闵骞¹   闵聃²

（1 江西省鄱阳湖水文局  江西九江  332800；2 江西省南昌市水文局  江西南昌  330006）

 

摘要： 根据实测水文资料与历史记载资料，分析鄱阳湖区近1000年来干旱的气候演变特征，表明从大周期上看，本世纪鄱阳湖区的气候严重干旱属正常偏少状态；但从小周期上看，本世纪前20年湖区气候严重干旱为偏多状态，未来十几年的抗旱形势依然十分严峻。利用都昌站水位资料，分析鄱阳湖区近55年来干旱的水文变化特征，表明干旱的水文变化较气候变化更为剧烈，且单向性变化趋势更加显著，说明湖区抗旱水资源利用困难呈加大趋势，旱期供水形势极为严峻。探讨了新形势下水文防旱对策。

关键词：干旱  气候  水文  演变特征  鄱阳湖区

 

鄱阳湖区是江西省乃至全国重要的粮棉油产区，其中粮食产量占江西省的1/5，油料产量占全省的1/4，棉花产量占全省的1/3余。湖区2005年末人口699万，其中农村人口564万，农田面积40.51万公顷，农作物种植面积84.17万公顷，在江西省均占举足轻重的位置。

然而，鄱阳湖区是江西省气候最干旱的区域^[1—2]，虽然水网较密集，但当遭遇严重干旱年份、尤其是连年干旱时，江河湖干涸，抗旱水源严重缺少，农业生产和城乡居民生活用水均受到重大影响，农业减产、农民减收、农副市场货物稀缺，粮食紧张。因此，鄱阳湖区的防旱抗旱，对于我省粮棉油安全、新农村建设和城乡基本生活保障均具有十分重要的意义。

本文对鄱阳湖区近1000年来的干旱气候演变特征和近50多年来的干旱水文变化特点进行了分析，对未来十几年的干旱发展趋势进行了初步预测，所得成果可为湖区防旱抗旱决策提供参考依据。

自1953年起收集了鄱阳湖区多站降水量、蒸发量等水文资料，故1953—2007年历年干旱等级采用湖区主要旱期7—10月干旱指数确定，历年干旱指数由下式计算^[3—4]：

K=∑E /∑P                   （1）                         

式中：K—年度干旱指数值；∑E：7—10月蒸发总量，以E₆₀₁蒸发器的蒸发量为标准，mm；∑P：7—10月降水总量，mm；E、P均为湖区多站平均值。

历年干旱等级划分指标为：K=1.00—1.49为轻旱年，K=1.50—1.99为中旱年，K=2.00—3.99为重旱年，K≥4.00为特旱年。

1950—1952年3年的干旱等级由部分水文站资料参照上述办法确定。

鄱阳湖区自1929年在南昌、九江、湖口、星子4处开展降水量观测，其观测结果已收入《江西省气候史料》（由江西省气象局资料室于1978年汇编成册）。1929—1949年历年干旱等级由上述4站（或其中的1—3个站）降水资料，参照1950—2007年历年7—10月降水总量与当年干旱等级共同决定。

1929年以前的历史干旱等级，由1929—1950年各年旱级与旱情记载的对照，确定其各级干旱的文字记载标准，再利用1000年—1928年史料中的旱情（包括旱灾）文字定性记载，决定重旱与特旱的出现年份。

通过上述分段处理办法，得出1000—2007年1008年的重旱和特旱干旱系列，用以近1000年鄱阳湖区干旱的气候演变特征的统计与分析。

为统计方便，2000—2007年8年干旱变化情况的分析放在后面叙述。这里仅探讨1000—1999年1000年整年的干旱气候演变。1000—1999年1000年中共出现重旱年113个，特旱年50个，严重干旱（重旱与特旱统称为严重干旱，下同）年共163个，见表1。

表1  近1000年鄱阳湖区严重干旱年数统计

 

