1、1 1 干旱的概念及干旱指標干旱的概念及干旱指標2 2 干旱的影響干旱的影響3 3 中國旱情的時空分布中國旱情的時空分布4 4 干旱影響評估干旱影響評估5 5 干旱監測和預報干旱監測和預報6 6 抗旱措施抗旱措施n干旱的概念干旱的概念 由于水分的收與支或者供與求不平衡形成的水分由于水分的收與支或者供與求不平衡形成的水分短缺現象短缺現象。n影響干旱的主要因素影響干旱的主要因素 1 1 降雨量降雨量 2 2 作物品種和生育期作物品種和生育期 3 3 土壤狀況土壤狀況 4 4 大氣參數大氣參數 5 5 人類活動人類活動1 1 干旱的概念及干旱指標干旱的概念及干旱指標1.1.降雨量降雨量 降水是降水是

2、“土壤土壤植物植物大氣大氣”系統中水分平衡和循系統中水分平衡和循環的主要收入項，降水量偏少的程度是干旱氣候分級的環的主要收入項，降水量偏少的程度是干旱氣候分級的主要因子，也是劃分各類干旱嚴重程度的主要因子。主要因子，也是劃分各類干旱嚴重程度的主要因子。2.2.作物品種和生育期作物品種和生育期 作物是主要的受旱，不同的品種或生育期對水分的作物是主要的受旱，不同的品種或生育期對水分的需求量不同，因而受旱程度有著較大差異。需求量不同，因而受旱程度有著較大差異。3.3.土壤狀況土壤狀況 土壤干旱是形成農業減產的直接原因，而土壤干旱土壤干旱是形成農業減產的直接原因，而土壤干旱的程度與土壤種類、性質、結構

3、、厚度、及耕作措施、的程度與土壤種類、性質、結構、厚度、及耕作措施、施肥有關系。施肥有關系。4.4.大氣參數大氣參數 土壤和作物的主要支出項為蒸散發，空氣干燥、氣土壤和作物的主要支出項為蒸散發，空氣干燥、氣溫高、風速大，則蒸散發大、土壤與作物水分支出多，干溫高、風速大，則蒸散發大、土壤與作物水分支出多，干旱程度嚴重。旱程度嚴重。5.5.人類活動人類活動 人類活動可以減輕或避免干旱，也會加重甚至造成人類活動可以減輕或避免干旱，也會加重甚至造成干旱。干旱。n干旱指標干旱指標 反映干旱成因和程度的量度。可由水分循環的各個反映干旱成因和程度的量度。可由水分循環的各個環節或水分平衡方程式分析推導或定義各

4、種干旱類型。環節或水分平衡方程式分析推導或定義各種干旱類型。包括自然因素形成的干旱和農業干旱以及社會經濟干旱。包括自然因素形成的干旱和農業干旱以及社會經濟干旱。 完整的干旱指標包含三個要素完整的干旱指標包含三個要素 1. 1. 持續期持續期d d（包括起始和終止日期）（包括起始和終止日期） 2. 2. 平均強度平均強度m m（即平均水分短缺量）（即平均水分短缺量） 3. 3. 嚴重程度嚴重程度s s（即水分累計短缺量）（即水分累計短缺量）自然因素形成的干旱有：自然因素形成的干旱有： 氣象干旱氣象干旱 水文干旱水文干旱 農業干旱農業干旱 社會經濟干旱社會經濟干旱n（二）大范圍氣象干旱的原因（二）

5、大范圍氣象干旱的原因 大范圍的氣象干旱非幾日少雨之因，而是長期持續大范圍的氣象干旱非幾日少雨之因，而是長期持續明顯少雨的結果。而大范圍持久性的干旱直接反映了大氣環明顯少雨的結果。而大范圍持久性的干旱直接反映了大氣環流和主要天氣系統持續異常。流和主要天氣系統持續異常。n水文干旱水文干旱 由降水與地表水、地下水收支不平衡造成的異常水由降水與地表水、地下水收支不平衡造成的異常水分短缺現象。由于地表徑流是大氣降雨與下墊面調蓄的產物，分短缺現象。由于地表徑流是大氣降雨與下墊面調蓄的產物，它在一定程度上能反映降水與地面條件的綜合性能。因此水它在一定程度上能反映降水與地面條件的綜合性能。因此水文干旱主要是指

