湖南省雙季稻主產區(qū)特大干旱期評判

安秋香，李四紅

（1. 湖南農業(yè)大學農學院，湖南 長沙 410128； 2. 湖南省水利水電勘測設計研究總院，湖南 長沙 410007）

湖南省雙季稻種植面積大，分布區(qū)域廣，劃區(qū)評判特大干旱期，對灌溉水資源的適時配置，實現節(jié)水增產，確保糧食豐收具有一定的技術意義。

1 范圍劃定

根據湖南省雙季稻種植現狀，劃定其主產區(qū)范圍為長沙、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 干旱機理

大氣氣候具有十分復雜的物理過程、化學過程、生物過程，還受人類活動的影響。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)、湘江下游河谷臺地、洞庭湖及四口尾閭平原區(qū)。雖處在長江以南濕潤氣候區(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年際間分配不均，從而導致了間斷性（季節(jié)性）干旱的發(fā)生。形成區(qū)域內干旱缺水的主要原因：一是降水年內分配不均，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、土壤結構、人類活動因素的影響。

表1 湖南省雙季稻主產區(qū)范圍一覽表

3 干旱缺水概念

當降水量+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），出現天然供水不足，且持續(xù)時間較長，需要人為（工程）補水，定義為干旱缺水。相應缺水時段則為干旱缺水期。評判干旱缺水的途徑，主要從氣象因素與水文因素兩方面著手。

1）氣象因素：分為氣象干旱等級法與降水/蒸發(fā)比值K0法。湖南省《氣象災害、術語和等級》中提出的氣象干旱等級為：①一般干旱：出現一次連旱40～60天，或出現兩次連旱總天數60～75 天；②大旱：出現一次連旱61～75 天，或出現兩次連旱總天數70～90 天；③特大旱：出現一次連旱76 天以上，或出現兩次連旱總天數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 特大干旱期評判

本文擬采取降水/蒸發(fā)比值K0法，對湖南省雙季稻主產區(qū)的各亞區(qū)的特大干旱期及其發(fā)生機率進行分析評判。

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氣象因素，對地表水資源供給來說，與降水呈正比關系，與蒸發(fā)呈反比關系；對田間工程供水量而言則相反，與降水呈反比關系，與蒸發(fā)呈正比關系，利用這種關系，可列出評判干旱期的降水/蒸發(fā)比值K0法。當K0小于某一數值時，天然產水量減少，引起干旱，對應干旱發(fā)生的時間即為干旱期。K0越小，干旱出現時間越長，干旱越嚴重。擬定一個偏小的K0值和它連續(xù)出現的時間，作為某種干旱級別的評判標準。

4.2 評判標準

以降水/蒸發(fā)比K0為要素評判特大干旱期，首先需賦予K0一個確定的數值K0n，同時給出K0n連續(xù)出現的時間t0，則K0n與t0即為特大干旱期評判的標準。本文擬采用經驗參照法確定。

根據湖南特大干旱期成果[1]，計算統(tǒng)計相應代表站典型年逐旬K0值，將二者列表進行對照分析，從中找出代表站典型年發(fā)生特大干旱時，K0的對應值K0n及連續(xù)時間t0（旬數），即為所求的評判標準。

表2 列出了衡陽、湘潭、邵陽3 個代表站已研究得出的各代表年特大干旱期，同時對應列出K0≤0.1 出現的旬數和起止時段。通過二者對照，即可分析出K0法評判特大干旱期的標準如下：

表2 代表站兩種評判方法特大干旱期評判結果

4.3 評判步驟與結果

4.3.1 步驟

1）根據氣象與自然地理條件，將雙季稻主產區(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、瀟湘河谷臺地，邵陽盆地丘陵共10 個亞區(qū)。并在每個亞區(qū)中選擇1～2 個氣象代表站。

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

3）依計算給出的長系列K0，按K0≤0.1，K0=0.11～0.25，K0=0.251～0.4 三個級別逐站逐年進行統(tǒng)計。

4）根據前面提出的特大干旱期評判標準，從歷年逐旬K0值系列中找出符合相應標準的特大干旱與干旱期，以及特大干旱期出現頻次和機率。

4.3.2 結果

依以上步驟，評判出湖南省雙季稻主產區(qū)各亞區(qū)的特大干旱發(fā)生期及其機率。

1）洞庭湖平原區(qū)為11 月下旬～12 月下旬，機率為3.2%；

2）湘水尾閭區(qū)為9 月中旬～12 月中旬，機率為3.2%；

3）資水尾閭區(qū)為9 月下旬～12 月上旬，機率為2.3%；

4）沅水尾閭區(qū)為9 月下旬～12 月中旬，機率為3.1%；

5）澧水尾閭區(qū)為9 月下旬～12 月上旬，機率為2.3%；

6）瀏陽河、洣水下游區(qū)為9 月中旬～12 月中旬，機率為2.2%；

7）漣水中下游區(qū)為9 月中旬～12 月中旬，機率為3.2%；

8）衡陽盆地丘陵區(qū)為9 月中旬～12 月中旬，機率為2.3%；

9）瀟湘河谷地區(qū)為9 月中旬～12 月中旬，機率為3.2%；

10）邵陽盆地丘陵區(qū)為9 月中旬～12 月中旬，機率為3.2%。

上述結果表明，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，說明秋季人工補水尤為重要（詳見表3）。

表3 湖南省雙季稻生產區(qū)各亞區(qū)特大干旱期評判結果