由表1可见，16、17世纪严重干旱最为频繁，其次是19世纪和15世纪；20世纪是最近6个世纪中严重干旱相对较少的百年。

以半叶（50年）为统计时段，分析每个半叶严重干旱年数的变化过程，表明虽然20世纪后半叶严重干旱有明显增多趋势，但总趋势仍处于严重干旱减少时期。

值得注意的是，历史时期出现过多个严重干旱年连年发生的实例在近50年中尚未出现，对于今后湖区防旱战略和抗旱方案及水资源持续利用对策的制定具有重要的指导意义。例如1180—1182年、1440—1442年、1532—1534年、1544—1546年、1834—1836年均为连续3年出现严重干旱的情况，尤其是1180—1182年3年均为特大干旱，如果出现在现在或将来，则抗旱困难极大，水资源短缺程度难以想象。连续4年出现严重干旱的情况在历史上也发生过3次，分别为1168—1171年、1578—1590年和1676—1679年，而在近56年中只出现过连续2年严重干旱的情况，如果将来出现连续4年严重干旱情况，其抗旱难度可想而知。历史上曾出现过4段严重干旱频发期，1178—1187年10年中有7个严重干旱年，其中有5个为特旱年；1585—1594年10年中也有7个严重干旱年，其中2个为特旱年；1657—1666年10年中有6个严重干旱年，其中特旱年2个；1676—1685年10年中也有6个严重干旱年。1168—1187年20年中，有3个大旱年，9个特旱年，此期间严重干旱最大间歇期仅3年（1175—1177年）；1633—1693年61年中出现了25个严重干旱年，严重干旱的重现期平均达五年两遇，如果重现在当今，令人恐惧。

1953—2007年55年中共出现严重干旱年11个，其中重旱年8个，分别是1958、1964、1966、1971、1979、1992、2003、2007年；特旱年3个，分别是1963、1967、1978年。特旱、重旱和严重干旱的重现期分别为18年、7年和5年。近55年中，连续2年出现严重干旱的有1963—1964年和1966—1967年两次；20世纪60年代严重干旱最为频繁，其中1963—1967年5年中有4个严重干旱年，1964年和1966年为大旱，1963年和1967年为特旱，只有1965年为轻旱。进入21世纪后出现了两次严重干旱，分别为2003年和2007年，虽然这两年的气候干旱等级未达到最高级别，但湖区旱灾极为严重，主要原因在于人口增长与经济发展造成的用水量大幅增加、农业单产的快速提高、引提水工程老化失修及鄱阳湖水文干旱等级达到最高级别（见后）等多种因素，致使当今抗旱困难加大、灾损率升高。

近55年来的气候干旱频繁程度和严重程度均远不及历史上干旱频发时期，但由于人口、经济水平的极大提高，用水量成千万倍的增加，现今的抗旱困难远远大于历史上的同等干旱期间。如何应对历史上的频繁干旱在未来重现，是个重大命题，需要水利工作者共同努力，才能圆满地交出答卷。

从近55年来7—10月干旱指数变化过程看，总的来说干旱严重程度呈下降趋势（图2中的虚线直线），但进入21世纪后的近8年来，气候干旱进入了近55年来的第2个增强期，且正处于上升阶段。

为便于分析近50多年来湖区干旱的气候变化过程与特征，分别统计1953—1957、1958—1962……1998—2002、2003—2007年每5年为1个年段的严重干旱年个数和中等以上干旱年个数（见表2）。

表2  近55年鄱阳湖区各级气候干旱年数统计

年段	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
中旱年数	0	3	0	1	1	1	1	3	1	0	1
重旱年数	0	1	2	1	0	1	0	1	0	0	2
特旱年数	0	0	2	0	0	1	0	0	0	0	0
严重干旱	0	1	4	1	0	2	0	1	0	0	2
中等以上	0	4	4	2	1	3	1	4	1	0	3

 

