山東省近幾年干旱時(shí)空分布特征分析

杜桂河，陳燕，杜曉惠

（1.共青團(tuán)水庫管理所，山東安丘 262100；2.中國環(huán)境科學(xué)研究院大氣環(huán)境研究所，北京 100012）

山東省近幾年干旱時(shí)空分布特征分析

杜桂河1，陳燕1，杜曉惠2

（1.共青團(tuán)水庫管理所，山東安丘 262100；2.中國環(huán)境科學(xué)研究院大氣環(huán)境研究所，北京 100012）

通過對山東省近幾年的水資源量、總需水量以及因旱受災(zāi)作物面積、人口牲畜數(shù)量等數(shù)據(jù)資料分析，利用2001—2014年各月降水距平百分率對各城市干旱程度進(jìn)行劃分，并結(jié)合ArcGIS等數(shù)據(jù)分析工具，研究山東省干旱的空間分布特征以及時(shí)序特征。結(jié)果表明，在需水量基本不變的情況下，山東省水資源量呈逐年減少的趨勢；因旱受災(zāi)作物面積、人口牲畜數(shù)量呈周期性變化，周期約為2～3年；山東省各城市的降水距平百分率的空間變化顯示，干旱發(fā)生頻次較高的區(qū)域主要分布于北部和西南部，而且山東省干旱發(fā)生頻次呈緩慢上升的趨勢。

山東?。桓珊?；降水量；時(shí)空分布

干旱是長期威脅人類生存和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要自然災(zāi)害之一，由于其影響范圍較廣，持續(xù)時(shí)間久，一直以來是眾多學(xué)者研究的熱門話題。馬建琴、劉冰、王瀟宇等人對山東或部分城市的氣象干旱情況進(jìn)行研究及評估，其研究利用不同的干旱評價(jià)指標(biāo)對研究區(qū)域長期干旱狀況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，研究結(jié)果均表明山東地區(qū)干旱無明顯規(guī)律特征，且各地區(qū)發(fā)生干旱的頻率略有差異。相關(guān)研究主要集中于討論20世紀(jì)50年代以來山東地區(qū)的干旱時(shí)空分布情況，但對于近期干旱災(zāi)害的研究較少，并且大部分研究重點(diǎn)關(guān)注降雨量而忽略了其他因素與干旱之間的關(guān)系。

本研究利用2001—2014年《山東省統(tǒng)計(jì)年鑒》以及2006—2014年《中國水旱災(zāi)害公報(bào)》中統(tǒng)計(jì)的山東省及各地級市降雨量、水資源總量、需水量以及因旱受災(zāi)的作物面積、人口牲畜數(shù)量等數(shù)據(jù)對山東省近年來的干旱災(zāi)害情況進(jìn)行初步統(tǒng)計(jì)，根據(jù)不同的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)探討山東省及各城市的干旱情況的時(shí)序變化，并分析降水距平的空間分布特征。

1 資料和研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源介紹

研究中利用的各市降雨量、水資源總量、供需水量數(shù)據(jù)來源于山東統(tǒng)計(jì)信息網(wǎng)的《山東省統(tǒng)計(jì)年鑒》，干旱受災(zāi)面積、絕收面積、因旱飲水困難人口、因旱飲水困難大牲畜數(shù)量等數(shù)據(jù)來源于中華人民共和國水利部國家防汛抗旱總指揮部統(tǒng)計(jì)的《中國水旱災(zāi)害公報(bào)》，數(shù)據(jù)來源真實(shí)可靠。

1.2 研究方法

結(jié)合相關(guān)學(xué)者研究，利用月尺度降水量距平百分率來作為研究中干旱輕重的指標(biāo)，如（1）式：

根據(jù)干旱烈度的劃分，選取Pa≤-50%為較旱及以上，Pa≤-75%為中旱及以上，Pa≤-85%為重旱及以上，Pa≤-95%為特旱。利用山東省17個(gè)市2001—2014年各月的降水量計(jì)算月尺度降水距平百分率，并按照上述分類統(tǒng)計(jì)各城市干旱程度所占月份數(shù)量并繪制其空間分布。

2 結(jié)果分析

2.1 山東省水資源總量及需水量時(shí)間變化

山東省2003—2014年水資源總量呈逐年降低的趨勢，2014年水資源總量僅為2003年的30%，其中2006年及2014年地表水資源量較低，分別約為199.8億m3和148.4億m3；地表水資源總量由2003年近349.3億m3下降至2014年約76.6億m3，下降了約78%，2014年水資源總量是近10年來的歷史新低。資料顯示，山東省從2000年以來總需水量無較大變化，總需水量由2000年的244.1億m3下降為2014年的214.5億m3，總量上略微降低但基本保持不變；農(nóng)業(yè)用水一直是山東省水資源的主要用水方式，占總用水量的68%以上。

