湖北省干旱分区及各区易旱类型研究

吴凤燕，关洪林

（湖北省水利水电科学研究院，430070，武汉）

湖北省干旱分区及各区易旱类型研究

吴凤燕，关洪林

（湖北省水利水电科学研究院，430070，武汉）

基于湖北省77个气象站和45个水文站长系列逐日资料，分析了湖北省年降雨量、年蒸发量、年干燥度、年径流量C v值等空间分布规律，并以此为依据对湖北省干旱分区进行修正。通过研究各季干燥度的空间分布规律，分析各类型干旱的空间分布规律，得到各干旱分区的干旱特征，为湖北省防旱抗旱提供科学依据。

干旱分区；气象水文；干燥度；时空分布

湖北省介于北纬 29°05′～33°20′和东经 108°21′～116°07′之间， 东西、南北跨度均较大，全省各地地形、气候、土壤等自然地理条件差异较大，同时其社会状况、经济状况、水资源条件、水利工程状况、农业生产结构、作物品种和栽培技术水平等也不尽相同。为降低因自然地理上的差异产生的复杂性，缓解水文气象要素的空间变异性，使提出的防旱和抗旱措施更加具有可行性和可操作性，对干旱进行分区研究非常必要。当前沿用的干旱分区，基本符合湖北省干旱实际状况，但除本身存在一些不合理的地方外，经历经济社会的发展变化后，也产生一些不相适应的地方。因此，有必要对历史干旱分区进行适当修正。干旱分区应考虑地形、气候、土壤、水资源条件、水利工程现状和农业生产结构等因素，遵循如下原则：①气候、地形等自然地理条件基本一致或相似；②气象水文规律基本一致，或存在明显的同步性；③农业生产结构、种植结构等基本一致；④水资源条件及抗旱措施等基本相同；⑤考虑行政区划、流域水系及已有水利设施的完整性；⑥考虑已有农业区划、水资源区划、水功能区划等区划及其他相关成果。为使干旱分区更加具有科学依据，同时考虑到干旱的最主要原因是缺水，而气象水文规律对水资源的时空分布规律影响较大，本文将通过计算分析气象水文的时空分布规律，结合其他因素进行湖北省干旱分区。

一、干旱分区研究

降雨和蒸发是对干旱影响最大的两大气象要素，干燥度作为降雨和蒸发的比值反映了两者对干旱的综合影响，而某站的径流量更是综合响应了气象、下垫面和人类活动等对产汇流有影响的因素。因此，分析湖北省降雨、蒸发和干燥度、年径流量的空间分布规律能为干旱分区提供一定的科学依据。本文用湖北省77个气象站和45个水文站建站至2007年的逐日降雨、蒸发和流量资料来分析气象和水文要素的地区规律，为干旱分区提供数据支撑。

1.年降雨量的空间分布规律分析

湖北省年降雨量由北向南逐渐增长，呈纬向分布，年降雨量的最高值是最低值的2.15倍。年降雨量低于900mm的地区，分布于鄂北和鄂西北地区，如郧西、郧县、竹山、房县、老河口、枣阳、襄阳等；而年降雨量大于1500mm的地区，分布于鄂东南和鄂西南，如咸宁市和鹤峰、咸丰等地。

2.年蒸发量的空间分布规律分析

与年降雨量的空间分布相反，年蒸发量基本由北向南逐渐减小，但除恩施州外，变化幅度不大，最高值为最低值的1.75倍，除去恩施州，最高值是最低值的1.44倍，鄂西南的来凤最低为945mm，鄂中的荆门最高为1654mm。

图1 湖北省干旱分区图

3.年干燥度的空间分布规律分析

年干燥度由北向南逐渐减小，最低值出现在鄂西南的鹤峰，最高值出现在鄂西北的郧县和丹江口地区，此外鄂北岗地的枣阳、鄂中的荆门等地干燥度较高；最高值是最低值的3.33倍。总体上鄂西南和鄂东南的干燥度较小，鄂西北、鄂北和鄂中荆钟等地的干燥度较大，除鄂中荆钟等地出现异常现象外，干燥度基本呈纬向分布。

