【摘 要】
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土壤侵蚀会带来严重的水旱灾害,对人类社会的可持续发展造成了极大的威胁。平江流域地处赣江上游红壤区,极易发生土壤侵蚀,而赣江上游的环境稳定与否,直接影响着赣江中下游的生态稳定和经济发展。本文根据平江流域内的9个雨量站点1989—2018年连续30年的降雨过程数据,在对各降雨侵蚀力简易算法的适用性进行对比及侵蚀性次降雨特征分析的基础上,提出了赣江上游利用日降雨量计算月降雨侵蚀力的简易算法;对流域内各时
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土壤侵蚀会带来严重的水旱灾害,对人类社会的可持续发展造成了极大的威胁。平江流域地处赣江上游红壤区,极易发生土壤侵蚀,而赣江上游的环境稳定与否,直接影响着赣江中下游的生态稳定和经济发展。本文根据平江流域内的9个雨量站点1989—2018年连续30年的降雨过程数据,在对各降雨侵蚀力简易算法的适用性进行对比及侵蚀性次降雨特征分析的基础上,提出了赣江上游利用日降雨量计算月降雨侵蚀力的简易算法;对流域内各时间尺度的降雨量和降雨侵蚀力的时空分布进行了研究,以期为流域水土流失评价、水土保持措施等工作提供参考。本文主要内容如下:(1)利用快速聚类和经典判别等方法对流域内30a间的侵蚀性次降雨及其特征进行了研究,并对侵蚀性降雨进行了分类,在此基础上,通过对降雨侵蚀力经典算法的对比研究选定了通用土壤流失方程(USLE)中R因子的计算方法对流域内各站点的次降雨侵蚀力进行了计算,进而通过累加得到各站点月和年尺度的降雨侵蚀力计算值。(2)在流域降雨侵蚀力计算值的基础上,选择了年、月、日尺度降雨侵蚀力简易算法各两种,对其结果在不同时间和空间尺度与计算值的对比及统计参数的综合比较,发现模型F即YU式模型在流域内的适用性较好;另外对在国内具有广泛应用的模型E(章文波模型)进行了改进,发现将能够反映降雨量季节变化的余弦函数引入该模型α参数部分使其模拟效果有较大提升,可以用于流域内降雨侵蚀力的估算。(3)通过对侵蚀性降雨单变量特征及其组合特征与次降雨侵蚀力进行Pearson相关性分析,发现组合变量PI60与降雨侵蚀力相关性最高,其次为雨强和降雨量,降雨历时与降雨侵蚀力的相关性不显著。在此基础上,通过非线性拟合的方法,建立了适用于流域的利用日降雨量的月降雨侵蚀力简易算法。(4)利用线性倾向估计、滑动平均、Mann-Kendall趋势和突变分析、累积距平、Pettitt检验法、小波分析和克里金空间插值等方法,借助Origin 2017、MATLAB 2018a、Surfer 9和ArcGIS 10.2等软件对流域内1989—2018年的降雨及降雨侵蚀力进行了年和四季等不同尺度的时间和空间分布特征分析,明确了流域的重点防治区即春季应尤其注意降雨侵蚀力较大且出现上升趋势的流域北部地区,夏季应该留意中部地区可能发生的土壤侵蚀,而冬季应更加注意降雨侵蚀力本就相对较大的流域西南部的水土流失防治工作。
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