2010—2019年武威市人工增雨雪作業(yè)效果及對農(nóng)業(yè)的影響分析

孫占峰

摘要 ? ?武威市自2010年開始大規(guī)模開展WR-98火箭人工增雨雪作業(yè)，主要用于農(nóng)業(yè)抗旱減災(zāi)和增加水庫蓄水。本文通過統(tǒng)計分析2010—2019年武威市人工增雨雪作業(yè)、降水量資料、石羊河天然河道來水量及生態(tài)環(huán)境監(jiān)測資料，分析了近10年人工增雨雪作業(yè)效益及其對農(nóng)業(yè)的影響，以期為當?shù)厝斯ぴ鲇暄┳鳂I(yè)提供參考。

關(guān)鍵詞 ? ?人工增雨雪;效果;農(nóng)業(yè);甘肅武威;2010—2019年

中圖分類號 ? ?P481 ? ? ? ?文獻標識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2020）13-0186-02 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）

武威市位于河西走廊東部，地處青藏高原北坡中緯度地帶，東接黃土高原西緣，南靠祁連山脈，東北鄰騰格里沙漠和巴丹吉林沙漠，海拔1 200～4 900 m。全市多年年平均降水量約260 mm，中、北部農(nóng)業(yè)區(qū)年平均降水量僅為110～170 mm，南部山區(qū)最大年降水量達600 mm以上，水資源匱乏且時空分布極為不均。該地區(qū)以種植玉米、小麥、土豆、蔬菜等農(nóng)作物為主。祁連山區(qū)蘊藏著豐富的空中云水資源，這一帶是西北地區(qū)最大降水量出現(xiàn)的地區(qū)之一，山區(qū)降水是河西走廊平原地區(qū)的4～16倍，但在自然條件下轉(zhuǎn)化為降水的比例還不足15%。試驗結(jié)果表明，人工增雨雪可增加15%～20%的降水，潛力巨大。2010年以后，武威市委、市政府將人工增雨雪作為增加石羊河流水資源的重要手段來抓，不斷加大投入，至2014年年底全市共建成火箭點作業(yè)點45個，作業(yè)點覆蓋面積近5 000 km2。WR-98火箭是目前國內(nèi)最為先進的增雨雪火箭彈，催化效率高，每枚火箭的作業(yè)影響面積為36 km2左右，考慮安全射界區(qū)影響，平均每個作業(yè)點影響區(qū)達100 km2，對增加自然降水、生態(tài)恢復(fù)和農(nóng)業(yè)抗旱減災(zāi)等都非常有利。

1 ? ?人工增雨雪原理

大多數(shù)云層的溫度在0 ℃以下，云中缺乏冰晶或冰晶數(shù)量不足，云不會產(chǎn)生降水或降水率不高，通過火箭把增雨雪催化劑播撒到云中，增加人工冰核，從而促成降水或提高降水效率[1-2]。

2 ? ?火箭作業(yè)點的布設(shè)情況

為確保火箭增雨作業(yè)的安全，火箭增雨作業(yè)點的選擇十分嚴格。選擇火箭增雨作業(yè)點時，不僅要考慮水汽路徑，還要兼顧彈道及落點的安全性，要遠離村莊，確保周邊群眾的安全。武威市火箭作業(yè)點主要分布在天祝、古浪、民勤、涼州沿山區(qū)及祁連山區(qū)，所有大范圍的西來降水天氣系統(tǒng)均可開展人工增雨雪作業(yè)。作業(yè)時上下游聯(lián)動，不僅可以增加本地區(qū)降水量，隨著云系的移動，還可增加下游降水量。

3 ? ?2010—2019年武威市降水量分析

人工增雨有關(guān)資料表明，在增雨雪作業(yè)有效區(qū)域內(nèi)，如果降水量增加了15～20 mm，不僅可以減少小麥欠收30%，還能使平收年產(chǎn)量達到豐收年水平;4 mm降水，糧食可增產(chǎn)15 kg/hm2;不經(jīng)流失的1 mm降水，可發(fā)電40萬kW·h。

統(tǒng)計2010—2019年10年降水資料發(fā)現(xiàn)，全市年平均年降水量為270.3 mm，降水年變化在-16%～25%之間;最少為177.9 mm，出現(xiàn)在2013年;最多為353.55 mm，出現(xiàn)在2019年。2010—2019年全市年均降水量分別為239.7、325.0、315.5、177.9、326.2、270.5、291.4、288.1、310.0、353.6 mm。其中年平均降水量≥300.0 mm的年份，均較近10年的平均降水量多約20%，特別是沿祁連山區(qū)的天祝縣，2019年降水量達592.2 mm，較歷年同期偏多52%。各縣區(qū)多年年平均降水雖有波動，但整體呈增加趨勢（圖1）。

