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中国甜瓜之乡蔡家湖地区的降水资源分析
牛卫萍1 黎晓峰1 牛卫东2
（1. 蔡家湖气象站,新疆五家渠831304；2.昌吉市气象局,新疆昌吉831100）
［摘 要］ 本文借助国家基本气象站——蔡家湖气象站1960-2016 年的气象资料,对“中国甜瓜之乡”蔡家湖地区的降水资源进行分析和研究,为优化水资源配置,协调区域生态环境建设,人民生活、工农业发展提供依据.
［关键词］ 降水资源；降水量；蔡家湖地区
［中图分类号］ P426.6 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-7909（2017）15-86-3
“中国甜瓜之乡”蔡家湖地区,全称新疆生产建设兵团农业建设第六师一○三团,地处欧亚大陆腹地,古尔班通古特沙漠东南缘,属于温带大陆性干旱气候.这里是乌鲁木齐市、昌吉市、五家渠市的城郊农场,是我国重要的商品瓜生产基地,也是主要的农业生产基地,主要盛产棉花、小麦、加工番茄、玉米等.自然降水是蓝水（是指存储在河流、湖泊及含水层中的水）和绿水（是指直接来源于降水,用于蒸发、散发的水）的主要来源,与农业生产有着十分密切的关系［1］.近几十年来,由于受人口增长和经济发展的影响,可耕地面积不断扩大,农业用水迅速增加,水资源的供需矛盾日益突出.蔡家湖地区水资源的来源主要包括自然降水、地表水、土壤水和地下水.自然降水是蔡家湖地区水分资源的主要组成部分,也是其他几项的主要来源.因此,本文运用了国家基本气象站——蔡家湖气象站1960-2016 年的气象资料,对这一地区的降水资源进行详尽的分析,并找出一定的规律,对于当地优化水资源配置,协调区域生态建设,人民生活、工农业发展具有十分重要的意义.
1 降水量特点
1.1 月降水量特点
通过计算蔡家湖地区1960-2016 年各月降水量的变化值（见图1）可知,这一地区月降水量的分布十分不均匀,差异较大,降水集中在4-8 月.7 月降水量最多,达21.6 mm,是降水量最小月2 月的3 倍多,占全年降水量的14%［2］.
1.2 季降水量特点
由图1 可知,年降水量主要集中在夏季、春季,其次是秋季、冬季.通过计算得出,春季降水占全年的28%,夏季降水占全年的35%,秋季降水占全年的25%,冬季降水占全年的13%,春夏季降水占全年的63%.因此,春夏季降水对水资源的变化起着重要作用.
通过计算各季节降水量的5 年滑动平均距平值发现,春、夏、秋季的降水量变化并不明显,冬季降水量变化较为显著（见图2）.20 世纪六七十年代,蔡家湖地区冬季降水量偏少；80 年代中期至今,蔡家湖地区冬季降水量偏多.
月降水量的年际变化也很大.计算1960-2016 年各月降水量的变差系数,即计算降水标准差/平均月降水量,结果见图3.从图3 可知,蔡家湖地区12 个月中,1、6、7 月变差系数较大,也就是说1、6、7 月降水较不稳定,其次是2、3、4、5、12 月.
1.3 年降水量特点
由图4 可知,蔡家湖地区年降水量变化较大,具有明显的波动性.尤其是1987、1996、2007、2010、2016 年降水量达到200.0 mm以上,且均在20 世纪80 年代后期至今.最大降水量（1987 年降水）达239.0 mm,而1974 年降水量仅为70.8 mm,相差168.2 mm,前者为后者的3 倍多,最少年降水量仅为常年降水量的1/2.通过统计蔡家湖地区年降水量5 年滑动平均距平值（见图5）可知,这一地区20 世纪六七十年代降水量偏少,80 年代中期至今降水量在波动中增加.
为了解降水量年际变化,计算年降水量变幅［Pm等于（Rmax-Rmin）/R×100%］为116%,说明蔡家湖地区年降水量变幅较大.为分析降水年变化对气候的影响,计算了年降水量相对变化率：Pa 等于[(P - ) ] -P /-P ×100% ［3］.把-25%≤P≤25%的年份视为正常年份；P≥40%的年份视为涝年；P≥55%的年份视为特涝年；P≤-35%的年份视为干旱年；P≤-50%的年份视为特旱年.蔡家湖镇出现旱、涝年的概率为10%、20%,相当于每10 年出现一次旱年和每5 年出现一次涝年.出现特旱、特涝年的概率为2%,相当于每50 年一遇（见表1、2）.
在农业生产上,只需要知道自然降水量对农作物需水量的满足程度,而在水利建设和城市建设中则需要知道某种降水量出现的概率.这就要计算当地降水的保证率.通过计算得出,57 年来,年降水量≥144.1 mm保证率为40%,≥150.0 mm保证率为30%,≥200.0 mm保证率为9%；而近30 年来,年降水量≥144.1 mm 保证率为59%,≥150.0 mm 保证率为50%,≥200.0 mm 保证率为20%.由此可见,近30 年来蔡家湖地区的降水资源逐渐增多,且年降水量大于200.0 mm的概率为5 年一遇.
2 结论
①蔡家湖地区一年中各月降水量分布极不均匀且差异很大,降水集中在4-8月.夏春季降水占全年降水的63%,
因此夏春季降水对当地降水资源起着十分重要的作用.
②蔡家湖地区月降水年际变化较大,其中以1、6、7月降水最不稳定.
③蔡家湖地区四季降水中以冬季降水量的增加最为显著.20 世纪六七十年代冬季降水量偏少,80 年代中期至今冬季降水量明显偏多.
④蔡家湖降水量的年变化与冬季降水量的变化一致,即20 世纪六七十年代降水量偏少,80 年代中期至今降水量在波动中增加.
⑤年降水量增多对蔡家湖地区农业生产发展较为有利,且年降水量大于200.0 mm的概率增大到每5年一遇.
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