.次降雨侵蚀量的计算

合集下载

降雨侵蚀力计算方法研究进展

降雨侵蚀力计算方法研究进展

降雨侵蚀力计算方法研究进展
降雨侵蚀力是描述雨水侵蚀作用强度的一个量化指标,它是农业、林业、水利等领域的重要参数。

该参数的精准计算对农业、林业等行业的建设和发展具有重要意义。

随着科学技术的进步,降雨侵蚀力计算方法得到了持续改进和发展,其中最常用的方法有数理统计方法、经验公式法和数值模拟法。

数理统计方法
数理统计方法是通过对大量数据的统计和分析,计算出各项参数的平均值和标准差,从而推算出降雨侵蚀力的大小。

这种方法的优点是简单易行,适合于一定范围内的侵蚀研究,而缺点是依赖数据的质量和数量,存在一定的误差。

其中,王成善等(1985)提出的统计公式为:I=3m+3σ,其中I表示单位时间流域面积内的降雨侵蚀力,m表示单位时间内流域面积受到的平均降雨量,σ表示单位时间内流域面积受到的降雨量的标准差。

经验公式法
经验公式法是通过对降雨侵蚀力的各项因素,如雨强、降雨总量、土壤类型和地形等进行相关性分析,建立各种经验公式,从而推算出降雨侵蚀力。

该方法简单易行,计算速度快,但仅适合于特定地区和特定条件的研究。

数值模拟法
数值模拟法是通过数学模型对复杂的地形、土壤、降雨等因素进行数值仿真,从而计算出降雨侵蚀力的大小。

该方法的优点是能够研究复杂地形、复杂土壤类型下的降雨侵蚀力,并且计算精度高,缺点是需要大量计算资源和数据支撑。

目前,数值模拟法的代表技术为水文模型、水文地质模型和地形分析等。

总结起来,数理统计方法适用于小范围内的侵蚀研究,经验公式法适用于特定地区和特定条件下的研究,数值模拟法适用于复杂地形和土壤类型的研究。

选择合适的计算方法需要结合研究的对象和目标进行综合分析。

次降雨侵蚀量的计算

次降雨侵蚀量的计算

次降雨侵蚀量的计算黎四龙蔡强国吴淑安(北京大学城市与环境学系) (中国科学院地理研究所)摘要用最大30分钟雨强(I30)、径流量(Q)或者坡度(S)建立侵蚀量(Qs)的单因子或多因子方程。

用内蒙古自治区伊克昭盟五分地沟、五不进沟及河北省张家口市的坡度小区观测资料进行计算,比较其效果。

结果表明:Qs =kQmSn和Qs=kQm(坡度一定时)用来计算次降雨侵蚀量较好;用I30代替以上方程中Q的结果不理想。

关键词雨强径流量侵蚀量坡度* 国家自然科学基金委员会支持需上苦金项目(48971053)影响侵蚀量的因素很多,如降雨情况、地形(坡度、坡长、坡形)、地面状况(植被、土壤性质)等。

在建立侵蚀量的方程时,常用的变量是降雨强度、坡度、坡长、植被覆盖度、径流量等。

有用单因素的[1,2],有用双因子的以至多因素的[3,4]。

多引进变量一般能提高预测精度,但资料的收集也更为困难。

以内蒙古伊克昭盟五分地沟、五不进沟及河北张家口坡度小区的观测资料为基础,本文旨在选择一种较好的计算次降雨侵蚀量的方法。

1 试验区基本情况张家口试验小区位于张家口市郊沈家屯镇马家沟流域郭家梁试验场西南坡耕地上,东经114°50′,北纬40°47′,海拔822m,土壤为黄土。

张家口属温带大陆性季风气候,多年平均降雨量400mm,其中80%~90%集中在7~9月份。

试验场内共设7个试验小区,由坡度9°的耕地通过简单的填挖方,改为坡度试验小区,坡度分别为0°、5°、10°、15°、20°、25°、30°。

小区面积均为10m2。

小区边界用混凝土板围成,下部有集水池。

小区常年休耕,耕层土质为粉质沙壤土,各小区的土壤粒度组成以及有机质含量见表1。

表1 张家口试验小区土壤性质分析Soil properties of runoff plots at Zhangjiakou gully粒度组成(%)有机质含量小区坡度砂粒粉粒粘粒(%)25°37.550.012.50.53310°44.845.211.00.57415°41.549.09.50.66520°38.052.59.50.55625°32.555.711.80.43730°44.549.0 6.50.38五分地沟和五不进沟位于内蒙古自治区准格尔旗境内。

