水蚀预报模型WEPP在水土保持评估中的应用

准确预测土壤侵蚀能够为水土保持工作决策部门及时制定水保措施,改善现有水保设施,建立重点保护区提供参考和指导。传统的经验模型逐渐显露出一些不足,基于物理过程的水蚀预报模型(WEPP)能够预测整个流域土壤侵蚀的时空变化以及坡面或坡面上某点的侵蚀量,一定程度上克服了传统模型的不足。介绍了WEPP模型的产生和发展历程,总结和归纳了国内外学者将WEPP模型用于不同区域的水土保持监测和侵蚀预测的进展,分析了WEPP模型在研究应用中的不足和缺陷,以及当前模型发展的新方向。     

WEPP模型在北京山区的适用性评价

土壤侵蚀是目前全球面临的环境问题之一。如何防治及准确预测水土流失已成为研究土壤侵蚀面临的巨大挑战。基于降雨事件及水文过程,WEPP模型的产生为土壤流失预测及评估提供了重要支撑。基于2001—2006年北京延庆径流小区的次降雨及25场次野外径流小区监测数据,对WEPP模型的参数进行了率定与验证,评价了该模型在北京土石山区的适用性,对北京土石山区土壤侵蚀及其预报具有重要意义。在北京山区褐土表土(0~10 cm)条件下,通过计算实测值和模拟值的最小累积误差法率定模型土壤参数,同时采用Nash-Sutcliffe效率系数(E)和决定系数(R2)对模型有效性进行验证。结果表明,当模型有效水力传导系数、临界剪切力和细沟土壤可蚀性分别为1.400 mm/h、1.000 Pa和0.010 s/m时,模型模拟效果最佳,且径流量的模拟效果(E=0.730)优于侵蚀量的模拟效果(E=0.670)。相关系数和通径系数显示,关于降雨参数对径流量和侵蚀量的影响,最大30 min雨强(I30)与其呈极显著相关,对其直接影响最大;其次是降雨量;而降雨历时与径流量和侵蚀量没有关系,对其直接影响最小。      

紫色土区WEPP模型不同预测参数组合模拟的分析与评价

利用WEPP模型对不同参数组合模拟下土壤侵蚀实测值与预测值的合理性进行分析与评价.为紫色土区多 年侵蚀的预测提供相关参数参考,进而科学有效地指导该区水土保持措施的合理布局与配置,对减轻紫色土坡耕 地水土流失具有重要意义.通过不同预测参数组合模拟下,产流产沙量预测值与实测值的模型有效性系数ME、标 准差以及Pearson相关系数等指标的对比分析,结果表明:(1)利用计算输入建立土壤参数下获得的预测结果要好 于模型自动生成方式下的预测结果;(2)单次降雨侵蚀对产流产沙量的预测结果是合理的,现有WEPP模型对紫 色土区水蚀的预测效果也是满足要求的;(3)WEPP模型模拟预测产流量相对于模拟预测产沙量更准确,且10°小 区预测效果明显好于15°小区,同为15°农耕地小区预测效果远远好于林地小区.     

WEPP模型在紫色土区域适用性研究

利用紫色土区域某水保站1984—2017年7次典型降雨资料,应用WEPP(water erosion prediction project)模型模拟了不同降雨条件下不同地面坡度的紫色土坡面径流量和侵蚀量,提出了模型评价方法,将模拟值与实测值进行比较,验证WEPP模型及其内置参数在我国紫色土范围内模型预测的可行性及准确性。结果表明,WEPP模型对于紫色土区域水蚀模拟基本可行,产流量的预测比侵蚀量的预测更为合理,低坡度条件下的模拟结果优于高坡度条件。对于侵蚀量的模拟不够理想,高坡度条件下反而模拟较好。对于不同坡度下的侵蚀量进行相关分析,结果表明坡度是影响土壤侵蚀的动力因子,在一定的坡度范围内,随着坡度的增加,土壤侵蚀量与坡度呈幂函数递增关系。     

