贺双燕,杨晓静,刘俊钊,李云霄,李占玲,刘业伟
(1.中国水利水电科学研究院,北京 100038;2.中国地质大学(北京)水资源与环境学院,北京 100083;3.水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心,北京 100038;4. 重庆市水利电力建筑勘测设计研究院有限公司,重庆 400020;5.江西省水利科学院,江西 南昌 330029)
2022年干旱遍布长江全流域[1-3],素有“江南粮仓”美誉的江西省遭遇了自1949年以来最严重的干旱[4],大范围极端干旱给人民生活、农业生产方面带来不同程度影响。在全球变暖背景下,极端干旱事件的发生可能成为气候新常态[5],因此亟须分析此类罕见干旱事件的发展过程。
目前,针对江西省2022年发生的干旱事件研究内容主要包括气象、水文干旱的时空变化特征、成因分析及防灾对策等方面。例如:雷声等[6]对鄱阳湖流域2022年干旱发展过程进行多因素分析,应用SPI对近72年来干旱年际、年内分布演变特征进行了分析。结果表明2022年鄱阳湖流域干旱旱情等级高、影响范围大、持续时间长,其中,7—10月发生1961年以来最严重的夏秋连旱,并且由于防御体系逐步完善,干旱引发的旱灾损失相对可控。贾建伟等[7]采用SPI和SRI指标评估鄱阳湖各分区干旱程度,并结合大气环流指数分析旱情成因,结果表明2022年7—10月鄱阳湖流域气象干旱和水文干旱表现为全流域干旱,在2020—2021年拉尼娜事件影响下,2022年夏秋季西太平洋副热带高压偏北,致使流域内降水偏少、高温频发,发生持续高温干旱事件,出现“汛期反枯”现象。胡振鹏[4]分析了鄱阳湖流域2022年干旱的气象特征和水文特征,为防旱减灾提出对策建议。结论表明2022年鄱阳湖流域旱情严重但水利措施在抗旱救灾中发挥了重要作用,不过鄱阳湖湿地生态系统仍然受到显著影响,需要将“抗旱救灾”策略转变为“防旱减灾”。针对2022年江西大旱,对比已有研究发现研究范围主要是鄱阳湖流域,研究内容主要集中在气象和水文方面,对整个江西省及其农业干旱的研究分析相对较少。因此,本文综合气象、农业、水文等方面对江西省干旱发展过程分别进行研究。
本文采用降水量距平百分率(Precipitation Anomaly in Percentage,Pa)、标准化降水指数SPI和土壤相对湿度指数Rsm三个干旱指数对气象干旱和农业干旱进行研究,分析SPI指标与Rsm指标之间的相关性以此揭示气象和农业干旱之间的时滞关系,旨在对农业干旱进行提前预警,使相关部门能及时有效地采取干旱防御措施,保障粮食生产安全及人民生活。
2.1 研究区概况江西省地处中国东南部,位于长江中下游南岸,全省土地面积16.69万km2,耕地面积占16.31%。省境东、西、南三面环山地,中部丘陵和河谷平原交错分布,北部有中国第一大淡水湖——鄱阳湖,其流域面积占江西省总面积的97%[8]。江西省属亚热带温暖湿润季风气候,境内水热条件差异较大,年均气温约16.3~19.5 ℃,年降水量1341~1943 mm,降水在空间分布上呈南多北少,东多西少[9-11]。江西是全国两个商品粮输出省份之一,也是东南沿海地区农产品供应地,以全国2.13%的耕地生产了全国3.21%的粮食,其主要经济作物以水稻为主[12]。2022年江西省早稻播种面积1220.1千公顷,总产量677.2万吨(产量位居全国第二位)。江西省内气象站及墒情站分布情况见图1。
图1 江西省站点分布情况Fig.1 Distribution of sites in Jiangxi Province
2.2 数据来源
2.2.1 气象数据 使用国家气象信息中心(http://data.cma.cn/)提供的1960—2022年逐日降水数据。根据逐日数据计算1960—2022年逐月降水数据,采用反距离加权法对2022年1—12月降水数据进行插值。其中,江西省共有94个气象站,剔除时间序列不连续的站点资料并修正数据异常的降水资料后,研究使用江西省81个气象站点1960—2022年的降水数据。
