干旱指标确定与等级划分.docx

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干旱指标确定与等级划分

干旱指标确定与等级划分

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

1．1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

10～20

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

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。

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

1．1．3干燥程度

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：

K1=r/0.10ΣT

式中：

ΣT—为计算时段0℃以上活动积温（℃·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K1

1.00～0.81

0.80～0.61

0.60～0.41

≤0.40

湿润系数K2

1.00～0.61

0.60～0.41

0.40～0.21

≤0.20

1．2水文干旱指标

1．2．1水库蓄水量距平百分率

公式：

Ik=（S-S0）/S0×100%

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Ik

-10～-30

-31～-50

-51～-80

＜-80

1.2.2河道来水量（指本区域内较大河流）的距平百分率

公式：

Ir=（RW-R0）/R0×100%

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Ir

-10～-30

-31～-50

-51～-80

＜-80

1．2．3地下水埋深下降值

公式：

Dr=Dw-D0，

式中：

Dw—当前地下水埋深均值（米）；

D0—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

地下水埋深下降值Dr（米）

0.10～0.40

0.41～1.0

>1

1．3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

砂壤和轻壤RW

55～45

46～35

36～25

<25

中壤和重壤RW

60～50

51～40

41～30

<30

轻到中粘土RW

65～55

56～45

46～35

<35

1．3．2作物受旱（水田缺水）面积百分比：

公式：

SI＝A1/A0×100%

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SI（%）

10～30

31～50

51～80

>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（%）

10～20

21～40

41～60

>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（%）

10～30

31～50

51～80

>80

1．3．5水浇地失灌率

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（%）

10～30

31～50

51～80

>80

1．4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（%）

10～20

21～30

31～40

>40

连续无积雪天数Ds（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

最大积雪深度≤2毫米

日数（天）

30～45

46～60

61～80

＞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）。

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

80～61

60～41

≤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

80～61

60～41

≤40

1．5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。

1．6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。

1．7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）。

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。

2．1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Σfi＝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

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补充灌溉区的干旱指标—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Σfi＝１，各分项的计算方法如下：

（1）年度气候干旱指数

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；Ｗ0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

<-0.75

3干旱等级划分

为方便各地评判某一时段旱情的干旱程度（等级），我们将各个干旱单项指标汇集于下列综合表中，供各地参考。

建议各地视具体情况采用上述指标进行综合分析，以增加评判的准确性。

综合表1雨养农业区

干旱指标

轻度干旱

中度干旱

严重干旱

特大干旱

土壤相对湿度（%）

60～51

50～41

40～31

＜30

作物生长需水

关键期持续无效

降雨日数（天）

南方

北方

南方

北方

南方

北方

南方

北方

10～20

15～25

21～30

26～40

31～45

41～60

>45

>60

降水距平

百分率%

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

干燥

程度

温度湿润系数

1.0～0.81

0.80～0.61

0.60～0.41

≤0.40

蒸发湿

润系数

1.0～0.61

0.60～0.41

0.40～0.21

≤0.20

受旱面积百分率（%）

10～30

31～50

51～80

＞80

成灾面积百分率（%）

10～20

21～40

41～60

＞60

综合表2灌溉农业区

干旱指标

轻度干旱

中度干旱

严重干旱

特大干旱

土壤相对湿度（%）

60～51

50～41

40～31

≤30

作物生长需水

关键期持续无效

降雨日数（天）

南方

北方

南方

北方

南方

北方

南方

北方

10～20

15～25

21～30

26～40

31～45

41～60

>45

>60

降水距平

百分率%

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

干燥

程度

温度湿润系数

1.0～0.81

0.80～0.61

0.60～0.41

≤0.40

蒸发湿

润系数

1.0～0.61

0.60～0.41

0.40～0.21

≤0.20

地下水位下降（米）

0.1～0.4

0.41～1.0

＞1.0

-

河道来水量百分率（%）

-10～-30

-31～-50

-51～-80

＜-80

水库蓄水量距平

百分率（%）

-10～-30

-31～-40

-51～-80

＜-80

水浇地失灌率（%）

10～30

31～50

51～80

＞80

受旱面积百分率（%）

＜30

31～50

51～80

＞80

成灾面积百分率（%）

＜10

11～30

31～60

＞60

综合表3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（%）

10～20

21～40

41～60

＞60

综合表4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<1毫米

持续时间（周）

2～3

4～5

6～7

>7

连续无积雪天数（天）

20-40

41-60

61-80

＞80

最大积雪深度

≤2毫米天数（天）

30～45

46～60

61～80

＞80

牧草返青面积比

（%）

＞80

80～61

60～41

≤40

牧草相对生长量（%）

＞80

80～61

60～41

≤40

综合表5水田干旱指标

干旱指标

轻度干旱

中度干旱

严重干旱

特大干旱

水田缺水率（%）

10～30

31～50

51～80

＞80

水浇地失灌率%）

10～30

31～50

51～80

＞80

成灾面积百分率（%）

10～20

21～40

41～60

＞60

灾情描述

缺水影响作物生长，水田不能按需供水，稻田脱水。

较大面积田面缺水，影响作物发育生长，禾苗出现萎蔫。

较大面积较长时期作物生长严重受阻，稻田龟裂、出枯

萎死苗。

长期大面积缺水，稻田大面积龟裂，禾苗干枯死亡。