摘要?降雨侵蝕力(R)是指由降雨引起土壤侵蝕的潛在能力,是土壤侵蝕定量預(yù)報(bào)的重要環(huán)節(jié)。從模型最小估算單位尺度、指標(biāo)類型和精度2個(gè)方面分別將目前降雨侵蝕力模型分為次降雨侵蝕力(R?t)模型、月降雨侵蝕力(R?m)模型、年降雨侵蝕力(R?a)模型以及多年平均降雨侵蝕力(?R?a)模型,次雨量模型、日雨量模型、月雨量模型、年雨量模型和綜合指標(biāo)模型,并逐類分析各指標(biāo)和模型的特點(diǎn)、優(yōu)劣,為降雨侵蝕力計(jì)算時(shí)選用合適的指標(biāo)和模型提供參考。針對(duì)現(xiàn)有模型的不足,提出建立基于日雨量的綜合指標(biāo)模型,提高估算精度。綜合R因子的研究現(xiàn)狀,提出直接觀測的設(shè)想。
關(guān)鍵詞?降雨侵蝕力;計(jì)算方法;指標(biāo);模型
中圖分類號(hào)?S157文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼?A
文章編號(hào)?0517-6611(2019)16-0005-04
Research?Progress?of?Computation?Method?of?Rainfall?Erosivity
YANG?Xuan1,2?(1.Anhui?Lütong?Engineering?Design?Consulting?Co.,Ltd.,Wuhu,Anhui?241000;2.Institute?of?Soil?Science,Chinese?Academy?of?Sciences,Nanjing,Jiangsu?210008)
Abstract?Rainfall?erosivity?(R)?refers?to?the?potential?ability?of?soil?erosion?caused?by?rainfall,?and?is?an?important?part?of?quantitative?prediction?of?soil?erosion.The?current?rainfall?erosivity?models?can?be?divided?into?sub?rainfall?erosivity?(R?t)?model,?monthly?rainfall?erosivity?(R?m)?model,?annual?rainfall?erosivity?(R?a)?model?and?multi?year?average?rainfall?erosivity?(?R?a)?model,?sub?rainfall?model,?daily?rainfall?model,?monthly?rainfall?model,annual?rainfall?model?and?comprehensive?index?model.The?characteristics,?advantages?and?disadvantages?of?each?index?and?model?were?analyzed?in?order?to?provide?reference?for?choosing?appropriate?index?and?model?in?calculating?rainfall?erosivity.In?view?of?the?shortcomings?of?the?existing?models,?comprehensive?index?model?based?on?daily?rainfall?was?proposed?to?improve?the?estimation?accuracy.?Based?on?the?research?status?of?R?factor,?the?idea?of?direct?observation?was?put?forward.