2.2.2 墒情数据 研究利用106个墒情站2022年10 cm、20 cm、40 cm土壤深度的逐日墒情数据,根据公式分别计算出逐层及三层平均壤深的月均Rsm,采用反距离加权法插值得到全省Rsm数据系列。由于获取数据质量不一,经去除缺测数据大于15天的站点以及时间序列完整度低于99%的站点,最终选取71个墒情站2022年的数据。
2.2.3 地形数据 从地理空间数据云网站(http:/www.gscloudcn/search)下载分辨率为30 m×30 m地形高程数据。
2.2.4 其他数据 历史旱灾、旱情、星子站水位等资料分别来源于《中国气象灾害大典 江西卷》《江西统计年鉴》《江西水旱灾害》等。
2.3 研究方法采用Pa、SPI和Rsm指标表征研究区气象干旱和农业干旱,利用相关分析法确定农业干旱与气象因子之间的相关性,探求农业干旱与气象干旱之间的滞后响应关系。
2.3.1 降水量距平百分率计算 降水量距平百分率Pa指某时期降水量与同期多年平均降水量的距平百分率,可以显示某时段降水与同期平均状态的偏离程度,从而反映出降水量异常引起的干旱,是一个具有时空对比性的相对指标。在我国气象业务中经常用于评估干旱事件[13],在《气象干旱等级》(GB/T 20481—2017)[14]中对Pa的干旱等级划分见表1。
表1 降水量距平百分率干旱等级Table 1 Precipitation distance level percentage of drought level
2.3.2 标准化降水指数计算 标准化降水指数SPI表征气象干旱。标准化降水指数SPI是由McKee等在1993年开发的气象干旱指数,对短期降雨反应敏感,能更好地监测土壤湿度的变化,对干旱的发生反应灵敏能较早地识别干旱,具有良好的空间标准化[15-18]。干旱等级划分标准具有气候意义,不同时段不同地区都适宜,具有较好的时空适应性[19],国家规范《气象干旱等级》(GB/T 20481—2017)[14]中对SPI的干旱等级划分见表2。
表2 标准化降水指数干旱等级Table 2 Standardized precipitation index of drought level
2.3.3 土壤相对湿度计算 土壤相对湿度Rsm指标可表征农业干旱。Rsm指标是目前研究比较成熟且能较好反映作物旱情状况的可行指标[20],一般以土壤重量含水量与田间持水量的比值表示,主要受到降水、气温、植被类型及地形条件等因素的影响[21]。国家规范《农业干旱等级》(GB/T 32136—2015)[22]中对Rsm的干旱等级划分见表3。
表3 土壤相对湿度干旱等级Table 3 Soil relative moisture of drought level
2.3.4 相关性分析 相关性分析是反映两个变量间相关程度的方法,相关系数绝对值越大变量之间的相关性越强(表4)。相关系数的符号决定着相关性的正负,当符号为正,则表明变量间呈正相关,反之,则表明变量间呈负相关,此处用来分析农业干旱与气象干旱之间的相关性。
表4 相关系数绝对值对应的相关性Table 4 Correlation coefficients correspond to correlations
3.1 2022年江西省干旱发展过程
3.1.1 气象干旱发展过程 2022年7月江西省呈现高温少雨的特征,8月该情况持续发展并在9月达到顶峰(9月23日发布气象干旱红色预警),直至11月江西省发生明显降水使旱情得到缓解。此次气象干旱总体呈现出夏秋两季(6—11月)高温日数多且持续时间长,降水量减少且不均匀,蒸发强度大等特点。