基于WEPP模型的砖红壤区坡耕地水平梯田优化设计

通过WEPP模型模拟了水平梯田多种设计方案的土壤流失量,结果表明:梯田建设后土壤流失量降低了88.5%~92.1%,说明水平梯田具有很好的水土保持效果。分析了坡度和田坎高对于土壤流失量、土方量和可耕地面积的影响,结果表明:坡度与土壤流失量呈显著正相关,与土方量和可耕地面积呈显著负相关。田坎高与土方量和可耕地面积呈正相关,土壤流失量随田坎高的增加呈先减小后增大的变化趋势。不同坡度最小土壤流失量所对应的田坎高不同,5,10,15,20,25分别对应田坎高1.5,2.5,2.0,2.0,2.0 m。WEPP模型可以作为梯田断面参数优化设计的工具。     

利用WEPP模型模拟凉水自然保护区部分道路侵蚀对河流泥沙含量影响特征

利用WEPP（Water Erosion Prediction Project）侵蚀模型,模拟凉水自然保护区内道路（包括林内道路和柏油路）与河流的相交点的侵蚀特征,以及符合在道路长度50111内,与河流有1个以上相交点的共20个路段的侵蚀特征。结果表明,在与河流相交点的路段中,当道路坡度〉6．19％,泥沙量显著增长;20个模拟路段中,降雨径流、融雪径流、路面及路缘泥沙量、进入河流泥沙量4个模拟结果的最大值均出现在位于道路VI中的路段11;道路长度是影响道路泥沙量的主要因子。     

砖红壤区WEPP模型土壤参数的率定

通过砖红壤坡面室内模拟降雨试验测得径流产沙资料,由径流产沙资料率定土壤参数有效水力传导率、细沟可蚀性参数和土壤临界剪切力.结果表明,有效水力传导率值为16.7 mm/h,细沟可蚀性参数为0.005 s/m,土壤剪切力为4.0 Pa.根据Nash-Sutcliffe有效性进行有效性检验,结果表明砖红壤区土壤参数的率定结果合理,可应用率定的土壤参数进行砖红壤区WEPP模型的模拟.     

基于WEPP的蚂蚁河流域土壤侵蚀状况研究

[目的]探寻准确、有效的方法研究蚂蚁河流域土壤侵蚀状况。[方法]利用WEPP模型对蚂蚁河流域的侵蚀状况进行定量研究,得到近30年来蚂蚁河流域的土壤侵蚀分布状况,并结合模型参数进行分析。[结果]该流域土壤侵蚀较严重的区域位于东南部和北部,侵蚀量总体由中间向四周先逐渐降低后又升高。对所得到的侵蚀量进行换算,结果显示,该研究区的平均侵蚀模数范围为0~1 020t/(km2·a),属于微度和轻度侵蚀。[结论]WEPP模型的应用为东北黑土区土壤侵蚀预报提供一种可行方案,也为水土保持规划提供依据。     

土壤坡面侵蚀模型在水土流失监测中的应用研究

土壤坡面侵蚀模型是当前水土流失监测预报的重要工具,明确其应用存在的问题有助于指导生产实践并提升水土流失监测与水土保持评价的科学性。采用同一数据源,对比研究三因子模型、USLE模型及CSLE模型的坡面侵蚀监测结果,揭示了3种模型侵蚀强度分级的差异性。三因子模型与USLE模型的侵蚀等级划分结果相近,而CSLE模型划分的侵蚀等级偏高。CSLE模型划分的中度及以下等级侵蚀分布在3.0°以下坡耕地,5.0°以上坡耕地以强烈及以上侵蚀等级为主且极强烈和剧烈侵蚀面积占总侵蚀面积的80%以上,3.0°～5.0°的坡耕地各侵蚀强度等级所占比例相当,5.0°可以确定为东北地区坡耕地侵蚀强度由轻变重的临界坡度。     

