雨養(yǎng)農業(yè)區(qū)多指標旱情分析技術探討

趙 麗，鄒文安

（1.吉林省水文水資源局，吉林長春 130022；2.吉林省墑情監(jiān)測中心，吉林長春130033）

雨養(yǎng)農業(yè)區(qū)多指標旱情分析技術探討

趙 麗1，鄒文安2

（1.吉林省水文水資源局，吉林長春 130022；2.吉林省墑情監(jiān)測中心，吉林長春130033）

目前，我國旱情監(jiān)測工作相對薄弱，旱情分析方法少，評價指標單一，旱情評判結果代表性不強，與實際有差距。文中從生產實際出發(fā)，通過多年工作經驗和有關項目研究，系統(tǒng)地闡述了雨養(yǎng)農業(yè)區(qū)旱情分析方法，選用降水距平、連續(xù)無雨日數(shù)和土壤相對濕度3個評價指標進行旱情分析，為雨養(yǎng)農業(yè)區(qū)旱情指標遴選、旱情分析和抗旱減災等提供技術支撐。

雨養(yǎng)農業(yè)區(qū)；旱情綜合評價；吉林省

1　概　　述

旱情是一個受多種因素共同影響的綜合作用的結果。為此，旱情分析需要多要素的旱情信息源作為支撐，充分考慮各種因素的影響，從多個角度進行評價，才能科學準確評判旱情。

當前，我國大部分省（區(qū)、市）旱情基礎資料不完整、不準確，缺乏旱情有關基礎實驗研究（如田間持水量），旱情評判指標體系未建立、旱情評價指標權重沒有確定，多影響因子條件下的區(qū)域旱情分析技術平臺尚未創(chuàng)建。多數(shù)?。▍^(qū)、市）仍然采用單一指標評價（如采用受旱面積比例）進行雨養(yǎng)農業(yè)區(qū)旱情綜合分析評判等，導致旱情評判結果、分析確定的干旱范圍與實際不符。

基于上述原因，創(chuàng)建一套符合當?shù)貙嶋H旱情分析方法，規(guī)范和統(tǒng)一旱情評價指標，建立健全雨養(yǎng)農業(yè)區(qū)旱情綜合評價指標體系，為科學準確評判區(qū)域旱情程度提供技術支撐，為抗旱減災提供決策性依據(jù)。

2　評價指標

2.1指標遴選原則

旱情指標是表述旱情干旱程度的基礎信息，選定合理的旱情指標對于科學準確評判干旱程度尤為關鍵。對于特定區(qū)域而言，旱情指標的確定應根據(jù)區(qū)域的水文氣象、自然地理、土壤條件、生產條件、下墊面條件和社會經濟等因素綜合考慮。

干旱指標遴選應遵循原則：1）遵循可監(jiān)測、可操作原則；2）遵循因地制宜原則；3）遵循可靠、科學原則。

2.2指標類別與等級

SL424-2008《綜合水利行業(yè)標準》、SL568-2012《土壤墑情評價指標》和《農田土壤墑情監(jiān)測技術手冊》（2008年）等成果，旱情等級可分為無旱、輕旱、中旱、重旱和特旱5級。

其中，農業(yè)旱情指標包括土壤相對濕度、降水量距平百分率、連續(xù)無雨日天數(shù)、作物缺水率、斷水天數(shù)，對于雨養(yǎng)農業(yè)區(qū)主要是土壤相對濕度、降水量距平百分率、連續(xù)無雨日天數(shù)3個指標。

2.3評價指標計算方法

土壤相對濕度計算、連續(xù)無雨日數(shù)、降水距平計算、墑情干旱等級劃分見《旱情等級標準》。

2.4評價指標權重分析

指標權重是指某一單項評價指標在整體綜合評價中的相對重要程度以及所占比例的大小量化值。由于評判指標較多，而每個指標影響程度是不同的，科學合理分析確定各指標旱情等級權重即重要又關鍵。

目前國內外關于評價指標權系數(shù)的確定方法大致可分為三大類：一類為主觀賦權法（專家經驗法），一類為客觀賦權法（數(shù)據(jù)分析法），一類為主客觀綜合集成賦權法。

2.5旱情綜合評判指數(shù)

旱情綜合評判是多個旱情指標評價的綜合結果，是各個旱情指標影響程度的綜合反映，可通過各個旱情指標評價結果及其影響程度大小表示出來即旱情綜合評判指數(shù)。旱情綜合評判指數(shù)數(shù)值越大，表示干旱等級越高，干旱程度越嚴重；相反，則是旱象輕或不旱。

一般情況下，雨養(yǎng)農業(yè)區(qū)旱情綜合評判指數(shù)可采用各旱情指標評價等級加權平均計算。計算公式為：

E=α·Mw+β·Mp+σ·Mr（1）

式中：E——旱情綜合評判指數(shù)；Mw——土壤墑情旱情評價等級；Mp——連續(xù)無雨日數(shù)旱情評價等級；Mr——降水量距平評價旱情等級；α，β，σ——分別為各旱情指標匹配的權重系數(shù)。

3　應用實例

3.1研究區(qū)概述

吉林省西部地處松嫩平原，地形多為平原丘陵，降水稀少，河流水系不發(fā)育，下墊面條件多為耕地、牧場，土壤以砂土、砂壤土為主，春季易旱、夏季易澇，經濟不發(fā)達，以雨養(yǎng)農牧業(yè)為主，區(qū)域內布設了雨量站、墑情站等。考慮到區(qū)域內灌溉農業(yè)較少，以旱作耕地、牧場為主，符合雨養(yǎng)農業(yè)區(qū)的特征，宜采用土壤相對濕度、降水量距平百分率、連續(xù)無雨日數(shù)3個指標作為吉林省易旱區(qū)旱情綜合評判指標，

