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２．２．１ 干旱典型年选择 随着社会不断发展，各用水部门对水资源需求的竞争越来越激烈，但在同一
区域内的生活、工业和生态需水在一段时间内会保持相对稳定，而农业部门需水量与过程受水文气象
等因素影响变化较大，同时其需求复杂且供水保证率较低，在大部分区域处于供水次序的最后，这使
得在发生干旱时，农业生产受旱影响最大。因此，在干旱时期应重视农业部门的需水特性。
为充分考虑农业需水特性，本文选用 ＡｑｕａＣｒｏｐ － ＯＳＰｙ模型计算农业需水量与需水过程。ＡｑｕａＣｒｏｐ －
ＯＳＰｙ 模型是 ＡｑｕａＣｒｏｐ模型在 ｐｙｔｈｏｎ上的开源版本。ＡｑｕａＣｒｏｐ模型是一个针对作物水分需求和灌溉管
理的模型，它考虑了作物类型、土壤类型、气象条件等因素，并将土壤蒸发与作物蒸腾作用分开，能
够更好反映作物水分响应机制。模型输入数据主要包括土壤数据、气象数据、作物数据和管理数据，
其模拟过程主要包括生物冠层发育模拟、作物蒸腾模拟、作物地上生物量模拟、作物产量模拟。国内
外对 ＡｑｕａＣｒｏｐ模型已经有了许多研究，其多被用于模拟小麦、玉米等多种作物在不同的水分胁迫条
件下产量的变化 ［１８ － ２０］ 。诸多研究结果 ［２１ － ２３］ 都表明了 ＡｑｕａＣｒｏｐ模型针对不同区域不同种类的作物能得
到较好的模拟效果。
根据水库的来、需水可计算得出区域缺水率并对其进行排频计算，结合区域干旱发生频率，同时
遵循来、需水最不匹配、缺水率最大的最不利原则，选择不同干旱发生频率所对应缺水年为各干旱典
型年；然后对各典型年的实际来水过程进行缩放，使得各典型年的缺水率达到该干旱风险等级的最大
值，从而得到设计典型年来水过程。
２．２．２ 分级方法 因旱损失风险曲线可基于历史旱灾损失数据拟合得到，但长系列旱灾损失数据难以
获得。采用物理模型模拟生产部门的因旱损失可以解决数据不足、样本少等问题。因此，本文将水库
调度模型与 ＡｑｕａＣｒｏｐ － ＯＳＰｙ模型结合，用来模拟不同情景下的农业生产损失风险，并绘制水库运行水
位与农业生产因旱损失风险关系曲线。
水库初始水位是影响水库调控过程的重要因素。使用模型模拟各典型年中水库在不同初始水位场
景下的运行过程和农业生产因旱损失风险，并以水库运行水位为横坐标，因旱损失风险为纵坐标绘制
因旱损失风险曲线；根据区域灾害等级分级标准，在风险曲线中定位因旱损失风险等级变化的分界
点；以各分界点所对应的水库运行水位过程为分级旱警水位。
２．２．３ 分期方法 在干旱时段分期研究中常使用 Ｆｉｓｈｅｒ最优分割法，对时段内各方面的表征指标进行
有序样本聚类，确定最优分期数与分期时段；或直接根据区域来需水特性，划分为主汛期、后汛期、
枯水期以及灌溉用水高峰期等。Ｆｉｓｈｅｒ最优分割法需结合成因分析法与熵权法等多种方法，数学计算
量大且计算过程容易导致指标信息丢失；直接划分分期的人为主观性较大，导致结果不合理。为此，
本文根据用水部门的需水敏感性变化趋势对干旱时段进行分期。在需水敏感性低时，在可接受范围内
增加水库的限供比例，即提前限制供水，预留一部分水量，从而提高需水敏感较高时期的可供水量，
以提高有限水资源的利用效益，实现水量的对冲，减轻因旱损失风险。
在各用水部门中，农业部门对水资源的敏感度变化最为显著。为了量化每月的农业需水敏感度，
采用偏相关分析法计算各月供水率与农业减产率的相关性，系数的绝对值越大，相关性越高。具体计
算时，采用拉丁超立方抽样将农作物生育期内各月的供水系数（取值范围［ ０，１］）离散组合成多种灌溉
方案，并使用 ＡｑｕａＣｒｏｐ － ＯＳＰｙ模型，模拟不同方案下与不缺水情况下的农业产量。农业减产率计算公
式如式（ １）所示。
Ｙ － Ｙ
ｍ
Δ Ｙ ＝ × １００ ％ （１）
Ｙ ｍ
２
式中：Δ Ｙ为农业减产率，％；Ｙ 与 Ｙ分别为不缺水时的农业产量与缺水时的农业产量，ｔ?ｈｍ 。
ｍ
３ 实例分析

３．１ 区域概况 泾河是渭河的第一大支流，该流域位于暖温带半湿润气候区，属于典型的暖温带大陆
性季风气候，具体表现为春季气温不稳，降雨较少；夏季暴雨频发，常出现干旱状况；秋季时常阴雨

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