根据江西省2022年逐月降水量距平百分率分布可以看出,2022年江西省年内降水分布极其不均(如图2所示)。7—10月降水总量136.6 mm,占全年总降水量的8.9%,较多年同期偏少70.3%,其中,9月降水量仅1.16 mm。期间,全省平均气温27.1 ℃,为1961年以来历史同期新高(高于第2位0.6 ℃),全省平均高温日数56.5天,为1961年以来历史同期新高(多于同期29.3天)。
图2 2022年江西省降水及温度变化情况Fig.2 Precipitation and temperature changes in Jiangxi Province in 2022
从SPI-1年际变化来看,2022年江西省发生罕见的气象干旱,其干旱等级明显高于2003年、2007年、2011年等历史大旱年份(见图3(a));从SPI-1年内变化来看,江西省气象干旱开始于7月,直至11月才得以缓解。其中SPI-1在6月短暂回升,这是因为江西省6月发生短时强降水,在一定程度上缓解了气象干旱;9月SPI-1出现极小值(-4.08),表明在9月气象干旱发展到达高峰。结果如图3(b)所示。
图3 江西省SPI-1年际、年内变化趋势Fig.3 Inter and intraannual trends in SPI-1 in Jiangxi Province
江西省2022年气象干旱空间分布及其面积占比情况如图4所示。从SPI-1的时空分布情况来看:1—2月仅赣州市南部地区、九江市出现轻旱(8.61%、10.26%);4月江西34.11%的地区发生干旱(中旱占1.96%、重旱占1.64%),主要分布在上饶、鹰潭、景德镇及赣州市南部地区;5—6月全省受旱面积持续减少。其中,5月江西北部有20.4%的地区发生干旱,6月江西中部有16.8%的地区发生干旱;7月江西93.65%的地区发生干旱,其中中旱占总干旱面积的51.41%;8月江西87.4%的地区发生干旱(中旱占58.39%,重旱占4.2%);9月江西99.66%的地区发生中旱,萍乡市、抚州市及鹰潭市部分地区出现重旱(0.32%);10月中旱面积降至72.76%。
图4 江西省2022年气象干旱空间分布及其面积占比Fig.4 Spatial distribution of meteorological drought and its area share in Jiangxi Province in 2022
将2022年江西省气象干旱发展过程划分为干旱露头期、暴发期、持续期、缓解期,每个阶段主要特征如下:
7月上旬至8月中旬为干旱露头期,降水明显偏少气象干旱持续发展。7月1日至7月26日,江西平均降水量为77 mm,较历史同期偏少五成。7月25日江西省有42个县(市、区)日最高气温达39 ℃以上,9地出现超40 ℃的高温天气,有57个县市区出现气象干旱,其中14个县市区达到重旱等级,5个县市区达到特旱等级。8月20日,江西有75个县(市、区)达中度以上气象干旱,其中29.3%的县(市、区)达重旱,46.7%的县(市、区)达特旱。
8月下旬至9月中旬为干旱暴发期,持续高温少雨天气使得气象干旱持续加重。至9月中旬江西多个气象要素突破历史极值:全省平均高温日数54.3天,较历年同期偏多24.6天,平均气温29.6 ℃,偏高1.8 ℃,均排1961年以来历史同期第1高位;平均降水量138.2 mm,偏少七成;平均相对湿度67.5%,偏低9.9%,均排历史同期第1低位;平均无雨日数76.1天,偏多20.4天,排历史同期第1高位。9月22日全省持续重度及以上气象干旱,其中有95%的县(市、区)达到特重气象干旱。
9月下旬至10月上旬为干旱持续期,晴多少雨天气持续。9月22日全省持续重度及以上气象干旱,其中有95%的县(市、区)达到特重气象干旱,次日江西省发布气象干旱红色预警信号。
10月中旬至11月下旬为干旱缓解期,降雨较前期明显增多气象干旱得到明显缓解。11月上旬江西省局地发生小到中雨,抚州和赣州两市的特旱范围减小,气象干旱等级降为中旱,但全省其他地区维持重度及以上等级。11月中旬江西全省大部分地区出现弱降水天气,赣中、赣南地区旱情在一定程度上得到缓解,随着持续的降水过程,至11月末,江西省除赣北北部仍有轻旱外,其他地区基本无干旱发生。
