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減輕旱災危害的設想和對策

10-24 21:53:51  瀏覽次數:754次  欄目:水利水電工程
標簽:水利工程管理,水利水電論文, 減輕旱災危害的設想和對策,http://www.nvlbio.live

  干旱是因水分供求不平衡形成的一種水分短缺現象。在各種自然災害中,以旱災對農業生產的影響最大。我國地域遼闊,是一個典型的季風氣候國家。降水量年際變動大是造成我國旱澇時空分布不均的主要原因。據統計,我國江南及西南地區降水變率最小,在15%以下,云南西部不到10%;華南及華南沿海受熱帶氣旋影響,降水變率大于15%.東北除大興安嶺東側一狹窄地帶受山地對天氣系統活動影響,降水變率在20%以上外,其它地方均小于15%.華北是我國東部降水量最不穩定的地區,年變率高于25%,北京、石家莊等地達28%~29%.西北、內蒙古高原年降水變率超過30%,南疆大于40%.

  我國因干旱每年平均受災面積達2000萬公頃,損失糧食占全國因災減產糧食的50%.受干旱災害影響最嚴重的地區是我國主要產糧區。嚴重持續的干旱還直接影響工業生產、人民生活和生態環境,甚至引發土地荒漠化、地面沉降等多種自然災害。干旱已成為社會可持續發展的嚴重制約因素。為預防和減輕旱災的危害,我們于1995年開始利用地面常規和遙感相結合的方法監測黃淮海地區冬小麥和玉米地的旱情,1999年監測了全國冬小麥主產區的旱情,其監測結果均及時上報了農業部,并受到有關領導的重視。通過五年的旱情監測,我們深深感到:旱災年年有,危害年年存在,危害的地區、時間和嚴重程度都不同。為減少旱災對國民經濟乃至農業生產的影響,提出以下幾點設想。

  一、建立干旱監測系統

  為了減輕旱災的影響,必須建立一個能夠適時進行旱情信息采集、處理、傳輸的快速反應干旱監測系統。此系統可由國家級系統及各省、市的分系統組成。

  為了能在干旱發生過程中以及成災后,及時地將干旱發生、發展、持續、緩解、結束,以及嚴重程度等信息及時向有關單位和部門傳遞,國家級除在水力部設有全國抗旱總指揮部外,在農業部也應設立相應的旱情監測和相應的抗旱機構,在農業部下屬的各省、市也應設立相應的機構。這些機構承擔旱情監測、發布旱情和抗旱救災等工作。對農業部來說,可側重對耕地、草地等監測。耕地中主要側重對冬小麥地、玉米地、高粱地以及稻、棉、油、經濟作物等進行旱情監測。

  鑒于目前的技術和經濟能力,干旱信息的采集主要通過衛星遙感、氣象站、農業氣象試驗站和水文站的觀測實現。信息處理主要在計算機上通過各種軟件、模型、方法實現。信息傳輸通過Internet網實現。

  我們監測采用的方法,旱情監測是通過四大步驟實現的,即:①數據采集;②數據預處理;③旱情計算;④輸出。

  數據采集包括NOAA氣象衛星的數據采集和地面常規數據的采集。

  數據預處理包括:從NOAA的IA AVHRR數據生成IB數據;投影變換(采用阿爾伯斯投影方式);通過歷史資料制成標準年,即正常年份的晴空歸一化植被指數圖;制作當年的歸一化植被指數圖;對于地面數據進行數據轉換,插值計算。

  旱情計算包括:①劃分旱情等級,是給距平植被指數以一定的閾值進行劃分的;當缺乏晴空的NOAA衛星資料時,可用地面常規數據作為一種補充,按占田間持水量的百分數劃分:當田間持水量<40%為重旱,40%~50%為中旱,50%~60%為輕旱,60%~80%正常,>80%濕潤;②套國、省、縣界。

  輸出包括:輸出旱情分布圖,生成縣、地區、省、全國的不同旱情等級的面積及其所占的比例等統計表。

  二、在地理信息系統(GIS)支持下建立干旱預警系統

  由于干旱是一種緩慢的累加過程,所以,建立干旱預警系統是完全可能的。干旱預警系統的核心是干旱的預測。干旱預測是根據干旱成因和干旱規律,找出影響干旱的前期因子,運用一定的方法,預測未來干旱發生的時間、范圍和強度。干旱預報的基本方法有經驗法、統計學方法和動力學方法。統計學方法目前有:多元回歸分析、判別分析、時間序列分析、正交分解、模糊數學方法、灰色系統模型、聚類分析等。動力學方法有多種模式,主要是大氣環流模式、濾波模式、動力統計模式、集成預報等。

  在干旱預警系統中,除收集上述各種方法和模式外;還要在地理信息系統(GIS)的支持下建立各種基礎數據庫,數據庫包括:政區圖,歷史上的干旱,地面數字高程,地表和地下水分布、埋深,地貌、土壤、經濟統計等數據和圖件。經過計算、比較、分析等過程,預測出干旱分布的范圍和強度等,并最終發布干旱警報。

  干旱預警系統可以按不同類型干旱區,建立各區的預警分系統,以開展分區干旱預報。

  三、開展灌溉量預報

  在干旱預警與干旱監測的基礎上,結合不同地區、不同作物、在不同生育階段的耗水量,可以開展灌溉量預報。為開展灌溉量預報,必須建立不同干旱區、不同省份、不同作物、不同生育期耗水量數據庫。

  灌溉量是建立在土壤水分預報或監測的基礎之上的。一般以田間持水量的85%為灌水上限,土壤水分一般控制在田間持水量的55%~85%之間,45%~55%為灌溉指示指標。我們在旱情監測時,監測到重旱和中旱就應考慮灌溉了。實際上,我們能監測到重旱和中旱出現在哪些省、市、縣,以及重旱和中旱的面積,這對于確定灌溉時間和灌溉面積均有重要參考意義。

  灌水計劃層的深度應根據作物發育期而定。前期根系淺,可取50厘米,中期稍深,為70厘米,后期為100厘米。用灌溉量計算公式就可得灌溉量預報值。

  四、減災措施

  為減輕干旱影響,在不同干旱類型區,可采用適于各區的防災、減災措施。

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  在我國北方氣候干旱、半干旱年降水量少于500毫米的地區,要種草種樹以恢復植被,減少水土流失,改善生態環境;在黃淮海地區,常發生春旱和初夏旱,在沒有灌溉條件的地方,應以種植秋收作物為主,夏收作物為輔;在伏旱高發區,應調整播種日期,使作物對水分的敏感期躲過伏旱,以減輕旱害。在農業生產的安排上,應根據干旱發生的情況,機動靈活地采取對策,盡可能減輕危害。如嫩江平原西部以春旱最為嚴重,春旱輕時可種大豆,春旱重時可種谷子、高粱。

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  在地下水豐富的地區,可發展井灌;在丘陵山區,要興修水庫、塘壩;在珠江三角州、長江三角洲和沿江濱湖地區建機電排灌站;在大江、大河沿岸,修建引水灌溉工程等。同時還應搞好配套工程,以充分發揮水利工程在抗旱中的作用。

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  可采用平整土地精耕細作,蓄水保墑和選育抗旱品種,提高抗旱能力;可采用物理、化學方法抑制蒸發。在減少土壤、植物水分消耗的化學控制方面,應用前景看好的有:土面保墑增溫劑、高吸水性樹脂(也稱吸水劑)、抗旱劑等。

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