rusle公式(一)

rusle公式(一)

rusle公式(一)Rusle公式相关公式1. Rusle公式的基本形式Rusle公式是用于评估土壤侵蚀程度的经验公式,其基本形式为:A = R × K × LS × C × P其中,A代表土壤侵蚀量;R代表降雨侵蚀指数;K代表土壤侵蚀模数;LS代表坡度和坡长因子;C代表覆盖度因子;P代表管理因子。

2. 降雨侵蚀指数(R)降雨侵蚀指数(R)是衡量降雨对土壤侵蚀的影响的重要指标,其计算公式为:R = (n × a × e) / (24 × 100)其中,n表示年降雨次数;a表示单次降雨量(毫米);e表示侵蚀能量指数。

举例说明假设某地区年降雨次数为120次,单次降雨量为20毫米,侵蚀能量指数为50,那么该地区的降雨侵蚀指数的计算如下:R = (120 × 20 × 50) / (24 × 100) ≈ 503. 土壤侵蚀模数(K)土壤侵蚀模数(K)用来描述土壤在给定条件下的抗侵蚀能力,其计算公式为:K = ( × (30 - R)) +其中,R表示降雨侵蚀指数。

举例说明假设某地区的降雨侵蚀指数为50,那么该地区的土壤侵蚀模数的计算如下:K = ( × (30 - 50)) + =4. 坡度和坡长因子(LS)坡度和坡长因子(LS)用来描述坡度和坡长对土壤侵蚀的影响程度,其计算公式为:LS = (m × sinβ)^a × ()^m其中,m表示坡长因子;β表示坡度的度数;a和b为经验修正系数。

举例说明假设某地区的坡度为30度,坡长因子为100,经验修正系数a为,b为,那么该地区的坡度和坡长因子的计算如下:LS = (100 × sin30)^ × (×)^100 ≈5. 覆盖度因子(C)覆盖度因子(C)用来描述植被覆盖对土壤侵蚀的保护作用,其计算公式为:C = (1 - P)^c其中,P表示管理因子;c为经验修正系数。

临安市桃树岭小流域水土保持监测试验区的设计与观测

临安市桃树岭小流域水土保持监测试验区的设计与观测

临安市桃树岭小流域水土保持监测试验区的设计与观测赵淦;刘强;颜勇;章孝灿;廖承彬【摘要】径流试验区监测点位的建设是实现全国水土保持监测网络建设的重要基础,也是加强水土保持监测网络建设的重要组成部分,径流试验区监测设施的设计和数据监测方法尤为重要,关系到监测成果的科学性与准确性。

以桃树岭小流域监测点为例,对水土保持监测径流试验区设计及观测方法进行研究,对区域的水土流失治理提供理论和技术依据,为全国的水土流失预测、预报提供一定的数据支撑。

%The construction of the monitoring sites of runoff experimental zone is an important foundation for structuring nationwide soil and water conservation monitoring network,and also the important part of enhancing the construction of soil and water conservation monitoring network. The hydraulic calculation of runoff test area is especially important in the design of monitoring sites,which is related to the science and accuracy of monitoring results. Taking the monitoring points of Taoshuling small watershed for example,this paper studied on the design and related calculations of soil conservation monitoring runoff experimentalareas,attempting to provide a basis for regional soil erosion control theory and technology and data support for the prediction and forecast of national soil and water erosion.【期刊名称】《浙江水利科技》【年(卷),期】2016(044)006【总页数】5页(P1-4,13)【关键词】水土保持;监测;设计;试验区【作者】赵淦;刘强;颜勇;章孝灿;廖承彬【作者单位】杭州大地科技有限公司,浙江杭州310004;杭州大地科技有限公司,浙江杭州 310004;杭州大地科技有限公司,浙江杭州 310004;浙江大学,浙江杭州 310012;浙江省水土保持监测中心,浙江杭州 310009【正文语种】中文【中图分类】S157.1南方红壤丘陵区由于山地丘陵交错、雨季持续时间长、暴雨强度大、风化作用剧烈、人地矛盾突出等独特的自然条件,导致区域的水土流失较为严重,且水土流失问题已成为制约该区经济发展、生态环境改善与保护的主要因素之一,解决好水土流失问题就显得尤为重要[1]。

