安秋香，李四紅

（1. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128； 2. 湖南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究總院，湖南 長(zhǎng)沙 410007）

湖南省雙季稻種植面積大，分布區(qū)域廣，劃區(qū)評(píng)判特大干旱期，對(duì)灌溉水資源的適時(shí)配置，實(shí)現(xiàn)節(jié)水增產(chǎn)，確保糧食豐收具有一定的技術(shù)意義。

1 范圍劃定

根據(jù)湖南省雙季稻種植現(xiàn)狀，劃定其主產(chǎn)區(qū)范圍為長(zhǎng)沙、岳陽、常德、衡陽、邵陽等9市的44 縣（市區(qū)），總面積84 944.8 km2，其中水田168.55 萬hm2（2 528.28 萬畝），雙季稻種植面積為119.65 萬hm2（1794.78 萬畝）。依水系與氣候特性，將其劃分為3 片區(qū)10 亞區(qū)（參見表1）。

2 干旱機(jī)理

大氣氣候具有十分復(fù)雜的物理過程、化學(xué)過程、生物過程，還受人類活動(dòng)的影響。其中降水少、氣溫高、蒸發(fā)量大，河川徑流枯竭等氣象水文因子是形成干旱缺水的基本要素。本文研究區(qū)域主要處在湖南省的中部和北部，即衡邵丘陵區(qū)、湘江下游河谷臺(tái)地、洞庭湖及四口尾閭平原區(qū)。雖處在長(zhǎng)江以南濕潤(rùn)氣候區(qū)，降水量與徑流量都較豐富，但因降水量與地表徑流量年內(nèi)年際間分配不均，從而導(dǎo)致了間斷性（季節(jié)性）干旱的發(fā)生。形成區(qū)域內(nèi)干旱缺水的主要原因：一是降水年內(nèi)分配不均，雙季稻需水高峰期（早稻6 月中旬～7 月上旬，晚稻8 月下旬～9 月上旬），往往發(fā)生連續(xù)30 天以上無降水（降水總量小于10 mm）；二是徑流量年際、年內(nèi)變化大，3～6 月徑流量大，易形成洪水，而雙季稻需水高峰期的7～9 月往往河川干枯，天然徑流不能滿足田間需水要求；三是自然地理、土壤結(jié)構(gòu)、人類活動(dòng)因素的影響。

表1 湖南省雙季稻主產(chǎn)區(qū)范圍一覽表

3 干旱缺水概念

當(dāng)降水量+河川徑流量小于田間總耗水量（包括作物生態(tài)需水量與田間物理耗水量），出現(xiàn)天然供水不足，且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，需要人為（工程）補(bǔ)水，定義為干旱缺水。相應(yīng)缺水時(shí)段則為干旱缺水期。評(píng)判干旱缺水的途徑，主要從氣象因素與水文因素兩方面著手。

1）氣象因素：分為氣象干旱等級(jí)法與降水/蒸發(fā)比值K0法。湖南省《氣象災(zāi)害、術(shù)語和等級(jí)》中提出的氣象干旱等級(jí)為：①一般干旱：出現(xiàn)一次連旱40～60天，或出現(xiàn)兩次連旱總天數(shù)60～75 天；②大旱：出現(xiàn)一次連旱61～75 天，或出現(xiàn)兩次連旱總天數(shù)70～90 天；③特大旱：出現(xiàn)一次連旱76 天以上，或出現(xiàn)兩次連旱總天數(shù)91 天以上。

2）水文因素：用“河川特征最小流量分析法[1]”研究的特大干旱期成果如下：

湘江代表斷面：湘潭為8 月～次年2 月，衡陽為7 月～次年2 月；

資水代表斷面：桃江為9～10 月，羅家廟7～12 月；

沅水代表斷面：桃源為9～12 月，安江9 月～次年1 月；

澧水代表斷面：石門9 月～次年1 月，張家界10 月～次年2 月。

4 特大干旱期評(píng)判

本文擬采取降水/蒸發(fā)比值K0法，對(duì)湖南省雙季稻主產(chǎn)區(qū)的各亞區(qū)的特大干旱期及其發(fā)生機(jī)率進(jìn)行分析評(píng)判。

4.1 基本原理

降水、蒸發(fā)是直接影響地面徑流和田間作物需水的主要?dú)庀笠蛩?，?duì)地表水資源供給來說，與降水呈正比關(guān)系，與蒸發(fā)呈反比關(guān)系；對(duì)田間工程供水量而言則相反，與降水呈反比關(guān)系，與蒸發(fā)呈正比關(guān)系，利用這種關(guān)系，可列出評(píng)判干旱期的降水/蒸發(fā)比值K0法。當(dāng)K0小于某一數(shù)值時(shí)，天然產(chǎn)水量減少，引起干旱，對(duì)應(yīng)干旱發(fā)生的時(shí)間即為干旱期。K0越小，干旱出現(xiàn)時(shí)間越長(zhǎng)，干旱越嚴(yán)重。擬定一個(gè)偏小的K0值和它連續(xù)出現(xiàn)的時(shí)間，作為某種干旱級(jí)別的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)

