干旱指标确定与等级划分

干旱指标确定与等级划分

时间：2021.03.04

创作：欧阳地 由于影响干旱的因素很多，造成干旱的原因不同，各地气候、地理条件差异很大，目前难以采用全国统一的干旱评判标准。本附录推出的指标、公式供在编制《抗旱预案》时作参考之用，各地也可选用本地区的研究成果。1单一干旱指标 1．1气象干旱指标 1．1．1 连续无雨日数

指作物在正常生长期间，连续无有效降雨的天数。本指标主要指作物在水分临界期（关键生长期）的连续无有效降雨日数。

表1 作物生长需水关键期连续无有效降雨日数与干旱

等级关系参考值

（

单位：天）

地域 南方 北方 轻度干旱 10～20 15～25 中度干旱 21～30 26～40 严重干旱 31～45 41～60 特大干旱 >45 >60 注：无有效降水指日降水量<5毫米。

水分临界期指作物对水分最敏感的时期，即水分亏

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缺或过多对作物产量影响最大的生育期。

表2 不同作物的水分临界期

作物 水分 临界期 小麦 玉米 棉花 谷子 高粱 大豆 马铃薯 水稻 拔节 抽穗前花铃期 抽穗 拔节到 开花到 开花 孕穗 抽穗 和开花 前后 孕穗 成熟 前期 开花 1．1．2 降水距平或距平百分率

距平指计算期内降雨量与多年同期平均降雨量的差值,距平百分率指距平值与多年平均值的百分比值。

中国气象台：单站连续三个月以上降水量比多年平均值偏少25%～50%为一般干旱，偏少50%～80%为重旱；连续两个月降水偏少50%～80%为一般干旱，偏少80%以上为重旱。

多站降水距平百分率干旱指标可参照下表确定。 表3 区域降水距平百分率（％）与相应的干旱等级

旱期 1个月 2个月 3个月 轻度干旱 -75～-85 -40～-60 -20～-30 中度干旱 <-85 -61～-75 -31～-50 严重干旱 -76～-90 -51～-80 特大干旱 <-90 <-80 1．1．3 干燥程度

用大气单个要素或要素组合反映空气干燥程度和干旱状况。如温度与湿度的组合，高温、低湿与强风的组合等，可用湿润系数反映。

湿润系数计算公式如下： 公式1：K1=r/0.10ΣT

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式中：ΣT—为计算时段0℃以上活动积温（℃·日），

r—为同期降水量（毫米）。

公式2：K2 = 2r / E

式中：E—为小型蒸发皿的水面蒸发量（毫米）；

r—为同期降水量（毫米）。 计算时，请参考当地的有关数据。

表4 干燥程度与干旱等级的划分

干旱等级 轻度干旱 中度干旱 0.80～0.61 0.60～0.41 严重干旱 0.60～0.41 0.40～0.21 特大干旱 ≤0.40 ≤0.20 湿润系数K1 1.00～0.81 湿润系数K2 1.00～0.61 1．2水文干旱指标

1．2．1 水库蓄水量距平百分率

公式：Ik=(S-S0)/S0×100%

式中：S—为当前水库蓄水量（万立方米）;

S0—为同期多年平均蓄水量（万立方米）。

表5 水库蓄水量距平百分率（%）与干旱等级

干旱等级 水库蓄水量距平百分比Ik 轻度干旱 -10～-30 中度干旱 -31～-50 严重干旱 -51～-80 特大干旱 ＜-80 1.2.2 河道来水量（指本区域内较大河流）的距平百分率

公式：Ir =(RW-R0)/R0×100%

式中：RW—当前江河流量（立方米每秒）；

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R0—多年同期平均流量（立方米每秒）。 表6 河道来水量距平百分率与干旱等级

干旱等级 河道来水量距平百分率Ir 轻度干旱 -10～-30 中度干旱 -31～-50 严重干旱 -51～-80 特大干旱 ＜-80 1．2．3 地下水埋深下降值

