干旱指标确定与等级划分

1附1.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10～2021～3031～4545北方15～2526～4041～6060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。2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～-85-852个月-40～-60-61～-75-76～-90-903个月-20～-30-31～-50-51～-80-801．1．3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K11.00～0.810.80～0.610.60～0.41≤0.40湿润系数K21.00～0.610.60～0.410.40～0.21≤0.201．2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3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＜-801.2.2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＜-801．2．3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）0.10～0.400.41～1.011．3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4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RW55～4546～3536～2525中壤和重壤RW60～5051～4041～3030轻到中粘土RW65～5556～4546～35351．3．2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（%）10～3031～5051～80801．3．3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（%）10～2021～4041～60601．3．4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（%）10～3031～5051～80801．3．5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（%）10～3031～5051～80801．4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（%）10～2021～3031～4040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1毫米持续时间（旬）2～34～56～77最大积雪深度≤2毫米日数（天）30～4546～6061～80＞801．4．2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6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（%）8080～6160～41≤401．4．3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（%）8080～6160～41≤401．5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7干旱程度轻度中度重度缺水率P（%）5～1011～20202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。8（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～-0.75-0.752．2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。9（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