从表2中可见，近55年来鄱阳湖区气候干旱经历了1个频发期（20世纪60年代）和1个间歇期（20世纪90年代），目前正处于第2个频发期的初期；严重干旱和中等以上干旱均具有以25年左右为半周期的群发性特征。

上面以气象干旱指标为主要依据，分析了干旱的气候演变特征。鄱阳湖区的干旱主要由气候周期性变化引起，但江河湖泊水文特征会有明显的响应，而且其水系结构与人类活动均会对响应后果造成显著的影响，故有必要以水文干旱指标为依据，对干旱的水文变化特点进行分析。此外，干旱的水文变化特点更能反映实际旱情与抗旱难易程度。

本文以都昌水文站水位为代表（用H表示），用鄱阳湖枯水位作为水文干旱指标，划分鄱阳湖历年水文干旱等级。都昌站1952—2006年平均水位13.89m，本文以都昌站14m水位作为鄱阳湖枯水判定标准，即当都昌站水位低于14m时，则认定鄱阳湖进入了枯水状态。根据都昌站14m以下水位的变化情况，并参照鄱阳湖高程—面积—容积关系曲线的形状（用以反映洲滩的高程分布）和沿湖主要取水工程口门高程，将鄱阳湖水文干旱等级划分标准确定为：H=12.00—13.99m为轻旱（轻度枯水）；H=10.00—11.99m为中旱（中度枯水），H=9.00—9.99m为重旱（重度枯水），H﹤9.00m为特旱（极度枯水）。

依据以上水文干旱划分标准，得到特旱年8个，分别是1963、1964、1967、1978、1979、2003、2006、2007年；重旱年33个，中旱年15个（见表3），表明鄱阳湖每年均出现中等以上的水文干旱。

表3  近55年鄱阳湖各级水文干旱年数统计

年段	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
中旱年数	1	0	1	2	1	1	2	1	3	3	0
重旱年数	4	4	2	3	4	2	3	4	2	2	2
特旱年数	0	1	2	0	0	2	0	0	0	0	3
严重干旱	4	5	4	3	4	4	3	4	2	2	5

说明：1952年为重旱，未列入表3中。

 

鄱阳湖水文干旱在近55年中的变化趋势与湖区气候干旱变化趋势基本一致，总体上说严重干旱频次呈减少趋势，但所不同的是水文干旱目前已进入的新一轮严重干旱频发期的来势远比气候干旱猛烈，大有超过20世纪60年代水文干旱之势。

以都昌水位站历年平均水位的变化过程反映鄱阳湖水位在近55年中的演变形态，表明总体上说，鄱阳湖水位仍维持在正常变化状态中，并未出现系统性增高或降低的单向演变态势（见图5中的直线型趋势线）。但年平均水位的波浪式变化过程与图3中干旱气候变化趋势一致（曲线型趋势线的走向正好相反），近10年来连续干旱致使湖水位持续走低的态势极为明显，尽管新一波干旱频繁期的气候干旱严重程度远不及20世纪60年代第一波频繁干旱期，但近10年来湖水位下降速度明显大于60年代，说明人类活动扩大了水位对气候的响应，加剧了湖水位的下降，加大了湖区防旱抗旱的困难^[5]。

都昌站年最低水位的变化规律与年平均水位有所不同，年最低水位在近55年中

的总体变化态势为缓慢升高，而近5年来却呈急速、大幅下降的突变状态，虽然与干旱频繁期的到来密切相关，但与干旱程度更重的20世纪60年代相比，年最低水位的变速与变幅均显得异常偏大，可能与三峡水库9—10月蓄水造成的鄱阳湖前期水位偏低及江河湖底床下切等人类活动有较大的关系，也与人口增长、经济发展造成的引水量大幅上升有较大的关系。各种因素的具体影响程度与份额（权重），有待另列专题作进一步分析。

