【摘要】：土壤侵蝕是威脅人類可持續(xù)發(fā)展,制約經(jīng)濟(jì)增長的重大資源環(huán)境問題。合理的布設(shè)水土保持措施可以提高水土資源利用率,改善侵蝕狀況,減少因水土流失造成的損失。土壤侵蝕預(yù)報模型是基于土壤侵蝕研究理論而建立的用來預(yù)測和防治土壤侵蝕的有效工具,在生產(chǎn)實踐和制定水保策略等方面發(fā)揮了重要作用,是現(xiàn)今土壤侵蝕科學(xué)的前沿領(lǐng)域。本文利用沈陽蘇家屯水�？茖W(xué)試驗站徑流小區(qū)2015-2016兩年雨季的11場次降雨產(chǎn)流產(chǎn)沙實測數(shù)據(jù)和吉林梅河口研究區(qū)徑流小區(qū)2015-2016年的融雪徑流數(shù)據(jù)對WEPP模型(坡面版)在降雨侵蝕和融雪侵蝕條件下的模擬進(jìn)行了評價。主要結(jié)論如下:(1)通過氣候數(shù)據(jù)的敏感性分析發(fā)現(xiàn),WEPP模型的模擬結(jié)果只對降雨過程參數(shù)敏感。徑流量和土壤侵蝕量的模擬值都對降雨量最敏感,變化倍數(shù)近似為降雨量的2倍;通過土壤的敏感性分析發(fā)現(xiàn),WEPP模型的模擬結(jié)果對有效水力傳導(dǎo)系數(shù)、臨界剪切力和細(xì)溝土壤可蝕性敏感,其中徑流量只對有效水力傳導(dǎo)系數(shù)敏感,隨著有效水力傳導(dǎo)系數(shù)的增大而減小,侵蝕量的影響因子則較多且更復(fù)雜,隨著細(xì)溝土壤可蝕性增大而增大,隨著土壤臨界剪切力和有效水力傳導(dǎo)系數(shù)增大而減小。因此,在利用WEPP模型進(jìn)行模擬時,只需要考慮主要影響因子即可次要影響因子可以使用默認(rèn)值替換。(2)建立土壤數(shù)據(jù)庫需要測定的土壤理化性質(zhì)主要有砂含量、碎石含量、黏粒含量、陽離子交換量和有機(jī)質(zhì)含量等,通過公式采用手工計算的辦法得出小區(qū)土壤基值為有效水力傳導(dǎo)系數(shù)10.135 mm·h~(-1),土壤臨界剪切力2.68 Pa,細(xì)溝土壤可蝕性0.022 s·m~(-1),在這個基礎(chǔ)上,使用累計誤差法對土壤參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定,水力傳導(dǎo)系數(shù)為5.8 mm·h~(-1),臨界剪切力為2.25pa,細(xì)溝土壤可蝕性為0.035 s·m~(-1)。(3)利用WEPP模型模擬單次降雨侵蝕事件時,坡面的產(chǎn)流產(chǎn)沙量的預(yù)測值與實測值相差不大。在11次降雨侵蝕事件中,徑流量模擬值與實測值的平均相對誤差為38.87%,徑流量模擬結(jié)果相對誤差低于20%的部分占總量的18%;相對誤差小于40%的部分則達(dá)到了63%;相對誤差小于60%的占82%;對徑流量的有效性為0.816;侵蝕量模擬結(jié)果相對誤差小于20%的部分占到了總數(shù)的27%;而相對誤差小于的40%的部分占比為45%;相對誤差小于60%的部分則達(dá)到了總數(shù)的64%;利用Nash-stucliffe公式計算得到的模型有效性結(jié)果ME=0.712,結(jié)果表明,WEPP模型對次降雨模擬結(jié)果較好。(4)選取2015-2016年中的4場次降雨在種植作物為玉米耕作方式為常規(guī)耕作條件下運(yùn)行WEPP模型進(jìn)行模擬,徑流量模擬值與實測值的平均相對誤差30.375%,侵蝕量的平均相對誤差為21.25%,相對誤差分析表明,WEPP模型在次降雨條件下不同管理措施的模擬達(dá)到適用條件。(5)WEPP模型在不同坡度坡長條件下的模擬結(jié)果表面,次降雨徑流量模擬值之間的變化不大,說明WEPP不能很好的模擬徑流量隨著坡度坡長的變化,模擬的次降雨侵蝕量在不同坡度坡長時模擬值變化較大,表明WEPP模型可以很好的模擬土壤侵蝕量隨著坡度坡長變化的趨勢,對侵蝕量的模擬優(yōu)于徑流量,兩者均隨著坡度坡長增加而增加。(6)WEPP模型對2015年和2016年冬季融雪徑流量的模擬值為7.476 m~3和8.644m~3,與實測值相比,相對誤差為72.4%和67.6%。模型對2015年和2016年冬季融雪侵蝕量的模擬值為9.528 kg和12.34 kg,存在較大誤差。
【圖文】：

圖 1-1 WEPP 模型原理圖（坡面版）Fig. 1-1 Schematic map of WEPP model（Hillslope version）1.5.2 WEPP 模型結(jié)構(gòu)1.5.2.1 WEPP 模型輸入文件WEPP 模型需要 4 個參數(shù)輸入文件，分別是地形文件、氣候文件、土壤文件和管措施文件。地形文件和土壤文件根據(jù)試驗小區(qū)實際情況獲取，本次研究中的管理措施要包括裸地和草地 2 種模式，氣候文件通過 CLIGEN 模擬器輸入。1.5.2.2 模型 WINDOS 運(yùn)行界面用戶可以登錄美國農(nóng)業(yè)部官網(wǎng)（USDA）下載 WEPP windows 版本軟件，可以通不同數(shù)據(jù)庫編輯器直接修改模擬過程中的參數(shù)，例如，查看輸出結(jié)果、修改模擬年限

圖 1-1 WEPP 模型原理圖（坡面版）Fig. 1-1 Schematic map of WEPP model（Hillslope version）1.5.2 WEPP 模型結(jié)構(gòu)1.5.2.1 WEPP 模型輸入文件WEPP 模型需要 4 個參數(shù)輸入文件，分別是地形文件、氣候文件、土壤文件和管措施文件。地形文件和土壤文件根據(jù)試驗小區(qū)實際情況獲取，本次研究中的管理措施要包括裸地和草地 2 種模式，氣候文件通過 CLIGEN 模擬器輸入。1.5.2.2 模型 WINDOS 運(yùn)行界面用戶可以登錄美國農(nóng)業(yè)部官網(wǎng)（USDA）下載 WEPP windows 版本軟件，可以通不同數(shù)據(jù)庫編輯器直接修改模擬過程中的參數(shù)，例如，查看輸出結(jié)果、修改模擬年限
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S157

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2696907