公式：Dr=Dw-D0，

式中：Dw—当前地下水埋深均值（米）；

D0—上年同期地下水埋深均值（米）。 表7 地下水埋深下降程度

下降程度 轻度下降 中度下降 严重下降 地下水埋深下降值Dr0.10～0.40 0.41～1.0 >1 （米） 1．3农业干旱指标 1．3．1 土壤相对湿度

公式：RW＝Wc/W0×100%

式中：RW—土壤相对湿度（%）；

Wc—当前的土壤重量或体积含水量（%）； W0—与Wc相同单位的田间持水量（%）。

（播种期土层厚度按0～20厘米考虑；生长关键期按0～60厘米考虑。）

表8 土壤相对湿度与农业干旱等级

干旱等级 砂壤和轻壤RW 中壤和重壤RW 轻到中粘土RW 轻度干旱 55～45 60～50 65～55 中度干旱 46～35 51～40 56～45 严重干旱 36～25 41～30 46～35 特大干旱 <25 <30 <35 欧阳地创编

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1．3．2 作物受旱（水田缺水）面积百分比：

公式：SI＝A1/A0×100%

式中：A1—区域内作物受旱（水田缺水）面积（万亩）；

A0—区域内作物种植（水田）总面积（万

亩）。

表9 作物受旱面积占总作物面积的百分比率与干旱等

级

干旱等级 作物受旱面积比SI （%） 轻度干旱 10～30 中度干旱 31～50 严重干旱 特大干旱 51～80 >80 1．3．3 成灾面积百分比：指成灾面积与受旱面积的比值。

公式：Sz=Ac/A1×100%

式中：Ac—因旱农作物产量减少3成以上面积（万亩）；

A1—区域内作物受旱面积（万亩）。

表10 成灾面积百分比与干旱等级

干旱等级 成灾面积比Sz（%） 轻度干旱 10～20 中度干旱 21～40 严重干旱 41～60 特大干旱 >60 1．3．4 水田缺水率：

公式：WI =（Q0-Q1）/Q0×100%

式中：Q1—区域内各类水利工程能提供水稻灌溉的可用水量（万立方米）；

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Q0—区域内水稻灌溉需水量（万立方米）。

表11 水田缺水率与干旱等级

干旱等级 水田缺水率WI（%） 轻度干旱 10～30 中度干旱 31～50 严重干旱 51～80 特大干旱 >80 1．3．5 水浇地失灌率

公式：RI＝In／Ia×100%

式中：In—区域内不能正常灌溉的面积，

Ia—区域正常有效灌溉面积。 表12 水浇地失灌率与干旱等级

干旱等级 水浇地失灌率RI（%） 轻度干旱 10～30 中度干旱 31～50 严重干旱 51～80 特大干旱 >80 1．4 牧区干旱指标

1．4．1 冬季干旱（北方牧区黑灾）：无积雪日数持续时间占冬季日数百分比。

公式：Cd =(Ds/Dw)×100%

式中：Ds—冬季无积雪持续日数；

Dw—冬季日数。

表13 无积雪日数与牧区冬季干旱（黑灾）程度

干旱等级 轻度干旱 中度干旱 严重干旱 特大干旱 10～20 20～40 21～30 41～60 31～40 61～80 >40 ＞80 无积雪日数比Cd（%） 连续无积雪天数Ds（天） 还可参考冬季无效降雪持续时间划分牧区冬旱等级。

表14 无效降雪日数与牧区冬旱等级

干旱等级 轻度干旱 中度干旱 严重干旱 特大干旱 欧阳地创编

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旬降雪<1毫米持续时间（旬） 最大积雪深度≤2毫米 日数（天） 2～3 30～45 4～5 46～60 6～7 61～80 >7 ＞80 1．4．2 春旱：返青期牧草返青面积占常年全部草地面积的百分比。