4.年径流量的空间分布规律分析

由于各站控制面积不等，因此分析年径流量的绝对值不具有实际意义，但分析与年径流量绝对值无关的变差系数C v能反映该站年径流量年际变化程度。变差系数越小，年际变化越小，说明水源条件越稳定；同时变差系数的空间分布规律在某种程度上也能反映水文规律。对45站的计算结果表明：变差系数介于0.2～0.6之间，以汉江、员水、寰水、聂水、倒水、举水、巴水、浠水等水系的上游最大，这些水系上游处在鄂西北、鄂北岗地和鄂东北地区，最低值出现在鄂西南的恩施、来凤等地。此外，同一河流不同站点的变差系数相近，如汉江从襄阳至仙桃，变差系数仅相差0.02。通过分析各站年径流量的线性相关系数可知水文规律具有流域性，同水系、同流域站点线性相关系数可达0.9以上，甚至接近1。

5.干旱分区

根据以上分析，结合其他因素，所得干旱分区见图1。本文将把原来的江汉平原和鄂东沿江平原拆成江汉平原区和鄂东沿江平原区两个干旱分区，使7个干旱分区变成8个干旱分区；将原来鄂中丘陵区的随州和广水划入鄂北岗地；将原江汉平原和鄂东沿江平原区的英山划入鄂东北山丘区。

二、各分区干旱特征分析

由于干燥度较好地反映了气象干旱，下面以各季干燥度为基础，通过分析各季干燥度的空间分布规律来分析各类型干旱的空间分布规律。各季干燥度的等值线图均显示鄂西北、鄂北和荆钟等地的干燥度较高，而鄂西南和鄂东南的干燥度较低。冬、春两季的干燥度等值线图与年干燥度等值线图相似，总体上呈纬向分布，由南向北递增；但夏、秋两季的干燥度等值线图与其他季节和年干燥度等值线图之间存在较大差异，总体表现出等值线与纬度之间的夹角增大，部分区域等值线呈径向分布，且由西向东递增。

春季，鄂西北、鄂北及荆钟等地干燥度值是鄂东南、鄂西南等地的2.5～3倍，鄂东北山丘区的干燥度值是鄂东南、鄂西南等地的1.5～2.5倍。因此，从气象干旱角度，春旱的分布是北多南少。其中鄂西北、鄂北发生春旱的频率最高，其次是鄂中的荆钟等地，鄂东南和鄂西南等地发生春旱的频率最低。全省大范围春旱年有1988、1997、2000年，此外 1961、1971、1977、1978、1979、1981、1986、1992、1994、1996、1999、2001、2002、2004年等春旱大部分都发生在鄂西北、鄂北、鄂中丘陵等地。

夏季，除鄂西南干燥度值低于1.0外，大部分地区都介于1.4～2.0之间，各区差别不大。但山丘区和岗地的抗旱能力比平原区强，因此，在干燥度相同的情况下，平原区实际发生干旱的可能性更大。因此，鄂西南发生夏旱的频率最低、鄂东南次之。平原区发生的频率和灾害损失略高于山丘区和岗地。夏旱（包括伏旱）是湖北省发生频率最高的干旱类型，覆盖范围通常较大， 如 1959、1966、1971、1972、1978、1988、1992、2000、2001、2006年等年份大部分地区发生夏旱，而江汉平原和鄂东沿江平原等地短期伏旱几乎年年发生。

秋季，全省除鄂西南干燥度值低于1.2外，其他大部分地区的干燥度介于1.6～2.4之间，最高值出现在鄂东北山丘区。 其中 30.5°N 以北、110.7°E以东及鄂西北等地的干燥度都在2.0以上。因此，同等其他条件下，鄂东北发生秋旱的频率较高，其次是鄂西北、鄂北、荆钟、江汉平原等地、鄂西南发生秋旱频率最低。湖北省纯粹的秋旱比较少见，多以伏秋连旱的形式发生 。 1966、1974、1976、1978、1990、1992、1997、2000、2001年全 省大部分地区发生秋旱或伏秋连旱，1986、1994、1996、1998、2004年等 秋旱大部分发生在鄂东北、江汉平原中北部等地。