6、由地表徑流和地下水位造成的異常水分短缺文干旱主要是指由地表徑流和地下水位造成的異常水分短缺現象。可以用年徑流量、河流平均日流量，水位等小于一定現象。可以用年徑流量、河流平均日流量，水位等小于一定數值作為干旱指標。數值作為干旱指標。農業干旱農業干旱 由于外界環境因素造成作物內水分由于外界環境因素造成作物內水分失去平衡，發生水分缺失，影響作物正失去平衡，發生水分缺失，影響作物正常生長發育，導致減產或失收的農業氣常生長發育，導致減產或失收的農業氣象災害。象災害。 1.1.土壤干旱土壤干旱 農業干旱根據土壤水分含量確定，當根層土壤水分農業干旱根據土壤水分含量確定，當根層土壤水分達到限制作物生長和產量時

7、稱為土壤干旱，注意土壤干達到限制作物生長和產量時稱為土壤干旱，注意土壤干旱指的是根層的土壤干旱，而不同作物種類的根層深度旱指的是根層的土壤干旱，而不同作物種類的根層深度是不一樣的。是不一樣的。2.2.生理干旱生理干旱 土壤環境不良，使植物根系生理活動受阻、吸水困土壤環境不良，使植物根系生理活動受阻、吸水困難，造成作物體內水分失衡而發生的生理干旱的危害。難，造成作物體內水分失衡而發生的生理干旱的危害。3.3.大氣干旱大氣干旱 由于太陽輻射強、氣溫高、空氣濕度低、風力較強由于太陽輻射強、氣溫高、空氣濕度低、風力較強等因素導致作物蒸騰盛、耗水加大。等因素導致作物蒸騰盛、耗水加大。（二）農業干旱指標（

8、二）農業干旱指標 1. 1.農業氣候意義上的干旱指標農業氣候意義上的干旱指標 從廣義上說，農業干旱指農業生產中水分供需矛盾的從廣義上說，農業干旱指農業生產中水分供需矛盾的現象。從農業氣候學的角度出發，反映農業水分供需狀況現象。從農業氣候學的角度出發，反映農業水分供需狀況的物理量有降水量、水分供求差、柏默爾指數等。的物理量有降水量、水分供求差、柏默爾指數等。 2. 2.基于土壤基于土壤植物植物大氣系統的干旱指標大氣系統的干旱指標 （1 1）相對蒸散）相對蒸散 當水分供應能完全滿足作物需水時實際蒸散發速率當水分供應能完全滿足作物需水時實際蒸散發速率等于最大蒸散發速率（等于最大蒸散發速率（ETETa

9、 a= =ETETm m）；水分不足時，實際蒸散）；水分不足時，實際蒸散發速率小于最大蒸散發速率。兩者的比值發速率小于最大蒸散發速率。兩者的比值EtEta a/Et/Etm m表示植株表示植株缺水程度。缺水程度。 （2 2）水分虧缺量）水分虧缺量 農田實際蒸散與最大蒸散的差值表示作物水分虧缺農田實際蒸散與最大蒸散的差值表示作物水分虧缺程度。評價農業干旱的發生與否。程度。評價農業干旱的發生與否。 3.3.利用溫度間接表示的干旱指標利用溫度間接表示的干旱指標 作物層溫度與氣溫的差值作為干旱指標，當土壤干旱作物層溫度與氣溫的差值作為干旱指標，當土壤干旱時，所含水分越少，葉溫與氣溫的差值越大。時，所含