降雨侵蚀力因子r计算公式

降雨侵蚀力因子r计算公式

降雨侵蚀力因子r计算公式降雨侵蚀力因子 R 是用于评估降雨对土壤侵蚀影响的一个重要参数。

它的计算公式可不简单,需要综合考虑好多因素呢!咱先来说说降雨侵蚀力的概念。

简单来讲,就是降雨引发土壤侵蚀的潜在能力。

而这个 R 因子的计算,就是为了把这种潜在能力用一个数值给表现出来。

那它到底怎么算呢?这得根据不同的地区和研究方法有所不同。

比如说,在一些研究中,会用到月降雨量的相关数据来计算。

先把每个月的降雨量按照一定的规则转化为一个代表侵蚀力的数值,然后再把这 12 个月的数值加起来,得到的总和就是这一年的 R 值。

我给您举个例子哈。

就说我之前去一个小山村做调研的时候,那里的农民们老是抱怨土地容易被雨水冲坏。

我就想着用这个 R 因子的计算来帮他们分析分析。

我收集了当地一整年的降雨数据,每个月都仔仔细细地记录下来。

然后按照公式一步一步地算,过程那叫一个繁琐!但当我最后算出结果,发现那个地方的 R 值还挺高,这就解释了为啥他们的土地容易出问题。

再比如,还有一种常见的方法是基于日降雨量来计算。

把每天的降雨量通过特定的函数转换,然后累计求和。

这就要求我们得有更详细的降雨数据,计算起来也更复杂。

总之,降雨侵蚀力因子 R 的计算公式虽然有点复杂,但对于研究土壤侵蚀、合理规划土地利用等等方面,那可是相当重要的。

它能帮助我们更好地理解降雨对土地的影响,从而采取有效的措施来保护我们的土地资源。

不过,要注意的是,不同的地区、不同的气候条件下,R 因子的计算可能会有所差异。

所以在实际应用的时候,得根据具体情况选择合适的计算方法和参数。

而且,随着研究的不断深入,计算方法也在不断改进和完善。

就像我之前提到的那个小山村,后来根据计算结果,当地采取了一些水土保持措施,比如修建梯田、种植植被等等,情况慢慢有了好转。

这也让我更加深刻地认识到,准确计算 R 因子对于解决实际问题的重要性。

所以啊,别看这只是个公式,背后可是有着大作用呢!希望大家都能重视起来,让我们的土地不再轻易受到雨水的“伤害”。

基于降雨量和降雨时间的月降雨侵蚀力简易算法_以陕北黄土丘陵沟壑区为例

基于降雨量和降雨时间的月降雨侵蚀力简易算法_以陕北黄土丘陵沟壑区为例

基于降雨量和降雨时间的月降雨侵蚀力简易算法———以陕北黄土丘陵沟壑区为例赵文武1,2,朱婧2,郭雯雯2(11国土资源部土地利用重点实验室,100035;21北京师范大学资源学院,地表过程与资源生态国家重点实验室,100875:北京)摘要 降雨侵蚀力简易算法是较大尺度应用US LE/RUS LE 进行土壤侵蚀评价研究的必要内容。

基于降雨量和降雨时间建立月降雨侵蚀力计算模型,并以陕北黄土丘陵沟壑区为例,进行模型的拟合。

结果表明:随着自变量中降雨量和降雨时间表示方式的改变,模型的拟合优度表现出明显的差异;对于不同因变量而言,以ΣEI 30(或lg(ΣEI 30))和以ΣEI 10(或lg (ΣEI 10))为因变量的模型拟合优度在整体上比较接近甚至相同,而以ΣE 60I 10(或lg (ΣE 60I 10))为因变量的模型拟合优度在整体上略低;就尺度效应而言,在时间尺度上,整个汛期的模型拟合优度低于1个月份或多个月份模型的拟合优度,在空间尺度上,区域模型中的拟合优度低于至少1个流域的模型拟合优度;在实际应用中,可以选择以ΣEI 30为因变量的月降雨侵蚀力公式对该区域进行土壤侵蚀评价。

