湖南省雙季稻主產區特大干旱期評判

安秋香，李四紅

（1. 湖南農業大學農學院，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，分布區域廣，劃區評判特大干旱期，對灌溉水資源的適時配置，實現節水增產，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，劃定其主產區范圍為長沙、岳陽、常德、衡陽、邵陽等9市的44 縣（市區），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10 亞區（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。本文研究區域主要處在湖南省的中部和北部，即衡邵丘陵區、湘江下游河谷臺地、洞庭湖及四口尾閭平原區。雖處在長江以南濕潤氣候區，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（季節性）干旱的發生。形成區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），往往發生連續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（包括作物生態需水量與田間物理耗水量），出現天然供水不足，且持續時間較長，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/蒸發比值K0法，對湖南省雙季稻主產區的各亞區的特大干旱期及其發生機率進行分析評判。

4.1 基本原理

降水、蒸發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，與蒸發呈正比關系，利用這種關系，可列出評判干旱期的降水/蒸發比值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生特大干旱時，K0的對應值K0n及連續時間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，將雙季稻主產區劃分為湘北平原、湘中丘陵、湘南丘陵三片區及洞庭湖平原、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。并在每個亞區中選擇1～2 個氣象代表站。

2）收集各氣象代表站歷年逐日降雨、逐日蒸發等長系列資料并計算逐旬降水/蒸發比值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各亞區的特大干旱發生期及其機率。

1）洞庭湖平原區為11 月下旬～12 月下旬，機率為3.2%；

2）湘水尾閭區為9 月中旬～12 月中旬，機率為3.2%；

3）資水尾閭區為9 月下旬～12 月上旬，機率為2.3%；

4）沅水尾閭區為9 月下旬～12 月中旬，機率為3.1%；

5）澧水尾閭區為9 月下旬～12 月上旬，機率為2.3%；

6）瀏陽河、洣水下游區為9 月中旬～12 月中旬，機率為2.2%；

7）漣水中下游區為9 月中旬～12 月中旬，機率為3.2%；

8）衡陽盆地丘陵區為9 月中旬～12 月中旬，機率為2.3%；

9）瀟湘河谷地區為9 月中旬～12 月中旬，機率為3.2%；

10）邵陽盆地丘陵區為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早、晚稻一般不遭遇特大干旱外，其他各亞區的特大干旱期都發生在晚稻生育期，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各亞區特大干旱期評判結果