旱情評(píng)估指標(biāo)研究簡(jiǎn)介及探討

胡 琳,吳珍梅

(浙江省水文局,浙江 杭州 310009)

1 問(wèn)題的提出

我國(guó)是世界上自然災(zāi)害發(fā)生較多的國(guó)家之一,自然災(zāi)害對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重大的影響和危害。其中,干旱災(zāi)害是我國(guó)發(fā)生最為頻繁、影響范圍較大、對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境可能造成嚴(yán)重危害的一種氣象災(zāi)害。近幾年我國(guó)南方地區(qū)干旱頻發(fā),給當(dāng)?shù)爻青l(xiāng)居民和社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大影響。此外,我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)遭受的自然災(zāi)害中,有一半以上是干旱災(zāi)害[1].。鑒于干旱的嚴(yán)重后果和影響,對(duì)旱情嚴(yán)重程度的評(píng)估尤為重要,但同時(shí)干旱自身的復(fù)雜性和對(duì)社會(huì)影響的廣泛性,干旱指標(biāo)都是建立在特定的地域和時(shí)間范圍內(nèi),難以準(zhǔn)確反映干旱發(fā)生的內(nèi)在機(jī)理[2].。因此有必要對(duì)旱情評(píng)估指標(biāo)研究進(jìn)行綜述和評(píng)價(jià),為干旱的監(jiān)測(cè)、研究、預(yù)測(cè)提供方法和依據(jù),對(duì)干旱的減災(zāi)防災(zāi)也具有十分重要的意義。

2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展

由于干旱自身的復(fù)雜性及其影響的深遠(yuǎn)性,準(zhǔn)確地、定量化地監(jiān)測(cè)干旱的出現(xiàn)、結(jié)束、持續(xù)時(shí)間、覆蓋范圍、強(qiáng)度以及評(píng)價(jià)干旱的影響是十分困難的。對(duì)于不同類(lèi)型的干旱,如氣象干旱、水文干旱、農(nóng)業(yè)干旱和社會(huì)經(jīng)濟(jì)干旱等,決定干旱開(kāi)始和結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)差別很大。因此,為了監(jiān)測(cè)研究干旱及其發(fā)生機(jī)理,國(guó)內(nèi)外研究者們利用較易獲得的降雨、蒸發(fā)、氣溫等氣候要素,提出了干旱指標(biāo)的概念并大量發(fā)展。

干旱指標(biāo)是反映干旱成因和程度的量度,是干旱研究的一項(xiàng)很重要的基礎(chǔ)性工作。目前國(guó)際上已有的干旱指標(biāo)較多,Friedman[5].認(rèn)為,干旱指標(biāo)必須滿(mǎn)足4個(gè)基本條件:①合適的時(shí)間尺度;②可定量評(píng)估大范圍、長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)的干旱情況;③應(yīng)用性強(qiáng);④具有可用的或可計(jì)算的過(guò)去較長(zhǎng)的、準(zhǔn)確的指數(shù)序列。指標(biāo)還應(yīng)當(dāng)能夠適用于近期狀況。

根據(jù)研究角度及研究領(lǐng)域的不同,各學(xué)科對(duì)干旱指標(biāo)確定的側(cè)重點(diǎn)也不同,如水文部門(mén)以徑流量劃分干旱程度;氣象部門(mén)以降水量作為劃分干旱等級(jí)的依據(jù);現(xiàn)在由于人類(lèi)活動(dòng)頻繁,對(duì)土壤、大氣、環(huán)境的干擾明顯,干旱程度受人為作用的影響,因此現(xiàn)在還有社會(huì)干旱的概念。目前將干旱主要分為氣象干旱、水文干旱、農(nóng)業(yè)干旱和社會(huì)經(jīng)濟(jì)干旱。干旱指標(biāo)根據(jù)干旱的類(lèi)型也大致分為4類(lèi):氣象干旱指標(biāo)、水文干旱指標(biāo)、農(nóng)業(yè)干旱指標(biāo)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)干旱指標(biāo)。其中氣象指標(biāo)由于氣象干旱表現(xiàn)最為直接而成為其它3種指標(biāo)的參考依據(jù),具有重要的基礎(chǔ)意義。