3.1.2 农业干旱发展过程 2022年江西省农业干旱是由长历时、高强度的气象干旱发展而来。时间尺度上:江西省2022年农业干旱主要始于8月,9—10月处于干旱暴发阶段,11月干旱有所减缓,直至12月干旱大部分得到缓解。江西省2022年农业干旱空间分布及其面积占比情况如图5所示。空间尺度上:8月降水持续偏少江西省农业干旱逐渐显露,全省54.56%的地方出现轻度干旱及以上,新余市、萍乡市、宜春市、鹰潭市等地最先出现干旱;9月持续高温少雨导致全省发生大面积干旱(99.67%),重旱(0.32%)地区主要集中在鹰潭市、景德镇市及上饶市;10月干旱程度加重,全省有63.3%和31.25%的地方发生中旱、重旱及以上的农业干旱,其中特旱(2.86%)主要集中在鹰潭市;11月降水增多使全省旱情逐渐减缓,中度及以上干旱面积相较上月减少77%,赣州市南部旱情消除;截至12月,江西仅5.86%的地区存在干旱。
图5 江西省2022年农业干旱空间分布及其面积占比Fig.5 Spatial distribution of agricultural drought and its area share in Jiangxi Province in 2022
3.1.3 水文干旱发展过程 持续高温少雨导致气象干旱发生,而气象干旱持续过程中下垫面水分收支状况异常、流域内径流持续偏枯导致水文干旱发生[23-25]。自江西省2022年7月发生气象干旱以来,流域内河流湖泊受到一定影响,星子站水位和鄱阳湖水域面积屡创新低[6](见图6)。9—12月,鄱阳湖标志性水文站星子站水位进入低枯水位(10 m以下)、极枯水位(8 m以下)的时间,较多年同期均值分别提前105天、115天,星子站水位低于原历史最低水位(7.11 m)天数累计60余天。
图6 2022年星子站水位变化情况Fig.6 Changes in water level at Xingzi Station in 2022
8月初,江西省启动水文抗旱测报Ⅳ级应急响应,省内水文干旱初露。鄱阳湖于8月6日进入枯水期(提前100天),为1951年有记录以来最早年份;22日江西省发布枯水蓝色预警,24日江西省水文抗旱应急响应提升至Ⅲ级。星子站水位9.50 m,较多年同期偏低7.07 m,五河主要控制站水位较多年同期偏低1.05~7.05 m。
9月上旬,鄱阳湖进入极枯水位,水文旱情加重;9月下旬,江西省连续两日发布枯水橙色预警及枯水红色预警,23日星子站水位跌至7.10 m,鄱阳湖首次跌破有记录以来最低水位(历史最低水位为2004年2月4日的7.11 m),湖区通江水体面积仅剩244 km2,江西省流域面积10 km2以上的河流断流25条;10月上旬至中旬,星子站水位经历短暂回升后再次走低,于11月18日到达年最低水位(6.48 m)。
受高温少雨、长江上游水库蓄水及生产生活农业用水需求等因素影响,江西省中小型水库出现明显蓄水不足。截至9月上旬,江西全省10 560座中小型水库有1838座水库处在死水位以下,占比17%;18.36万座山塘中有4.27万座干涸,占比23.3%。截至10月中旬,全省中小型水库中有3337座在死水位以下,占比31.6%;山塘中有5.43万座干涸,占比29.6%。截至11月中旬,全省中小型水库有3743座处在死水位以下,占比35%;全省小型水库蓄水量为12.36亿m3,蓄满率为21.2%。
3.2 干旱的响应关系
3.2.1 农业干旱与气象因子的相关性 农业干旱的发展受气象要素、流域下垫面条件和人类活动等因素影响[26],同样,一般情况下不同深度的土壤受降水和气温的影响程度也不同。分析研究不同深度的Rsm与降水、气温之间的相关关系(见表5)可以得到:(1)Rsm与降水的相关性明显高于与气温的相关性,二者均通过0.01显著性水平检验,Rsm对降水响应更敏感;(2)10 cm的Rsm与降水呈正相关且相关性极强(0.88),20 cm的Rsm与气温呈负相关且中等相关(-0.43)。
