江 煒，任玉敦

(1.浙江水利科技推廣與發(fā)展中心，杭州310012;2.浙江水利水電?？茖W(xué)校，杭州310018)

0 引言

我國是一個農(nóng)業(yè)大國。近年來旱災(zāi)頻繁發(fā)生，已逐漸成為對農(nóng)業(yè)影響最廣，危害最大的自然災(zāi)害。旱情評估可以使人們提前預(yù)測干旱并及時制定有效的抗災(zāi)減災(zāi)措施，減少旱災(zāi)損失，作為一種行之有效的方法已引起人們的廣泛關(guān)注。干旱過程復(fù)雜，影響因素眾多，除降水之外，還受土壤、氣候、作物等因素影響。目前的旱情評估方法還不完善，主要存在2個問題:1)部分評估指標(biāo)考慮因素單一，不能正確反映旱情狀況，如目前應(yīng)用廣泛的降水指標(biāo);2)部分指標(biāo)資料獲取困難，并不易檢驗其正確性，如土壤墑情指標(biāo)、作物旱情指標(biāo)等。本文通過分析影響旱情的各個因素，在連續(xù)無雨日數(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上考慮其中影響顯著、資料易得的建立修正連續(xù)無雨日數(shù)指標(biāo)，并用宜昌市東風(fēng)渠灌區(qū)實測資料對指標(biāo)進(jìn)行充實、檢驗。

1 修正連續(xù)無雨日數(shù)指標(biāo)

1.1 原理

修正連續(xù)無雨日數(shù)指標(biāo)是在連續(xù)無雨日數(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，綜合考慮了作物種類、生長階段和土壤類型3個因素，并把這些因素定量地反映到一個與時間有關(guān)的修正系數(shù)上。其具體表達(dá)公式為:

式中:d'為修正連續(xù)無雨日數(shù)指標(biāo)計算值;β為修正系數(shù);d為連續(xù)無雨日數(shù)值。

1.2 修正系數(shù)

修正系數(shù)是一個全面考慮作物種類、生長階段及土壤類型三因素的綜合性系數(shù)，它反映了干旱發(fā)生在不同的時段對農(nóng)業(yè)造成的危害程度有所不同。其中作物種類和生長階段對旱情狀況的影響通過作物種植面積及敏感性系數(shù)來反映，不同土壤類型對旱情的影響通過土壤保水系數(shù)來體現(xiàn)。

1.2.1 作物敏感性系數(shù)

作物敏感性系數(shù)是表征不同作物、不同階段缺水對產(chǎn)量影響大小的量，用λ表示，λ值越大表明缺水對產(chǎn)量的影響愈大，造成的危害也愈大，在相同的氣候條件下干旱程度也愈重;反之λ愈小，表明在相同氣候條件下干旱程度愈輕。該系數(shù)采用Jensen模型中的水分敏感指數(shù)來表示，我國大部分地區(qū)灌溉試驗站都有關(guān)于這一指數(shù)的試驗資料。

1.2.2 土壤保水性系數(shù)

土壤保水性系數(shù)是表征土壤持水能力大小的量，土壤持水能力是土壤重要的物理性狀之一，土壤的物理性質(zhì)，如土壤顆粒大小、有機質(zhì)含量、土壤容重、孔隙率等決定了持水能力的大小。一般情況下用田間持水率、凋萎系數(shù)等來表示土壤持水能力。本文采用田間持水率與凋萎系數(shù)之差的有效含水率來反映土壤保水性系數(shù)的大小。不同的土壤類型其田間持水率、凋萎系數(shù)并不是一個確定的量而是一個范圍，為了研究方便，通過參考有關(guān)文獻(xiàn)，本文取該范圍內(nèi)的中間值表示其大小。對土壤保水性系數(shù)的劃分本文以國際制土壤質(zhì)地分類為基礎(chǔ)，分為砂土、壤土、黏壤土、黏土4類。

1.2.3 作物種植面積

由于不同作物抵抗干旱的能力不同，強抗旱作物種植面積越大，在相同的氣候條件下，整個地區(qū)抵御旱災(zāi)的能力越強，反之，低抗旱作物種植面積越大，在相同的氣候條件下，整個地區(qū)抵御旱災(zāi)的能力越弱，干旱造成的損失越大。

1.2.4 修正系數(shù)表達(dá)式

利用上文的作物敏感性系數(shù)、土壤保水性系數(shù)及作物種植面積，通過式(2)的形式整合成一個綜合的修正系數(shù)βm，用它反映旱災(zāi)程度的差異，該系數(shù)的計算公式為:

式中:λi表示某月份，第i種作物的作物敏感系數(shù);ai表示第i種作物的種植面積;τi表示第i種作物相應(yīng)的土壤保水系數(shù)。

各地區(qū)根據(jù)實際資料可以得到每個月的βm，對βm進(jìn)行趨勢配線得到修正系數(shù)配線曲線，根據(jù)曲線，可以得到各月份的βm'，對它進(jìn)行等比例縮小，使其值在1.0上下，就得到各月份的修正系數(shù)值β。

2 等級劃分

根據(jù)水利部頒布的《干旱評估標(biāo)準(zhǔn)》(試行)，本文把干旱劃分為輕度干旱、中度干旱、嚴(yán)重干旱、特大干旱4個等級，采用排頻適線評價法對修正連續(xù)無雨日數(shù)進(jìn)行等級劃分。

排頻適線評價法是在頻率曲線完成后，取頻率p=50%的指標(biāo)數(shù)據(jù)xp為干旱等級評價的下限，選擇p=99%的指標(biāo)數(shù)值xt作為特大干旱的上限，把兩者的差值平均分成7等份，每一份的值為r，r=(xtxp)/7，則等級劃分是以2r為間隔進(jìn)行平均分配，等級劃分見表1:

表1 干旱等級劃分

3 實際應(yīng)用

3.1 建立修正連續(xù)無雨日數(shù)指標(biāo)

本文根據(jù)東風(fēng)渠灌區(qū)自1976—2002年的27 a實際資料，確定各月份的修正系數(shù)值，然后根據(jù)統(tǒng)計的連續(xù)無雨日數(shù)值，通過計算可以得到修正連續(xù)無雨日數(shù)指標(biāo)值。

3.1.1 作物敏感性系數(shù)

灌區(qū)作物種植面積主要統(tǒng)計早、中、晚稻以及小麥和棉花作物，其他的作物分別用這5種作物代替，如瓜果、煙葉用棉花代替;綠肥、油菜、大麥等冬播作物用小麥代替。這5種作物各月份的作物敏感性系數(shù)見表2。

表2 東風(fēng)渠灌區(qū)內(nèi)作物各月份的敏感性系數(shù)

3.1.2 土壤保水性系數(shù)

東風(fēng)渠灌區(qū)土壤性質(zhì)以黃棕壤土、潮土、水稻土為主。湖北黃棕土主要歸為壤土;潮土作物主要為小麥、玉米、甘蔗、棉花、花生、油菜等，主要歸為壤土;水稻土的耕層顆粒一般以＜0.01 mm的為主(占60%左右)，主要為黏壤土。各類型土壤保水系數(shù)見表3。

表3 各類型土壤保水系數(shù)

3.1.3 作物種植面積

根據(jù)灌區(qū)的資料，統(tǒng)計作5物種植面積見表4。

表4 作物種植面積 666.7hm2

3.1.4 修正系數(shù)值

通過式(2)代入各系數(shù)值進(jìn)行計算，得到每1個月的βm，對其進(jìn)行配線，根據(jù)配線曲線，并進(jìn)行等比例縮小，得到各月份的修正系數(shù)值β見表5。

表5 修正系數(shù)值β

3.2 等級劃分

根據(jù)修正連續(xù)無雨日數(shù)的指標(biāo)形式，采用排頻適線評價法進(jìn)行修正連續(xù)無雨日數(shù)的等級劃分，劃分結(jié)果見表6。

表6 考慮月份系數(shù)的連續(xù)無雨日數(shù)指標(biāo)

3.3 指標(biāo)檢驗

利用修正連續(xù)無雨日數(shù)指標(biāo)及其等級劃分標(biāo)準(zhǔn)分別對東風(fēng)渠灌區(qū)資料較為詳細(xì)的4個典型干旱年1992年、1997年、1999年、2000年進(jìn)行旱情評估，并與實際的旱情狀況進(jìn)行比較，可以得到在這4 a的48個月中，修正連續(xù)無雨日數(shù)指標(biāo)的評估結(jié)果與實際相符合的有39個，正確率達(dá)到81%。

4 結(jié)論

在考慮干旱的影響程度時，區(qū)分干旱發(fā)生的時間極為必要，因為不同作物處于不同的生長階段對干旱的承受能力不同，本文的修正連續(xù)無雨日數(shù)指標(biāo)對這一因素有所考慮，對于干旱指標(biāo)研究是一個進(jìn)步，而且，該指標(biāo)形式簡單，資料可靠，通過檢驗其評估效果較好，旱情發(fā)生時間和程度與實際情況基本相符，可廣泛用于農(nóng)業(yè)旱情評估中。

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