10、水分越少，葉溫與氣溫的差值越大。 4. 4.用土壤水分表示的干旱指標用土壤水分表示的干旱指標 土壤水分含量作為衡量農業干旱程度及對植物生長影土壤水分含量作為衡量農業干旱程度及對植物生長影響的指標，土壤水分不同的表示方法，因而有不同形式的響的指標，土壤水分不同的表示方法，因而有不同形式的干旱指標：干旱指標： （1 1）以重量百分比表示的干旱指標）以重量百分比表示的干旱指標 （2 2）以土壤有效水分儲存量表示的干旱指標）以土壤有效水分儲存量表示的干旱指標n社會經濟干旱社會經濟干旱 （一）水分總供給量和總需求量的組成：（一）水分總供給量和總需求量的組成： W W1 1：第一水資源，包括徑流與地下水開

11、采量。：第一水資源，包括徑流與地下水開采量。 W W2 2：第二水資源，土壤水。：第二水資源，土壤水。 W W3 3：第三水資源，蒸發。：第三水資源，蒸發。 W W4 4：第四水資源，地區間的徑流交換，流入為收入：第四水資源，地區間的徑流交換，流入為收入，流出為支出。，流出為支出。 （二）社會經濟干旱的判別和計算（二）社會經濟干旱的判別和計算 對水的需求大于供給就成為社會經濟的判別式對水的需求大于供給就成為社會經濟的判別式: :WAWA1 1+A+A2 2+A+A3 3如使用調節水量如使用調節水量W W仍不滿足需求，就會出現干旱：仍不滿足需求，就會出現干旱：W+W+ W AW A1 1+A+A

12、2 2+A+A3 3 由于只有農業能夠使用第二水資源土壤水，為緩由于只有農業能夠使用第二水資源土壤水，為緩解對第一水資源供不應求的矛盾，在農業生產上應盡解對第一水資源供不應求的矛盾，在農業生產上應盡量發揮土壤水的效益，不足部分才由第一水資源解決量發揮土壤水的效益，不足部分才由第一水資源解決。一、對農業的影響一、對農業的影響 （一）對種植業（一）對種植業 的影響的影響 在影響種植業的各種氣象災害中，以旱災最為嚴重。在影響種植業的各種氣象災害中，以旱災最為嚴重。全國不同時期的農田受災面積全國不同時期的農田受災面積年代旱災面積旱災成災面積水災面積水災成災面積195019591160370.3736.

13、4455.9196019692164.41002.5942.0585.3197019792610.8740.4639.4297.1 （二）對草原畜牧業的影響（二）對草原畜牧業的影響 對牧業生產的影響表現在兩方面：對牧業生產的影響表現在兩方面：1.1.草場退化；草場退化；2.2.家畜家畜飲水困難飲水困難 （三）對林業的影響（三）對林業的影響 干旱對林業的影響主要表現在植樹造林、林木生長、干旱對林業的影響主要表現在植樹造林、林木生長、森林火災及病蟲害方面。森林火災及病蟲害方面。 二、對城市供水和工業的影響二、對城市供水和工業的影響 （一）對城市供水的影響（一）對城市供水的影響 城市需水量在總取水量

14、中占越來越大的比重，目前我國城市需水量在總取水量中占越來越大的比重，目前我國600600多多座城市中，缺水城市占一半以上，嚴重缺水的有座城市中，缺水城市占一半以上，嚴重缺水的有100100多座城市。多座城市。 （二）對工業生產的影響（二）對工業生產的影響 供水不足對工業生產的影響分為直接影響（水直接參與生產供水不足對工業生產的影響分為直接影響（水直接參與生產，停水就無法生產）和間接影響（由于干旱缺水，農業灌溉需電，停水就無法生產）和間接影響（由于干旱缺水，農業灌溉需電，不得不采取限電措施，造成工廠停工停產）。，不得不采取限電措施，造成工廠停工停產）。三、對其他社會經濟的影響三、對其他社會經濟的

