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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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全文目录
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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