表5 江西省2022年不同壤深的Rsm与降水、气温的相关系数Table 5 Correlation coefficients of Rsm with precipitation and temperature for different soil depths in Jiangxi Province in 2022
从图7可以看出,Rsm变化趋势与降水变化趋势较为一致,与气温变化趋势不一致,但不同土层深的Rsm变化与降水变化存在差异。6月降水量最多时10 cm和40 cm的Rsm也增长至最高,而20 cm的Rsm未增反降,可能因为20 cm的表层土壤由于持续高温天气导致土壤相对湿度持续降低。9月降水量最少,但10 cm、20 cm、40 cm的Rsm均在10月达到最低,说明干旱少雨时,由于土壤自身的持水能力使得Rsm在10月才达到最低。
3.2.2 农业干旱对气象干旱的响应 一般来说,土壤缺水、土壤墒情变差通常由降水长期短缺(大于1个月)导致,因此农业干旱一般滞后于气象干旱[27]。为进一步探求农业干旱和气象干旱之间的滞后响应关系,分析研究不同时间尺度SPI指标(SPI-1、SPI-3、SPI-6)和不同壤深Rsm指标(三层平均壤深、10 cm、20 cm、40 cm)之间的Pearson相关系数(见表6)。结果表明,气象干旱和农业干旱具有一定的相关关系,且不同深度土层与气象干旱的相关关系存在差异。首先,在三个时间尺度中Rsm指标与SPI-1指标相关性最好,相关系数为0.57~0.68,这表明农业干旱对气象干旱的响应时间存在一个月左右的滞后,具体滞后期的长短通常与研究区的降水产流关系、蒸散发和下垫面等因素有关[28]。其次,不同土壤深度中20 cm的Rsm指标与SPI-1指标相关性最大,相关系数为0.68,这是因为20 cm的土壤墒情变化比10 cm的土壤墒情变化更稳定,比40 cm的土壤墒情变化更灵敏。通过以上结论,可以为江西省农业干旱监测提供借鉴,江西省主要经济作物是水稻,水稻根系有90%以上分布在20 cm的土层内,少部分到达30~40 cm,因此在农业干旱监测及预警过程中,首先要关注20 cm土层内的土壤相对湿度变化。
表6 江西省2022年不同壤深的Rsm与SPI-1的相关系数Table 6 Correlation coefficients of Rsm and SPI-1 for different soil depths in Jiangxi Province in 2022
研究旱情发展过程中不同土层深的干旱程度变化,分析图8可以得到,7—9月气象干旱发展期,在10 cm土层中发生中旱及以上的面积从2.23%增至96.45%,在20 cm土层中从1.72%增至71.19%,在40 cm土层中从0.23%增至37.1%,10 cm、20 cm、40 cm土层的中旱及以上面积平均每天增加1.57%、1.16%、0.61%,即在气象干旱、农业干旱均发展的阶段,浅层土壤变旱的速度更快;9—10月气象干旱持续期,10 cm、20 cm、40 cm土层的中旱及以上面积平均每天增加0.07%、0.48%、0.87%,即在气象干旱缓解、农业干旱持续发展的阶段,深层土壤变旱的速度更快;10—12月气象干旱缓解期,10 cm、20 cm、40 cm土层的中旱及以上面积平均每天减少1.61%、1.38%、0.99%,即在气象干旱、农业干旱缓解的阶段,浅层土壤恢复的速度更快。
图8 2022年江西省SPI-1与不同土壤深的中度及以上干旱的面积比情况Fig.8 Percentage of the area of moderate and above drought in 2022 in Jiangxi Province with SPI-1 and different soil depths
