湖南省双季稻主产区特大干旱期评判

安秋香，李四红

（1. 湖南农业大学农学院，湖南 长沙 410128； 2. 湖南省水利水电勘测设计研究总院，湖南 长沙 410007）

湖南省双季稻种植面积大，分布区域广，划区评判特大干旱期，对灌溉水资源的适时配置，实现节水增产，确保粮食丰收具有一定的技术意义。

1 范围划定

根据湖南省双季稻种植现状，划定其主产区范围为长沙、岳阳、常德、衡阳、邵阳等9市的44 县（市区），总面积84 944.8 km2，其中水田168.55 万hm2（2 528.28 万亩），双季稻种植面积为119.65 万hm2（1794.78 万亩）。依水系与气候特性，将其划分为3 片区10 亚区（参见表1）。

2 干旱机理

大气气候具有十分复杂的物理过程、化学过程、生物过程，还受人类活动的影响。其中降水少、气温高、蒸发量大，河川径流枯竭等气象水文因子是形成干旱缺水的基本要素。本文研究区域主要处在湖南省的中部和北部，即衡邵丘陵区、湘江下游河谷台地、洞庭湖及四口尾闾平原区。虽处在长江以南湿润气候区，降水量与径流量都较丰富，但因降水量与地表径流量年内年际间分配不均，从而导致了间断性（季节性）干旱的发生。形成区域内干旱缺水的主要原因：一是降水年内分配不均，双季稻需水高峰期（早稻6 月中旬～7 月上旬，晚稻8 月下旬～9 月上旬），往往发生连续30 天以上无降水（降水总量小于10 mm）；二是径流量年际、年内变化大，3～6 月径流量大，易形成洪水，而双季稻需水高峰期的7～9 月往往河川干枯，天然径流不能满足田间需水要求；三是自然地理、土壤结构、人类活动因素的影响。

表1 湖南省双季稻主产区范围一览表

3 干旱缺水概念

当降水量+河川径流量小于田间总耗水量（包括作物生态需水量与田间物理耗水量），出现天然供水不足，且持续时间较长，需要人为（工程）补水，定义为干旱缺水。相应缺水时段则为干旱缺水期。评判干旱缺水的途径，主要从气象因素与水文因素两方面着手。

1）气象因素：分为气象干旱等级法与降水/蒸发比值K0法。湖南省《气象灾害、术语和等级》中提出的气象干旱等级为：①一般干旱：出现一次连旱40～60天，或出现两次连旱总天数60～75 天；②大旱：出现一次连旱61～75 天，或出现两次连旱总天数70～90 天；③特大旱：出现一次连旱76 天以上，或出现两次连旱总天数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：

湘江代表断面：湘潭为8 月～次年2 月，衡阳为7 月～次年2 月；

资水代表断面：桃江为9～10 月，罗家庙7～12 月；

沅水代表断面：桃源为9～12 月，安江9 月～次年1 月；

澧水代表断面：石门9 月～次年1 月，张家界10 月～次年2 月。

4 特大干旱期评判

本文拟采取降水/蒸发比值K0法，对湖南省双季稻主产区的各亚区的特大干旱期及其发生机率进行分析评判。

4.1 基本原理

降水、蒸发是直接影响地面径流和田间作物需水的主要气象因素，对地表水资源供给来说，与降水呈正比关系，与蒸发呈反比关系；对田间工程供水量而言则相反，与降水呈反比关系，与蒸发呈正比关系，利用这种关系，可列出评判干旱期的降水/蒸发比值K0法。当K0小于某一数值时，天然产水量减少，引起干旱，对应干旱发生的时间即为干旱期。K0越小，干旱出现时间越长，干旱越严重。拟定一个偏小的K0值和它连续出现的时间，作为某种干旱级别的评判标准。

4.2 评判标准

以降水/蒸发比K0为要素评判特大干旱期，首先需赋予K0一个确定的数值K0n，同时给出K0n连续出现的时间t0，则K0n与t0即为特大干旱期评判的标准。本文拟采用经验参照法确定。

根据湖南特大干旱期成果[1]，计算统计相应代表站典型年逐旬K0值，将二者列表进行对照分析，从中找出代表站典型年发生特大干旱时，K0的对应值K0n及连续时间t0（旬数），即为所求的评判标准。

表2 列出了衡阳、湘潭、邵阳3 个代表站已研究得出的各代表年特大干旱期，同时对应列出K0≤0.1 出现的旬数和起止时段。通过二者对照，即可分析出K0法评判特大干旱期的标准如下：

表2 代表站两种评判方法特大干旱期评判结果

4.3 评判步骤与结果

4.3.1 步骤

1）根据气象与自然地理条件，将双季稻主产区划分为湘北平原、湘中丘陵、湘南丘陵三片区及洞庭湖平原、湘水尾闾、资水尾闾、沅水尾闾、澧水尾闾、浏阳河及洣水下游、涟水中下游、衡阳盆地丘陵、潇湘河谷台地，邵阳盆地丘陵共10 个亚区。并在每个亚区中选择1～2 个气象代表站。

2）收集各气象代表站历年逐日降雨、逐日蒸发等长系列资料并计算逐旬降水/蒸发比值K0。

3）依计算给出的长系列K0，按K0≤0.1，K0=0.11～0.25，K0=0.251～0.4 三个级别逐站逐年进行统计。

4）根据前面提出的特大干旱期评判标准，从历年逐旬K0值系列中找出符合相应标准的特大干旱与干旱期，以及特大干旱期出现频次和机率。

4.3.2 结果

依以上步骤，评判出湖南省双季稻主产区各亚区的特大干旱发生期及其机率。

1）洞庭湖平原区为11 月下旬～12 月下旬，机率为3.2%；

2）湘水尾闾区为9 月中旬～12 月中旬，机率为3.2%；

3）资水尾闾区为9 月下旬～12 月上旬，机率为2.3%；

4）沅水尾闾区为9 月下旬～12 月中旬，机率为3.1%；

5）澧水尾闾区为9 月下旬～12 月上旬，机率为2.3%；

6）浏阳河、洣水下游区为9 月中旬～12 月中旬，机率为2.2%；

7）涟水中下游区为9 月中旬～12 月中旬，机率为3.2%；

8）衡阳盆地丘陵区为9 月中旬～12 月中旬，机率为2.3%；

9）潇湘河谷地区为9 月中旬～12 月中旬，机率为3.2%；

10）邵阳盆地丘陵区为9 月中旬～12 月中旬，机率为3.2%。

上述结果表明，除洞庭湖中心平原区早、晚稻一般不遭遇特大干旱外，其他各亚区的特大干旱期都发生在晚稻生育期，说明秋季人工补水尤为重要（详见表3）。

表3 湖南省双季稻生产区各亚区特大干旱期评判结果