總體而言，近十幾年來山東省需水量基本保持不變，但水資源總量下降較快，至2014年，其水資源總量低于歷年平均水資源量。

2.2 山東省旱情受災(zāi)情況統(tǒng)計(jì)

山東省于2006年、2009年及2011年等因旱受災(zāi)面積明顯高于其他年份，且受干旱影響造成農(nóng)作物減產(chǎn)的受災(zāi)面積在2013年后有上升趨勢，大部分年份中成災(zāi)面積與受災(zāi)面積曲線變化趨勢一致，而2011年與其他年份差異較大，雖然受災(zāi)面積達(dá)126萬hm2，但成災(zāi)面積不到28萬hm2，說明該年份時(shí)農(nóng)作物因?yàn)?zāi)減產(chǎn)的現(xiàn)象比較多，但是并不嚴(yán)重。

統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，受災(zāi)人口與大牲畜數(shù)量變化呈現(xiàn)出干旱發(fā)生伴有一定的周期性，在2006—2014年，2006—2007年、2010—2012年以及2014年因旱飲水困難人口及牲畜數(shù)量明顯高于其他年份。因旱作物受災(zāi)情況與因旱飲水困難情況逐年變化并不完全一致，特別是2009年因旱作物受災(zāi)面積大于其他年份，但是因旱飲水困難數(shù)量卻相對較少。

2.3 各市干旱情況（降雨量）時(shí)間序列變化

山東省各城市不同程度的干旱烈度所占月份數(shù)量不同，此次研究統(tǒng)計(jì)的樣本量為168個(gè)月，各城市較旱及以上等級平均約占整個(gè)樣本總量的40%，其中特旱等級平均約為48個(gè)月，約占總樣本量的28%，此外，泰安市、日照市、聊城市、濱州市特旱等級月份均超過50個(gè)月。在空間分布方面，山東省各區(qū)域降雨量空間分布不均，北部城市及西南部分城市發(fā)生干旱的頻率大于其他區(qū)域。

統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，山東省不同等級干旱情況的時(shí)間序列，除2003年外，近14年來山東省干旱月份數(shù)量差異不大，其中2001年山東省干旱情況較為嚴(yán)重，各地市較旱及以上的月份總計(jì)接近110個(gè)月，而且自2009年以后較旱級以上等級的月份呈逐年緩慢上升的趨勢，至2014年山東省特旱月份約為70個(gè)月，約占總干旱月份的22%。

3 結(jié)語

本研究統(tǒng)計(jì)了10多年山東省水資源量、供水及需水量時(shí)序變化，并利用降水量計(jì)算各市不同等級的干旱情況發(fā)生頻次。結(jié)果顯示在整個(gè)研究期間內(nèi)，山東省總水資源量呈逐年下降的趨勢，且地表水資源量下降幅度較大。與此同時(shí)整個(gè)研究區(qū)域的供水及需水量無明顯變化。因旱受災(zāi)的作物面積及因旱飲水困難的人口及大牲畜數(shù)量變化有一定的周期性，每2～3年受旱災(zāi)影響的作物面積及人口/牲畜的數(shù)量會明顯增加。從山東省各城市的干旱程度也可以看出，近十幾年山東省各城市有不同程度的干旱，且受干旱影響的月份數(shù)量也呈緩慢上升的趨勢，整體趨勢趨于穩(wěn)定，但是，總體上發(fā)生持續(xù)時(shí)間較久的嚴(yán)重干旱的可能性較低。

本文利用不同類型的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，從多個(gè)方面分析了山東省的干旱情況，但由于現(xiàn)有數(shù)據(jù)較少，未能結(jié)合其他氣象要素進(jìn)行更詳細(xì)的成因分析，在今后的研究中會進(jìn)一步深入的研究與探討。

[1]馬建琴,劉冰,夏軍.山東省氣象干旱的游程時(shí)空特征分析[J].人民黃河,2013,09：4-7.

[2]劉冰.山東省氣象干旱特征研究[D].華北水利水電大學(xué), 2014.

[3]王瀟宇,沙莎,何永健.基于GIS的氣象干旱評估系統(tǒng)研究——以山東省濰坊市為例[J].氣象與減災(zāi)研究,2010,04：43-47.

[4]王志偉,翟盤茂.中國北方近50年干旱變化特征[J].地理學(xué)報(bào),2003,S1：61-68.

（責(zé)任編輯 崔春梅）

F426.616

B

1009-6159（2017）-04-0003-02

2016-11-04

杜桂河（1964—），男，工程師