与年最低水位的变化规律相类似，近5年来鄱阳湖各种枯水位的出现时间也大幅提前、出现天数大幅增长（见表4）。

为鄱阳湖区防旱抗旱提供水源保障的“五河”下游近年来水位、尤其是旱期水位也呈快速下降趋势，如2003年7—9月赣江下游干流及主要支流、抚河下游、潦河下游先后出现低于历史最低水位的特低水位；2004年2月上旬鄱阳湖北部湖区出现有水文记录以来的最低水位，中旬赣江下游出现有水文记录以来历史最低水位；2006年8—11月鄱阳湖及“五河”尾闾段多次出现低于历史同期最低水位的异常枯水过程，12月底潦河万家埠水文站出现历史最低水位；2007年2月中旬赣江下游出现历史最小流量，4月鄱阳湖北部湖区出现历史同期最低水位，11月赣江、抚河下游出现历史最低水位，尤其是抚河下游从5月份起不断创造历史最低水位，鄱阳湖、信江出现历史同期最低水位；目前（2007年11月下旬末）鄱阳湖南部湖区水位已接近历史最低，创造新的最低水位记录已成定局。表明鄱阳湖区江河湖进入了一个新的低水位时期，这种河湖水位对气候干旱的超强响应，是在人类活动影响下被扩大与加强的结果，必然严重地阻碍防旱抗旱目标的实现。

表4  都昌站各级枯水平均出现时间与天数变化

说明：时段1为1952—1956年，时段2为1957—1961年，以此类推。时间为各级枯水的初日，指月、日。

从模拟分析可以看出，21世纪前半叶严重干旱年数较20世纪后半叶有所减少或基本持平。而从模拟趋势的走向上看，目前为近55年来第二个严重干旱频繁期的初期，且正处在干旱程度上升时期，对照第1个严重干旱频发期的周期长度，表明当前的严重干旱频发期尚未到达峰期，峰期与后期约2—3个时段（1个时段为5年），由此可见，今后10—15年鄱阳湖区的气候干旱和水文干旱均处于多发期，且未来5年干旱程度极有可能超过过去的5年，如极有可能出现1—2个极旱年。

干旱不仅造成农作物缺水，还造成城镇供水困难，以及致使江河湖水质自净能力（污水扩散功能）下降，抗旱中不仅存在水量困难，更面临水质压力。未来10—15年内鄱阳湖区抗旱形势极为严峻，尤其是城市抗旱与生态抗旱，需要考虑极旱条件下出现突发性水污染事件时的城市供水对策与生态安全保障措施。

        水文部门作为江河湖水量与水质监测、计算、分析、预测的国家专职机构，在防旱抗旱中承担着重要的旱情信息收集、处理、分析与传送任务，是最为重要的防旱抗旱技术保障。水文部门在防旱抗旱中的主要职责是为政府部门和社会各界提供及时、准确的旱情信息服务，这也是水文防旱的核心内容。水文防旱工作做得扎实，将极大地提高鄱阳湖区乃至全省防旱抗旱效益。

面对频繁、严重的干旱与严峻的抗旱形势，作者认为应从以下6个方面做好水文防旱工作：

（1）健全干旱水文监测体系。按照国家防办正在编制的《全国旱情监测规划》要求，建立包括土壤墒情、降水、蒸发、流量、水位、水质、地下水、水库蓄水等水文水资源信息在内的全方位干旱水文监测体系，并具备先进的旱情信息汇集、储存、处理、分析、查询功能，以及时掌握旱情时空分布、变化过程、发展趋势，为防旱抗旱决策提供基本依据。

（2）开展江河湖枯水变化研究。近年来江河湖枯水变化出现异常情况，尤其是江河低水位与流量不一致、鄱阳湖低水位与入、出湖流量不协调的情况极为显著，应对其形成原因作深入分析研究，以摸清其发展趋向，便于有关部门制定应对措施。