15、影響 包括：對水利發電的影響、對內河航運的影響、對水產養殖包括：對水利發電的影響、對內河航運的影響、對水產養殖的影響、對社會經濟系統的影響等。的影響、對社會經濟系統的影響等。四、對自然環境的影響四、對自然環境的影響 （一）土地干化、河流斷流及湖泊干涸情勢加劇（一）土地干化、河流斷流及湖泊干涸情勢加劇 為抵御干旱缺水的威脅，采取筑壩建庫，開渠引水為抵御干旱缺水的威脅，采取筑壩建庫，開渠引水，抽汲地下水等措施，這些措施導致水平衡要素中的，抽汲地下水等措施，這些措施導致水平衡要素中的徑流量趨于減少，蒸發量祛瘀增大，導致北方地區明徑流量趨于減少，蒸發量祛瘀增大，導致北方地區明顯的干化趨勢，引起了一系列

16、環境問題。顯的干化趨勢，引起了一系列環境問題。 （二）地下水環境明顯惡化（二）地下水環境明顯惡化 1. 1.地下水位降落漏斗發展地下水位降落漏斗發展 2. 2.泉水流量銳減泉水流量銳減 3. 3.城市地面沉降頻頻發生城市地面沉降頻頻發生 4. 4.海水入侵加劇海水入侵加劇 （三）地表水體的污染有所加重（三）地表水體的污染有所加重 干旱期間，地表徑流量減少，河流、湖泊等陸地干旱期間，地表徑流量減少，河流、湖泊等陸地水體的納污能力和稀釋能力下降，地表水體的污染加水體的納污能力和稀釋能力下降，地表水體的污染加重，由于干旱缺水，污水灌溉得不到有效節制，污水重，由于干旱缺水，污水灌溉得不到有效節制，污水

17、灌溉不僅污染了土壤和農作物，而且滲入地下水，灌溉不僅污染了土壤和農作物，而且滲入地下水，惡化了地下水質。惡化了地下水質。 （四）土地沙漠化的危害有所加劇（四）土地沙漠化的危害有所加劇 土地沙漠化是在干旱缺水條件下，對土地植被驚土地沙漠化是在干旱缺水條件下，對土地植被驚醒過量的人類經濟活動所逐漸形成的。醒過量的人類經濟活動所逐漸形成的。一、干旱區的劃分一、干旱區的劃分 本節討論的干旱是純氣象意義的干旱本節討論的干旱是純氣象意義的干旱。我國東部我國東部從江南到華北的干旱，可劃分為：從江南到華北的干旱，可劃分為： 東北干旱區：春旱最為突出東北干旱區：春旱最為突出 黃淮海流域干旱區：我國干旱面積最大、

18、頻率最黃淮海流域干旱區：我國干旱面積最大、頻率最高干旱區高干旱區 長江流域干旱區：我國東部干旱頻率較低的一個長江流域干旱區：我國東部干旱頻率較低的一個地區地區 華南及西南干旱區：兩地區四季都有作物生長，華南及西南干旱區：兩地區四季都有作物生長，干旱頻率也比較高干旱頻率也比較高二、干旱的空間分布和年際變化二、干旱的空間分布和年際變化 我國有三個多旱區：黃淮海、閩粵桂、西南多旱區。我國有三個多旱區：黃淮海、閩粵桂、西南多旱區。 我國干旱持續時間長的區域：我國干旱持續時間長的區域： 1. 1.長江以北的黃淮海流域長江以北的黃淮海流域 2. 2.廣東、福建、廣西東部沿海。廣東、福建、廣西東部沿海。干旱

19、頻次分布圖干旱頻次分布圖 干旱的影響極為廣泛和深遠，主要包括對經濟、人類干旱的影響極為廣泛和深遠，主要包括對經濟、人類社會及自然環境的影響。社會及自然環境的影響。一、干旱影響的評估內容一、干旱影響的評估內容 干旱影響的評估包括：干旱影響的評估包括： 1.1.歷史干旱的影響評估歷史干旱的影響評估 一般是對歷史上的干旱，特別是大旱年的天氣氣候特一般是對歷史上的干旱，特別是大旱年的天氣氣候特征、干旱強度、持續時間、影響范圍、受災程度、造成的征、干旱強度、持續時間、影響范圍、受災程度、造成的損害等進行描述和評價。損害等進行描述和評價。 2.2.實時干旱的影響評估實時干旱的影響評估 主要是對已經發生或正

