干旱對印度尼西亞芝塔龍河流域水庫調(diào)度的影響

［印度尼西亞］W.哈特莫克等

干旱是一種自然災害，它威脅生命，危害巨大，其不同于其他自然災害的地方有以下幾點。

(1)干旱何時發(fā)生和結(jié)束難以確定;其影響是緩慢顯現(xiàn)的，往往需要相當長一段時間累積，因而通常被視為一種漸進現(xiàn)象。

(2)很難給干旱一個通用定義。

(3)相對于其他自然災害(如洪水和地震)所帶來的損害而言，干旱的影響區(qū)域要廣泛得多，但幾乎不造成任何結(jié)構(gòu)上的損壞。因此，對干旱的影響進行量化的難度要比其他自然災害大得多。

(4)人類的活動可以直接引發(fā)干旱的發(fā)生，比如過度灌溉、采伐森林和過度開發(fā)利用水資源。干旱通常可以分為氣象干旱、水文干旱、農(nóng)業(yè)干旱和社會經(jīng)濟干旱。其中，發(fā)生水文干旱意味著現(xiàn)有的水資源利用管理系統(tǒng)會遭遇一段地表水和地下水不足的時期。

1 研究區(qū)域

芝塔龍河流域面積為6600km2，年均降水量2382 mm，最大儲水潛力為129.5億 m3/a。它覆蓋了西爪哇和雅加達的9個行政區(qū)和3個自治市。

芝塔龍河流域的水資源如果得到充分利用，技術上灌溉面積可達24萬hm2，可為10個行政區(qū)或自治市提供生活、市政和工業(yè)用水(雅加達公共用水的原水有80%來自芝塔龍河流域)，并為裝機1800MW的電站提供發(fā)電用水。芝塔龍河流域具有重要的戰(zhàn)略性地位，由中央政府管理。

芝塔龍河流域有3座梯級水庫，從上游至下游分別為撤古凌(Saguling)水庫、希拉塔(Cirata)水庫和朱安達(Juanda)水庫，前兩座水庫主要用于發(fā)電，朱安達水庫為多功能水庫。

2 干旱歷史

稻田受干旱影響的數(shù)據(jù)可以從糧食總局獲得。灌溉區(qū)域主要集中在加拉璜(Karawang)區(qū)和勿加泗(Bekasi)區(qū)。1997～2010間出現(xiàn)了幾個干旱的年份——1997，2002，2003，2004，2006，2007 年和 2008年。分析表明，干旱發(fā)生的頻率越來越高。

3 水庫運行

撤古凌水庫、希拉塔水庫和朱安達水庫分別由3個不同的公司管理。但它們都是按有效蓄水“平等共享”原則運行。在以往水庫運行中，1997～1998，2003～2004年和2006～2007年水位較低。

單從水庫運行圖看，很難確認干旱的起止時間及其嚴重性。為了克服這一困難，需要引入基于水庫水位的水文干旱指數(shù)。

4 水庫虧缺指數(shù)

德克薩斯水資源開發(fā)委員會已經(jīng)開始運用水庫虧缺指數(shù)(RDI)來計算干旱指數(shù)。RDI定義為當前水位和當月水位中間值的比值:

式中，RDI表示水庫虧缺指數(shù)，wl表示當前水位，Mwl表示相應月份水位中間值。

為了確認干旱事件的起止時間和嚴重性，應按照Yevjevich方法進行RDI值累進計算。

從分析3座水庫RDI值的估算結(jié)果可知，最下游的朱安達水庫受干旱的影響最大。最上游的撤古凌水庫受干旱的影響最小。

運用RDI同樣可以清楚干旱發(fā)生的起止時間。它還可以顯示時間間隔和水庫對干旱的反應。1997～1998年與2003～2005年為旱年，2006～2008年為嚴重干旱時期。

5 干旱對水庫運行的影響

3座水庫每年的干旱程度及其因此而受影響的面積之間的關系如圖1～3所示。從這些圖中可以看出這3座水庫有以下共同點:

(1)3座水庫年度RDI大小與受干旱影響面積大小緊密相關;

(2)從水庫虧缺指數(shù)可以看出，過去的農(nóng)業(yè)干旱在水文干旱前后都有發(fā)生;

(3)盡管RDI顯示干旱已經(jīng)結(jié)束，但實際上干旱影響范圍內(nèi)稻田的旱情仍存在。

圖1 朱安達水庫年度RDI值與受干旱影響面積的數(shù)據(jù)(關聯(lián)度為79%)

圖2 撤古凌水庫年度RDI值與受干旱影響面積的數(shù)據(jù)(關聯(lián)度為70%)

圖3 希拉塔水庫年度RDI值與受干旱影響面積的數(shù)據(jù)(關聯(lián)度為87%)

6 結(jié)語

分析結(jié)果表明，運用水文干旱指數(shù)可以確認干旱的起止時間、干旱的持續(xù)時間及其嚴重程度。水庫水位的RDI值與受干旱影響的稻田數(shù)據(jù)相關聯(lián)，這說明這3座水庫實現(xiàn)了應對干旱的最佳運行。同樣可以看出，農(nóng)業(yè)干旱比水文干旱開始得早，結(jié)束得晚。