黄河水利委员会中游水文水资源局 山西省晋中市
摘要：黄河流域的水资源短缺问题严重，并且随着人类活动的发展，人们对水资源的需求量逐渐增加，黄河流域的干旱问题呈恶性循环的发展趋势。而干旱会带来许多自然灾害，经过研究显示，我国黄河流域因干旱问题对我国造成了巨大的经济损失。本文主要分析了黄河流域的基本旱情状况，在此基础上探讨了旱情监测与水资源调配的工作方法，以期实现缓解黄河流域水旱问题的目的，减少我国自然灾害的发生次数。
关键词：黄河流域；旱情监测；水资源调配
我国黄河流域的面积大约有七十九点五万平方千米，按照干旱的发展情况，分为半湿润区、干旱区和半干旱区。由于黄河流域的面积较大，其中也包含了我国重要的农业生产基地，干旱问题会严重影响黄河流域中农业的生产效率，影响我国经济的发展速度。因此，提出黄河流域旱情监测和水资源调配的发展措施。
一、黄河流域干旱与旱灾的基本情况
干旱是一种由于气候因素引起的水分稀少的现象，干旱有几种不同的表现方式，分别是水文干旱、作物干旱、气候干旱以及气象干旱。在我国的黄河流域，出现干旱类型按照产生原因分为三个方面：首先，按照气候因素来看，黄河流域地处河口镇与兰州区间内，这个地区的气候特征严重缺水，其中雨养耕地的缺水率高达百分之八十六，农作物的生长与居民的基本用水需求主要依靠供水以及过境水量灌溉。其次，按照天气因素来看，取黄河流域多年内平均降雨量的值，当降雨量处于这一平均值以下时成为随机性干旱，随机性干旱在黄河流域的任何一个区域内都有可能发生。最后一种是由于人们的活动而导致的干旱，随着人们对木材资源需求量的扩大，黄河流域地区人们种植和砍伐活动没有规律性，导致黄河流域的绿色面积逐渐锐减，影响气候变化最终导致干旱[1]。
纵观黄河流域的发展历史，可以看出这一地区的旱灾十分严重，尤其是黄土高原流域，这个地区的年降雨量在一百毫米至三百毫米之间，但是水分蒸发量却达到了1400毫米，这种现象直接导致了水土流失问题，使得黄土高原地区对旱灾的抵抗能力较差。历史上黄河流域旱灾频发，甚至有“人相食，死者枕籍”的记录[2]。
二、黄河流域旱情监测与水资源调配的方法探讨
（一）多时间尺度干旱评估和演变特征识别技术
通过建立分布式水文模型，结合黄河流域的气温、降水量、水分蒸发量、径流量和土壤含水量等情况。建立了能够应用在多时间尺度的黄河干旱检测系统。并且根据历史上黄河流域旱涝的演变情况，建立了0.25°×0.25°网格尺度的演变序列，根据不同程度的旱涝情况，制定了旱涝等级标准，并且结合旱情发生时的多种因素，例如干旱烈度、持续时间、发生频率等，建立了一套黄河流域旱情的全过程演变特征，这一技术的实现，为预测黄河流域的旱情、建立旱灾预警体系等工作提供了重要的科学依据[3]。
（二）陆气耦合的灌区干旱实时监测技术
结合黄河流域地区大气降水情况、水文水循环过程等，建立了一套流域尺度高时空分辨率的陆气耦合区域模式应用平台。主要应用了卫星遥感技术、观测技术等，在获取到相关数据信息的基础上，对信息进行分析，对比和融合，能构建一套模拟该地区内风场、径流和大气降水情况的灌区旱情监测系统，对于实施监测黄河流域的农业生产情况、水文信息以及大气情况等工作，都有重要的作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆并且陆气耦合的灌区干旱实时监测技术的准确率很高，实现了旱情监测工作中从统计法向物理模型法方向的转变，提高了黄河流域旱情监测水平，有助于推进黄河流域干旱治理工作的发展[4]。
（三）径流和洪水多尺度嵌套耦合预报技术
在黄河流域中，中长期径流预报和洪水预报工作是干旱预测与水资源调配的工作难点。对此，提出了径流和洪水多尺度嵌套耦合预报技术，采用了融合技术和多源降雨信息同化技术，能够形成空间与时间上连续的降雨场，这种技术能够定量预报七十二小时之内的降雨量。并且构建出了一套完善的径流和洪水预报模型，当自然灾害发生时，能为制定抵御自然灾害的决策提供信息基础，有效减少人们的生命财产损失[5]。