从空间上可以看出,7月几乎江西全省出现轻度气象干旱,东北、中东部地区出现中度气象干旱,农业干旱只小范围发生在东北地区(图9(a));8月气象干旱在西部、北部地区出现,农业干旱出现在西部、东部;9月全省发生中度气象干旱,农业干旱逐渐蔓延至全省,西部、东部农业旱情加重;10月南部地区气象干旱缓解,北部气象旱情仍然持续。但此时江西省农业干旱大范围暴发,南部、东部发生特旱(图9(b)、图9(c)、图9(d))。其中,在10 cm土层中鹰潭市、吉安市南部旱情较严重,但在20 cm、40 cm土层中吉安市南部地区农业旱情有所缓解,不同土层发生干旱后缓解时长与研究区下垫面情况、降水等相关,土壤含水量主要受降水和灌溉补给,相比之下江西省西南地区(如吉安市)比东北地区(如鹰潭市)的降水偏多,赣西南地区发生农业干旱比赣东北部地区更容易解除,所以在干旱监测预警及实施防御措施时,更要关注发生农业干旱不易解除的地区;11—12月随着降温降雨气象干旱、农业干旱在全省均有所缓解,40 cm的土层农业干旱缓解速度慢于10 cm和20 cm的土层,这是因为降水先补充上层土壤含水量,到达40 cm处的土层需要一定时间。
3.3 讨论
3.3.1 江西省2022年干旱致灾情况 2022年江西省气象干旱的严重程度从平均气温、平均降水量、无雨日数及高温日数等多方面可以看出实属历史罕见(见表7)。流域内总体呈现出气温高、降雨少、干旱持续时间长、发生范围广、干旱等级高、河湖水位降低、水库蓄水锐减等特点[29]。
表7 江西省2022年气象特征情况Table 7 Meteorological characteristics of Jiangxi Province in 2022
干旱发生期间对江西省农业生产、社会发展及人民生活等方面带来一定影响[30]。2022年江西省受旱致灾情况如表8所示。江西省于2022年8月16日启动抗旱Ⅳ级应急响应,星子站水位降至10.34 m,较多年同期偏低6.34 m,8月19日星子站水位跌破10 m(9.99 m);8月24日抗旱应急响应提升至三级,星子站水位9.50 m,较多年同期偏低7.07 m,9月6日星子站水位跌破8 m(7.99 m);9月27日江西省启动历史上首个抗旱Ⅱ级应急响应,历时12日于10月9日降至Ⅲ级,最终全省于11月21日终止抗旱应急响应。
表8 江西省2022年旱灾统计Table 8 Drought caused disaster statistics in 2022 in Jiangxi Province
为进一步分析江西省2022年干旱的严重程度,将其与2003年[31-32]、2007年、2009年、2011年和2013年干旱从平均气温、平均降水量、农作物受灾等方面进行比较(见表9)。1950—2022年,江西大范围旱灾共有54余次,其中2003年、2007年和2009年旱情都较为严重[33-34]。2003年7—10月全省平均降雨量为269 mm,2022年同期降水量为146 mm(较2003年偏少45.7%);2009年7—10月全省平均气温为26.5 ℃,2022年同期气温27.1 ℃(较2009年偏高0.6 ℃);2003年日最高气温大于35 ℃天数为44.6天,2022年为56.5天(较2003年偏多11.9天);2013年11月4日鄱阳湖水域面积最小仅1375 km2,2022年9月19日鄱阳湖水域面积最小为651 km2(较2013年减小52.7%)。
表9 江西省典型干旱年份旱情对比Table 9 Comparison of drought conditions in typical drought years in Jiangxi Province