2.1 氣象干旱指標(biāo)

氣象干旱是指一個(gè)相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi),某一地區(qū)的蒸發(fā)量大于降水量,或降水量異常偏小,大多數(shù)直接以降水量或降水量的統(tǒng)計(jì)量 (雨量指標(biāo)、降水距平均方差、濕潤(rùn)度和干燥度指標(biāo)、無(wú)雨日干旱指標(biāo)以及帕爾默Palmer指標(biāo)等)作為干旱指標(biāo)。

2.1.1 降水量干旱指標(biāo)

以下所列的6種干旱指標(biāo)均只考慮了降水量,以降水量這一單一因子作為判別干旱的依據(jù)并劃分干旱等級(jí),判斷旱情嚴(yán)重程度。

2.1.1.1 降水量百分率、降水量距平百分率

這一指標(biāo)計(jì)算方法是將某時(shí)段的降水量與常年同期氣候平均降水量之差與常年同期氣候平均降水量相比的百分率,用“%”表示。

RAI(Rainfall Anomaly Index)[6].、BMDI(Bhalme and Mooly Drought Index)[7].等都屬于這類(lèi)指標(biāo)。這類(lèi)指標(biāo)計(jì)算方法簡(jiǎn)單,且可應(yīng)用于不同時(shí)間尺度,因此應(yīng)用十分廣泛。但該方法暗含了把降水量序列作為正態(tài)分布來(lái)處理,而實(shí)際上降水量長(zhǎng)期序列的平均值與其中位數(shù)并不相等;又由于降水有很強(qiáng)的時(shí)空分布差異,降水量偏離正常值的不同距離的出現(xiàn)頻率難以確定;不同地區(qū)降水量偏離正常值的距離大小難以相互比較。另外,該指標(biāo)只考慮了降水量,未考慮土壤前期含水率、植被等情況,因此該方法在實(shí)際應(yīng)用中存在一定的局限性。

2.1.1.2 降水異常指標(biāo)

降水異常指標(biāo)(RAI)是由Van Rooy提出的,從最濕到最干分為9個(gè)等級(jí)[8].。它按從正降水距平到負(fù)降水距平依大小排序并分級(jí)賦值,指數(shù)形式為:

2.1.1.3 降水量分位數(shù)

該指標(biāo)將長(zhǎng)時(shí)間的降水量序列按大小排序排列分組,以實(shí)際降水量在長(zhǎng)時(shí)間序列中所占的分位數(shù)來(lái)判定旱澇的發(fā)生和程度,如澳大利亞的十分位Deciles指數(shù)。

十分位指數(shù)是由Gibbs和Maher[9].提出的,該方法將降水序列從大到小進(jìn)行排序并分為10成,第1成為占降雨總量10%的最低降水量的上限值,依次類(lèi)推。若降水總量低于該時(shí)段降水的歷史分布的最低成數(shù)(第9個(gè)百分位數(shù))時(shí),該地區(qū)則被認(rèn)為是“干旱影響區(qū)”。

該方法給出了降水量準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)量度,計(jì)算簡(jiǎn)單方便,僅需要降水資料。但在干旱結(jié)束時(shí)間上該法概念理解模糊,例如,當(dāng)某一時(shí)段降水量接近或高于通常情況,可認(rèn)為干旱結(jié)束。但在無(wú)雨期或少雨期,這一條件極易滿(mǎn)足,此時(shí)干旱仍在發(fā)生,因此在季節(jié)降水明顯的地區(qū)用該指標(biāo)來(lái)判別干旱不可取,即該法對(duì)雨量的空間分配不敏感。

2.1.1.4 標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù) SPI(Standardized Precipitation Index)

標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)SPI是由M ckee等人于1993年提出的。它假設(shè)降水序列服從不完全Г分布,在計(jì)算出某時(shí)段內(nèi)降水量的Г分布概率后,進(jìn)行正態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化處理,最后用標(biāo)準(zhǔn)化降水累計(jì)頻率分布來(lái)劃分干旱等級(jí)。

