WEPP模型在紫色土休閑地的應(yīng)用及其因子權(quán)重分析.pdf

1、廣泛分布于四川、重慶山地丘陵區(qū)的紫色土是三峽庫區(qū)重要旱作土壤之一，也是庫區(qū)水土流火的主要發(fā)源地。研究紫色土土壤侵蝕過程預(yù)測模型，可以了解降雨擊濺和徑流沖刷導(dǎo)致的坡面土壤分離、泥沙輸移和沉積三人過程，可以定量評價不同水土保持措施的效能，為三峽庫區(qū)水土流失防治提供科學(xué)理論依據(jù)。 WEPP模型是一種基于侵蝕過程的模型，是一個迄今為止最為復(fù)雜的描述與土壤水蝕相關(guān)物理過程的計(jì)算機(jī)程序。WEPP模型在紫色土坡面侵蝕預(yù)測中的應(yīng)用研究表明，WE

2、PP模型對紫色土區(qū)域侵蝕產(chǎn)沙量預(yù)測的準(zhǔn)確性不如對產(chǎn)生徑流量的預(yù)測。本研究試圖通過分析WEPP模型氣象數(shù)據(jù)庫和土壤數(shù)據(jù)庫中各參數(shù)對預(yù)測結(jié)果影響的權(quán)重和敏感度，確定影響WEPP模型侵蝕產(chǎn)沙預(yù)測結(jié)果的關(guān)鍵因子，探討預(yù)測誤差產(chǎn)生的原因。一方面可以促進(jìn)對紫色土土壤侵蝕機(jī)理的深入了解，另一方面為WEPP模型在紫色土地區(qū)應(yīng)用中的參數(shù)修正提供參考，從而為WEPP模型準(zhǔn)確預(yù)測紫色十地區(qū)土壤侵蝕打下基礎(chǔ)：對減輕坡耕地十壤侵蝕，減少進(jìn)入三峽庫區(qū)的泥沙量，保障

3、長江中下游河道的安全有實(shí)際指導(dǎo)作用。 利用四川省遂寧市水土保持試驗(yàn)站1985-2006年共22年的氣象觀測資料建立WEPP模型氣象數(shù)據(jù)庫，并利用該站1999-2002年中28次單場降雨侵蝕觀測數(shù)據(jù)模擬紫色土休閑小區(qū)單次降雨產(chǎn)流產(chǎn)沙量，驗(yàn)證EWEPP模型在紫色土休閑地的適用性。采用通徑分析法分析WEPP模型降雨參數(shù)對模擬結(jié)果的影響權(quán)重。利用擾動分析法分析土壤參數(shù)對模擬結(jié)果的敏感度。 結(jié)果表明： (1)利用WEPP模

4、型模擬紫色土休閑地單次降雨侵蝕事件時，對產(chǎn)流量和產(chǎn)沙量模擬的模型有效性E分別為0.735和0.692，說明模型在一定程度上與實(shí)測值接近。對產(chǎn)流量的模擬精度要高于對產(chǎn)沙量的模擬精度；雖然模型對產(chǎn)沙量模擬精度相對較差，但能比較準(zhǔn)確的反映土壤侵蝕發(fā)生過程及發(fā)展趨勢；相對而言，WEPP模型對大產(chǎn)流侵蝕事件的模擬精度要高于對小產(chǎn)流侵蝕事件的模擬精度。 (2)降雨參數(shù)中，降雨量、平均雨強(qiáng)和降雨歷時與徑流量呈極顯著上E相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.

5、9823、0.5790和0.4929；降雨量、平均雨強(qiáng)與產(chǎn)沙量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.9478、0.6118；降雨歷時、最人雨強(qiáng)與產(chǎn)沙量呈顯著止相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.4272、0.3780。 (3)降雨量是影響徑流量和產(chǎn)沙量的最重要的參數(shù)，其對徑流量的直接決定系數(shù)為1.3555，對產(chǎn)沙量的直接決定系數(shù)為1.4173；降雨歷時、平均雨強(qiáng)通過降雨量對徑流量和產(chǎn)沙量的間接作用較大。最人雨強(qiáng)對泥沙量的直接決定系數(shù)(0.021

6、4)要大于平均雨強(qiáng)(0.0163)，說明最大雨強(qiáng)對產(chǎn)沙量的直接貢獻(xiàn)作用要大于平均雨強(qiáng)。 (4)單次降雨徑流量對土壤反照率、溝間侵蝕值、細(xì)溝侵蝕值和臨界剪切力的變化都不敏感；對初始飽和度的變化最敏感；對有效水力傳導(dǎo)率的變化較為敏感，且徑流量與有效水力傳導(dǎo)率早負(fù)相關(guān)。說明當(dāng)利用WEPP模型預(yù)測單場降雨的徑流量時，引起誤差的主要十壤參數(shù)是土壤初始飽和度和有效水力傳導(dǎo)率。 (5)初始飽和度、溝問侵蝕值、細(xì)溝侵蝕值和臨界剪切力的變

7、化對連續(xù)降雨的年均徑流量模擬值沒有影響；而徑流暈對有效水力傳導(dǎo)率的變化較為敏感，且徑流量與有效水力傳導(dǎo)率同樣呈負(fù)相關(guān)；但連續(xù)降雨的年均徑流量對十壤反照率的變化略微敏感。說明當(dāng)利用WEPP模型預(yù)測多年平均降雨的徑流量時，引起誤差的主要土壤參數(shù)是有效水力傳導(dǎo)率，土壤反照率是次要影響因素。 (6)土壤反照率的變化對單場降雨產(chǎn)沙量預(yù)測值完全沒有影響，溝間侵蝕值對單場降雨產(chǎn)沙量預(yù)測值兒乎沒有影響。單場降雨產(chǎn)沙量模擬值對初始飽和度、細(xì)溝侵蝕

8、值、臨界剪切力和有效水力傳導(dǎo)率的變化敏感；臨界剪切力和有效水力傳導(dǎo)率與產(chǎn)沙量呈負(fù)相關(guān)。說明當(dāng)利用WEPP模型模擬單場降雨的產(chǎn)沙量時，引起誤差的主要土壤參數(shù)是初始飽和度、細(xì)溝侵蝕值、臨界剪切力和有效水力傳導(dǎo)率。 (7)多年平均降雨產(chǎn)沙量對初始飽和度和溝間侵蝕值的變化不敏感；對土壤反照率的變化略微敏感；對細(xì)溝侵蝕值、臨界剪切力和有效水力傳導(dǎo)率的變化敏感；臨界剪切力和有效水力傳導(dǎo)率與產(chǎn)沙量呈負(fù)相關(guān)。說明當(dāng)利用WEPP模型模擬連續(xù)降雨的