4 ? ?2010—2019年石羊河流域天然河道來水量分析

近10年石羊河天然河道年平均來水量為1.074 3億m3，整體走勢呈明顯增加的趨勢（圖2）。水量最大年為2019年，達1.830億m3，較近10年平均來水量偏多76%;水量最小年出現(xiàn)在2013年，僅為0.376 3億m3，較近10年平均來水量偏少64%。經(jīng)過近10年大力開展人工增雨雪作業(yè)，石羊河流域天然河道來水量已基本恢復(fù)至20世紀60—70年代的水平。

5 ? ?人工增雨雪作業(yè)效果分析

2000—2009年10年間，由于財力有限，全市共開展增雨雪作業(yè)706點次，發(fā)射火箭彈只有554枚。2010—2019年全市共開展增雨雪作業(yè)4 853點次，發(fā)射火箭彈14 927枚，作業(yè)點次約為上一個10年的7倍，發(fā)彈量約為上一個10年的27倍。武威市境內(nèi)6條山水河（西營河、金塔河、雜木河、黃羊河、古浪河、大靖河）年自然來水量較上一個10年明顯增加，增水效果非常明顯，平均增水15%～20%。降水量較大且適時，全市農(nóng)業(yè)減少灌溉2～3個輪次;由于生態(tài)環(huán)境好轉(zhuǎn)，沙塵暴等氣象災(zāi)害發(fā)生次數(shù)減少，有效保護了設(shè)施農(nóng)業(yè)。

根據(jù)HJ-1B/CCD衛(wèi)星資料分析，民勤青土湖2010年重現(xiàn)水域，面積為3.36 km2。2017—2019年連片水體面積平均每年增加1.91 km2，水體沙丘相間面積平均每年增加1.68 km2。青土湖地下水位穩(wěn)定回升。2009年以來，地下水位埋深從3.88 m回升到2016年地下水位埋深3.04 m，地下水位埋深回升了0.84 m。2017—2019年，青土湖地下水位埋深平均每年回升0.12 m。同時根據(jù)武威市荒漠生態(tài)與農(nóng)業(yè)氣象試驗站定位監(jiān)測，2010年前5年民勤監(jiān)測點沙丘移動平均速度為6.52 m/a，2010年后10年沙丘移動平均速度為5.94 m/a，總體呈減緩趨勢，民勤平均遞減速率為0.13 m/a，減緩了沙漠吞并農(nóng)田的趨勢。人工增雨雪對農(nóng)業(yè)抗旱減災(zāi)、改善流域生態(tài)環(huán)境發(fā)揮了積極作用[3-4]。

6 ? ?結(jié)語

多年的實踐證明，在干旱地區(qū)實施人工增雨作業(yè)投入少、產(chǎn)出高，效果十分顯著。因此，除繼續(xù)開發(fā)上游祁連山區(qū)豐富的云水資源以有效增加山區(qū)來水和水庫蓄水外，還應(yīng)加大石羊河流域中、北部人工增雨（雪）力度，增加荒漠區(qū)降水量和土壤含水量，促進林草、農(nóng)作物及荒漠植物生長，增加土壤有機質(zhì)，增強土壤保蓄水能力，通過降水促進大氣-土壤-植被的良性循環(huán)[5]。武威市是農(nóng)業(yè)大市，水資源嚴重短缺，人工增雨雪作業(yè)是增加自然降水的有效手段，產(chǎn)出投入比高、效益明顯，可有效保障經(jīng)濟作物的種植和生長、提升農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益、增加農(nóng)民收入，對于促進國民經(jīng)濟發(fā)展具有深遠意義。因此，建議相關(guān)部門進一步擴大作業(yè)規(guī)模，同時搶抓有利天氣時機，大力開展人工增雨雪作業(yè)，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)增收。

7 ? ?參考文獻

[1] 李宏宇，嵇磊，周嵬，等.北京地區(qū)人工增雨效果和防雹經(jīng)濟效益評估[J].高原氣象，2014，33（4）：1119-1130.

[2] 李玉中，王春乙，程延年.農(nóng)業(yè)防旱抗旱減災(zāi)工程技術(shù)與應(yīng)用[J].中國工程科學(xué)，2012，14（9）：85-88.

[3] 王東林.華北地區(qū)干旱分析及人工增雨經(jīng)濟效益預(yù)測[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報，2015，27（9）：104-108.

[4] 張興源.人工增雨防雹對農(nóng)作物種植的影響[J].種子科技，2018，36（8）：31.

[5] 張曉霞，王靈玲，楊光武.人工增雨作業(yè)對我省農(nóng)業(yè)抗旱減災(zāi)的影響[J].吉林農(nóng)業(yè)，2017（12）：101-102.