降雨侵蚀力简易算法地区适用性的初步探讨c

 为寻求一种计算简便、地域适用性强的降雨侵蚀力计算方法,利用河南省鲁山县和北京市延庆县2地392次降雨过程,采用经典算法计算其次降雨侵蚀力,分年统计得到研究地各年的年降雨侵蚀力值。以此为基准值,对卜兆宏建立的年降雨侵蚀力计算模型在2地的适用性进行分析评价,同时对目前几类侵蚀力模型的优缺点进行讨论。结果显示:新算法结果与经典值存在高度的一致性,一致率高达90.1%,模型有效系数为0.98,相对误差为0.03。表明该年降雨侵蚀力模型具有较强的地域推广性,且计算简便,在我国的类似地区具有推广应用价值。     

我国南方地区降雨侵蚀力特征及简易算法研究——以江西省鹰潭地区为例

以我国南方亚热带地区的江西省鹰潭市红壤生态试验站自建气象站1997—2003年度观测资料和该站不同类型径流小区的实测数据为例,研究了我国南方地区自然降雨侵蚀力(R)特征及其初步的简易算法。结果表明,研究区1997—2003年每年降雨过程和降雨侵蚀力的产生主要发生在3—8月。根据R值的"EI30"方法计算出1997—2003年的降雨侵蚀力分别为:7 231.8,12 051.9,3 722.3,6 864.2,4 520.5,6 299.1和5 580.9MJ.mm/(hm2.h.a);降雨侵蚀力呈现出年际变化大,且月分布极不均衡的特点。通过分析7a中244次侵蚀性降雨的雨量与侵蚀力的关系以及土壤流失量资料,初步建立了研究区降雨侵蚀力的简易算法。通过检验表明新简易算法在研究区面积分布较广的紫色湿润雏形土上要优于"EI30"经典算法,在黏淀湿润富铁土和铝质湿润淋溶土上与"EI30"经典算法预测精度相差不大,说明该算法可以作为一个通式在研究区推广。     

香溪河流域降雨侵蚀力特征及简易算法初步研究

降雨侵蚀力表示降雨引起土壤侵蚀的潜在能力,对土壤侵蚀定量预报及评价研究有重要意义。利用三峡库区香溪河流域兴山气象站1990—2009年20 a的逐日降雨量资料,采用日降雨侵蚀力模型估算了研究区的降雨侵蚀力,分析了降雨侵蚀力的年内、年际演变特征,并以此为基准值建立了降雨侵蚀力简易算法模型。结果表明:香溪河流域年内降雨侵蚀力R主要集中在5—8月,占全年的71%,峰值与侵蚀性降雨峰值一致,均出现在7月;R值年际变化较大,变异系数达到0.36,多年平均降雨侵蚀力为4 361.55（MJ·mm）/（hm²·h）,R值与年降雨量和年侵蚀性降雨量年际变化趋势基本一致,但也存在少数异常年份,多年降雨侵蚀力年际变化趋势系数为0.106,呈增加趋势;简易算法模型决定系数均在0.9以上,相对误差较小,均能满足要求,可应用于研究流域,但降雨侵蚀力精确值未知,模型参数有待进一步优化。     

豫西山区次降雨侵蚀力简化模型的建立

而降雨侵蚀力是定量监测评价一个地区土壤侵蚀状况的重要因子之一,找到适宜简便的计算方法十分重要。本文利用位于豫西山区鲁山县的两个水文站各三年共125次自记降雨过程资料,建立了该区域次降雨侵蚀力计算模型:R次=0.146×Pt×I30-1.189(r=0.992,n=105);并进行了预报效果检验,采取模型有效系数和相对偏差评价模型的的效果,结果表明二者分别为99%和8.8%。本文所创立的次降雨侵蚀力模型简便实用,不仅可以评价区域年R值分布,有效地分析R值的年内分布状况,更重要的是为水土流失定量监测从多年平均监测、年监测提高到次降雨流失量的监测提供了可能,从而实现区域定量监测的精度。     

西藏高原东部横断山区降雨侵蚀力初步研究

降雨侵蚀力是引起水力侵蚀最主要的动力因素,经典算法所必须的降雨过程资料在藏东横断山区难以获得,目前,藏东高山峡谷区的降雨侵蚀力研究很薄弱。本研究采用月平均降雨量和年平均降雨量为基础的不同降雨侵蚀力估算模型,比较分析了不同模型的估算精度。结果表明:基于年雨量的指数函数形式的模型适用于藏东横断山区降雨侵蚀力计算,具有较高精度。研究区年平均降雨量为540.1 mm,模型估算藏东横断山区降雨侵蚀力R值为298.67(MJ.mm)/(hm2.h.a)。     

赣北红壤坡地侵蚀性降雨的特征分析

通过对赣北红壤坡地上为期6 a(2001-2006年)的定点观测,研究确定了该区域侵蚀性降雨的雨量及雨强标准分别为11.20 mm和0.88 mm/h,并建立了降雨侵蚀力因子"R=∑E·I30"的最佳算式;通过降雨侵蚀力的分析计算,该区多年平均侵蚀力为8695.43 J·mm/(m2·h),年内分布上主要集中在夏季;研究中还拟合了该区降雨侵蚀力预报简易算法,结果表明当年降雨总量产生10%的波动时,会导致年降雨侵蚀力总量27%的变化.     