以降水/蒸發(fā)比K0為要素評(píng)判特大干旱期，首先需賦予K0一個(gè)確定的數(shù)值K0n，同時(shí)給出K0n連續(xù)出現(xiàn)的時(shí)間t0，則K0n與t0即為特大干旱期評(píng)判的標(biāo)準(zhǔn)。本文擬采用經(jīng)驗(yàn)參照法確定。

根據(jù)湖南特大干旱期成果[1]，計(jì)算統(tǒng)計(jì)相應(yīng)代表站典型年逐旬K0值，將二者列表進(jìn)行對(duì)照分析，從中找出代表站典型年發(fā)生特大干旱時(shí)，K0的對(duì)應(yīng)值K0n及連續(xù)時(shí)間t0（旬?dāng)?shù)），即為所求的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。

表2 列出了衡陽、湘潭、邵陽3 個(gè)代表站已研究得出的各代表年特大干旱期，同時(shí)對(duì)應(yīng)列出K0≤0.1 出現(xiàn)的旬?dāng)?shù)和起止時(shí)段。通過二者對(duì)照，即可分析出K0法評(píng)判特大干旱期的標(biāo)準(zhǔn)如下：

表2 代表站兩種評(píng)判方法特大干旱期評(píng)判結(jié)果

4.3 評(píng)判步驟與結(jié)果

4.3.1 步驟

1）根據(jù)氣象與自然地理?xiàng)l件，將雙季稻主產(chǎn)區(qū)劃分為湘北平原、湘中丘陵、湘南丘陵三片區(qū)及洞庭湖平原、湘水尾閭、資水尾閭、沅水尾閭、澧水尾閭、瀏陽河及洣水下游、漣水中下游、衡陽盆地丘陵、瀟湘河谷臺(tái)地，邵陽盆地丘陵共10 個(gè)亞區(qū)。并在每個(gè)亞區(qū)中選擇1～2 個(gè)氣象代表站。

2）收集各氣象代表站歷年逐日降雨、逐日蒸發(fā)等長(zhǎng)系列資料并計(jì)算逐旬降水/蒸發(fā)比值K0。

3）依計(jì)算給出的長(zhǎng)系列K0，按K0≤0.1，K0=0.11～0.25，K0=0.251～0.4 三個(gè)級(jí)別逐站逐年進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

4）根據(jù)前面提出的特大干旱期評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，從歷年逐旬K0值系列中找出符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的特大干旱與干旱期，以及特大干旱期出現(xiàn)頻次和機(jī)率。

4.3.2 結(jié)果

依以上步驟，評(píng)判出湖南省雙季稻主產(chǎn)區(qū)各亞區(qū)的特大干旱發(fā)生期及其機(jī)率。

1）洞庭湖平原區(qū)為11 月下旬～12 月下旬，機(jī)率為3.2%；

2）湘水尾閭區(qū)為9 月中旬～12 月中旬，機(jī)率為3.2%；

3）資水尾閭區(qū)為9 月下旬～12 月上旬，機(jī)率為2.3%；

4）沅水尾閭區(qū)為9 月下旬～12 月中旬，機(jī)率為3.1%；

5）澧水尾閭區(qū)為9 月下旬～12 月上旬，機(jī)率為2.3%；

6）瀏陽河、洣水下游區(qū)為9 月中旬～12 月中旬，機(jī)率為2.2%；

7）漣水中下游區(qū)為9 月中旬～12 月中旬，機(jī)率為3.2%；

8）衡陽盆地丘陵區(qū)為9 月中旬～12 月中旬，機(jī)率為2.3%；

9）瀟湘河谷地區(qū)為9 月中旬～12 月中旬，機(jī)率為3.2%；

10）邵陽盆地丘陵區(qū)為9 月中旬～12 月中旬，機(jī)率為3.2%。

上述結(jié)果表明，除洞庭湖中心平原區(qū)早、晚稻一般不遭遇特大干旱外，其他各亞區(qū)的特大干旱期都發(fā)生在晚稻生育期，說明秋季人工補(bǔ)水尤為重要（詳見表3）。

表3 湖南省雙季稻生產(chǎn)區(qū)各亞區(qū)特大干旱期評(píng)判結(jié)果