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*欧阳光明*
干旱指标确定与等级划分
欧阳光明()
由于影响干旱的因素很多,造成干旱的原因不同,各地气候、地理条件差异很大,目前难以采用全国统一的干旱评判标准。本附录推出的指标、公式供在编制《抗旱预案》时作参考之用,各地也可选用本地区的研究成果。1单一干旱指标


指作物在正常生长期间,连续无有效降雨的天数。本指标主要指作物在水分临界期(关键生长期)的连续无有效降雨日数。
表1作物生长需水关键期连续无有效降雨日数与干旱等级关系参
考值
(单位:
天)
地域
轻度干旱
中度干旱
严重干旱
特大干旱
南方
10〜20
21〜30
31〜45
>45
北方
15〜25
26〜40
41〜60
>60
注:无有效降水指日降水量<5毫米。
水分临界期指作物对水分最敏感的时期,即水分亏缺或过多对作物产量影响最大的生育期。
表2不同作物的水分临界期
作物
小麦
玉米
棉花
谷子
高粱
大豆
马铃薯
水稻
*欧阳光明*
水分临界期

发节抽穗
抽穗前和开花
花铃期
抽穗
前后
拔节到孕穗
开花到成熟
开花前期
孕穗开花
*欧阳光明*
*欧阳光明*
,距平百分率指距平值与多年平均值的百分比值。
中国中央气象台:单站连续三个月以上降水量比多年平均值偏
少25%—50%为一般干旱,偏少50%—80%为重旱;连续两个月降水偏少50%—80%为一般干旱,偏少80%以上为重旱。
多站降水距平百分率干旱指标可参照下表确定。
表3区域降水距平百分率(%)与相应的干旱等级
旱期
轻度干旱
中度干旱
严重干旱
特大干旱
1个月
-75〜-85
<-85
2个月
-40〜-60
-61〜-75
-76〜-90
<-90
3个月
-20〜-30
-31〜-50
-51〜-80
<-80

用大气单个要素或要素组合反映空气干燥程度和干旱状况。如温度与湿度的组合,高温、低湿与强风的组合等,可用湿润系数反映。
湿润系数计算公式如下:
公式1:K]=r/》T
式中:》T—为计算时段0C以上活动积温(C•日),
r—为同期降水量(毫米)。
公式2:K2=2r/E
式中:E—为小型蒸发皿的水面蒸发量(毫米);
r—为同期降水量(毫米)。
计算时,请参考当地的有关数据。
表4干燥程度与干旱等级的划分
干旱等级
轻度干旱
中度干旱
严重干旱
特大干旱
湿润系数K
1



<
*欧阳光明*
*欧阳光明*
湿润系数K



<


公式:Ik=(S-S0)/S0xlOO%
式中:S—为当前水库蓄水量(万立方米);
S0—为同期多年平均蓄水量(万立方米)。
表5水库蓄水量距平百分率(%)与干旱等级
干旱等级
轻度干旱
中度干旱
严重干旱
特大干旱
水库蓄水量距平百分比I
k
-10〜-30
-31〜-50
-51〜-80
<-80
(指本区域内较大河流)的距平百分率
公式:Ir=(Rw-R0)/R0xlOO%
式中:Rw—当前江河流量(立方米每秒);
R0—多年同期平均流量(立方米每秒)。
表6河道来水量距平百分率与干旱等级
干旱等级
轻度干旱
中度干旱
严重干旱
特大干旱
河道来水量距平百分率I
r
-10〜-30
-31〜-50
-51〜-80
<-80

公式:Dr=Dw-D0,
式中:Dw—当前地下水埋深均值(米);
D。一上年同期地下水埋深均值(米)。
表7地下水埋深下降程度
下降程度
轻度下降
中度下降
严重下降
*欧阳光明*
地下水埋深下降值D
、r
(米)