2022年江西省农业干旱主要发生在夏秋两季正值早稻抽穗(6月)成熟(7月)、晚稻播种(7月中下旬)收获(10月上中旬)期间,对早、晚稻的生长均带来一定不利影响,但江西省克服夏秋连旱的极端天气影响,2022年江西省粮食生产实现稳产。2022年粮食产量与2021年相比减产1.57%,但2022年粮食总产量依旧连续10年稳定在430亿斤以上(430.38亿斤)。
3.3.2 水利工程在抗旱中发挥的作用 综上可以得到,2022年江西气象干旱及水文干旱的严重程度突破1961年以来的历史记录,但是旱情期间人民生产生活受影响程度总体较小,农业生产仍然实现丰收,原因主要在于我国水利工程的抗旱能力持续提升[35]以及江西省政府面对干旱做到提前部署积极应对。
在10月旱情最严重时,江西省11个设区市92个县(市、区)开展人工增雨作业461次,共出动作业人员1844人次,累计影响面积约5.7万km2,累计增加降水量约1.9亿吨,在自然降水和人工增雨的共同作用下,作业影响区普降中到大雨,一定程度缓解了高温和干旱。2022年江西省气象部门累计组织开展人工增雨作业2769次,出动飞机人工增雨作业11次,作业持续时间、强度、次数创历史新高,为保证旱区农民丰收、国家粮食安全,实现社会稳定和江西粮食产量连续“十年丰”做出贡献。
此外,旱情期间人民生产生活供水有保障,江西省面对罕见干旱投入大量人力、物力、财力抗旱救灾。截至10月8日,江西全省151处县级以上饮水水源地供水保障正常,21个县(市、区)的31座城市自来水厂已采取工程性措施保障取水,780处“千吨万人”农村规模水厂均可保供到明年春节,其中67处已采取延伸取水口、新辟水源、启用备用水源、分时段供水等应急措施。据统计,2022年江西省累计投入抗旱人数320.88万人次,投入抗旱机电井7.47万眼、泵站2.29万处、机动抗旱设备44.98万台套、装机容量388.37万kW,投入机动运水车辆2.34万辆次、抗旱用电2.66亿度、抗旱用油1.18万t,极大保障了群众饮水安全和农业灌溉用水需求,未出现较大规模群众因旱饮水等困难情况。
目前,江西省建立了较为完善的防汛抗旱减灾工程体系、供水安全保障体系和生态安全保护体系,包括综合治理水土流失面积达5.6万km2、全省总灌溉面积达3142万亩;已建成各类水利工程160余万座(处),其中堤防1.3万km、水库1.08万座、水电站3846座、大中型灌区315处和集中供水工程 2.9万处。
文中分别从气象、农业、水文等方面对江西省2022年发生的特大干旱事件进行研究,探究气象干旱与农业干旱之间的响应关系,分析了大旱之年无大灾的原因,主要研究结论如下:
(1)2022年江西省干旱主要发生在7—12月,其中江西东北部、西部旱情最为严重。气象干旱出现在7—11月,其发展过程可划分为干旱露头期、暴发期、持续期、缓解期,9月全省99.98%的面积出现中度及以上干旱;农业干旱主要发生在夏秋两季(8—11月),其中10月全省99.67%的面积发生干旱;水文干旱主要出现在8—12月,11月中旬星子站水位降至年最低(6.48 m)。
(2)2022年江西旱情特征:气象干旱具有覆盖范围广、持续时间长、夏秋两季高温少雨等特点;农业方面发生伏秋连旱,蒸发加剧、土壤相对湿度持续减小对农作物生长带来威胁;水文方面鄱阳湖提前100天进入枯水期,星子站最低水位多次刷新历史记录,多条江河湖泊及水库出现断流干涸、蓄水不足等情况。
(3)2022年江西省农业干旱发生的时间比气象干旱滞后1个月。Rsm指标受降水影响程度较大,且不同壤深中20 cm的Rsm指标与SPI-1指标相关性最大,因此在农业干旱监测及预警过程中,首要关注20 cm内的土壤相对湿度的变化。
(4)在气象干旱、农业干旱均发展的阶段,浅层土壤变旱的速度更快;在气象干旱缓解、农业干旱持续发展的阶段,深层土壤变旱的速度更快;在气象干旱、农业干旱缓解的阶段,浅层土壤恢复的速度更快。
(5)2022年江西省干旱程度在历史上虽为罕见,但相比其他受灾严重的年份,大旱并未造成大灾,粮食生产仍然实现“十年丰”,这与江西省干旱防御体系逐步健全、水利工程抗旱能力逐步提升密切相关。