旱情监测与评价进展研究与思考

121Feb 水文

JOURNAL OF CHINA HYDROLOGY

第30卷第3期

2010年6月

Vol．30No．3Jun ．,2010

1概述

特殊的自然地理条件和气候特征，决定了我国是一个水旱灾害频发的国家。干旱灾害是影响我国经济、社会发展的主要自然灾害之一。我国旱灾发生频繁、涉及面广、历时长，对工农业生产及人民生活带来的影响和损失大。引发我国干旱灾害的因素除自然地理、气候等自然因素外，人类活动的影响也是一个重要原因，主要表现为人口增加、经济社会发展、人民生活水平的提高，对水的需求从数量、质量、供给保证率的要求越来越高，导致水资源过度开发利用造成的一些河道枯竭、湿地消失、地下水位下降、水生态环境恶化等问题。近年来，随着全球气候变化以及人口增长、经济发展和社会的不断进步，干旱灾害更有扩展的趋势，干旱灾害的影响范围，已经由传统的农业领域向工业、城市、生态等多个方面发展，由贫水区向丰水区扩展，由局部向全国延伸，因干旱缺水等造成的损失也愈来愈严重。据统计，1990年以来，我国年均因旱灾造成的直接经济损失约占同期GDP 的1%以上，遇严重干旱年景，该比例超过2%。

随着近10年来我国大面积旱灾连续发生，水利和水文部门开始旱情监测，并开展了干旱定量分析研究

等工作，取得了一定成绩。由于旱情监测与干旱定量分析是极其复杂的系统工程，它涉及多个学科和监测要素，如降水、气温、蒸发、土壤墒情、地下水以及河道流量、水库蓄水状况等等；再加之不同作物在不同生长期需水量不同，要实现定量的分析作物是否是干旱，是非常困难的。在过去，大多数只能做到对旱情定性描述，很难做到定量监测分析；即使通过一些已知的监测要素，如降水、气温、蒸发等，也很难给出较为准确的判断。本文通过对水利、气象、农业和美国对干旱等级划分、干旱指标遴选、指标值及主要计算方法较为详细介绍与研究，结合我国水利系统现状与需求，提出了一些认识与建议。

2旱情指标遴选与等级划分

2.1干旱的定义

《旱情等级标准》（SL424-2008）对干旱的定义：因

降水减少，或入境水量不足，造成工农业和城乡居民生活以及生态环境正常用水需求得不到满足现象。定性与定量描述干旱的表现形式和发生、发展过程，包括干旱历时、影响范围、发展趋势和受旱程度等称之为旱情。气象部门对干旱定义：是一种水量相对亏缺的自

收稿日期：2010－02－20

作者简介：章树安（1963-），男，安徽来安人，水资源监测与评价处处长，教授级高工。

旱情监测与评价进展研究与思考

章树安，王爱平，杨桂莲，杨建青

（水利部水文局，北京100053）

摘要：干旱灾害是影响我国经济、社会发展的主要自然灾害之一。近年来，随着全球气候变化、人口增长、经济发展等，干旱灾害更有扩展的趋势，干旱灾害的影响范围，已经由传统的农业领域向工业、城市、生态等多个方面发展，由贫水区向丰水区扩展，因干旱缺水等造成的损失也愈来愈严重。由于旱情监测与干旱定量分析是极其复杂的系统工程，它涉及多个学科和监测要素，本文通过系统的收集水利、气象、农业等部门和美国关于干旱的主要研究与应用成果，对干旱等级划分、干旱指标遴选、指标值确定及主要计算方法较为详细介绍与研究，并结合我国水利系统现状与需求，提出了一些认识与建议。关键词：干旱；监测；分析；研究中图分类号:P332

文献标识码:A

文章编号:1000-0852(2010)03-0015-07

第30卷水文

然现象。通常指淡水总量少，不足以满足人的生存和经济发展的气候现象。农业部门定义：作物生长过程中因供水不足，阻碍作物正常生长而发生的水量供需不平衡现象。美国Palmer（帕尔默）给出的定义：干旱是“土壤含水量持续长时间的非正常亏缺”。目前对干旱定义有很多种，实际上没有哪一种单一的干旱定义能适合于所有情况，根据研究角度及研究应用领域不同，给出不同的定义，也体现了干旱研究的复杂性。但现阶段概括起来一般将干旱主要分为：气象干旱、水文干旱、农业干旱和社会经济干旱。