（四）多年调节水库旱限水位最优控制技术
在黄河流域梯级水库的龙头位置建立多年调节水库，能起到补偿梯级系统的作用，并且对多年调节水库运行的调节情况，会影响到整个水库群的效益发挥，因此，为了减少干旱时期黄河流域的经济损失、更好的实施跨年度调水，提出并落实了多年调节水库旱限水位最优控制技术。结合目前最先进的控制理论，建立了一个多年调节水库旱限水位最优控制模型。在反馈修正、迹线引导、闭环控制和在线控制等工作的基础上，实现了对水库出库过程的控制，并且制定了一套完善的水库旱限水位控制方案。相较于传统的控制技术，多年调节水库旱限水位最优控制技术实现了从经验到精细化的转变，大大增加了黄河流域干旱时期的可以供给的水资源总量。
（五）多沙河流综合利用水库多分期汛限水位优化技术
因为黄河中的泥沙含量较多，所以为了实现水资源更好的利用，提出了多泥沙河流的综合利用技术，同时，多沙河流综合利用水库多分期汛限水位优化技术还能起到减少淤泥、供给水资源、防洪抗涝、发电、灌溉等作用，解决了许多复杂化的技术难题。在这个技术项目中，提出了在泥沙、洪水、降雨等多种因素基础上的汛期分期点分析方法，能够识别黄河中不同流域内的洪水和泥沙分期点，并建立了一套调整汛限水位的策略，也综合建立了多分期汛限水位的优化方案，对于增加了水库的年均蓄水量，提高了黄河流域的洪水资源利用水平，既有有助于提高黄河流域对洪水自然灾害的抵御能力，又能缓解黄河流域的干旱情况[6]。
（六）流域干旱风险管理与应对技术
要想实现对黄河流域干旱问题的有效治理，就需要提高干旱应对和风险管理的能力，基于此，制定了黄河流域干旱风险管理与应对技术，通过研究黄河流域灌区的脆弱性以及旱灾的致灾因子，建立了集干旱预警和监测、灾害风险评估、水库调度、水资源供需管理等功能于一体的干旱应对策略。在干旱发生时，建立多部门联动的管理体系，提出更具有针对性、系统性和准确性的应对方案，能有效减轻干旱带来的损害。
结束语：
综上所述，为了缓解黄河流域干旱问题严重、水资源短缺等情况，提出了干旱监测与水资源调配的主要技术和方法，包括多时间尺度干旱评估和演变特征识别技术、多年调节水库旱限水位最优控制技术、陆气耦合的灌区干旱实时监测技术、流域干旱风险管理与应对技术以及径流和洪水多尺度嵌套耦合预报技术等，提高黄河地区对自然灾害的抵御能力，满足人们对水资源的使用需求，维持人们的正常生产和生活活动，为提高黄河流域的环境质量，提升黄河流域的经济发展速度打下良好的基础。
参考文献：
[1]王煜.黄河流域旱情监测与水资源调配研究综述[J].人民黄河，2017，39(11):1-4+14.
[2]彭少明.黄河流域旱情监测与水资源调配技术研究与应用[J].人民黄河，2017，39(11):160.
[3]王煜，彭少明.黄河流域旱情监测与水资源调配技术框架[J].人民黄河，2016，38(10):88-92.
[4]彭少明."十二五"国家科技支撑计划项目黄河流域旱情监测与水资源调配技术研究与应用[J].人民黄河，2017(11):封4.
[5]彭少明，郑小康，王煜，等.黄河流域水资源-能源-粮食的协同优化[J].水科学进展，2017(5):681-690.
[6]张翔宇，董增川，宋瑞明，等.黄河流域干流河段水资源调配多目标优化模型[J].长江科学院院报，2017(11):18-22.
论文作者:刘高甜,胡忠霞,巩琳
论文发表刊物:《防护工程》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/20
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