公式：Rn=(Gn/G)×100%

式中：Gn—返青草地面积（亩）；

G—全部草地面积（亩）。

表15 牧草返青面积比与牧区春旱等级

干旱等级 牧草返青面积比Rn（%） 轻度干旱 >80 中度干旱 80～61 严重干旱 60～41 特大干旱 ≤40 1．4．3 夏秋旱：牧草产量与常年同期比较的相对值。

公式：Rg =(Wg/W0)×100%

式中：Wg—当年牧草产量（公斤/亩）；

W0—常年同期牧草产量（公斤/亩）。 表16 牧草相对产量与牧区夏秋旱等级

干旱等级 牧草相对产量Rg（%） 1．

轻度干旱 >80 中度干旱 80～61 严重干旱 60～41 特大干旱 ≤40 5 饮水困难指标

农村人畜饮水困难率指标定义如下： 公式：Y=Rk/Rz×100%

式中：RK—因旱造成农村临时饮水困难人（畜）数，

（万人、万头）；

Rz—农村受旱地区人（畜）总数，（万人、万

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头）。

农村人畜饮水困难标准：指居民点到取水点的水平距离大于1公里或垂直高差超过100米，正常年份连续缺水70～100天；人均日生活供水量正常年份为20～35升，干旱年份为12～20升；水质达到国家规定的生活饮用水标准。 1．6 生态干旱

因目前干旱对生态环境造成的影响研究较少，涉及植被、水文、土壤等各个方面，各地情况差异很大，建议用文字进行描述。 1．7 城市干旱指标

可用缺水率来表示

公式：P=[(Cx-Cg)/Cx] ×100%

式中：Cx—城市正常日供水量（万立方米）；

Cg—干旱时期城市实际日供水量（万立方

米）。

表17 城市干旱缺水程度

干旱程度 缺水率P（%） 2 综合干旱指数

轻度 5～10 中度 11～20 重度 >20 利用综合指数对干旱进行评判，目前多在探讨阶段，推荐几个指标体系供交流或试用。

2．1雨养农业区的多重降水距平率的计算方法

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该方法可用于很少灌溉的山区和雨养农业区的当前干旱程度评估，如内蒙古及长城沿线旱作区、黄土高原旱作区、以及南方的丘陵山区。各区域还须根据各地情况确定具体的算法和权重以得出等级指标。它可以很好地反映气候干旱对农业生产和社会生活的影响，不足之处是不能反映一次降水量过大时的径流损失和上游的补给，以及用水量增加引起的旱情变化。

公式：RDRI＝f1×DRI1＋f2×DRI2＋f3×DRI3＋f4×DRI4

＋f5×DRI5＋f6×DRI6＋f7×DRI7

其中Σfi＝1，DRI1为短期干旱指数，DRI2为中期干旱指数，DRI3为长期干旱指数，DRI4为年度干旱指数，DRI5为跨年度干旱指数，DRI6为连年干旱指数，DRI7为未来干旱指数。建议值：f1为0.3，f2为0.2，f3～f7均为0.1。

（1）短期干旱指数 DRI1=[(Rf1－Rm1)/Rm1＋（kl－1）]/2

式中Rf1、Rm1和k1分别为评估前一个月的实际降水量、历年该月平均降水量和当前该月湿润指数，后者可用降水量与热量的比值表示。

为方便使用，热量条件可采用多年平均值：k1=b×Rf1/(T1m＋a)