20、在發生的干旱的影響進行實時、主要是對已經發生或正在發生的干旱的影響進行實時、定量評估，為有關部門制定防災、救災對策提供科學依據。定量評估，為有關部門制定防災、救災對策提供科學依據。 3. 3.展望性干旱的影響評估展望性干旱的影響評估 主要以干旱影響指數，影響模式的滯后性影響研主要以干旱影響指數，影響模式的滯后性影響研究為基礎。究為基礎。二、干旱影響的評估途徑二、干旱影響的評估途徑 （一）實地調查（一）實地調查 科學研究最長用的方法，通過對受旱地區的實科學研究最長用的方法，通過對受旱地區的實地調查。可獲得干旱影響的第一手資料。地調查。可獲得干旱影響的第一手資料。 （二）新聞媒介（二）新聞媒介 通

21、過新聞媒介可獲得大量國外干旱等自然災害通過新聞媒介可獲得大量國外干旱等自然災害影響。影響。 （三）遙感監測（三）遙感監測 氣象衛星資料的應用和專業服務領域的不斷擴氣象衛星資料的應用和專業服務領域的不斷擴大，已展開包括洪水監測、干旱監測、植被監測、作大，已展開包括洪水監測、干旱監測、植被監測、作物估產等多項專業服務。物估產等多項專業服務。三、干旱影響的評估方法三、干旱影響的評估方法 （一）個例分析法（一）個例分析法 （二）歷史相似法（二）歷史相似法 （三）比較法（三）比較法 （四）模式法（四）模式法四、干旱影響評估系統及評估模式的建立四、干旱影響評估系統及評估模式的建立 干旱影響評估系統主要包括

22、數據庫、統計分析軟干旱影響評估系統主要包括數據庫、統計分析軟件包、影響評估指數、模式程序庫、繪圖軟件包、災件包、影響評估指數、模式程序庫、繪圖軟件包、災情檢索系統及干旱影響評估專家系統等。情檢索系統及干旱影響評估專家系統等。（一）利用降水量的評估指數（一）利用降水量的評估指數 1. 1.產量水分指數（產量水分指數（YMIYMI） 根據作物不同發育階段內的降水量及對作物的不同根據作物不同發育階段內的降水量及對作物的不同影響，建立產量水分指數，進行干旱影響評估。影響，建立產量水分指數，進行干旱影響評估。 2.RY 2.RY指數指數 適用于北方旱作農業地區的降水量對作物產量影響適用于北方旱作農業地區

23、的降水量對作物產量影響的評價方法。的評價方法。（二）利用相對蒸散評估（二）利用相對蒸散評估 1.FAO 1.FAO模式模式 2.Jensen 2.Jensen階乘模式階乘模式 3.CSDI 3.CSDI模式模式一、干旱監測的主要方法一、干旱監測的主要方法 （一）干旱監測的主要內容（一）干旱監測的主要內容 1. 1.大氣參數大氣參數 2.2.與農業有關的參數與農業有關的參數 3.3.與水文與水文有關的參數有關的參數 4. 4.衛星遙感資料衛星遙感資料 5.5.社會經濟資料社會經濟資料 （二）主要監測方法（二）主要監測方法 1. 1.臺站監測臺站監測 臺站監測的首要任務是對有關的單位要素分別在氣臺

24、站監測的首要任務是對有關的單位要素分別在氣象、農業氣象站、水文站等站點進行觀測。象、農業氣象站、水文站等站點進行觀測。 2. 2.遙感監測遙感監測 遙感監測主要是對作物長勢、土壤水分狀況、農田遙感監測主要是對作物長勢、土壤水分狀況、農田蒸散、水系分布和降水量等監測實現。蒸散、水系分布和降水量等監測實現。二、旱情分析預報方法二、旱情分析預報方法 旱情分析與預報的主要途徑有兩類：一是用旱情指標旱情分析與預報的主要途徑有兩類：一是用旱情指標值判斷是否會發生旱情和旱情程度；二是按土壤含水量預值判斷是否會發生旱情和旱情程度；二是按土壤含水量預報值判斷對作物生長的影響程度。顯然，旱情分析預報的報值判斷對作