关键词 月降雨侵蚀力;降雨量;模型;黄土丘陵沟壑区收稿日期:2007206203 修回日期:2007208225项目名称:国土资源部土地利用重点实验室开放基金“多尺度土壤侵蚀评价指数的应用分析”(07205);国家自然科学基金“基于土壤流失过程的多尺度土地利用格局指数研究”(40501002)第一作者简介:赵文武(1976—),男,博士,讲师。

主要研究方向:土地利用与生态过程、GIS 应用。

E 2mail :zhaow w @Estimation of monthly rainfall erosivity based on rainfallamount and rainfall time :A case study in hilly and gully area of Loess Plateau in Northern ShaanxiZhao Wenwu 1,2,Zhu Jing 2,G uo Wenwen 2(11K ey Laboratory of Land Use ,M inistry of Land and Res ources ,100035;21S tate K ey Laboratory of Earth SurfaceProcesses and Res ource Ecology ,C ollege of Res ources Science and T echnology ,Beijing N ormal University ,100875:Beijing ,China )Abstract The sim ple alg orithm of rain fall erosivity is im portant for US LE/RU LSE to evaluate s oil erosion in large scale.In this article ,the m odels of m onthly rain fall erosivity were built up based on rain fall am ount and rain fall time and used to a case study in hilly and gully area of Loess Plateau in Northern Shannxi.The results indicates that the R 2of m odel decrease generally when independent variables changes from P 9(m onthly rain fall for days with daily rain fall greater than or equal to 910mm )to P m (m onthly rain fall ).The R 2of m odels withΣEI 10as dependent variable are alm ost equal to that with ΣEI 30as dependent variable ,and the fitting g ood 2ness of m odels with ΣE 60I 10as dependent variable are little lower.C onsidered the scale effects ,the R 2of m odels for flood seas on are lower than that for s ome m onth ;and the R 2of models for a region are lower than that for s ome watershed.I f these m odels are applied ,the m odels with ΣEI 30as dependent variables should be chosen to evaluate s oil erosion in the area.K ey w ords m onthly rain fall erosivity ;rain fall am ount ;m odel ;hilly and gully area of Loess Plateau 降雨侵蚀力(rain fall erosivity ,简称R 值)作为反映降雨和径流对土壤侵蚀影响的潜在能力[1],是土2007年12月5(6):8214中国水土保持科学Science of S oil and Water C onservationV ol.5 N o.6Dec.2007壤侵蚀评价研究中的必要指标。

降雨侵蚀力计算方法研究进展

降雨侵蚀力计算方法研究进展

降雨侵蚀力计算方法研究进展降雨侵蚀力是指雨水对地表土壤的侵蚀作用,是造成土壤流失和水土流失的重要原因之一。

对降雨侵蚀力的计算和研究具有重要的意义。

随着研究的深入,人们对降雨侵蚀力计算方法也有了不断的进展。

本文将就降雨侵蚀力计算方法的研究进展进行探讨,以期能够为相关研究和实践工作提供一定的参考和借鉴。

一、降雨侵蚀力的定义降雨侵蚀力是指降雨对土壤的冲刷和侵蚀作用,其大小直接影响土壤的流失和侵蚀情况。

降雨侵蚀力的计算是为了评价和预测土壤侵蚀的发生和发展趋势,为土壤保护和水土资源管理提供科学依据。

二、降雨侵蚀力计算方法的研究历程降雨侵蚀力的计算方法主要包括USLE(Universal Soil Loss Equation)、RUSLE (Revised Universal Soil Loss Equation)等。

1. USLE模型USLE是20世纪50年代提出的一种土壤侵蚀预测模型,基本形式为A=R*K*LS*C*P,其中A表示土壤侵蚀量,R表示雨滴冲击力,K表示土壤侵蚀性,LS表示坡度与坡长的关系,C表示植被覆盖率,P表示土壤保持措施。

USLE模型是最早的一种降雨侵蚀力计算方法,通过对地形和植被等因素的综合考虑,较为全面地评价了土壤侵蚀的潜在危害。

RUSLE模型是在USLE基础上进行改进和修订而成的,主要在原有模型的公式和参数上进行了修订,使其更符合实际的土壤侵蚀情况。

RUSLE模型对植被覆盖度、土地管理措施等因素进行了更为细致和科学的考量,提高了模型的准确性和可靠性。

随着科学技术的不断进步和发展,降雨侵蚀力计算方法也在不断完善和更新,主要表现在以下几个方面:1. 基于GIS的模型地理信息系统(GIS)技术的发展,为降雨侵蚀力计算方法的研究和应用提供了新的途径和思路。