Key?words?Rainfall?erosivity;Computation?method;Index;Model
降雨的雨滴擊濺地表、匯流沖刷表土,破壞地表形態(tài)和土壤結(jié)構(gòu),導(dǎo)致土壤顆粒和營養(yǎng)物質(zhì)隨雨水沖離,降雨是造成水土流失的直接作用力。降雨侵蝕力(rainfall?erosivity,用R表示)是用來表征降雨對(duì)土壤侵蝕貢獻(xiàn)的指標(biāo),它指由降雨引起土壤侵蝕的潛在能力[1-2]。降雨侵蝕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]以及土壤侵蝕與生產(chǎn)力模型EPIC[6]中一個(gè)重要的動(dòng)力因子,準(zhǔn)確評(píng)價(jià)和計(jì)算降雨侵蝕力值是定量預(yù)報(bào)土壤流失的重要環(huán)節(jié)。
降雨侵蝕力最早是在1958年由著名的美國土壤學(xué)家Wischmeier等[1-2]提出,之后在英國、前蘇聯(lián)、日本等國家相繼開展研究。從20世紀(jì)80年代開始,我國很多學(xué)者都投入到這一研究中。國內(nèi)外學(xué)者對(duì)降雨侵蝕力研究60年來,在降雨侵蝕力算法與模型、降雨產(chǎn)生土壤侵蝕的機(jī)理和應(yīng)用等方面取得了諸多成果,當(dāng)中的不足之處也為人們指明了新的研究方向,筆者將對(duì)此作系統(tǒng)介紹。
1?降雨侵蝕力評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與指標(biāo)
提出R因子后,如何計(jì)算和度量R值成為各國學(xué)者關(guān)心的問題[7-11]。于是各種用于計(jì)算降雨侵蝕力的算法模型相繼誕生,這些算法模型一般是通過篩選合適的評(píng)價(jià)指標(biāo),運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)學(xué)函數(shù)的方法而建立的經(jīng)驗(yàn)?zāi)P停⑶倚枰裱欢ǖ拇谓涤旰颓治g性降雨劃分標(biāo)準(zhǔn)。
1.1?侵蝕性降雨標(biāo)準(zhǔn)界定
降雨過程中,前期降雨不會(huì)立刻產(chǎn)生徑流、剝離土壤,只有濺散、沖刷和攜帶土壤的這部分降雨才對(duì)土壤侵蝕有貢獻(xiàn),這部分降雨即侵蝕性降雨。大部分自然降雨過程也都是不產(chǎn)生侵蝕的,在計(jì)算降雨侵蝕力時(shí),必須劃定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),以剔除不伴隨水土流失的那部分降雨。
USLE[4,11]方程以雨量的多少為標(biāo)準(zhǔn)來劃定:將降雨間歇≤6?h的降雨視為一個(gè)次降雨過程,否則為下一次降雨。將次降雨雨量≥12.7?mm或15?min雨量超過6.4?mm的降雨定義為侵蝕性降雨。Renard等[12]使用該標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算結(jié)果表明,使用侵蝕性降雨計(jì)算的侵蝕力比全部降雨計(jì)算的侵蝕力要小28%~59%。根據(jù)各地區(qū)降雨條件的不同,也有一些其他的標(biāo)準(zhǔn),比如Elwell等[13]采用日降雨量25?mm和最大雨強(qiáng)25?mm/h?這2個(gè)指標(biāo)作為侵蝕性標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)價(jià)Rhodesia(羅得西亞)的土壤流失。