2.2旱情等级划分与评价指标

2.2.1水利部门

水利部门将旱情根据应用不同划分为农业旱情指标与等级、牧业旱情指标与等级、城市旱情指标与等级以及因旱饮水困难评估指标。旱情等级分为轻度干旱、中度干旱、严重干旱、特大干旱四级。

（1）农业旱情。农业旱情指标包括土壤相对湿度、降水量距平百分率、连续无雨日天数、作物缺水率、断水天数。对于雨养农业区主要是土壤相对湿度、降水量距平百分率、连续无雨日天数三个指标；对于灌溉农业，水浇地主要土壤相对湿度、作物缺水率，水田主要作物缺水率、断水天数。

（2）牧业旱情。采用降水量距平百分率、连续无雨日数。

（3）城市旱情。采用干旱缺水率。

P g=（Q z-Q s）/Q z×100%（1）式中：P g为城市干旱缺水率，%；Q z为城市正常日供水量，m3；Q s为因旱城市实际日供水量，m3。

（4）因旱饮水困难评估指标。取水地点基本生活用水量[L/（人·d）]，因旱改变，北方<20、南方<35；以及饮水困难持续时间>15d。

2.2.2气象部门

2.2.2.1气候干旱

气象部门采用干旱指数是反映气候干旱程度的指标，通常定义为年蒸发能力和年降水量的比值，即：

r=E0/P（2）式中：r为干旱指数；E0为年蒸发能力，常以E-601水面蒸发量代替，mm；P为年降水量，mm。

根据选用站E-601蒸发器多年平均年水面蒸发量和多年平均年降水量，可算得多年平均年干旱指数。多年平均年干旱指数r与气候分布有密切关系，当r<1.0时，表示该区域蒸发能力小于降水量，该地区为湿润气候，当r>1.0时，即蒸发能力超过降水量，说明该地区偏于干旱，r越大，即蒸发能力超过降水量越多，干旱程度就越严重。因此，干旱指数的地区分布和降水量、径流深分带有着密切的关系，干旱指数、年降水量、径流深对照见表1。

2.2.2.2农业干旱

将农业干旱分为特大干旱（Ⅰ级）、严重干旱（Ⅱ级）、中度干旱（Ⅲ级）和轻度干旱（Ⅳ级）四级。采用的主要评价指标为降水距平百分率（Pa）、土壤相对湿度（Rsm）、作物受旱率（S I）、MODIS综合干旱指数（D I）和未来有效降水量（R I）。具体指标值见表2。

2.2.3美国

2.2.

3.1干旱等级划分

在美国干旱监测业务中，将干旱程度分为4个级别，见表3。另外级别D0表示虽然没有发生干旱灾害但较正常偏干，或描述一次干旱事件过后延续的影响。

表1干旱指数、年降水量、径流深分带对照表Table1Contrast of drought index,annual precipitation yield,

runoff depth for different zones

降水分带年降水量/mm干旱指数/γ径流深/mm径流分带十分湿润带>16000.5>1000丰水带

湿润带800～16000.5～1.0300～1000多水带

过渡带400～800 1.0～3.050～300过渡带

干旱带200～400 3.0～7.010～50少水带

十分干旱带<200>7.0<10干涸带

表2农业干旱预警指标及预警等级划分

Table2Classification for agricultural

drought forecasting indexes and grades

指标名称特大干旱严重干旱中度干旱轻度干旱Pa<-80-51～-80-26～-50-15～-25

Rsm<3041～3051～4060～50

S I≥4121～4011～205～10

DI<2.0 1.6～2.0 1.1～1.50.5～1.0

RI R3<70R5<60R7<40R10<20

注：未来有效降水量的量级是根据沙壤、中壤土和中粘土3种土壤水分常数的平均计算出来的，不同地区可根据当地情况进行调整。

表3干旱级别划分及其出现概率

Table3Drought classification and occurrence probability

级别干旱状况出现概率P/%

D0偏干20

D1轻旱10

D2中旱5

D3重旱2

D4特旱P燮2

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