（3）确定干旱水文预警指标。主要从土壤墒情、地下水位、江河湖水位与流量3个方面建立干旱水文预警指标体系。调查表明，江河湖枯水警戒水位（或流量）与抗旱保证水位（或流量）的设置，因综合考虑了江河湖枯水形势（既干旱状况）、当地需水情况和引水工程的取水高程要求、江河湖生态安全保障需求等多种自然、社会、经济因素，能较好地适应防旱抗旱要求，在防旱抗旱中发挥重要作用。例如经过对都昌站枯水特征分析与都昌县县城附近取水口调研，将都昌县县城的枯水警戒水位确定为10.5 m，抗旱保证水位定为9.5m，该县水利、农业、环保等部门均认为对抗旱的警示作用很大。但目前国内其他流域、省份尚未开展此项工作，是否可行？有待进一步探讨。

（4）实行干旱水文预测预报。提前掌握干旱发展趋势，对于主动抗旱的意义极大，尤其是江河湖水文干旱、土壤墒情未来走向的预测预报，有利于各级领导抗旱指挥决策，应通过旱情试验研究，为干旱水文预测预报创造必要条件。目前长期、超长期干旱预报难度极大，中、短期干旱水文预报的困难也较大，但国内外已有一些地方开展了此项工作，相信我省也是指日可待。

（5）开展干旱对水环境、水生态及水资源持续利用影响的研究。干旱对水环境、水生态、水资源的显著影响不仅在北方干旱、半干旱地区存在，在南方湿润地区也是显而易见的^[6]，对其进行分析与研究，对生态抗旱和城市抗旱的意义极大，特别是历史上典型极旱与连年重旱或极旱在当前或未来社会经济条件下重现，对水环境、水生态和水资源的影响程度超乎人们的想象，具有非常大的研究价值，其成果对防旱规划、抗旱预案的编制有着无可估量的指导意义。

（6）加强水库枯水期抗旱与生态调度分析。过去对水库汛期防洪调度的分析做得很多，在防洪调度中发挥了重要作用。但水库枯水期抗旱调度的困难更大，不仅受上游来水随机性影响，还受水库渗漏、蒸发、发电效益等众多不确定性因素的影响。如何确定水库枯水期最佳调度方案，需要做很多的试验分析，尤其是考虑库区与下游生态水量需要的调度方式，是个开创性的工作，有待水文技术人员从生态水文学角度去进行探索。

本文通过对古今大量干旱资料与信息的分析，表明鄱阳湖区当前正值干旱频发时期，未来十几年气候干旱仍然严重，在此背景之下，加上人为因素的影响，水文干旱必然朝着更加严重的方向发展，年段性和季节性的资源性缺水难以避免，旱期水资源持续利用和城乡生活、生产、生态用水安全保障成为防旱抗旱的中心任务。

近几年来鄱阳湖水位和湖区河流水位一直处于偏低状态，极低水位不仅造成湖区生活、生产用水困难，更重要的是长期极度枯水造成江河湖污水净化能力下降，低位洲滩长时间暴露致使水物与湿生生物生存环境恶化，对鄱阳湖湿地生态环境和湖泊生态系统的负面影响非常显著，远大于洪水对湖区生态系统的负面影响，对湖区社会经济可持续发展已构成重大威胁，应引起各级政府和有关部门的高度关注与重视。

面对频繁而严重的干旱，在做好农业抗旱与城市抗旱工作的同时，应将鄱阳湖区生态抗旱列入议事日程，以避免持续的严重干旱给鄱阳湖湖泊生态系统造成难以挽回的破坏。

 

1 江西省水利厅编。江西水旱灾害。1995年，173—275。

2 闵骞。鄱阳湖区的干旱与变化。江西水利科技，2006，32（3）：125—128。

3 包为民。水文预报。北京：中国水利水电出版社，2006，247—273。

4 梁忠民，钟平安，华家鹏。水利水电计算。北京：中国水利水电出版社，2006，176—211。

5 闵骞。本世纪初江西省旱情与抗旱分析。水资源研究。2007，28（3）：33—35。

6 王西琴。河流生态需水理论、方法与应用。北京：中国水利水电出版社，2007，140—164。