3.2評價指標權重分析確定

通過吉林省中西部易旱區(qū)的雙遼、星星哨、十屋3處墑情代表站的降水量、連續(xù)無雨日數(shù)、土壤含水量、蒸發(fā)等影響因子10年資料影響程度分析，降水量權重系數(shù)一般為0.16～0.22，無雨日數(shù)權重系數(shù)一般為0.26～0.31，土壤含水量權重系數(shù)為0.44～0.52。基于該多元回歸影響系數(shù)分析成果，確定降水、連續(xù)無雨日數(shù)、土壤含水量3項旱情等級權重系數(shù)分別為0.2，0.3和0.5。

3.3旱情綜合評判指數(shù)及旱情等級

根據(jù)旱情綜合評判指數(shù)計算結果可知，旱情綜合評判指數(shù)的最優(yōu)值為1，表示無旱；最劣值為5，表示特旱。數(shù)值越大，表示干旱等級越高，干旱程度越嚴重；相反，則是旱象輕或不旱。

根據(jù)創(chuàng)建的吉林省雨養(yǎng)農業(yè)區(qū)旱情綜合評價指標、旱情評價等級，以及歷史干旱年旱情綜合評判成果，當旱情綜合評判指數(shù)E＜1.5時，旱情綜合評判等級為無旱；當1.5≤E＜2.5時，輕旱；當2.5≤E＜3.5時，中旱；當3.5≤E＜4.5時，重旱；當E≥4.5時，特旱。

3.4旱情分析結果

2012年春季全省降水持續(xù)偏少，氣溫較高，春旱嚴重。據(jù)統(tǒng)計，全省春季發(fā)生旱情的耕地達到，200hm2，其中旱田缺墑186.67hm2，水田缺墑13.33hm2。

此次選用吉林省西部7處墑情站作為旱情分析站點，按照吉林省雨養(yǎng)農業(yè)區(qū)旱情評價方法，對7處選用的墑情站分別以土壤墑情法、連續(xù)無雨日數(shù)法和降水距平百分率法進行旱情分析，根據(jù)各評價指標旱情等級評價成果，再進行旱情綜合評判。3.4.1土壤墑情法旱情分析

根據(jù)2012年4—6月土壤含水量監(jiān)測成果，松原地區(qū)的查干花、白城地區(qū)的通榆、鎮(zhèn)賚在整個春季（4—5月）一直處于干旱狀態(tài)；鎮(zhèn)賚站5月中旬至6月初旱情一度發(fā)展為嚴重干旱程度。

3.4.2無雨日數(shù)法旱情分析

2012年春季，吉林省降水嚴重偏少，白城地區(qū)的黑帝廟、胡家店、瞻榆、鎮(zhèn)賚站，四平地區(qū)的十屋站等地連續(xù)無雨日數(shù)均超過了75d，屬于特大干旱，其它站評價結果見表1。

3.4.3降雨距平百分比法旱情分析

據(jù)降水資料統(tǒng)計計算，白城市瞻榆、四平市十屋站2012年4—5月均無降雨，已達到特大干旱。

3.4.4旱情綜合評判

通過采用土壤墑情、連續(xù)無雨日數(shù)、降水量距平對吉林省白城、松原、四平等地區(qū)2012年春季旱情進行分析，結果顯示松原市的查干花、四平市的雙遼2站旱情綜合指數(shù)均為1.3，旱情綜合評判結果為無旱；白城市的黑帝廟、胡家店、鎮(zhèn)賚3站旱情綜合指數(shù)為2.7～3.4，旱情綜合評判結果為中旱，其他站評價結果見表1。

表1　2012年5月6日墑情代表站旱情綜合評判結果

3.4．5旱情分析模型特點

1）模型考慮因素較多，影響因子選用合理且代表性好。

2）權重分析方法先進，權重系數(shù)匹配合理可靠。

3）評判結果全面客觀，科學準確，符合實際。

4　結　　語

1）鑒于雨養(yǎng)農業(yè)區(qū)旱情指標實時性、可靠性，以及旱情評判的時效性，雨養(yǎng)農業(yè)區(qū)采用降水距平、連續(xù)無雨日數(shù)、土壤相對濕度3個旱情評價指標進行旱情分析是可行的，評判結果符合實際。

2）旱情評價指標權重應結合工作經驗和多年來各旱情評價指標對旱情貢獻率，可采用人工干預的方式綜合確定各旱情評價指標的權重系數(shù)。

3）旱情綜合評判等級劃分應結合預測區(qū)域干旱特點科學分析確定，需根據(jù)歷史干旱年旱情資料分析驗證，并在干旱評判應用過程中，不斷調整和改進，確保旱情分析結果客觀可靠。

［1］章樹安，王愛平等.旱情監(jiān)測與評價進展研究與思考［J］.水文，2010（3）：15-20.

［2］張利平.干旱的含義及干旱指標的探討［J］.水文水資源，1998（1）.

［3］SL424-2008，旱情等級標準［S］.

［4］劉自遠，劉成福.綜合評價中指標權重系數(shù)確定方法探討［J］.中國衛(wèi)生質量管理，2006（2）源：44-4.

［5］吉林省墑情監(jiān)測中心.鄒文安，章樹安，等.吉林省墑情評價指標實驗及旱情分析技術研究［R］．2012.

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1002－0624（2015）10－0052－03

2015-04-03