其中a，b为经验系数，T1m为月平均气温，经调整使k1

在月水分供求平衡为1，或采用1.1.3的计算方法。

（2）中期干旱指数 DRI2=[(Rf3－Rm3)/Rm3＋（k3－

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1）]/2

式中Rf3、Rm3和k3分别为评估前三个月实际降水量、历年该三个月平均降水量和当前三个月的湿润指数。后者计算方法与当月类似，气温取三个月的平均温度之和。

（3）长期干旱指数 DRI3=(Rf6－Rm6)/Rm6

式中Rf6和Rm6分别为评估前6个月实际降水量和历年该6个月的平均降水量。

（4）年度干旱指数 DRI4=(Rf12－Rm12)/Rm12

式中Rf12和Rm12分别为前1年(12个月)实际降水量和历年平均降水量。

（5）跨年度干旱指数 DRI5=(Rf24/2－Rm24)/Rm24 式中Rf24和Rm24分别为前2年(24个月)实际降水量和历年平均降水量。

（6）连年干旱指数 DRI6 =(Rf36/3－Rm36)/Rm36

式中Rf36和Rm36分别为前3年(36个月)实际降水量和历年平均降水量。

（7）未来干旱指数 DRI7=[(Rfn－Rmn)/Rmn＋（kn－1）]/2

式中Rfn、Rmn和kn分别为今后一个月的预测降水量、历年该月平均降水量和预测该月的湿润指数。

各区域须根据各地的情况确定具体的算法、权重和等级指标。

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（8）干旱指数的简化计算

如果一个地区常年降水条件下不出现干旱，即假设农业生产和其他用水已适应当地的气候条件，可采用最简便的方法计算干旱指数：

DRI＝(R3i－R3m)/R3m

其中R3i为当年当时前三个月的降水量，R3m为同期30年以上的平均降水量。

表18 以综合干旱指数表示的干旱等级划分

干旱等级 综合干旱指数DRI 轻度干旱 中度干旱 严重干旱 特大干旱 -0.05～-0.25 -0.26～-0.50 -0.51～-0.75 <-0.75 2．2 补充灌溉区的干旱指标—四水距平率的计算方法

降水、土壤水、地表水和地下水的四水平衡体系可应用于以农业生产为主，生产中又需要用到地表水或地下水灌溉的区域，如东北平原南部、黄淮海平原和南方的水田。

公式：DRIr＝f1×DRI1＋f2×DRI2＋f3×DRI3＋f4×DRI4

＋f5×DRI5＋f6×DRI6＋f7×DRI7

式中Σfi＝１，各分项的计算方法如下：

（1） 年度气候干旱指数

DRI1=(Rf12－Rm12)/Rm12

式中Rf12和Rm12分别为前1年(12个月)实际降水量和历年平均降水量。

（2） 土壤干旱指数

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DRI2=(WC－WS)/(0.8×W0－WS)－1

式中WC为平均土壤含水量，WS为凋萎湿度，W0为田间持水量，均以体积含水率表示。

（3） 地表水供水短缺指数

DRI3=[(Ti－W0)/(Tm－W0)]－1

式中Ti为当前区域地表水资源总量，包括河流和水库、塘坝等；Ｗ0为不可利用水量，包括维持河道不断流和冲淤的必要流出量、湖库死水位量、生态系统保留量、已污染水量等。Tm为多年平均地表水量。

（4）地下水变动指数

DRI4= f×(DLm -DLi)

DRI4为地下水埋深变化对干旱程度的影响指数，DLi为最近一次测定的平均地下水埋深，DLm为同期前五年平均值或其他参照值。F为调节系数,根据各地地下水影响程度而异,其确定原则为地下水埋深变化达到最大时使DRI4在-1和1之间.

（5）前期干旱指数

DRI5=[(Rf3－Rm3)/Rm3＋（k3－1）]/2

式中Rf3、Rm3和k3分别为前三个月实际降水量、历年该三个月平均降水量和当前该三个月湿润指数，k3计算方法参照2.1和1.1.3选择区域内代表点采用三个月的温度和降水量计算。

（6）未来干旱指数

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DRI6=[(Rfn－Rmn)/Rmn＋（kn－1）]/2

式中Rfn、Rmn和kn分别为后一个月预测降水量、历年该月平均降水量和预测该月湿润指数。选择区域内的代表点计算，kn计算方法参照2.1和1.1.3计算进行。

表19 补充灌溉区的干旱指标以综合干旱指数表示

的干旱等级划分

干旱等级 轻度干旱 中度干旱 严重干旱 特大干旱 综合干旱指数DRIr -0.05～-0.25 -0.26～-0.50 -0.51～-0.75 <-0.75 3 干旱等级划分

