环境下,极端天气频发,暴雨发生次数的极高值也越来越大。

从月分布规律方面来看,永宁河流域暴雨主要出现在6—8月主汛期,7月暴雨日最多(107次),8月暴雨日次之(86次),2个月暴雨日数占全年总数的58.3%。暴雨最早出现在4月19日(叙永站1996年4月19日,降雨量53.5mm),最晚在10月9日(叙永站2015年10月9日,降雨量58.3mm)。从旬分布规律方面来看,永宁河流域在7月上旬和7月下旬暴雨出现频率最高(37次),7月中旬和8月中旬暴雨出现频率次之(33次)。全年来看,暴雨次数在5月上旬出现第1波小高潮(9次),5月下旬开始暴雨次数逐渐增加,8月下旬开始逐步减少,9月下旬仅出现1次,但10月上旬又增加到5次,10月中旬后未出现过暴雨。

2.2 空间规律 永宁河流域上游(叙永县)、中游(兴文县)、下游(纳溪区)的暴雨日数分布基本持平,其中下游(37.5%)略高于上游和中游地区。3个站点中至少2个站点同时出现暴雨的次数达65次,占全部暴雨次数的45.0%,表明影响上中下游区域的强对流天气系统基本一致,上下游联动程度较高。通过统计分析永宁河流域暴雨日数较多的2015年、2016年和2018年3年数据可知,虽然下游地区暴雨日数略高于上游和中游地区,但暴雨强度却是上游地区明显大于中游和下游地区。如2016年6月18日,永宁河流域发生暴雨天气过程,上游、中游、下游地区降雨量分别达到152.8、53.2、73.9mm,位于永宁河上游的叙永水文站出现超保证水位1.43m的洪峰,洪水重现期约80年一遇,是有实测记录以来最大洪水;2016年6月24日,永宁河流域再次发生暴雨天气过程,上游、中游、下游地区降雨量分别达到105、46.9、55.1mm。上游降雨强度大于中下游地区的主要原因在于:永宁河流域上游地区主要位于乌蒙山片区,地形以山区为主,且主汛期该地区处于西风带迎风坡区域,水汽受地形影响,抬升作用明显,有利于强降雨的形成;而永宁河流域中下游地区,尤其是下游地区主要位于四川盆地边缘浅丘陵地带,地形对气流的抬升作用一般,虽临近长江,对局部水汽输送有一定程度的弥补,但总体来说客观条件对强降雨的产生较为不利。因此,在水汽和地形的综合影响下,永宁河流域暴雨强度呈現自上游向中下游地区递减、山区向丘陵地带递减的规律。

将空间分布规律按月进行统计可知,永宁河流域上游的暴雨日数分布更加集中,主要分布于7—8月,暴雨日数占全年的69.5%;下游暴雨日数相对分散些,汛期(5—9月)每月暴雨日数占全年总数的11.3%~27.4%;中游地区暴雨日数分布接近于下游,汛期(5—9月)每月暴雨日数占全年总数的10.8%~34.3%,但呈现2个特征:一是7月暴雨日数显著高于其他月(7月暴雨日数占比为34.3%,其他月均低于21%);二是近40年来,4月从未出现过暴雨。

3 农业生产防范措施

3.1 加强基础设施建设 根据永宁河流域暴雨灾害的特点和防洪现状,要坚持水库与堤防(护岸)、河道整治相结合,进一步加强防洪基础设施的建设力度,在永宁河干流中上游兴建大型水库,提升洪水拦蓄能力;在永宁河中下游,尤其是兴文县古宋河支流汇入永宁河后河段,加强沿线的防洪标准,完善防洪措施。同时,加强沿河地段农田基本建设、改良土壤结构、调整作物布局等农业生态综合治理,不断提高农业产业适应气候变化和抗御自然灾害的能力,从被动救灾转变为主动防灾[3]。

3.2 建立部门合作联动机制 气象、水利、自然资源、应急、文旅等部门应进一步加强合作联动,针对防灾减灾重点时段和地点,充分发挥各部门在技术力量、专业领域等方面的优势,深挖部门合作潜力,使防灾减灾工作形成合力。同时,尽可能实现资源共享,避免重复建设,整合水利、自然资源、气象等部门的雨量、水位监测设施、文体广电部门的喇叭、电子屏设施、相关部门的群防群策人员等资源,以地方政府为主导,共同助力农村防灾减灾体系建设。

3.3 提升预报预测能力 气象部门应充分利用自身体制优势,积极提高预报水平,结合本地区复杂地形,努力探索提炼出一套适合本地区的数据预报模式,提升短临预报精度;同时,充分运用已有研究成果,对气象灾害发生规律进行进一步修正和探索,提升中长期气候趋势预测精度,长短提升结合,为防灾减灾工作提供更精准的指导。

3.4 提高水资源调度能力 针对永宁河流域水资源的特点,上下游地区2市3县区防汛抗旱指挥机构应参照大江大河统一指挥调度模式,建立永宁河流域统筹协调机制,充分发挥永宁河干流、各支流的水库、水电站、灌溉渠系等对水资源的调度作用,根据暴雨灾害时空分布规律,结合气象、水文部门的预测预警,提前开展腾减库容、蓄水保水等工作,削峰拦洪,既避免了强降雨带来的洪涝灾害,又避免了久雨转干后的干旱灾害,化灾为宝,尽可能将水资源利用效率最大化。

参考文献

[1]詹兆渝.中国气象灾害大典四川卷[M].北京:气象出版社,2006.

[2]熊俊楠,刘志奇,范春捆,等.1983—2013年西藏自治区气象灾害时空分布特征与变化趋势[J].冰川冻土,2017,39(6):1221-1231.

[3]黄茜,鲍文.气候智能型农业的景观管理[J].安徽农学通报,2018,24(21):168-170.

(责编:徐世红)

作者简介:陈峻雨(1986—),男,四川富顺人,硕士,研究方向:农业管理。 *通讯作者  收稿日期:2021-01-03

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