從產(chǎn)生土壤侵蝕的結(jié)果的角度來研究侵蝕性降雨標(biāo)準(zhǔn),侵蝕性降雨可以定義為引起土壤流失的最小降雨強(qiáng)度和在該強(qiáng)度范圍內(nèi)的降雨量[14]。凡是產(chǎn)生地表徑流那一刻的臨界降雨,就能引起土壤流失,因此就是侵蝕性的。謝云等[15]、孫泉忠等[16]在擬定侵蝕性降雨標(biāo)準(zhǔn)時(shí)從降雨侵蝕力值這個(gè)結(jié)果的角度提出以下原則:理想的侵蝕性降雨標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該使得所有符合侵蝕性降雨標(biāo)準(zhǔn)的降雨事件的降雨侵蝕力之和等于所有實(shí)際產(chǎn)生的降雨侵蝕力。把所有降雨事件的雨量由大到小排列,從最大降雨量開始累加逐次降雨侵蝕力,直到累加值等于或最接近實(shí)際降雨侵蝕力,此時(shí)對(duì)應(yīng)的降雨量可認(rèn)為是侵蝕性降雨的雨量標(biāo)準(zhǔn)。
不同研究區(qū)域氣候土壤條件不同,研究者掌握的降雨資料詳細(xì)程度不同,研究方法也各有差異,所得出的侵蝕性標(biāo)準(zhǔn)值不盡相同。侵蝕性雨量和雨強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)值的大小本身就是一個(gè)統(tǒng)計(jì)意義上概數(shù),不能代表每一次降雨事件產(chǎn)生侵蝕時(shí)的準(zhǔn)確臨界值,這個(gè)臨界值是降雨量、降雨強(qiáng)度2個(gè)變量對(duì)降雨歷時(shí)的函數(shù),不是固定不變的。提出侵蝕性降雨標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的主要目的在于統(tǒng)一侵蝕性降雨的統(tǒng)計(jì)口徑,提高降雨侵蝕力的計(jì)算效果和可比性。
1.2?降雨侵蝕力指標(biāo)
由于降雨過程的復(fù)雜性,降雨侵蝕力很難直接通過觀測得知,而只能通過它與其他因子的關(guān)系來間接計(jì)算得到,這些因子即降雨侵蝕力指標(biāo)。指標(biāo)選取的優(yōu)劣直接關(guān)系到計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。降雨侵蝕力指標(biāo)有數(shù)十種之多,根據(jù)欲建立的對(duì)象模型的類別可以將R指標(biāo)分成4類:①次降雨侵蝕力計(jì)算指標(biāo):以降雨過程資料為基礎(chǔ),提取能夠很好地反映一次降雨變化過程的因子。②次降雨侵蝕力估算指標(biāo):為減少實(shí)際工作量,同時(shí)得到較為準(zhǔn)確的次降雨侵蝕力而在次降雨資料中提取的估算因子。③年(月)降雨侵蝕力估算指標(biāo):以常規(guī)雨量資料為主要底數(shù)據(jù)提取的估算年(月)度降雨侵蝕力的因子。④多年降雨侵蝕力估算指標(biāo):類似年降雨侵蝕力的形式,選擇一個(gè)多年平均氣象特征因子來估算多年平均降雨侵蝕力。隨著人們掌握資料的詳細(xì)程度和對(duì)R值精度要求的提高,多年降雨侵蝕力估算模型已很少使用。
降雨侵蝕力是降雨物理特征的函數(shù),降雨的雨量、雨強(qiáng)、雨滴大小等降雨特性都會(huì)影響降雨侵蝕力大小[3]。因此R指標(biāo)通常宜選用能表達(dá)降雨信息的特征因子,如①降雨量(P)指標(biāo),如次雨量、日雨量、旬雨量、月雨量、年雨量等,侵蝕性雨量、汛期雨量、月最大一日日雨量(極端時(shí)段雨量)等。雨量因子構(gòu)成了降雨侵蝕力模型的主要指標(biāo)。