通过GIS技术,可以更加方便地获取和分析地形、植被覆盖、土壤类型等空间信息数据,为降雨侵蚀力的计算提供更为准确和全面的数据支持。

2. 气象和降雨数据的应用随着气象监测技术的发展,人们可以更加准确地获取到各地区的降雨数据,为降雨侵蚀力的计算提供了更为可靠的数据支持。

降雨侵蚀力计算方法研究进展

降雨侵蚀力计算方法研究进展

降雨侵蚀力计算方法研究进展杨轩【期刊名称】《《安徽农业科学》》【年(卷),期】2019(047)016【总页数】4页(P5-8)【关键词】降雨侵蚀力; 计算方法; 指标; 模型【作者】杨轩【作者单位】安徽绿通工程设计咨询有限公司安徽芜湖241000; 中国科学院南京土壤研究所江苏南京210008【正文语种】中文【中图分类】S157降雨的雨滴击溅地表、汇流冲刷表土,破坏地表形态和土壤结构,导致土壤颗粒和营养物质随雨水冲离,降雨是造成水土流失的直接作用力。

降雨侵蚀力(rainfall erosivity,用R表示)是用来表征降雨对土壤侵蚀贡献的指标,它指由降雨引起土壤侵蚀的潜在能力[1-2]。

降雨侵蚀力是通用土壤流失方程USLE[3-4]、修正通用土壤流失方程RUSLE[5]以及土壤侵蚀与生产力模型EPIC[6]中一个重要的动力因子,准确评价和计算降雨侵蚀力值是定量预报土壤流失的重要环节。

降雨侵蚀力最早是在1958年由著名的美国土壤学家Wischmeier等[1-2]提出,之后在英国、前苏联、日本等国家相继开展研究。

从20世纪80年代开始,我国很多学者都投入到这一研究中。

国内外学者对降雨侵蚀力研究60年来,在降雨侵蚀力算法与模型、降雨产生土壤侵蚀的机理和应用等方面取得了诸多成果,当中的不足之处也为人们指明了新的研究方向,笔者将对此作系统介绍。

1 降雨侵蚀力评价标准与指标提出R因子后,如何计算和度量R值成为各国学者关心的问题[7-11]。

于是各种用于计算降雨侵蚀力的算法模型相继诞生,这些算法模型一般是通过筛选合适的评价指标,运用统计分析和数学函数的方法而建立的经验模型,并且需要遵循一定的次降雨和侵蚀性降雨划分标准。

1.1 侵蚀性降雨标准界定降雨过程中,前期降雨不会立刻产生径流、剥离土壤,只有溅散、冲刷和携带土壤的这部分降雨才对土壤侵蚀有贡献,这部分降雨即侵蚀性降雨。

大部分自然降雨过程也都是不产生侵蚀的,在计算降雨侵蚀力时,必须划定一个标准,以剔除不伴随水土流失的那部分降雨。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

