張雙翼

(遼寧省水利事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 沈陽 110003)

遼寧省屬于農(nóng)業(yè)大省，干旱是農(nóng)業(yè)災(zāi)害損失主要影響因素，為降低干旱對農(nóng)業(yè)損失，需要對干旱發(fā)生的程度進(jìn)行評估，從而制定相對應(yīng)的抗旱應(yīng)急保障措施[1- 3]。農(nóng)業(yè)旱情指標(biāo)包括土壤相對濕度指數(shù)[4]、降雨量距平百分率[5]、連續(xù)無有效降雨天數(shù)[6]、作物灌溉缺水率[7]、斷水天數(shù)[8]和農(nóng)田與作物干旱形態(tài)指標(biāo)等。國內(nèi)研究成果表明[9- 14]，不同干旱指標(biāo)在區(qū)域農(nóng)業(yè)旱情評估等級劃分有所不同，需要結(jié)合區(qū)域的旱情特點(diǎn)進(jìn)行干旱指標(biāo)評估等級進(jìn)行劃分，從而提高區(qū)域農(nóng)業(yè)干旱評估的科學(xué)性和精準(zhǔn)性[15]。為此本文選用當(dāng)前農(nóng)業(yè)干旱主要指標(biāo)，結(jié)合遼寧地區(qū)的干旱特點(diǎn)，對對全省不同區(qū)域的農(nóng)業(yè)干旱指標(biāo)適用性進(jìn)行確定，并對不同指標(biāo)的干旱等級進(jìn)行劃分。研究成果對于遼寧省干旱評估和受旱等級確定具有重要的參考依據(jù)。

1 主要農(nóng)業(yè)旱情指標(biāo)計(jì)算方法

(1)采用降雨量距平百分率評估農(nóng)業(yè)旱情時(shí)，降雨量距平百分率應(yīng)按式(1)計(jì)算：

PA=(P-P0)/P0×100%

(1)

式中，PA—計(jì)算時(shí)段內(nèi)降水量和多年同期降雨均值相比后的百分比，%；P—計(jì)算時(shí)段內(nèi)的降水量，mm；P0—多年同期降雨均值量，mm。

多年同期降水量計(jì)算方程為：

(2)

式中，n—計(jì)算時(shí)間尺度；Pi—計(jì)算尺度內(nèi)的降水量統(tǒng)計(jì)值，mm。

(2)作物灌溉水量作為農(nóng)業(yè)旱情評估指標(biāo)的計(jì)算方程為：

Dw=(Wr-W)/Wr×100%(Wr≥W)

(3)

式中，DW—農(nóng)作物正常生長需水量缺少的比例，%；Wr—計(jì)算時(shí)段內(nèi)要滿足作物正常生長所需要的實(shí)際水量，m3；W—農(nóng)灌期作物生長實(shí)際能獲得的灌溉水量，m3。

(3)采用區(qū)域農(nóng)業(yè)旱情指數(shù)評估農(nóng)業(yè)旱情時(shí)，區(qū)域農(nóng)業(yè)旱情指數(shù)應(yīng)按照(4)式計(jì)算:

(4)

式中，i—區(qū)域作物受旱程度，一般分別為4級；Ai—不同等級旱情評估狀態(tài)下農(nóng)作物播種面積和區(qū)域總面積的比例，%；Bi—不同等級旱情的權(quán)重值。

2 農(nóng)業(yè)旱情指標(biāo)與等級

農(nóng)業(yè)旱情應(yīng)用較為成熟的主要為7類指標(biāo)，各指標(biāo)適用類型及適用區(qū)域見表1—2。

表1 農(nóng)業(yè)旱情指標(biāo)適用表

3 農(nóng)業(yè)旱情等級劃分與確定

3.1 基于降雨量距平百分率的農(nóng)業(yè)旱情等級標(biāo)準(zhǔn)劃

基于降水量距平百分率對遼寧省降雨量距平百分率的農(nóng)業(yè)干旱等級進(jìn)行確定和劃分，結(jié)果見表3—5。

表2 農(nóng)業(yè)旱情指標(biāo)適用區(qū)域表

表3 遼西地區(qū)不同旱情等級下的降水距平率劃分標(biāo)準(zhǔn) 單位：%

表4 遼南地區(qū)降雨量距平百分率旱情等級劃分表 單位：%

表5 遼寧省其他區(qū)域降雨量距平百分率旱情等級劃分表 單位：%

遼西北地區(qū)屬于遼寧省干旱較為嚴(yán)重的區(qū)域，因此其降水量距平等級百分率相比于遼南地區(qū)以及遼寧省其他區(qū)域的變幅相對要小，當(dāng)月尺度降水距平百分率低于-75%時(shí)發(fā)生特大干旱，當(dāng)季節(jié)尺度降水距平百分率低于-50%時(shí)干旱等級為特大干旱，而當(dāng)年尺度降水距平百分率低于-40%時(shí)就出現(xiàn)特大干旱。遼南地區(qū)屬于遼寧省降水量相對較為充沛的區(qū)域，因此其不同時(shí)間尺度下的降水距平百分率變幅都要相對小于遼西北地區(qū)。而對于遼東和遼中地區(qū)而言，尤其是遼東地區(qū)，年降水量超過1000mm，屬于遼寧省較為濕潤的區(qū)域，因此其不同干旱等級下的降水量距平百分率變幅范圍低于遼南和遼西北地區(qū)。