AC算法与灰色模型在信息产业预测中的对比分析

利用基于数据挖掘的相似体生成算法（AC算法）对吉林市的信息产业进行了预测,并与利用灰色模型GM（1,1）的预测结果进行了分析对比,结果表明：运用AC算法进行信息产业预测是可行的．     

基于遗传算法的BP网络在小流域侵蚀量预测中的应用

人工神经网络可用于流域水土流失的预测.针对BP神经网络收敛速度慢及容易陷入局部最优解的缺点,设计了基于遗传算法(GA)的优化BP神经网络.利用遗传算法特有优势,为BP网络的初始权值和阈值搜索全局最优解空间,经过BP算法迭代训练,进行预测.依据黄土高原沟壑区杨家沟小流域多年径流与泥沙的实测数据,对创建的侵蚀量模型进行训练和预测,取得了较高的预测精度和较快的收敛速度.     

基于SPSS的日照市茶叶产量预测模型的建立

根据1993-2008年山东省日照市气象资料和茶叶产量资料,采用SPSS统计软件对气候因子和茶叶产量进行了相关性分析,从132个气象因子中筛选出年日照时数、7月份15 cm平均地温、7月份20 cm平均地温、7月份平均最高气温、8月份平均最高气温共5个相关性较高的因子,建立了多元回归模型。利用该模型对历年产量进行预测,结果表明,茶叶预测产量与实际产量拟合率较高,预测精度最高为100%,最低为86%,平均精度为94%。该模型具有较高的精度和实用性,可作为茶叶产量预报的有效工具。     

基于WEPP的黄土丘陵区不同坡长条件下坡面土壤侵蚀预测

为了更全面地评价WEPP模型在我国的适用性,该文通过建立模型数据库,利用WEPP分别模拟了坡长为10、20、30和40 m的径流量和土壤侵蚀量,并用实测径流和侵蚀资料进行对比分析。结果表明,在10、20、30和40 m 4个坡长条件下,WEPP模型对降雨、每年和多年平均径流量模拟的Nash-Sutcliffe有效性(ME)分别为0.915、0.879和-0.056,对单场降雨、每年和多年平均土壤侵蚀量模拟的ME分别为0.853、0.758和-0.456,多年平均的ME为负值可能是由小样本计算造成的。WEPP模型对单场降雨和每年径流量和侵蚀量模拟效果较好。尽管WEPP模型对多年平均径流量和土壤侵蚀量模拟效果较差,但模型模拟的多年径流量和土壤侵蚀量与实测值的多年径流量和土壤侵蚀量的最大相对误差分别为7.90%和29.20%,表明WEPP模型对多年径流量和侵蚀量的模拟可满足要求。径流量模拟值随坡长增加的变化和实测值相比不够敏感;而土壤侵蚀量模拟值随坡长增加的变化和实测值相比过于敏感。      

新疆棉花主要虫害预测预报模型研究

[目的]研究新疆棉蚜预测预报模型,为棉蚜防治提供及时准确的服务。[方法]利用1983~2005年棉蚜发生的始发期、高峰期、消退期、危害强度资料,结合对应时段的气温、湿度、降水、日照、积温等气象资料,进行数理统计分析。[结果]建立了棉蚜发生不同时段的预测模型,并由此制作出相配套的棉蚜预报、查询服务产品。[结论]预测模型准确,防治有效。     

商丘市小麦锈病预测模式研究

以商丘市1995～2005年的小麦锈病发病面积、地面气象资料和大气环流特征量为依据,利用相关系数法进行因子普查,筛选出了影响商丘市小麦锈病发生和流行的主要地面气象因子和大气环流特征因子及其时段。利用多元回归方法建立了发病面积的数学预测模型。多元回归模型历史拟合准确率为87.2%,利用2006年的气象资料进行试预报,预测准确率93.8%。