摘要:用最大30分钟雨强(I30)、径流量(Q)或者坡度(S)建立侵蚀量(Qs)的单因子或多因子方程。

用内蒙古自治区伊克昭盟五分地沟、五不进沟及河北省张家口市的坡度小区观测资料进行计算,比较其效果。

结果表明:Qs=kQmSn和Qs=kQm(坡度一定时)用来计算次降雨侵蚀量较好;用I30代替以上方程中Q的结果不理想。

关键词:雨强径流量侵蚀量坡度影响侵蚀量的因素很多,如降雨情况、地形(坡度、坡长、坡形)、地面状况(植被、土壤性质)等。

在建立侵蚀量的方程时,常用的变量是降雨强度、坡度、坡长、植被覆盖度、径流量等。

有用单因素的[1,2],有用双因子的以至多因素的[3,4]。

多引进变量一般能提高预测精度,但资料的收集也更为困难。

以内蒙古伊克昭盟五分地沟、五不进沟及河北张家口坡度小区的观测资料为基础,本文旨在选择一种较好的计算次降雨侵蚀量的方法。

1 试验区基本情况张家口试验小区位于张家口市郊沈家屯镇马家沟流域郭家梁试验场西南坡耕地上,东经114°50′,北纬40°47′,海拔822m,土壤为黄土。

张家口属温带大陆性季风气候,多年平均降雨量400mm,其中80%~90%集中在7~9月份。

试验场内共设7个试验小区,由坡度9°的耕地通过简单的填挖方,改为坡度试验小区,坡度分别为0°、5°、10°、15°、20°、25°、30°。

小区面积均为10m2。

小区边界用混凝土板围成,下部有集水池。

小区常年休耕,耕层土质为粉质沙壤土,各小区的土壤粒度组成以及有机质含量见表1。

表1 张家口试验小区土壤性质分析Soil properties of runoff plots at Zhangjiakou gully粒度组成(%) 有机质含量小区坡度砂粒粉粒粘粒(%)2 5°37.550.0 12.5 0.53 3 10°44.845.2 11.0 0.57 4 15°41.5 49.0 9.5 0.66 5 20°38.0 52.5 9.5 0.5525°32.5 55.7 11.8 0.43 7 30°44.5 49.0 6.50.38五分地沟和五不进沟位于内蒙古自治区准格尔旗境内。

准格尔旗属于中温带大陆性气候,年平均气温6.2~8.7℃,从西北向东南逐步升高。

全年降水少而集中,多集中在7~9月。

降雨年际变化大,最低年份仅143.5mm,最高年份为636.5mm,平均400mm。

分地沟小区坡度分别为6°、9°、12°、15°,小区面积50m2。

土壤为黄土,地表无植被覆盖。

五不进沟小区坡度为9°、12°、15°、17°、20°,小区面积50m2。

地表物质为砒砂岩,无植被覆盖。

天然降雨观测是每次降雨后,测集水池中水位,取水沙样。

然后将水沙样过滤,烘干,称重。

最后计算含沙量、径流量、侵蚀量。

2 观测结果2.1 雨强在地表状况变化不大时,降雨因素就成为侵蚀量的决定因子。

在黄土高原,次降雨降雨量与侵蚀量相关性差,与降雨强度则存在很好的相关关系。

陈永宗、王万忠、蔡强国等发现,黄土高原坡面次降雨流失量与最大30分钟降雨强度的相关性最好[5~7]。

因此,在有雨强资料的五不进沟、五分地沟试验地,用每个径流小区的次降雨最大30min雨强与侵蚀量作回归运算,方程形式为Qs=kIm30(1)Qs=kI30+c(2)式中Qs是侵蚀量(kg),I30是最大30分钟雨强(mm/30min),k,m,c是常数。

方程(1)是取对数后运算的,即lgQs=lgk+mlgI30以下幂函数方程都是这样计算的,方程(1)的结果见表2、表3。

表2 五不进沟侵蚀量与最大30分钟雨强回归方程Equations for soil loss based on rainfall intensity (I30)in Wubujingou gully方程坡度主程R2次数显著性Qs=kIm309°Qs=0.0018I3.2130 0.6713非常显著12°Qs=0.0097I2.7030 0.5112非常显著15°Qs=0.0108I2.7730 0.2712不显著17°Qs=0.0009I3.69300.7713非常显著20°Qs=0.005I3.9730 0.6313非常显著Qs=kI30+c9°Qs=1.27I30-6.66 0.7313非常显著12°Qs=2.31I30-11.59 0.4112不显著15°Qs=3.77I30-19.37 0.6912非常显著17°Qs=4.89I30-28.81 0.2913不显著20°Qs=19.86I30-94.450.7813非常显著注:显著、不显著指在0.05水平检验的结果,非常显著指在0.01水平下显著,下同。

方程(1)中m值与坡度的关系不明显,k值则随坡度增大。

五不进沟17°小区方程Qs=kIm30中k值异常,经计算,年侵蚀量17°小区略小于15°小区,可能是因为17°小区土壤性质与其它小区有差别。

表3 五分地沟侵蚀量与最大30分钟雨强回归方程Equations for soil loss based on rainfall intensity (I30) in Wubujingou gully方程形式坡度方程R2次数检验结果Qs=kIm306°Qs=0.16I1.3430 0.619显著9°Qs=0.22I1.6130 0.929非常显著12°Qs=0.86I0.9630 0.59显著15°Qs=0.95I1.2930 0.729非常显著Qs=kI30+c6°Qs=0.86I30-4.520.649显著9°Qs=1.75I30-7.64 0.929非常显著12°Qs=1.00I30-1.92 0.719非常显著15°Qs=3.41I30-13.95 0.819非常显著1 2 3 4下一页浅谈城市排水工程施工3 讨论3.1 方程的选择方程选择的标准主要是回归方程的R2值。