25、物生長的影響程度。顯然，旱情分析預報的實質是在預見期內降水量和蒸散發量預報值的基礎上，分實質是在預見期內降水量和蒸散發量預報值的基礎上，分析研究土壤含水量是否滿足作物正常生長的需要。因此，析研究土壤含水量是否滿足作物正常生長的需要。因此，旱情分析預報還需依靠氣象預報做分析與計算。旱情分析預報還需依靠氣象預報做分析與計算。 （一）單站土壤含水量預報（一）單站土壤含水量預報 如果需預報的地區面積不大，且有一個墑情觀測站，如果需預報的地區面積不大，且有一個墑情觀測站，則可利用該站墑情觀測資料分析墑情變化規律，并編制其則可利用該站墑情觀測資料分析墑情變化規律，并編制其墑情預報方案，即可預報該地區的土壤

26、含水量變化。墑情預報方案，即可預報該地區的土壤含水量變化。 土壤含水量預報應包括增墑和減墑兩部分，主要有土土壤含水量預報應包括增墑和減墑兩部分，主要有土壤含水量增值預報和土壤含水量消退預報兩種。壤含水量增值預報和土壤含水量消退預報兩種。 （二）土壤含水量區域預報（二）土壤含水量區域預報 我國諺語有云我國諺語有云“澇一線，旱一片澇一線，旱一片”。因此需要解決大。因此需要解決大面積的干旱預報問題，目前有如下幾種方法。面積的干旱預報問題，目前有如下幾種方法。 1 1、地區綜合法、地區綜合法 當某一地區內的氣候、地貌、植被等特征彼此相近時，當某一地區內的氣候、地貌、植被等特征彼此相近時，其各個單站的土

27、壤含水量預報圖標也大致接近，綜合后即其各個單站的土壤含水量預報圖標也大致接近，綜合后即可進行區域性預報。可進行區域性預報。 2 2、消退系數綜合法、消退系數綜合法 無雨期間區域土壤含水量的消退，可用綜合性的消退無雨期間區域土壤含水量的消退，可用綜合性的消退系數來推算。系數來推算。 3 3、土壤含水量等值線法、土壤含水量等值線法 在區域預報的實際工作中，為了及時指導防旱抗旱，在區域預報的實際工作中，為了及時指導防旱抗旱，也可粗略地將各墑情站實測或預報的土壤含水量繪成等值也可粗略地將各墑情站實測或預報的土壤含水量繪成等值線圖。線圖。 旱災是我國主要的自然災害之一，解決缺水問題最根本的途旱災是我國主

28、要的自然災害之一，解決缺水問題最根本的途徑是開源和節流兩種徑是開源和節流兩種一、農業抗旱措施一、農業抗旱措施 （一）開辟新水源措施（一）開辟新水源措施 1. 1.修建蓄水工程修建蓄水工程 2.2.跨流域調水工程跨流域調水工程 3. 3.人工增雨人工增雨 4. 4.咸水資源利用咸水資源利用 5.5.污水利用污水利用 6.6.雨水利用雨水利用 （二）節水灌溉技術（二）節水灌溉技術 農田供水從水源到形成作物產量要經三個環節：農田供水從水源到形成作物產量要經三個環節：1.1.由水源輸由水源輸入農田轉化為農田水分入農田轉化為農田水分 2. 2.作物吸收土壤內水分轉化為作物水作物吸收土壤內水分轉化為作物水 3.3.通過生理生化作用過程，使作物水參與經濟產量的形成。通過生理生化作用過程，使作物水參與經濟產量的形成。 1.1.渠道防滲和管道輸水技術渠道防滲和管道輸水技術 2. 2.地