②降雨動(dòng)能(E)指標(biāo),次降雨侵蝕力的模型要用到降雨動(dòng)能指標(biāo),如次降雨動(dòng)能、次降雨最大30、60?min動(dòng)能(E30、E60)等。該研究所列公式如未作特殊標(biāo)注,則以R表示降雨侵蝕力,國際單位為?J·mm/(m2·h),美制習(xí)用單位為100?m·kg·mm/(m2·h·y);P表示降雨量(mm);E表示降雨動(dòng)能(J/m2);I表示降雨強(qiáng)度(mm/h);其中E?n、I?n分別表示最大n?min降雨的降雨動(dòng)能、降雨強(qiáng)度。
③降雨強(qiáng)度(I)指標(biāo),如次降雨的I10、I15、I30、I60,年最大30?min、1?h降雨強(qiáng)度。各類型指標(biāo)中,降雨強(qiáng)度指標(biāo)與土壤流失量、降雨侵蝕力相關(guān)性最好,對(duì)侵蝕力有決定性作用,這就是為什么短歷時(shí)少雨量的暴雨經(jīng)常比大雨量的“綿綿細(xì)雨”產(chǎn)生的侵蝕力大的原因。
④其他指標(biāo),比如降雨歷時(shí)、徑流因子。有學(xué)者在其模型中加入了海拔高程的信息[17],F(xiàn)oster[8]曾提出在模型中加入徑流的指標(biāo),認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)法沒有考慮到地表徑流的沖刷作用產(chǎn)生潛在土壤侵蝕的能力,尤其在降雨強(qiáng)度小、徑流量相對(duì)較大時(shí),R偏小;反之R就偏大。徑流指標(biāo)能夠提高模型的計(jì)算精度,但是大區(qū)域徑流值的獲取存在很大的困難,這使得指標(biāo)的使用受到限制。
⑤復(fù)合指標(biāo),降雨特性指標(biāo)與降雨侵蝕力的相關(guān)性大小關(guān)系為I>E>P。其中P指標(biāo)最容易獲取,另外2個(gè)指標(biāo)都以降雨過程為前提,相關(guān)性更好。目前很多估算模型不拘泥于使用單個(gè)指標(biāo),而是采用包含幾個(gè)因子的復(fù)合指標(biāo)。復(fù)合指標(biāo)反映的信息量更大,使模型能更加準(zhǔn)確地模擬降雨侵蝕力的變化特征。
2?降雨侵蝕力計(jì)算方法與模型
根據(jù)模型最小計(jì)算單位、計(jì)算精度的不同,降雨侵蝕力計(jì)算方法和模型分為次降雨侵蝕力的精確計(jì)算、次降雨侵蝕力的估算和階段(年、月等)內(nèi)降雨侵蝕力的簡易估算。
2.1?次降雨侵蝕力計(jì)算
Wischmeier等[4]利用美國35個(gè)水土保持站8?250?個(gè)小區(qū)的降雨、侵蝕實(shí)測資料,以次降雨為基本單位,統(tǒng)計(jì)各次降雨下P、E、I?等各種單因子及它們組合的復(fù)合因子與土壤流失量的回歸關(guān)系,發(fā)現(xiàn)次降雨動(dòng)能E?和最大30?min雨強(qiáng)I30?的乘積EI30與土壤流失量的相關(guān)性最好,因此用它來度量次降雨的侵蝕力(R?t),稱為EI30法,又稱經(jīng)典法、標(biāo)準(zhǔn)法。以次降雨為最小統(tǒng)計(jì)單位,與降雨侵蝕力的產(chǎn)生過程相吻合,計(jì)算結(jié)果是單次降雨的侵蝕力。如需計(jì)算年(或月)降雨侵蝕力(R?a、R?m),只要將年(或月)內(nèi)各次侵蝕性降雨的侵蝕力累加即可。此方法一直被各國學(xué)者作為標(biāo)準(zhǔn)法沿用,公式如下:
R?t=EI30?(1)
R?a=jiR?t,R?m=jiR?t(2)
式中,R?a、R?m、R?t分別表示年、月、次降雨侵蝕力;j表示年(或月)侵蝕性降雨次數(shù);i為侵蝕性降雨次數(shù)的編號(hào)。其中降雨動(dòng)能E是根據(jù)E與雨強(qiáng)I的統(tǒng)計(jì)關(guān)系來計(jì)算,其表達(dá)式為:
e=11.897+8.73lgi(3)
E=jie×P(4)
式中,i為一段雨強(qiáng)較為平均的降雨時(shí)段的雨強(qiáng)大小?(mm/h);e表示該時(shí)段內(nèi)單位雨量的動(dòng)能[J/(m2·mm)];P為該時(shí)段的降雨量(mm);n表示分段數(shù)。具體操作是將降雨過程分成若干雨強(qiáng)近似的時(shí)段,根據(jù)各時(shí)段i與e的統(tǒng)計(jì)關(guān)系計(jì)算各時(shí)段分段雨能,累加得次降雨的總動(dòng)能E。
降雨過程十分復(fù)雜,動(dòng)能E直接求取比較困難。世界各國學(xué)者采用靈敏度很高的托盤天平和感應(yīng)記錄儀等先進(jìn)儀器量測,雖然取得了一些成果,但用于實(shí)際還有距離。因?yàn)閱蝹€(gè)雨滴所蘊(yùn)含的能量極小,以至于難以被量測,也很容易被降雨環(huán)境的其他因素(如風(fēng)力)干擾而掩蓋和誤測[3],目前還是通過間接計(jì)算來實(shí)現(xiàn)。
許多學(xué)者提出了其他形式的次降雨侵蝕力計(jì)算指標(biāo)和方法。Foster[8]研究顯示PI30(P指次降雨量)指標(biāo)與EI30之間高度線性相關(guān),可以采用PI30指標(biāo)來計(jì)算,以避免計(jì)算降雨動(dòng)能。英國學(xué)者哈德遜[9]發(fā)現(xiàn)在熱帶和亞熱帶地區(qū)只有當(dāng)雨強(qiáng)大于某一數(shù)值時(shí),才會(huì)產(chǎn)生侵蝕,因此提出以斷點(diǎn)雨強(qiáng)I>25?mm/h的次降雨總動(dòng)能作為侵蝕力指標(biāo)來計(jì)算,該方法稱為KE>25法。在對(duì)前蘇聯(lián)的克拉斯諾達(dá)爾州黑海沿岸地區(qū)的研究表明,EI30指標(biāo)的計(jì)算結(jié)果偏大,KE>25法計(jì)算結(jié)果偏小,提出降雨強(qiáng)度I>25?mm/h時(shí)采用KE>25法計(jì)算,否則采用EI30指標(biāo),即根據(jù)雨強(qiáng)的大小選擇不同的運(yùn)算方法[10]。保加利亞學(xué)者Oncher[11]用引起土壤流失的那部分侵蝕性降雨量(P≥9.5?mm)除以侵蝕性降雨歷時(shí)的平方根作為R指標(biāo):R=P?t。
我國學(xué)者分別用不同地區(qū)的數(shù)據(jù),驗(yàn)證各種指標(biāo)和算法的適用性和優(yōu)劣[17-24]。在南方地區(qū),黃炎和等[25]、周伏建等[26]、吳素業(yè)[27]發(fā)現(xiàn)EI60指標(biāo)比EI30指標(biāo)好;北方地區(qū),王萬忠[28]、賈志軍等[29]、江忠善等[30]的研究表明西北黃土高原地區(qū)EI10指標(biāo)最好;張憲奎等[31]、楊子生[32]、趙富海等[33]認(rèn)為E60I30指標(biāo)更好。對(duì)于大區(qū)域和全國性范圍的研究工作,為兼顧我國不同地區(qū)的降雨特性差異,建議采用EI30作為計(jì)算我國降雨侵蝕力的指標(biāo)[25]。
2.2?降雨侵蝕力估算模型建立