北京地区降雨侵蚀力简易计算方法研究

降雨侵蚀力反映了降雨对土壤侵蚀影响的潜在能力。降雨侵蚀力经典算法所需的降雨过程资料较难获得,一般利用各种类型雨量资料建立降雨侵蚀力的简易算法,为模型的参数输入服务。利用北京10个水文站25年2 894次降雨过程资料。其中5个站点用于建立日、月、年降雨侵蚀力简易计算公式,另外五个站点用语模型检验。研究结果表明,不同类型雨量资料估算降雨侵蚀力的精度不同,用日或月雨量资料直接估算日或月降雨侵蚀力时,模型的误差较大。用日、月或年雨量估算年降雨侵蚀力时,模型的误差较小,约有一半的样本相对误差绝对值小于20%,三个模型相比,日雨量模型估算的平均相对误差最小。用日、月或年雨量估算多年平均年降雨侵蚀力时,模型的误差最小,所有样本的相对误差绝对值均小于20%,平均相对误差绝对值最小值只有0.8%,最大值也小于7%,三个模型相比,日雨量模型的估算精度最高。因此在具体应用过程中可以根据资料的占有情况来决定相应的降雨侵蚀力估算模型。本研究结果可以为北京地区土壤侵蚀量估算和水土资源评价提供参数服务。     

河南省降雨侵蚀力空间分布特征

利用河南省59个气象站1961—1990年30年年均降雨量资料,计算了各站点的多年平均年降雨侵蚀力,并对其进行统计分析和空间插值计算。研究结果表明:河南省多年平均年降雨侵蚀力R值在1999.9~7638.9 M J.mm/(hm2.h.a)之间,R值在2000~3000 M J.mm/(hm2.h.a)的分布最广,约占河南省总面积的47%,多年平均年降雨侵蚀力R值具有从南到北递减的特点,并计算了各县(市、区)的多年平均年降雨侵蚀力R值。本研究成果为进行河南省水土流失预报和水土保持措施评价提供了基础资料。     

不同降雨侵蚀力模型在江苏省的比较研究

 研究降雨侵蚀力时空分布特征,准确评估降雨对土壤侵蚀的潜在作用,对土壤流失的预报、水土保持规划等具有积极的意义。利用江苏省2001—2006年260个站点的自记降雨资料和3个降雨侵蚀力模型,对降雨侵蚀力进行不同计算方法的模拟对比,并对江苏省降雨侵蚀力的空间分布进行研究。结果表明:雨量降雨强度模型相对于经典算法的动能降雨强度模型,模拟精度达91.56%,在江苏地区具有一定的适用性;建立的简易雨量模型,数据获取更加便捷,与雨量降雨强度模型相比较,模拟精度达92.81%,在江苏省有一定的推广性;江苏省的降雨侵蚀力空间分布不均匀,具有明显的高值和低值区,R值在年际间变化较大,2003年最大达372.15MJ.mm/(hm2.h.a),2004年最小为168.98 MJ.mm/(hm2.h.a);在江苏省北部和西南地区,特别是连云港等降雨侵蚀力较高城市,应特别加强水土流失的预防和监测。     

昭平台水库上游区域降雨侵蚀力时空变化特征

昭平台水库是淮河上游一座重要的防洪工程,由于库区的水土流失造成的泥沙淤积严重,加强库区水土流失治理与监督监测尤为必要。而降雨侵蚀力的时空分布规律研究则是实现区域土壤侵蚀定量监测预报的重要基础。本文利用昭平台库区上游20年雨量站17年的资料对该区年降雨侵蚀力进行了分析研究,利用中汤代表站次降雨过程资料计算分析了区域降雨侵蚀力的年内分布特征。区内降雨侵蚀力年间变化规律同雨量变化总体趋势相同,并呈现4~5年的变化小周期,空间上从西南至东北逐渐减小,并形成一个高值区和一个低值区;年内R值集中分布于6~8月,占年R值75.4%,同月雨量的分布一样呈单峰型,最大值均出现于8月份。     

利用日雨量模型进行伏牛山区降雨侵蚀力的初步研究

利用河南省鲁山县水保站4年共49次降雨过程资料,分别采用EI30法、CREAMS模型算式、Richardson算式和我国郭新波的修正日雨量模型计算了伏牛山区降雨侵蚀力。结果发现区域内降雨侵蚀力主要发生在6~8月,可占年R值的78%,峰值出现在7月,R值降峰值较出现雨量峰值不太一致;三个日雨量模型的验证结果以CREAMS模型较好,但仍不宜直接使用,应该根据区域降雨特性选择更加合适的参数。     

