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）

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。

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

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：K

1

= 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：K

2

= 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

1．2水文干旱指标

1．2．1 水库蓄水量距平百分率

公式：I

k =(S-S

)/S

×100%

式中：S—为当前水库蓄水量（万立方米）;

S

—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

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：I

r =(R

W

-R

)/R

×100%

式中：R

W

—当前江河流量（立方米每秒）；

R

—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

1．2．3 地下水埋深下降值

公式：D

r =D

w

-D

，

式中：D

w

—当前地下水埋深均值（米）；

D

—上年同期地下水埋深均值（米）。

表7 地下水埋深下降程度

1．3农业干旱指标

1．3．1 土壤相对湿度

公式：R

W ＝W

c

/W

×100%

式中：R

W

—土壤相对湿度（%）；

W

c

—当前的土壤重量或体积含水量（%）；

W 0—与W

c

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

1．3．2 作物受旱（水田缺水）面积百分比：

公式：S

I ＝A

1

/A

×100%

式中：A

1

—区域内作物受旱（水田缺水）面积（万亩）；

A

—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

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：S

z =A

c

/A

1

×100%

式中：A

c

—因旱农作物产量减少3成以上面积（万亩）；

A

1

—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

1．3．4 水田缺水率：

公式：W

I =（Q

-Q

1

）/Q

×100%

式中：Q

1

—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

—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

1．3．5 水浇地失灌率

公式：R

I ＝I

n

／I

a

×100%

式中：I

n

—区域内不能正常灌溉的面积，

I

a

—区域正常有效灌溉面积。

表12 水浇地失灌率与干旱等级

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：C

d =(D

s

/D

w

)×100%

式中：D

s

—冬季无积雪持续日数；

D

w

—冬季日数。

表13 无积雪日数与牧区冬季干旱（黑灾）程度

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

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：R

n =(G

n

/G)×100%

式中：G

n

—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

1．4．3 夏秋旱：牧草产量与常年同期比较的相对值。

公式：R

g =(W

g

/W

)×100%

式中：W

g

—当年牧草产量（公斤/亩）；

W

—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

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=R

k /R

z

×100%

式中：R

K

—因旱造成农村临时饮水困难人（畜）数，（万人、万头）；

R

z

—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=[(C x-C

g )/C

x

] ×100%

式中：C x—城市正常日供水量（万立方米）；

C g—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

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：R

DRI ＝f

1

×DRI

1

＋f

2

×DRI

2

＋f

3

×DRI

3

＋f

4

×DRI

4

＋f

5

×DRI

5

＋f

6

×DRI

6

＋f

7

×DRI

7

其中Σf

i ＝1，DRI

1

为短期干旱指数，DRI

2

为中期干旱指数，DRI

3

为长期干旱

指数，DRI

4为年度干旱指数，DRI

5

为跨年度干旱指数，DRI

6

为连年干旱指数，DRI

7

为未来干旱指数。建议值：f

1为0.3，f

2

为0.2，f

3

～f

7

均为0.1。

（1）短期干旱指数 DRI

1 = [(R

f1

－R m

1) / R m1＋（k l－1）] /2

式中R

f1、R

m1

和k

1

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：k

1 = b×R

f1

/ (T

1m

＋a)

其中a，b为经验系数，T

1m 为月平均气温，经调整使k

1

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 DRI

2 = [(R

f3

－R

m3

) / R

m3

＋（k

3

－1）]/2

式中R

f3、R

m3

和k

3

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 DRI

3 = (R

f6

－R

m6

) / R

m6

式中R

f6和R

m6

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 DRI

4 = (R

f12

－R

m12

) / R

m12

式中R

f12和R

m12

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 DRI 5 = (R f24/2－R m24) / R m24

式中R f24和R m24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 DRI 6 = (R f36/3－R m36) / R m36

式中R f36和R m36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 DRI 7 = [(R fn －R mn )/R mn ＋（k n －1）]/2

式中R fn 、R mn 和k n 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 ＝(R 3i －R 3m )/R 3m

其中R 3i 为当年当时前三个月的降水量，R 3m 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

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：DRI r ＝f 1×DRI 1＋f 2×DRI 2＋f 3×DRI 3＋f 4×DRI 4＋f 5×DRI 5＋f 6×DRI 6＋f 7×DRI 7 式中Σf i ＝１，各分项的计算方法如下： （1） 年度气候干旱指数

DRI 1= (R f12－R m12) / R m12

式中R f12和R m12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

DRI 2 = (W C －W S )/(0.8×W 0－W S )－1

式中W C 为平均土壤含水量，W S 为凋萎湿度，W 0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

DRI

3 =[(T

i

－W

)/(T

m

－W

)]－1

式中T

i 为当前区域地表水资源总量，包括河流和水库、塘坝等；Ｗ

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。T

m

为多年平均地表水量。

（4）地下水变动指数

DRI

4 = f×(DL

m

-DL

i

)

DRI

4为地下水埋深变化对干旱程度的影响指数，DL

i

为最近一次测定的平均地

下水埋深，DL

m

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

DRI

5 = [(R

f3

－R

m3

) / R

m3

＋（k

3

－1）]/2

式中R

f3、R

m3

和k

3

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，k

3

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

DRI

6 = [(R

fn

－R

mn

) / R

mn

＋（k

n

－1）]/2

式中R

fn 、R

mn

和k

n

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，k

n

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

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