冬季，鄂西北、鄂北及荆钟等地的干燥度值是鄂东南、鄂西南的3.5～5.5倍，鄂东北山丘区的干燥度值是鄂东南、鄂西南的2～3倍。因此，从气象干旱角度，鄂西北、鄂北及鄂中的荆钟等地发生冬旱的频率最高，鄂东北山丘区次之，鄂西南、鄂东南频率最低。冬旱多以秋冬连旱的形式出现，如 1973、1979、1988、1991、1998年等，以北部受旱或受重灾为主。

综上，鄂西北山丘区、鄂北岗地是春旱的频发区，与春旱相连的春夏、春夏秋连旱也通常会覆盖此处；鄂中丘陵地区是湖北省南北气候的分水岭，同时也是地形地貌的过渡地带，是各种类型干旱的频发区；鄂东北山丘区是秋旱、伏秋连旱的频发区；江汉平原和鄂东沿江平原是夏旱和伏旱的频发区，其次是伏秋连旱；鄂东南山丘区以发生秋旱为主，其次为夏旱；鄂西南山丘区由于降雨量大而蒸发量少，较少发生干旱，除非碰到气候异常年份。

三、结 语

由于干旱的最主要原因是缺水，而气象水文规律对水资源的时空分布规律影响较大，因而该规律能为干旱分区提供科学依据。本文通过计算湖北省77个气象站的年降雨量、年蒸发量、年干燥度和45个水文站的年径流量C v值及线性相关系数分析了湖北省气象水文的空间分布规律，年降雨量、年蒸发量、年干燥度等的空间分布都表现出鄂西北、鄂北等地易缺水，鄂中等地次之，鄂西南、鄂东南等地最不易缺水，而年径流量具有流域性规律。以此规律为基础，结合其他因素对湖北省干旱分区进行了调整：将原来鄂中丘陵区的随州和广水划入鄂北岗地，将原江汉平原和鄂东沿江平原区的英山划入鄂东北山丘区，将原来的江汉平原和鄂东沿江平原拆成江汉平原区和鄂东沿江平原区两个干旱分区。

由于干燥度是气象干旱的两大主要因素降雨和蒸发综合作用的结果，因此其时空分布规律对湖北省气象干旱的分布规律具有一定的指导意义。本文计算了77个站点各季干燥度，分析结果表明：湖北省春旱和冬旱北多南少，而夏旱和秋旱东多西少。因此，鄂西北山丘区、鄂北岗地是春旱、春夏、春夏秋连旱的频发区，鄂中丘陵地区是各季干旱的频发区，鄂东北山丘区是秋旱、伏秋连旱的频发区；江汉平原和鄂东沿江平原是夏旱和伏旱的频发区，其次是伏秋连旱；鄂东南山丘区以发生秋旱为主，其次为夏旱；鄂西南山丘区由于降雨量大而蒸发量少，较少发生干旱，除非碰到气候异常年份。

[1]湖北省水利厅，等.湖北水利大事记[M].武汉：长江出版社，2006.

[2]湖北省水利厅，等.湖北省抗旱指导手册[M].武汉：湖北科学技术出版社，2003.

[3]敖立万，吴强，等.湖北省干旱发生规律与对策研究[J].湖北农业科学，2003（1）.

[4]刘敏，李书睿，倪国裕.湖北省农业干旱的指标和时空分布特征[J].华中农业大学学报，1994，13（6）.

责任编辑 韦凤年

Study on the droughtdi vision and drought types of each division in Hubei Province

Wu Fengyan,Guan Honglin

Since meteorological and hydrological rulesare important to guide drought division,based on long series-daily data of 77 weather stations and 45 hydrological stations,spatial distribution rules of annual rainfall,annual evaporation,annual aridity and Cv value of annual runoff are analyzed,and then drought division of the province is rectified.Through studying on spatial distribution of quarter aridity, the spatial distribution of drought types of each division is acquired.

drought division；meteorological and hydrological；aridity；distribution

国家教委博士点基金项目资助（20100141110061）。

P429

B

1000-1123（2011）11-0033-03

2011-03-02

吴凤燕，高级工程师，主要从事水资源配置研究与水文水力计算工作。