>1


公式:Rw=Wc/W°xlOO%
式中:Rw—土壤相对湿度(%);
wc—当前的土壤重量或体积含水量(%);
W。一与Wc相同单位的田间持水量(%)。
(播种期土层厚度按0一20厘米考虑;生长关键期按0一60厘米
考虑。)
表8土壤相对湿度与农业干旱等级
干旱等级
轻度干旱
中度干旱
严重干旱
特大干旱
砂壤和轻壤R
W
55〜45
46〜35
36〜25
<25
中壤和重壤R
W
60〜50
51〜40
41〜30
<30
轻到中粘土R
W
65〜55
56〜45
46〜35
<35
(水田缺水)面积百分比:
公式:S[=AJA。x100%
式中:A1—区域内作物受旱(水田缺水)面积(万亩);
A0—区域内作物种植(水田)总面积(万亩)。表9作物受旱面积占总作物面积的百分比率与干旱等级
干旱等级
轻度干旱
中度干旱
严重干旱
特大干旱
作物受旱面积比S
I
10〜30
31〜50
51〜80
>80
:指成灾面积与受旱面积的比值
公式:Sz=Ac/A1x100%
式中:Ac—因旱农作物产量减少3成以上面积(万亩);A1—区域内作物受旱面积(万亩)。
*欧阳光明*
表10成灾面积百分比与干旱等级
*欧阳光明*
干旱等级
轻度干旱
中度干旱
严重干旱
特大干旱
成灾面积比S
,、z
10〜20
21〜40
41〜60
>60
:
公式:WI=(Q0-Q1)/Q°X1OO%
式中:Q]—区域内各类水利工程能提供水稻灌溉的可用水量
万立方米);
Q。一区域内水稻灌溉需水量(万立方米)。
表11水田缺水率与干旱等级
干旱等级
轻度干旱
中度干旱
严重干旱
特大干旱
水田缺水率W
.、I
10〜30
31〜50
51〜80
>80

公式:R[=In/IaxlOO%
式中:In—区域内不能正常灌溉的面积,
Ia—区域正常有效灌溉面积。
表12水浇地失灌率与干旱等级
干旱等级
轻度干旱
中度干旱
严重干旱
特大干旱
水浇地失灌率R
,、I
10〜30
31〜50
51〜80
>80

(北方牧区黑灾):无积雪日数持续时间占冬季日数百分比。
公式:Cd=(Ds/Dw)xlOO%
式中:Ds—冬季无积雪持续日数;
Dw—冬季日数。
表13无积雪日数与牧区冬季干旱(黑灾)程度
*欧阳光明*
*欧阳光明*
*欧阳光明*
干旱等级
轻度干旱
中度干旱
严重干旱
特大干旱
无积雪日数比C(%)
d
10〜20
21〜30
31〜40
>40
连续无积雪天数D(天)
20〜40
41〜60
61〜80
>80
还可参考冬季无效降雪持续时间划分牧区冬旱等级
表14无效降雪日数与牧区冬旱等级
干旱等级
轻度干旱
中度干旱
严重干旱
特大干旱
旬降雪<1毫米持续时间
(旬)
2〜3
4〜5
6〜7
>7
―K1V7_
最大积雪深度W2毫米日数(天)
30〜45
46〜60
61〜80
>80
:返青期牧草返青面积占常年全部草地面积的百分比。
公式:Rn=(Gn/G)x100%
式中:Gn—返青草地面积(亩);
G—全部草地面积(亩)。
干旱等级
轻度干旱
中度干旱
严重干旱
特大干旱
牧草返青面积比R
n
>80
80〜61
60〜41
<40
表15牧草返青面积比与牧区春旱等级
(%丿
:牧草产量与常年同期比较的相对值
公式:Rg=(Wg/W0)x100%
式中:Wg—当年牧草产量(公斤/亩);
w0—常年同期牧草产量(公斤/亩)。
干旱等级
轻度干旱
中度干旱
严重干旱
特大干旱
牧草相对产量R(%)
>80
80〜61
60〜41
<40
表16牧草相对产量与牧区夏秋旱等级

农村人畜饮水困难率指标定义如下
公式:Y=Rk/Rzx100%
*欧阳光明*
*欧阳光明*
式中:RK—因旱造成农村临时饮水困难人(畜)数,(万人、万头);
Rz—农村受旱地区人(畜)总数,(万人、万头)。
农村人畜饮水困难标准:指居民点到取水点的水平距离大于1公里或垂直高差超过100米,正常年份连续缺水70一100天;人均日生活供水量正常年份为20一35升,干旱年份为12一20升;水质达到国家规定的生活饮用水标准。