式中:t為累積概率的函數(shù);c、d均為系數(shù)。當(dāng)累積概率小于0.5時(shí)取“-”號(hào),否則取“+”好。

Hayes[10].使用SPI監(jiān)測(cè)美國(guó)的干旱得到了很好的效果。但SPI假定了所有地點(diǎn)旱澇發(fā)生概率相同,無(wú)法標(biāo)識(shí)頻發(fā)地區(qū),另外,SPI要求長(zhǎng)時(shí)期的降水資料。Guttman[11].認(rèn)為對(duì)1 a或更短的干旱期,資料年限至少需要50 a;對(duì)超過(guò)1 a的干旱,資料年限應(yīng)更長(zhǎng)。

2.1.1.5 Z指數(shù)

Z指數(shù)與SPI屬于同一類(lèi),不同的是Z指數(shù)假設(shè)降水量服從Person-Ⅲ型分布,通過(guò)對(duì)降水量標(biāo)準(zhǔn)化處理后,將概率密度函數(shù)Person-Ⅲ型分布轉(zhuǎn)換為以Z變量的標(biāo)準(zhǔn)化正態(tài)分布。根據(jù)計(jì)算得到的Z值進(jìn)行判斷,以確定旱澇等級(jí)。計(jì)算公式如下:

式中:cs為偏態(tài)系數(shù);Φ為標(biāo)準(zhǔn)變量,均可由降水資料序列計(jì)算求得,即:

式中:pi為某年月的降水量(mm);n為樣本數(shù)為n年平均月降水量(mm)。Z指數(shù)又稱(chēng)為水分異常指標(biāo),消除了不同地區(qū)和時(shí)期的氣候差異,是一個(gè)具有時(shí)空對(duì)比性的相對(duì)指標(biāo)。

2.1.1.6 干旱面積指數(shù)DAI(Drought Area Index)

Bhalme和Mooley在評(píng)估印度夏季季風(fēng)期的水分條件時(shí)提出了干旱面積指數(shù)DAI,期間次大陸的地域降水可達(dá)年降水量的75%或更多[7].。DAI公式為:

式中:I為干旱強(qiáng)度(無(wú)量綱);k為月份;p為月降水量(mm)為平均降水量(mm);σ為降水標(biāo)準(zhǔn)偏差(mm)。

由上式可以看出,DAI是一個(gè)遞推指數(shù),下一個(gè)月的DAI值取決于上一個(gè)月的值,因此可用來(lái)描述干旱的持久性。

Oladipo[12].對(duì)PDSI和 DAI在Nebraska地區(qū)作了比較,發(fā)現(xiàn)兩者一致。DAI計(jì)算方法簡(jiǎn)單,只要求降水記錄,不需要各種水分平衡項(xiàng)的計(jì)算。同時(shí),DAI對(duì)干旱程度的計(jì)算是在各種氣候區(qū)域上進(jìn)行的,在一定程度上消除了由于氣候類(lèi)型不同而造成的差異,能夠有效反映區(qū)域和年度尺度的水分狀況。

2.1.2 濕潤(rùn)度和干燥度指標(biāo)

濕潤(rùn)度是指降水量與蒸發(fā)能力之比,干燥度是指蒸發(fā)與降水之比,用這2個(gè)指標(biāo)來(lái)表示水分收支的狀況。該指標(biāo)將蒸發(fā)這一因素作為干旱的形成因素之一,考慮了下墊面條件及地表能量對(duì)蒸散能力的影響,因此曾被用于全球或區(qū)域尺度得地表濕潤(rùn)狀況分析,揭示了一些有意義的事實(shí)[13-14].。指標(biāo)中的蒸發(fā)能力是指在充分供水條件下的土壤蒸散矢量,并不能反映作物的實(shí)際需水情況及土壤各時(shí)期的供水情況,不利于不同時(shí)間的干旱程度比較。

2.1.3 I指數(shù)

郭江勇[15].用近期降水、底墑和氣溫綜合考慮干旱的程度,其表達(dá)式為:

式中:I為干旱指數(shù);A為近期降水距平百分率;B為底墑;C為氣溫距平。

當(dāng) I≤1.5時(shí),無(wú)旱;1.5＜I≤3.0時(shí)輕旱;3.0＜I≤4.0時(shí)重旱。

I指數(shù)不但考慮了前期降水對(duì)土壤水分的供給,還考慮了氣溫對(duì)干旱的影響,所需資料容易獲取,便于計(jì)算。但 I指標(biāo)對(duì)于前期降水時(shí)段的選擇對(duì)不同的區(qū)域有不同的要求,不易掌握。

2.1.4 Palmer干旱指標(biāo)PDSI(Palmer Drought Severity Index)

1965年P(guān)almer[16].提出了目前國(guó)際上應(yīng)用最為廣泛的帕爾默干旱指標(biāo)PDSI。Palmer定義干旱為持久的異常水分缺乏,并建立了能夠進(jìn)行干旱程度分析的指標(biāo)體系。

PDSI綜合考慮了前期降水、水分供給、水分需求、實(shí)際蒸散量、潛在蒸散量等要素,是以水分平衡為基礎(chǔ)而建立的一個(gè)氣象干旱指標(biāo),具有明確的物理意義,可用來(lái)監(jiān)測(cè)干旱的發(fā)生、發(fā)展和緩解情況,并衡量其嚴(yán)重程度,所以又被稱(chēng)為Palmer旱度模式。至今美國(guó)的官方網(wǎng)站上仍在發(fā)布該指數(shù)的分析結(jié)果,廣泛應(yīng)用于美國(guó)氣象、農(nóng)業(yè)、水利及政府決策部門(mén)中。

但該指標(biāo)也存在很多不足:在計(jì)算蒸散量、徑流量、土壤水分交換量的可能值與實(shí)際值時(shí)要遵循一系列的規(guī)則和假設(shè);沒(méi)有考慮人類(lèi)活動(dòng)對(duì)水平衡的影響及降雪、冰凍等因素,所有的降水都被當(dāng)作降雨來(lái)處理,使得在中高緯度地區(qū)的寒冷季節(jié)計(jì)算結(jié)果有較大的偏差;計(jì)算過(guò)程比較復(fù)雜;用于干旱監(jiān)測(cè)時(shí)對(duì)干旱的出現(xiàn)反應(yīng)不夠靈敏,有滯后現(xiàn)象。由于該指標(biāo)最初只針對(duì)美國(guó)農(nóng)業(yè)區(qū),限制了它的廣泛適用性。對(duì)于我國(guó)來(lái)講,臺(tái)站稀少,地表結(jié)構(gòu)復(fù)雜,加之資料同化水平有待進(jìn)一步提高,對(duì)有關(guān)參數(shù)的選取和計(jì)算有一定的制約,所以在PDSI指數(shù)提出后,我國(guó)大量學(xué)者和研究人員對(duì)其進(jìn)行了研究和改進(jìn)并加以應(yīng)用。余曉珍[17].在我國(guó)黑龍江、吉林、河北、山東、江蘇、廣西和新疆7個(gè)省和自治區(qū)的部分地區(qū)進(jìn)行了對(duì)Palmer旱度模式的適用性檢驗(yàn),提出了應(yīng)用中存在的一些問(wèn)題及修正后的Palmer旱度模式。運(yùn)用修正模式得到的計(jì)算成果與歷史旱情文獻(xiàn)記載的對(duì)比表明,Palmer指標(biāo)可以成為我國(guó)這些地區(qū)區(qū)域干旱分析的有效工具,為今后在中國(guó)進(jìn)一步推廣應(yīng)用Palmer指標(biāo)和更深入開(kāi)展干旱研究提供了依據(jù)。

2.2 農(nóng)業(yè)干旱指標(biāo)

農(nóng)業(yè)干旱的發(fā)生有著極其復(fù)雜的機(jī)理,在受到各種自然因素如降水、溫度、地形等影響的同時(shí)也受到人為因素的影響,如農(nóng)作物布局、作物品種及生長(zhǎng)狀況等[2].。因此農(nóng)業(yè)干旱指標(biāo)必然涉及與大氣、作物、土壤有關(guān)的因子。