3.1.1 单因子方程指坡度或坡长等因素一定时,所建立的侵蚀量与某一变量的方程,本文指就每个径流小区建立的方程。

将各回归方程的R2按各地计算均值及均方差,结果见表6。

表6 R2均值及均方差Average R2 and square roots of their variances地点方程R2平均值R2均方差Qs=kQm 0.77 0.13五不进沟Qs=kIm 0.57 0.19Qs=kI+c 0.580.22Qs=kQm 0.70 0.07五分地沟Qs=kIm 0.71 0.15Qs=kI+c0.770.12张家口Qs=kQm0.690.11从表6及表2、表3可知,方程Qs=kIm30和Qs=kI30+c结果则从不显著到非常显著都有,R2值变化很大,前者R2值小一些,但均方差也小。

而方程Qs=kQm各小区回归结果都非常显著(表4),R2值变化较小,平均约0.7(表6)。

因此,用径流量计算侵蚀量最好。

3.1.2 双因子以及三因子方程多因子回归方程的结果(表5)都非常显著,以R2为标准,方程(5)的结果差一些。

方程(6)比方程(4)多引进一个变量,R2值略有增加,但计算量增大,且Q与I30本身相关。

因此,方程(4)应优于(6)。

将三地侵蚀量的对数的实测值与计算值(据方程(4)计算)作图于图1、图2、图3,实测值与计算值符合较好。

从图1可以看到,五不进沟17°小区多数点计算值大于实测值。

前已述及,年侵蚀量17°小区略小于15°小区。

将17°小区作为异常值去掉,用其它小区资料得出Qs=6760.83Q1.82S2.23 R2=0.84 n=50图1 五不进沟lgQ s实测及计算值Observed and calculated values of soil loss in Wubujingou gully图2 五分地沟lgQ s实测及计算值图3 张家口lgQ s实测及计算值Observed and calculated values of soil loss at WufendigouObserved and calculated values of soil loss at Zhangjiakou图2中五分地沟12°小区也有类似现象,用其它三个小区资料得Qs=863.38Q0.77S1.95 R2=0.81 n=27作上述处理后,R2值明显增大。

3.2 雨强与径流量的关系一些研究者用坡长(L)及雨强(I)两者组合起来,代替径流量。

用LI代替Q时,其中含有假设:坡面土层不可渗透、或达到饱和、或全坡面均一入渗,从而径流量与LI呈线性关系。

本文中五分地沟及五不进沟小区坡长L一定(均为10m),因此用I30代替Q。

尽管小区当初是经过平整的、土壤性质较为一致的直形坡,但方程Qs=kIm30Sn与Qs=kQmSn、Qs=kIm30与Qs=kQm相比,后者结果好得多,说明用LI代替Q的前提条件不易满足。

Qs=kIm30中m值明显大于Qs=kQm中m值,且前者具有随坡度增大的趋势,后者与坡度之间关系不明显,也表明I30不能代替Q。

3.3 系数的大小将Qs=kQmSnIp30看作总方程,以上其它方程就是该方程的某种简化形式。

由于方程之间有联系,上述方程系数之间有一些规律,如方程(1)、(2)k值随坡度增大。

各地方程Qs=kQmSn 与Qs=kQm中m值大小比较接近。

Mathier发现方程Qs=kQm中m随坡度增大[13],本文中m 值与坡度没有明显的关系。

由于多数研究都用方程(4),下面主要分析系数方程(4)中系数k、m、n大小及其变化。

k表示地面粗糙度、颗粒粒度等因素的影响。

由于各自所用单位不同,大小比较没有意义。

表7 m、n值表Values of m and n研究者来源雨强(mm/h) mnWainwright 野外模拟试验1001.140.24 Bissonais等室内模拟试验300.98~1.28Mathier等野外模拟试验2~151.50.9Band野外观测62.070.84 Averaert室内模拟试验601.10~3.101.77~2.96 本文五不进沟17.721.771.58五分地沟20.920.721.72张家口-0.800.57注:五不进沟、五分地沟雨强用两倍最大30分钟雨强。

相关文档
最新文档