因目前干旱对生态环境造成的影响研究较少,涉及植被、水文、土壤等各个方面,各地情况差异很大,建议用文字进行描述。
可用缺水率来表示
公式:P=[(Cx-Cg)/Cx]x100%
式中:cx—城市正常日供水量(万立方米);
cg—干旱时期城市实际日供水量(万立方米)。
表17城市干旱缺水程度
干旱程度
轻度
中度
重度
缺水率P
5〜10
11〜20
>20
2综合干旱指数
利用综合指数对干旱进行评判,目前多在探讨阶段,推荐几个
指标体系供交流或试用。
,如内蒙古及长城沿线旱作区、黄土高原旱作区、以及南方的丘陵山区。各区域还须根据各地情况确定具体的算法和权重以得出等
*欧阳光明*
级指标。它可以很好地反映气候干旱对农业生产和社会生活的影响,不足之处是不能反映一次降水量过大时的径流损失和上游的补给,以及用水量增加引起的旱情变化。
*欧阳光明*
公式:Rdri=f/DRI]+f2xDRI2+f3xDRI3+f4xDRI4+f5xDRI5十
f6xDRI6+f7xDRI7
6677
其中》fi=1,dri1为短期干旱指数,dri2为中期干旱指数,dri3为长期干旱指数,dri4为年度干旱指数,dri5为跨年度干旱指数,dri6为连年干旱指数,dri7为未来干旱指数。建议值:,,f3—。
(1)短期干旱指数DRi1=[(Rf1-Rm1)/Rm1+(kl-1)]/2
式中Rfi、Rm1和匕分别为评估前一个月的实际降水量、历年该月平均降水量和当前该月湿润指数,后者可用降水量与热量的比值表示。
为方便使用,热量条件可采用多年平均值:k1=bxRf1/(T1m+a)
其中a,b为经验系数,T1m为月平均气温,经调整使k1在月水分供求平衡为1,。
(2)中期干旱指数DRi2=[(Rf3-Rm3)/Rm3+(k3-1)]/2式中Rf3、Rm3和k3分别为评估前三个月实际降水量、历年该三
个月平均降水量和当前三个月的湿润指数。后者计算方法与当月类似,气温取三个月的平均温度之和。
(3)长期干旱指数DRi3=(Rf6-Rm6)/Rm6
式中只£6和只诚分别为评估前6个月实际降水量和历年该6个月的平均降水量。
(4)年度干旱指数DRi4=(Rf12-Rm12)/Rm12
式中Rf12和Rm12分别为前1年(12个月)实际降水量和历年平均降
*欧阳光明*
*欧阳光明*
水量。
(5)跨年度干旱指数DRI5=(Rf24/2-Rm24)/Rm24
式中Rf24和Rm24分别为前2年(24个月)实际降水量和历年平均降水量。
(6)连年干旱指数DRI6=(Rf36/3-Rm36)/Rm36
式中Rf36和Rm36分别为前3年(36个月)实际降水量和历年平均降水量。
(7)未来干旱指数DRI7=[(Rfn-Rmn)/Rmn+(kn-1)]/2
式中Rfn、只讪和叱分别为今后一个月的预测降水量、历年该月平均降水量和预测该月的湿润指数。
各区域须根据各地的情况确定具体的算法、权重和等级指标。
(8)干旱指数的简化计算如果一个地区常年降水条件下不出现干旱,即假设农业生产和
其他用水已适应当地的气候条件,可采用最简便的方法计算干旱指数:
DRI=(R3i—R3m)/R3m
其中R3i为当年当时前三个月的降水量,R3m为同期30年以上的平均降水量。
表18以综合干旱指数表示的干旱等级划分
干旱等级
轻度干旱
中度干旱
严重干旱
特大干旱
综合干旱指数
-〜-
-〜-
-〜-
<-
DRI
—四水距平率的计算方法
降水、土壤水、地表水和地下水的四水平衡体系可应用于以农业生产为主,生产中又需要用到地表水或地下水灌溉的区域,如东北平原南部、黄淮海平原和南方的水田。