2.2.1 作物水分指標(biāo)(CMI)

作物水分指標(biāo)(CMI)是Palmer基于月平均溫度和降水提出的用于在較大空間尺度上的作物溫度指數(shù)。

CMI主要用于監(jiān)測(cè)農(nóng)作物的干旱程度,具有良好的物理機(jī)制,能較好地反映短期農(nóng)作物的水分狀況,已經(jīng)被美國(guó)農(nóng)業(yè)部采用作為評(píng)價(jià)短期農(nóng)作物水分需求的指標(biāo)。但和PDSI不同,由于CMI易迅速改變,對(duì)于長(zhǎng)期干旱的監(jiān)測(cè)不盡如人意,例如暴雨過(guò)程可迅速使作物達(dá)到水分飽和,但干旱仍在持續(xù)。另外,CMI也能表示每一生長(zhǎng)季的開(kāi)始和結(jié)束,對(duì)植物學(xué)年鑒很有用,但它定義在生長(zhǎng)季開(kāi)始和結(jié)束時(shí)的值均為0,限制了指標(biāo)的使用范圍,而且由于CMI評(píng)價(jià)水分盈缺程度等級(jí)是依據(jù)處于生長(zhǎng)期植物的水分需求狀況而定的,所以在應(yīng)用于作物或自然植被時(shí)必須考慮它們的生長(zhǎng)狀況[2].。

2.2.2 Palmer水分距平指數(shù) (Z指數(shù))

Palmer水分距平指數(shù) (Z指數(shù))是計(jì)算PDSI時(shí)的一個(gè)中間變量,即當(dāng)月實(shí)際觀測(cè)降水量與氣候適宜狀況下降水量的差 (d)與某一地點(diǎn)某一月份的氣候權(quán)重系數(shù)K的乘積,不考慮前期條件對(duì)PDSI的影響。Palmer Z指數(shù)對(duì)土壤水分量值變化較為敏感,可用于農(nóng)業(yè)干旱的監(jiān)測(cè)。Karl[18].通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)該指標(biāo)作為農(nóng)業(yè)干旱定量指數(shù)效果比CMI好。與所有Palmer指標(biāo)一樣,不足之處是公式繁瑣,計(jì)算復(fù)雜。

2.2.3 土壤含水率指標(biāo)

農(nóng)作物生長(zhǎng)的水分主要是靠根系直接從土壤中吸取,土壤水分的不足會(huì)影響農(nóng)作物的正常發(fā)育。常用的土壤水分指標(biāo)是根據(jù)土壤水分平衡原理和水分消退模式計(jì)算各個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期的土壤含水率,并以作物不同生長(zhǎng)狀態(tài)下 (正常、缺水、干旱等)土壤水分的試驗(yàn)數(shù)據(jù)作為制定指標(biāo),預(yù)測(cè)農(nóng)業(yè)干旱是否發(fā)生[19].。

目前認(rèn)為當(dāng)土壤相對(duì)含水率＜40%時(shí),作物受旱嚴(yán)重;當(dāng)土壤相對(duì)含水率為40%～60%時(shí),作物呈現(xiàn)旱象;作物生長(zhǎng)較好的土壤含水率為田間持水量的60%～80%。但這個(gè)值不固定,常受到外來(lái)因素的影響。

2.2.4 作物旱情指標(biāo)

作物旱情指標(biāo)也是常用的農(nóng)業(yè)類(lèi)干旱指標(biāo),是利用作物生理生態(tài)特征的突變和最優(yōu)分割理論而建立的反映干旱程度的指標(biāo),是目前國(guó)內(nèi)外普遍認(rèn)為的直接反映水分供應(yīng)狀況的最靈敏的指標(biāo)[20-21].。該指標(biāo)可以分為作物情態(tài)指標(biāo)(定性的利用作物長(zhǎng)勢(shì)、長(zhǎng)相來(lái)進(jìn)行作物缺水診斷)和作物生理指標(biāo)(包括利用葉水勢(shì)、氣孔導(dǎo)度、產(chǎn)量、冠層溫度等)2大類(lèi)。