標(biāo)準(zhǔn)法計(jì)算降雨侵蝕力,需要詳細(xì)的降雨過程資料,工作量大。對(duì)于多年度或者區(qū)域范圍內(nèi)的降雨侵蝕力計(jì)算很難實(shí)現(xiàn),需要借助模型法進(jìn)行估算[34-35]。各國學(xué)者紛紛研究建立R簡易估算模型,根據(jù)模型指標(biāo)類型和精度不同,可將模型分為次雨量模型、日雨量模型、月雨量模型、年雨量模型和綜合指標(biāo)模型;根據(jù)模型最小估算單位的尺度大小來分,R模型一般包括次降雨侵蝕力(R?t)模型、月降雨侵蝕力(R?m)模型、年降雨侵蝕力(R?a)模型以及多年平均降雨侵蝕力(?R?a)模型。其中R?t模型以次降雨為單位,估算結(jié)果為各次降雨的侵蝕力,累加年內(nèi)各次R?t得到年降雨侵蝕力R?a;R?m模型、R?a模型則忽略降雨過程,以常規(guī)降雨資料為數(shù)據(jù)源,估算每月(或年)降雨所產(chǎn)生的侵蝕力,其中累加R?m模型所得各月R?m可得年R?a;多年平均降雨侵蝕力(?R?a)估算模型以多年平均氣候資料為基礎(chǔ),所得R值僅表示多年降雨侵蝕力的平均趨勢,不涵蓋任何一次具體?降雨。
次降雨侵蝕力簡易估算一般通過建立PI(P指次降雨的降雨量)與經(jīng)典法中EI30的關(guān)系式,用PI代替EI30求次降雨侵蝕力。
按照模型指標(biāo)的類型和雨量數(shù)據(jù)的精度不同,可以對(duì)模型進(jìn)行分類:第一大類為純雨量模型,分為次雨量模型、日雨量模型、月雨量模型和年雨量模型;第二大類為綜合指標(biāo)模型,是在雨量指標(biāo)基礎(chǔ)上加入年或月極端降雨強(qiáng)度指標(biāo)、汛期雨量或其他指標(biāo)的估算模型。我國常規(guī)雨量資料大部分為日雨量的整編資料,一般不包含次降雨信息,無法使用次降雨模型求算,必須建立基于常規(guī)降雨資料的簡易模型,直接估算一個(gè)階段(日、旬、月、年)的降雨侵蝕力。
(1)年雨量模型:以年雨量為主要數(shù)據(jù)和指標(biāo),建立年降雨侵蝕力(R?a)模型。除年降雨量外,劉秉正[36]、孫保平等[37]?分別使用了6—9月降雨量(P6-9)、5—10月降雨量(P5-10)等降雨量指標(biāo)。有研究者認(rèn)為年雨量與年降雨侵蝕力有較明顯的關(guān)系[38],因而用年雨量指標(biāo)來表征年降雨侵蝕力的變化,來計(jì)算R值,但是年雨量與R?a之間并非簡單的對(duì)應(yīng)關(guān)系,因此估算精度是有限的。
(2)月雨量模型:以月雨量、旬雨量為主要指標(biāo),建立月降雨侵蝕力(R?m)模型,比年雨量模型更加細(xì)膩地表現(xiàn)降雨侵蝕力的變化特征。研究人員[4,39-40]用年雨量和年內(nèi)各月雨量的指標(biāo)組合。黃炎和等[25]、吳素業(yè)[41]、周伏建等[26]使用年內(nèi)逐月雨量因子。Arnoldus[42]、Renard等[12]、Yu等[43]使用多年平均年雨量和月雨量因子。
(3)日雨量模型:直接利用逐日雨量指標(biāo)來估算降雨侵蝕力的模型,多為月降雨侵蝕力(R?m)模型。我國絕大部分常規(guī)氣象臺(tái)站已經(jīng)具備定期發(fā)布逐日降雨資料的能力,日雨量資料比月或年降雨資料信息量更大,因此日雨量模型能夠較好地提高估算精度。如Richardson[44]、章文波等[45]、郭新波等[46]?、楊軒等[47-48]建立的日雨量模型。
(4)綜合指標(biāo)模型:綜合指標(biāo)模型不拘泥于使用雨量因子,還用到雨強(qiáng)因子等其他指標(biāo),以豐富模型的指標(biāo)體系,體現(xiàn)雨強(qiáng)因子對(duì)降雨侵蝕力的影響,缺點(diǎn)是這類模型在沒有降雨強(qiáng)度資料的地區(qū)的使用受到限制。卜兆宏等[38,49]在年雨量基礎(chǔ)上加入汛期雨量與年最大30?min雨強(qiáng)乘積組合指標(biāo),建立年降雨侵蝕力(R?a)模型。Mikhailova[34]在常規(guī)資料基礎(chǔ)上加入了海拔高程指標(biāo),張憲奎等[50]用到了多年一遇的時(shí)段雨量等。一般而言,模型使用的降雨資料越詳細(xì)指標(biāo)越精確,預(yù)測值精度越高擬合結(jié)果越切合實(shí)際。
