干旱指标确定与等级划分

1 干旱指标确定与等级划分干旱指标确定与等级划分 声明 声明 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 1 单一干旱指标单一干旱指标 1 1 1 1 气象干旱指标气象干旱指标 1 1 1 连续无雨日数 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 2021 3031 45 45 北方15 2526 4041 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 水分 临界期 拔节 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 1 1 2 降水距平或距平百分率 距平指计算期内降雨量与多年同期平均降雨量的差值 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 2 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 1 1 1 3 3 农业干旱指标农业干旱指标 1 3 1 土壤相对湿度 公式 RW Wc W0 100 式中 RW 土壤相对湿度 Wc 当前的土壤重量或体积含水量 W0 与 Wc相同单位的田间持水量 播种期土层厚度按 0 20 厘米考虑 生长关键期按 0 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 4 砂壤和轻壤 RW55 4546 3536 25 25 中壤和重壤 RW60 5051 4041 30 30 轻到中粘土 RW65 5556 4546 35 80 1 3 3 成灾面积百分比 指成灾面积与受旱面积的比值 公式 Sz Ac A1 100 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 表 10 成灾面积百分比与干旱等级 干旱等级轻度干旱中度干旱严重干旱特大干旱 成灾面积比 Sz 10 2021 4041 60 60 1 3 4 水田缺水率 公式 WI Q0 Q1 Q0 100 式中 Q1 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 Q0 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 WI 10 3031 5051 80 80 1 3 5 水浇地失灌率 5 公式 RI In Ia 100 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 RI 10 3031 5051 80 80 1 1 4 4 牧区干旱指标牧区干旱指标 1 4 1 冬季干旱 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 100 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 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 Cd 10 2021 3031 40 40 连续无积雪天数 Ds 天 20 4041 6061 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7 最大积雪深度 2 毫米 日数 天 30 4546 6061 80 80 1 4 2 春旱 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 100 式中 Gn 返青草地面积 亩 G 全部草地面积 亩 6 表 15 牧草返青面积比与牧区春旱等级 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 Rn 80 80 6160 41 40 1 4 3 夏秋旱 牧草产量与常年同期比较的相对值 公式 Rg Wg W0 100 式中 Wg 当年牧草产量 公斤 亩 W0 常年同期牧草产量 公斤 亩 表 16 牧草相对产量与牧区夏秋旱等级 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 Rg 80 80 6160 41 40 1 1 5 5 饮水困难指标饮水困难指标 农村人畜饮水困难率指标定义如下 公式 Y Rk Rz 100 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 70 100 天 人均日生活供水量正常年份 为 20 35 升 干旱年份为 12 20 升 水质达到国家规定的生活饮用水标准 1 1 6 6 生态干旱生态干旱 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 1 1 7 7 城市干旱指标城市干旱指标 可用缺水率来表示 公式 P Cx Cg Cx 100 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 7 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 1 011 2 0 20 经 2 2 综合干旱指数综合干旱指数 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 2 2 1 1 雨养农业区的多重降水距平率的计算方法雨养农业区的多重降水距平率的计算方法 该方法可用于很少灌溉的山区和雨养农业区的当前干旱程度评估 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 公式 RDRI f1 DRI1 f2 DRI2 f3 DRI3 f4 DRI4 f5 DRI5 f6 DRI6 f7 DRI7 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 f1为 0 3 f2为 0 2 f3 f7余均为 0 1 1 短期干旱指数 DRI1 Rf1 Rm1 Rm1 kl 1 2 式中Rf1 Rm1和k1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 b Rf1 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 或采用 1 1 3 的计算方法 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 8 式中Rf6和Rm6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 Rmn和kn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 0 05 0 25 0 26 0 50 0 51 0 75 0 75 2 2 2 2 补充灌溉区的干旱指标补充灌溉区的干旱指标 四水距平率的计算方法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 公式 DRIr f1 DRI1 f2 DRI2 f3 DRI3 f4 DRI4 f5 DRI5 f6 DRI6 f7 DRI7 式中 fi 各分项的计算方法如下 1 年度气候干旱指数 9 DRI1 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水量 2 土壤干旱指数 DRI2 WC WS 0 8 W0 WS 1 式中WC为平均土壤含水量 WS为凋萎湿度 W0为田间持水量 均以体积含水 率表示 3 地表水供水短缺指数 DRI3 Ti W0 Tm W0 1 式中Ti为当前区域地表水资源总量 包括河流和水库 塘坝等 0为不可 利用水量 包括维持河道不断流和冲淤的必要流出量 湖库死水位量 生态系 统保留量 已污染水量等 Tm为多年平均地表水量 4 地下水变动指数 DRI4 f DLm DLi DRI4为地下水埋深变化对干旱程度的影响指数 DLi为最近一次测定的平均 地下水埋深 DLm为同期前五年平均值或其他参照值 F为调节系数 根据各地地 下水影响程度而异 其确定原则为地下水埋深变化达到最大时使DRI4 在 1 和 1 之间 5 前期干旱指数 DRI5 Rf3 Rm3 Rm3 k3 1 2 式中Rf3 Rm3和k3分别为前三个月实际降水量 历年该三个月平均降水量和 当前该三个月湿润指数 k3计算方法参照 2 1 和 1 1 3 选择区域内代表点采用 三个月的温度和降水量计算 6 未来干旱指数 DRI6 Rfn Rmn Rmn kn 1 2 式中Rfn Rmn和kn分别为后一个月预测降水量 历年该月平均降水量和预测 该月湿润指数 选择区域内的代表点计算 kn计算方法参照 2 1 和 1 1 3 计算 进行 表 19 补充灌溉区的干旱指标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 DRIr 0 05 0 25 0 26 0 50 0 51 0 75 45 60 1 个月 75 85 85 2 个月 40 60 61 75 76 90 90 降水距平 百分率 3 个月 20 30 31 50 51 8045 60 1 个月 75 85 85 2 个月 40 60 61 75 76 90 90 降水距平 百分率 3 个月 20 30 31 50 51 80 80 温度湿 润系数 1 0 0 810 80 0 610 60 0 41 0 40 干燥 程度蒸发湿 润系数 1 0 0 610 60 0 410 40 0 21 0 20 地下水位下降 米 0 1 0 40 41 1 0 1 0 河道来水量百分率 10 30 31 50 51 80 80 11 水库蓄水量距平 百分率 10 30 31 40 51 80 80 水浇地失灌率 10 3031 5051 80 80 受旱面积百分率 3031 5051 80 80 成灾面积百分率 1011 3031 60 60 综合表综合表 3 3 人畜饮水困难人畜饮水困难 干旱指标轻度干旱中度干旱严重干旱特大干旱 人畜饮水困难 百分率 10 2021 4041 60 60 综合表综合表 4 4 牧区干旱指标牧区干旱指标 干旱指标轻度干旱中度干旱严重干旱特大干旱 旬降雪量7 连续无积雪天数 天 20 4041 6061 80 80 最大积雪深度 2 毫米天数 天 30 4546 6061 80 80 牧草返青面积