2.3 水文干旱指標(biāo)

水文干旱是指河川徑流低于其正常值或含水層水位降落的現(xiàn)象,其主要特征是在特定面積、特定時(shí)段內(nèi)可利用水量的短缺。在各種干旱形式中,水文干旱的出現(xiàn)是最慢的。評(píng)價(jià)水文干旱常用的指標(biāo)有以下3種。

2.3.1 年徑流系數(shù)

年徑流系數(shù)指的是年徑流深與年降水量之比,即R/P。該比值說(shuō)明在降水量中有多少水變成了徑流。若降水量大部分消耗于蒸發(fā)和下滲,則徑流系數(shù)小。徑流系數(shù)的大小與自然地理區(qū)的干濕程度有很大關(guān)系。我國(guó)曾用該指標(biāo)對(duì)降水與徑流進(jìn)行分區(qū)。

2.3.2 地表供水指數(shù)SWSI(Surface Water Supply Index)

地表水供給指數(shù) (SWSI)由Shafer和Dezman[22].提出,用于彌補(bǔ)PDSI在大變化的地形、積雪、滯后流失等方面的不足,嚴(yán)格考慮了積雪和其它徑流滯后的問(wèn)題。

地表供水指數(shù)是地表水條件的指示器,包含了山地雪蓋因素。該指數(shù)將氣象和水文參數(shù)合并成一個(gè)單一指數(shù),允許在不同流域、盆地之間進(jìn)行比較。將雨量站、水庫(kù)、雪蓋、流量站的數(shù)據(jù)歸總,將每組匯集的數(shù)據(jù)采用頻率分析法歸一化,確定每一組數(shù)據(jù)的非極度概率并進(jìn)行比較,可以根據(jù)每個(gè)組成部分的貢獻(xiàn)賦予一定的權(quán)重,該指數(shù)的值域在 (-4.2,+4.2),這一加權(quán)處理使各流域之間可以相互比較[23].。

當(dāng)某個(gè)測(cè)站廢棄或新增,就得重新進(jìn)行頻率分析;當(dāng)流域或盆地的水文設(shè)施發(fā)生改變,就需要重新建立算法,很難維持該指數(shù)在時(shí)間上的一致性。

2.3.3 Palmer水文干旱強(qiáng)度指數(shù)PHDI(Palmer Hydrological Drought Index)

PHDI與PDSI很相似,采用相同的2層土壤水平衡模式,區(qū)別在于PHDI有更加嚴(yán)格的旱澇結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)。PHDI在旱澇的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)段,對(duì)大氣的改變反應(yīng)較PDSI緩慢,PDSI認(rèn)為當(dāng)水分條件開(kāi)始不斷變化直到缺水消失時(shí)干旱結(jié)束;而PHDI則認(rèn)為水分短缺完全消失時(shí)干旱結(jié)束。反應(yīng)延遲的好處就是當(dāng)天氣轉(zhuǎn)為正常時(shí),土壤濕度、河川流量、湖泊水位高度可能還是呈現(xiàn)缺水狀態(tài)。這一滯后對(duì)水文類(lèi)干旱評(píng)估是適當(dāng)?shù)?因?yàn)樗念?lèi)干旱本來(lái)就比氣象類(lèi)干旱變化緩慢。

2.4 社會(huì)經(jīng)濟(jì)干旱指標(biāo)

社會(huì)經(jīng)濟(jì)干旱是指社會(huì)、經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域從水分影響生產(chǎn)、消費(fèi)活動(dòng)等描述的干旱現(xiàn)象,一般以干旱所造成的經(jīng)濟(jì)損失作為其研究指標(biāo)。

Ohlsson[24].提出SWSI(SocialWater Scarcity Index)用于反映社會(huì)所面對(duì)的干旱脅迫程度。計(jì)算公式為:

式中:ARW為年可利用水量(萬(wàn)m3);P為人口數(shù)(萬(wàn)人);HDI(Human Development Index)為人類(lèi)發(fā)展指數(shù),綜合反映一個(gè)國(guó)家綜合狀況。

