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。     

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。      

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.     

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。     

基于C/S架构的农田土壤墒情数据采集与管理系统

为了提高传统农田土壤墒情的测量方法,采用C/S架构设计了农田土壤墒情数据采集与管理系统,系统由数据监测中心和多个监测站组成。根据预先规划,监测站部署在具有代表性的农田,通过GPRS无线模块接入VPN网络,建立与监控中心服务器的TCP/IP网络连接,埋在地下的传感器采集温湿度数据,经过数据预处理后,将采集时间、监测站ID和数据打包后发送到数据监测中心的服务器。监测中心服务器是1台安装了数据库和专业管理软件的计算机,负责接收、处理、显示、分析统计和存储来自各监测站的数据。通过对小麦农田3个点的监测试验表明,系统工作稳定可靠,能够准确对分布式的农田土壤墒情进行采集和集中管理,并建立了该区域农田土壤墒情与时间的预警模型,为旱情预报工作提供科学有力的数据支持。     

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。     

基于云计算的数据库管理系统在高校中的应用与实现

云计算是在网格计算的基础上发展而来的计算模型,是分布式计算、并行计算和网格计算的发展。介绍了云计算运用于数据库管理系统在现代化高校中的实现,针对传统的数据库管理系统存在的一些盲点,提出了云数据库管理系统的解决方案,指出了云数据库管理系统的广阔发展前景。     

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。     

城市固体废弃物管理及规划决策支持系统开发

在全面分析城市固体废弃物管理和规划决策支持系统的需求状态和特点的基础上,采用软件工程的方法,面向用户完成了该决策系统的系统分析、系统设计及初步开发工作。该系统库包括数据库管理系统和模型库管理系统。数据库管理系统又包括堆肥处理库、填埋处理库、焚烧处理库和综合处理库;模型库管理系统又包括模型库、模型数据库和图形数据库。该决策系统具有人机交互、信息支持、模型辅助决策以及处理方案生成,模拟和评价等功能,并突出实用性、灵活性和可操作性。     

WEPP模型中的CLIGEN与BPCDG应用对比研究

通过对遂宁组紫色土产流、产沙侵蚀的观测,运用迄今为止最为复杂的土壤侵蚀预测模型WEPP模型进行单次降雨侵蚀预测,与实测值比较,并对比通过气候生成器CLIGEN和断点生成器BPCDG的产生的气候参数对预测值的影响。通过分析比较结果,认为WEPP模型对遂宁组紫色土侵蚀过程预测合理,而且利用断点生成器BPCDG的预测结果要优于气候生成器CLIGEN的预测结果。     

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。      

西气东输工程隧道内管道施工新方法

目前我国正在建设的西气东输管道工程需要建设16条陆上隧道，确保隧道内管道施工的工程质量和及时完工是工程的关键。论述了西气东输管道工程在岩石和黄土隧道内施工中使用的最新方法，介绍了隧道内安装1016mm口径输气管道使用的自动焊接和自动起声检测技术，以及焊接辅助装置滚管机和锚固系统的设计和应用，施工经验可为同类型管道的施工提供参考。     

目标规划在国营林业局生产管理中的应用

本文采用目标规划的数学方法,针对林业生产经济效益、生态效益和社会效益的综合要求,本着以林为主多种经营、森林资源永续利用的原则,建立了国营林业局生产管理系统的规划模型。实例论证表明,所建模型具有整体性、动态性、灵活性和可分析性等优点,可以统筹林业生产管理活动,适用于国营林业局制定科学的生产管理方案。     

基于构件化生长模型的作物管理决策支持系统

运用系统分析原理和数学建模技术,通过分析不同作物生长模型的共性及特点,初步创建了基于通用算法框架的作物生长模型。并进一步结合气象生成模型、品种参数生成模型及策略分析评价模型,以C#为编程语言,应用面向对象的程序设计与软构件技术,建立了基于构件化生长模型的作物管理决策支持系统。系统实现了农作模拟预测、决策支持和人机交互技术的有机耦合,具有农作信息管理、动态模拟、方案评估、因苗预测、时空分析及系统维护等功能。系统的建立可为通用性、综合性数字化作物管理决策支持系统的构建奠定基础。     

北京山区荒溪分类和危险区制图信息系统

以中文Ｗｉｎｄｏｗｓ３．１为系统运行环境,以ＷＩＮＧＩＳ为基础,用ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ４．０作为开发工具,建立了荒溪分类和危险区制图模型及其信息系统．该系统由文件管理子系统、属性数据管理子系统、图形数据管理子系统、应用模型子系统等构成．应用结果验证了系统模型的各项功能,表明系统设计合理,运行稳定、安全．     

小麦栽培管理知识模型系统的设计与实现

在总结、归纳和提炼小麦栽培理论与技术的研究成果和知识积累的基础上，运用系统学方法和结构化途径，建立了具有时空适应性的小麦栽培管理动态知识模型系统，用于确定不同环境条件和生产系统下的小麦生育特征及栽培管理技术方案，系统包括：产量水平与产量结构、主要品质指标、品种类型、播种期、基本苗、播种量、适宜生育期；主要生育期的茎蘖数、叶龄、叶面积指数、生物量等动态指标；有效叶面积率、高效叶面积率和粒叶比等源库指标；氮、磷、钾肥料运筹及主要生育期的水分管理等。本系统克服了传统作物栽培模式与专家系统的地域性强和广适性差的不足，从而为实现作物栽培管理的定量化和信息化奠定了基础。     

土地利用/覆被变化下流域泥沙输移的分形特征及尺度转换

基于由WEPP模型提取的甘肃天水罗玉沟和吕二沟小流域单元侵蚀产沙及泥沙输移资料,采用分形维数理论,对流域泥沙输移比的空间分异规律、泥沙输移比的影响因子以及泥沙输移的尺度转换进行研究。结果表明:年均泥沙输移比有相当大的变幅,不同流域尺度上的泥沙输移比为0.03～1.00,对于一定尺度的流域,泥沙输移比是一个比较稳定的值;小流域泥沙输移过程具有分形特征;根据研究区流域泥沙输移比的分形特征,综合其他地区的研究结果,建立了小流域泥沙输移比尺度转换模型,同时建立了研究区适用尺度范围更广的流域泥沙输移比尺度转换模型。