3.2 基于連續(xù)無有效降雨天數(shù)的農(nóng)業(yè)旱情等級標(biāo)準(zhǔn)劃分

在采用降雨距平百分率的基礎(chǔ)上，對基于連續(xù)無有效降雨天數(shù)的農(nóng)業(yè)旱情等級進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)劃分，不同季節(jié)下不同干旱程度下的旱情等級標(biāo)準(zhǔn)劃分結(jié)果見表6—8。

表6 遼西北地區(qū)連續(xù)無有效降雨天數(shù)旱情等級標(biāo)準(zhǔn)劃分表

當(dāng)降雨量低于5mm即為連續(xù)無有效降雨，從不同旱情等級下遼西北地區(qū)連續(xù)無有效降雨旱情等級劃分標(biāo)準(zhǔn)可看出，在不同季節(jié)中夏季各干旱等級的連續(xù)無有效降雨天數(shù)最小，其次為秋季，春季由于降水量較少，因此其不同等級下的連續(xù)無有效降雨天數(shù)最高。從區(qū)域來看，遼西北地區(qū)各季節(jié)不同干旱等級的連續(xù)無有效降雨天數(shù)等級最高，其次為遼南地區(qū)，這主要和區(qū)域的干旱特點(diǎn)有關(guān)，遼西北地區(qū)干旱少雨，夏季連續(xù)無雨日天數(shù)少，春季和秋季連續(xù)無雨日天數(shù)較多，遼南地區(qū)有同樣類似，遼東和遼中地區(qū)屬于遼寧省降雨相對較為充沛的區(qū)域，遼東和遼中地區(qū)不同季節(jié)的連續(xù)無雨日天數(shù)相對較少。

表7 遼南地區(qū)連續(xù)無有效降雨旱情等級標(biāo)準(zhǔn)劃分表

表8 遼寧省其他地區(qū)連續(xù)無有效降雨天數(shù)旱情等級標(biāo)準(zhǔn)劃分表

3.3 基于土壤相對濕度指數(shù)評估農(nóng)業(yè)旱情的農(nóng)業(yè)旱情等級標(biāo)準(zhǔn)劃分

土壤相對濕度是農(nóng)業(yè)旱情評估的重要指標(biāo)，通過土壤相對濕度可較為全面的反映區(qū)域農(nóng)業(yè)受旱的程度，為此本文對基于土壤相對濕度的農(nóng)業(yè)旱情等級評估標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了確定，結(jié)果見表9—10。

表9 作物灌溉缺水率旱情等級劃分表

土壤相對濕度直接反映作物灌溉缺水率，從標(biāo)準(zhǔn)劃分結(jié)果可看出，輕度干旱下作物灌溉缺水率在5%～20%之間，特大干旱下作物灌溉缺水高于50%，這時(shí)候亟需進(jìn)行抗旱補(bǔ)水。此外本文結(jié)合遼寧地區(qū)的干旱特點(diǎn)，對遼寧省斷水天數(shù)下的干旱等級進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)劃分，從劃分結(jié)果可看出，當(dāng)斷水天數(shù)在7～10d之間，表明區(qū)域發(fā)生輕度干旱。當(dāng)斷水天數(shù)在11～15d之間時(shí)，表明區(qū)域出現(xiàn)中度干旱，而當(dāng)區(qū)域斷水天數(shù)在16～25d時(shí)，區(qū)域出現(xiàn)較為嚴(yán)重的干旱，當(dāng)斷水天數(shù)高于25d，區(qū)域出現(xiàn)特大干旱，嚴(yán)重影響區(qū)域農(nóng)作物生長。

表10 斷水天數(shù)旱情等級標(biāo)準(zhǔn)劃分表

4 農(nóng)田與作物干旱形態(tài)指標(biāo)的確定

對農(nóng)田與作物干旱形態(tài)指標(biāo)評估農(nóng)業(yè)旱情的等級及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了確定，結(jié)果見表11。

表11 農(nóng)田與作物干旱形態(tài)指標(biāo)的等級表

對于不同用地方式下不同干旱等級下的干旱形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行了分析，從分析結(jié)果可看出，對于旱地而言，主要對其干土層的厚度進(jìn)行干旱等級的判定，而對于遼南地區(qū)的水田而言，主要對水田干裂程度進(jìn)行不同干旱等級的分析。而對于出苗期主要針對農(nóng)作物的生長特性，對于其出苗率進(jìn)行干旱等級的劃分。對于水稻移栽期，其秧苗成活率是其不同干旱等級劃分評估的重要指標(biāo)。而對于農(nóng)作物的生長發(fā)育階段，主要通過對其農(nóng)作物的形態(tài)進(jìn)行判定，這種方式比較直觀。

5 結(jié)語

(1)在計(jì)算歷時(shí)某一區(qū)域的旱情指數(shù)時(shí)，需要將以三分法(即輕旱、重旱和干枯)統(tǒng)計(jì)的歷時(shí)旱情按照輕旱、中旱、嚴(yán)旱、特旱的四分發(fā)進(jìn)行重新整編。

(2)在雨量監(jiān)測設(shè)施較為完備的區(qū)域的旱情等級評估建議首選降雨量距平百分率，土壤相對濕度指數(shù)建議作為墑情監(jiān)測設(shè)施較好的雨養(yǎng)或灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)干旱評估首先指標(biāo)，農(nóng)田與作物干旱形態(tài)指標(biāo)建議可作為監(jiān)測設(shè)施較為缺乏區(qū)域的旱情評估指標(biāo)。

(3)本文主要對農(nóng)業(yè)旱情等級和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了確定，對應(yīng)其他如城市、農(nóng)村人口飲水旱情指標(biāo)的等級還需進(jìn)一步探討。