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江苏省降雨侵蚀力研究

作 者: 李璐
导 师: 姜小三
学 校: 南京农业大学
专 业: 环境科学
关键词: 降雨侵蚀力 土攘侵蚀 地统计 空间分布 系统开发
分类号: S157.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要


土壤侵蚀已经成为全球最重要的生态环境问题之一,并日益引起世人的关注和研究。土壤侵蚀不但破坏土地资源、污染水质,而且侵蚀产沙还会淤积河道及湖泊水库,加剧洪涝灾害。水土资源是人类生存和发展的物质基础,广泛、严重的土壤流失将直接影响到社会的可持续发展。影响土壤侵蚀的因素很多,而气候因素的降雨,是侵蚀产沙的主要动力因素。降雨侵蚀力(Rainfall Erosivity,简称R值)是反映降雨对土壤侵蚀的潜在能力,降雨侵蚀力因子是评价这种潜在能力的一个动力指标。R值是通用土壤流失方程中的一个重要指标,不同区域R值的差别是导致区域间水土流失特征差别的重要原因之一,将其与土壤、地形、作物覆盖与管理因子及水土保持措施因子共同结合,能预报一个地区的土壤流失量。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。本文基于此展开研究,主要结论如下:1)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,数据荻取更加便捷,与雨量降雨强度模型相比较,模拟精度达92.81%,在江苏省的适用性较好。2)选用适合的插值方法研究降雨侵蚀力的时空分布特征,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,运用卜氏算法计算各站点多年平均降雨侵蚀力,并结合地统计学分析与误差对比,结果显示在二阶、球型半方差函数模型参数条件下,普通克里金插值方法的模拟精度较高,在江苏省具有好的适用性。3)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372.15 MJ·mm/(hm2·h·a),2004年最小为168.98MJ·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。4)基于水土保持工作中雨量站点的选址原则,通过优选出的普通克里金插值方法对代表站的选取进行了验证,结果显示选址方法可行。地统计学方法考虑因素众多,分析全面,能够为降雨侵蚀力的时空分布研究提供精度保障。5)基于Java和ArcGIS Engine对降雨侵蚀力分析系统进行二次开发,该程序集成了降雨侵蚀力的计算与分析功能,能够快速方便展开降雨侵蚀力的工作。实现速度快,程序运行可靠,大大的提高了工作效率,可为后续的降雨侵蚀力分析工作提供方便和快捷。

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图目录  7-8表目录  8-9摘要  9-11ABSTRACT  11-13第一章 绪论  13-31  1.1 选题背景及目的意义  13-14  1.2 研究现状及进展  14-28    1.2.1 土壤侵蚀及其模型研究进展  14-17    1.2.2 降雨侵蚀力及其模型研究进展  17-23    1.2.3 降雨侵蚀力空间预测研究进展  23-25    1.2.4 降雨侵蚀力分析系统研究进展  25-28  1.3 研究内容、技术路线  28-31    1.3.1 研究内容  28-30    1.3.2 技术路线  30-31第二章 资料与方法  31-41  2.1 研究区概况  31-34    2.1.1 自然地理  31-32    2.1.2 水资源及其分布特点  32-33    2.1.3 社会经济  33-34  2.2 研究方法  34-37    2.2.1 降雨过程数据的摘读方法  34    2.2.2 降雨侵蚀力因子算法介绍  34-35    2.2.3 雨量模型简易算法的建立及检验方法  35    2.2.4 地统计学Kriging插值方法  35-36    2.2.5 地统计插值模型检验方法  36-37    2.2.6 降雨侵蚀力分析系统的构建方法  37  2.3 试验方案设计  37-41    2.3.1 数据的收集与预处理  37    2.3.2 因子的计算与模拟  37-38    2.3.3 数据分析  38-39    2.3.4 降雨侵蚀力分析系统的开发设计  39-41第三章 降雨侵蚀力模型的对比及构建  41-45  3.1 动能雨强(EI)模型与雨量雨强(PI)模型的对比分析  41-42  3.2 P(雨量)模型的自建立  42-43  3.3 P(雨量)模型的验证  43-44  3.4 小结  44-45第四章 降雨侵蚀力地统计插值方法的优选  45-51  4.1 描述性统计  45-46  4.2 趋势分析  46-47  4.3 半变异函数确定  47  4.4 结构分析  47-48  4.5 克里金插值  48-49  4.6 小结  49-51第五章 降雨侵蚀力的应用分析  51-63  5.1 雨量站的代表性分析  51-54    5.1.1 水文监测中雨量站点的布设  51    5.1.2 水土流失监测中雨量站点的布设  51-52    5.1.3 雨量站的代表性验证  52-54  5.2 降雨侵蚀力的时空分布分析  54-57    5.2.1 降雨侵蚀力的空间分布  54-55    5.2.2 降雨侵蚀力的时间分布  55-57  5.3 降雨侵蚀力在水土流失监测中的作用分析  57-61    5.3.1 降雨侵蚀力与水土流失相关性分析  57-58    5.3.2 水土流失成因分析  58-61  5.4 小结  61-63第六章 降雨侵蚀力分析系统平台的构建  63-75  6.1 开发方式、开发组件与开发环境的选择  63-64  6.2 系统的设计、实现  64-66  6.3 关键技术  66-70  6.4 系统平台运行演示  70-72  6.5 系统可行性分析  72-73  6.6 小结  73-75第七章 结论与展望  75-79  7.1 全文结论  75-76  7.2 创新点  76  7.3 不足之处  76-77  7.4 研究展望  77-79参考文献  79-87附录  87-95作者简介  95-97致谢  97

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中图分类: > 农业科学 > 农业基础科学 > 土壤学 > 水土保持 > 水土流失的原因及其防治
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