为方便各地评判某一时段旱情的干旱程度（等级），我们将各个干旱单项指标汇集于下列综合表中，供各地参考。

建议各地视具体情况采用上述指标进行综合分析，以增加评判的准确性。 综合表1 雨养农业区

干旱指标 土壤相对湿度(%) 轻度干旱 60～51 中度干旱 50～41 严重干旱 40～31 特大干旱 ＜30 北方 南方 北方 南方 北方 南方 北方 作物生长需水 南方 关键期持续无效 降雨日数（天） 10～20 15～25 21～30 26～40 31～45 41～60 >45 >60 1个月 降水距平 2个月 百分率% 3个月 温度湿干燥 润系数 程度 蒸发湿 润系数 -75～-85 -40～-60 -20～-30 1.0～0.81 1.0～0.61 <-85 -61～-75 -31～-50 0.80～0.61 0.60～0.41 _ -76～-90 -51～-80 0.60～0.41 0.40～0.21 _ <-90 <-80 ≤0.40 ≤0.20 欧阳地创编

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受旱面积百分率(%) 成灾面积百分率(%) 10～30 10～20 31～50 21～40 51～80 41～60 ＞80 ＞60 综合表2 灌溉农业区

干旱指标 土壤相对湿度(%) 轻度干旱 60～51 南方 北方 中度干旱 50～41 南方 北方 严重干旱 特大干旱 40～31 ≤30 南方 北方 南方 北方 作物生长需水 关键期持续无效 降雨日数（天） 10～20 15～25 21～30 26～40 31～45 41～60 >45 >60 1个月 降水距平 2个月 百分率% 3个月 温度湿干燥 润系数 程度 蒸发湿 润系数 地下水位下降(米) 河道来水量百分率(%) 水库蓄水量距平 百分率(%) 水浇地失灌率(%) 受旱面积百分率(%) 成灾面积百分率(%) -75～-85 -40～-60 -20～-30 1.0～0.81 1.0～0.61 0.1～0.4 -10～-30 -10～-30 10～30 ＜30 ＜10 <-85 -61～-75 -31～-50 0.80～0.61 0.60～0.41 0.41～1.0 -31～-50 -31～-40 31～50 31～50 11～30 _ -76～-90 -51～-80 0.60～0.41 0.40～0.21 ＞1.0 -51～-80 -51～-80 51～80 51～80 31～60 _ <-90 <-80 ≤0.40 ≤0.20 - ＜-80 ＜-80 ＞80 ＞80 ＞60 综合表3 人畜饮水困难

干旱指标 人畜饮水困难 百分率(%) 轻度干旱 10～20 中度干旱 21～40 严重干旱 41～60 特大干旱 ＞60 综合表4 牧区干旱指标

干旱指标 旬降雪量<1毫米 持续时间（周） 连续无积雪天数（天） 轻度干旱 2～3 20-40 中度干旱 4～5 41-60 严重干旱 6～7 61-80 特大干旱 >7 ＞80 欧阳地创编

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最大积雪深度 ≤2毫米天数（天) 牧草返青面积比 （%） 牧草相对生长量（%） 30～45 ＞80 ＞80 46～60 80～61 80～61 61～80 60～41 60～41 ＞80 ≤40 ≤40 综合表5 水田干旱指标

干旱指标 水田缺水率（%） 水浇地失灌率%） 成灾面积百分率(%) 轻度干旱 10～30 10～30 10～20 缺水影响作物生长，水田不能按需供水，稻田脱水。 中度干旱 31～50 31～50 21～40 较大面积田面缺水，影响作物发育生长，禾苗出现萎蔫。 严重干旱 51～80 51～80 41～60 较大面积较长时期作物生长严重受阻，稻田龟裂、出枯 萎死苗。 特大干旱 ＞80 ＞80 ＞60 长期大面积缺水，稻田大面积龟裂，禾苗干枯死亡。 灾情描述 时间：2021.03.04

创作：欧阳地 欧阳地创编