几种降雨侵蚀力模型在潋水河流域的对比研究

在分析江西兴国县潋水河流域东村水文站1967～2005年逐日降雨资料的基础上,利用国内外常用的6种降雨侵蚀力计算模型,即周伏建等(A)、章文波等(B)、吴素业(C)、史志华等(D)、Wischmeier等(E)和CREAMS(F)模型,分别计算其降雨侵蚀力大小。用有效系数和相对偏差对各模型的计算结果进行了分析。结果表明:模型C比较理想,在计算降雨侵蚀力时具有较高的有效系数(0.97)和较低的相对偏差(0.073)。月雨量模型(A、C、E)与日雨量模型(B、D、F)相比,具有较高的有效系数和较低的相对偏差,说明月雨量模型要优于日雨量模型。从趋势系数来看,这两类模型的趋势系数均值分别为0.058和0.196,均为正值,说明39年来潋水河流域年降雨侵蚀力的年际变化呈增加趋势;后者高于前者,说明用日雨量模型计算的年R值,其增加趋势高于月雨量模型。     

黄土丘陵区不同坡度下土壤有机碳流失规律研究

通过野外径流小区观测与采样分析,研究了自然降雨条件下坡度对土壤有机碳流失的影响.结果表明:在黄土丘陵区,随着坡度增加(10°～30°),其侵蚀强度(A)变化趋势为:A_20°>A_30°>A_15°>A_10°>A_25°,表明在20°和25°之间存在着临界坡度;土壤有机碳流失的变化趋势与侵蚀强度一致,可见有机碳流失主要受侵蚀强度的影响.土壤侵蚀造成了泥沙中有机碳的富集,其平均富集比为2.27～3.74,且富集比随着侵蚀强度和坡度增大而减小.土壤有机碳流失程度与降雨特征值PI₃₀呈幂函数关系.减少地表径流和土壤侵蚀是降低土壤有机碳流失的关键.     

全光谱匹配算法在苹果分类识别中的应用

为进一步提高光谱匹配准确率,该研究对杰卡德相似性原理（jaccard similarity coefficient,JSC）进行改进并提出新的光谱相似度的计算方法。同时,对光谱进行一阶导数二值化,以保证改进后的算法适用于光谱的匹配。此外,对不同光谱分辨率对该算法的影响进行了研究。试验样本选用阿克苏红富士、山东红将军、陕西红富士和陕西金帅4个品种的苹果进行算法能力验证,在2～128 cm-1之间,共7个不同水平的分辨率上进行比较。试验结果表明：该研究提出的算法正确分类识别率为94.5%;研究提出算法在8或16cm-1分辨率水平下取得最佳分类识别结果。因此,基于JSC的全谱匹配算法在光谱数据库系统中的应用将有助于光谱查询精度的提高。     

基于模糊最小二乘支持向量机的区域粮食安全性预警分析

为提高区域粮食安全性预警精度,针对区域粮食安全预警数据的模糊特性,建立了采用清晰集合构造模糊集合法确定隶属度,采用混沌遗传算法优化参数的基于混沌遗传算法的模糊最小二乘支持向量机区域粮食安全预警模型。应用结果表明,基于混沌遗传算法的模糊最小二乘支持向量机区域粮食安全预警模型的预警相对误差小于2.0%,且区域粮食安全性的性能指标参数满足关系式：粮食自给率权重系数a1>人均粮食占有量权重系数a2>粮食单产水平权重系数a3>人均耕地权重系数a4>粮食生产波动系数权重系数a5。该研究结果可为区域粮食安全性预警分析快速有效地实现提供理论依据。     

混沌人工鱼群算法及其在灌区优化配水中的应用

对人工鱼群算法进行了改进，结合灌区优化配水问题，建立了灌区优化配水的混沌人工鱼群算法模型。通过对山东省威海市节水灌溉示范区进行优化计算，算法能有效地搜索到灌区净效益最高点，优化后与现状种植结构相比，粮食作物面积减少，经济效益较高的果树面积增大，灌区净效益提高56％。优化结果表明，混沌人工鱼群算法应用于灌区优化配水计算切实可行，为复杂的灌区优化配水问题提供了新的思路和方法。     

北京地区改进SYNTAM算法反演AOT有效性验证

本文利用了改进的SYNTAM算法反演了北京地区气溶胶光学厚度,并利用AERONET站点观测值进行验证比对分析：（1）基于设定的卷积窗口统计计算反演的相应气溶胶光学厚度参量值;（2）利用匹配对应时间尺度范围的AERONET站点值进行相关性分析,合理评估双星协同反演算法的有效性。结果表明：在北京地区该算法具有良好的适用性和可用性,反演所得大气气溶胶光学厚度与地面监测值具有高度的一致性,其对该区大气质量环境监测和农业生产光照胁迫性分析具有很好的实用价值。