目前使用的很多模型都屬于基于月雨量指標(biāo)的月降雨侵蝕力(R?m)模型,模型對(duì)數(shù)據(jù)要求精度不高,運(yùn)算簡捷,估算效果較好。年降雨侵蝕力模型相對(duì)粗略,無法反映降雨侵蝕力的年內(nèi)分布。隨著日雨量資料的普及,日雨量模型開始頻繁出現(xiàn);綜合指標(biāo)模型突出了雨強(qiáng)指標(biāo)的影響,但目前難以體現(xiàn)降雨侵蝕力的年內(nèi)變化。隨著對(duì)降雨侵蝕力估算精度要求的提高,新的綜合指標(biāo)模型需要以日降雨資料為基礎(chǔ),有效提取和結(jié)合多項(xiàng)指標(biāo),更全面準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)降雨侵蝕力的變化特征。如何在常規(guī)日雨量資料中提取能夠較好地間接反映雨強(qiáng)作用的新指標(biāo)組合,建立基于日降雨信息能突出雨強(qiáng)作用的R估算模型,是今后模型研究的突破點(diǎn)。
根據(jù)胡續(xù)禮等[35]、伍育鵬等[17]利用不同模型結(jié)果的對(duì)比,相對(duì)于基準(zhǔn)值,不同模型在同一批數(shù)據(jù)下的估算偏差差異較大,有的模型有很強(qiáng)的區(qū)域性,模型運(yùn)行的穩(wěn)定性不夠,建立一套完備穩(wěn)定的適用于全國的降雨侵蝕力算法體系仍然任重道遠(yuǎn)。
3?結(jié)論
(1)降雨侵蝕力算法研究對(duì)土壤侵蝕定量研究和預(yù)測預(yù)報(bào)意義重大,該研究分精確計(jì)算和模型估算兩方面展開降雨侵蝕力算法的介紹,R計(jì)算重點(diǎn)闡述EI30法。從模型指標(biāo)類型和精度、最小估算單位尺度2個(gè)方面對(duì)國內(nèi)外降雨侵蝕力模型作系統(tǒng)歸類和分析。根據(jù)模型最小估算單位的尺度,將R模型分為次降雨侵蝕力模型、月降雨侵蝕力模型、年降雨侵蝕力模型以及多年平均降雨侵蝕力模型。根據(jù)模型指標(biāo)類型和精度,將R模型分為次雨量模型、日雨量模型、月雨量模型、年雨量模型和綜合指標(biāo)模型。
(2)通過對(duì)涉及到R計(jì)算和模型估算的各種類型指標(biāo)及對(duì)應(yīng)模型的分門別類,對(duì)降雨侵蝕力計(jì)算時(shí)選用合適的指標(biāo)和模型有所幫助,為今后建立新模型時(shí)遴選指標(biāo)提供?參考。
(3)針對(duì)目前模型區(qū)域性強(qiáng)、穩(wěn)定性不夠的特點(diǎn),提出提高模型估算效果的改進(jìn)思路,即充分利用常規(guī)日降雨資料提取有效信息,突出降雨強(qiáng)度的影響,提取更完善的指標(biāo)因子組合,建立基于日雨量的綜合指標(biāo)模型,提高估算精度,以期建立適用于全國的降雨侵蝕力算法體系。
(4)在常規(guī)日雨量資料中提取能夠較好地間接反映雨強(qiáng)作用的新指標(biāo)組合,基于ArcGIS平臺(tái)的克里格方法進(jìn)行空間內(nèi)插及基于TRMM?數(shù)據(jù)的模型驗(yàn)證分析與率定等[51-52],是未來模型研究的突破點(diǎn)和熱點(diǎn)方向。
(5)目前R因子的研究仍然面臨難以直接觀測的困境,因此能夠設(shè)法通過觀測得到R值或者其他同樣可以反映降雨對(duì)土壤侵蝕潛在貢獻(xiàn)的因子,避開間接計(jì)算,無論對(duì)于降雨侵蝕力研究還是水土保持工作都很有意義。
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