當(dāng)SWSI為0～5時(shí)整個(gè)社會(huì)水量充足;6～10時(shí)受到水分輕度缺乏;11～20時(shí)嚴(yán)重不足;＞20時(shí)水量重度缺乏。

另外,根據(jù)社會(huì)供需水量的差異也可制定社會(huì)經(jīng)濟(jì)干旱指標(biāo)。如果把社會(huì)對(duì)水的需求分為3方面:工業(yè)需水量(A1)、農(nóng)業(yè)需水量(A2)和生活與服務(wù)行業(yè)需水量(A3),社會(huì)經(jīng)濟(jì)干旱指標(biāo)的判別式為:W＜A1+A2+A3,式中W表示總供水量,對(duì)掌握整個(gè)社會(huì)的水資源情況有一定意義,但對(duì)水資源的年、月具體變化描述不夠[25].。

3 研究方向

我國(guó)西北地區(qū)干旱問(wèn)題一直是較為嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一,對(duì)干旱的地域研究經(jīng)驗(yàn)也較為豐富。但近幾年國(guó)內(nèi)南部地區(qū)干旱頻發(fā),干旱問(wèn)題也越來(lái)越引起相關(guān)部門(mén)的重視。對(duì)旱情的評(píng)價(jià)及干旱指標(biāo)的研究確定尤為迫切。

國(guó)內(nèi)外在干旱指標(biāo)方面已取得了很好的研究成果?；诂F(xiàn)有干旱指標(biāo)的研究成果,對(duì)未來(lái)的干旱研究應(yīng)加強(qiáng)以下幾點(diǎn):

(1)Palmer旱度模式目前國(guó)際上應(yīng)用最為廣泛,但在中國(guó)適用性不強(qiáng)。因此在以后的研究中應(yīng)根據(jù)中國(guó)國(guó)情進(jìn)一步完善。

(2)目前大多數(shù)干旱指標(biāo)沒(méi)有考慮水分的蒸發(fā)和耗損,降低了干旱指標(biāo)的精度,所以干旱指標(biāo)應(yīng)結(jié)合植被蒸散發(fā)、土壤水傳遞、滲漏、地下水回灌等水文過(guò)程,以探求干旱的內(nèi)在發(fā)生機(jī)制,提高計(jì)算精度。

(3)現(xiàn)在大多數(shù)干旱指標(biāo)的時(shí)間尺度為月或季。對(duì)于一些常年干旱的地區(qū),能盡量縮小干旱時(shí)間尺度對(duì)其干旱監(jiān)測(cè)及預(yù)報(bào)有重要意義。時(shí)間尺度越小,反映的干旱狀況越精細(xì),計(jì)算量也增大,因此要根據(jù)實(shí)際情況選擇適宜的時(shí)間尺度。

(4)干旱發(fā)生時(shí)間的確定對(duì)干旱的真實(shí)情況了解極為重要。比如在作物生長(zhǎng)時(shí)期的干旱要比其他時(shí)期的干旱影響大得多,目前的干旱指標(biāo)大多數(shù)沒(méi)考慮這一點(diǎn)。因此在評(píng)價(jià)干旱的影響精度時(shí)應(yīng)考慮風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。

(5)廣泛采用遙感干旱監(jiān)測(cè)技術(shù),以其宏觀、快速、動(dòng)態(tài)、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)為干旱監(jiān)測(cè)開(kāi)辟一個(gè)嶄新領(lǐng)域。

(6)濕潤(rùn)地區(qū)如中國(guó)南部的干旱問(wèn)題應(yīng)引起重視。一般認(rèn)為濕潤(rùn)地區(qū)降水充沛,旱情發(fā)生概率不高且災(zāi)情不嚴(yán)重。但從目前發(fā)生的幾次西南旱情來(lái)看,旱災(zāi)導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)社會(huì)損失嚴(yán)重。因此,對(duì)中國(guó)濕潤(rùn)地區(qū)的旱情研究及干旱監(jiān)測(cè)應(yīng)切實(shí)加強(qiáng)。

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