[发明专利]一种流域侵蚀产沙指数模拟方法和系统

说明书

本发明提供了一种流域侵蚀产沙指数模拟方法和系统，涉及模拟流域侵蚀产沙量技术领域。包括步骤S1、获取流域控制面上的第一CN值、降雨侵蚀力R和对应的单位面积产沙量SYI；S2、将CN值和降雨侵蚀力R作为自变量，单位面积产沙量SYI作为因变量，建立线性回归模型；S3、利用第一CN值、R值和对应的SYI值率定模型参数，得到SYI计算模型；S4、获取第二CN值和降雨侵蚀力R，将第二CN值和R值输入SYI计算模型，计算得到单位面积产沙量SYI；本发明采用线性回归模型，系统参数少，简化了计算过程，查表得到CN值，通过降雨侵蚀力模型得到R值，无需处理大量数据，并且考虑土地利用变化以及前期土壤湿润度等级数据用于侵蚀产沙量的模拟和预测，提高了预测精度。

技术领域

本发明涉及模拟流域侵蚀产沙量技术领域，更具体地，涉及一种流域侵蚀产沙指数模拟方法和系统。

背景技术

流域侵蚀产沙采用单位面积产沙量SYI进行表征，是指在特定时段内，流域产沙总量与流域面积的比值，目前流域侵蚀产沙量模拟的方法主要有两类，分别是：土壤侵蚀模型(RUSLE)和水蚀预测模型(WEPP)。

RUSLE土壤侵蚀模型的表达式为A＝RKLSPC，式中，A为单位面积年平均土壤侵蚀量，t/hm²；R为降雨侵蚀力因子，MJ·mm/(hm²·h·a)；K为土壤可蚀性因子，t·h/(MJ·mm)；L为坡长因子；S为坡度因子；P为水土保持措施因子；C为植被覆盖因子。相关研究表明，RUSLE模型已取得了很好应用。该模型考虑的影响因子全面，但是也存在一定的局限性。应用中需要考虑标准小区的概念(长22.13m、宽1.85m、坡度为9％的地块)，数据获取比较繁琐，且数据的计算处理量大；同时，它只能适用于坡度不太大的坡耕地的预测，且下垫面仅考虑水土保持和植被覆盖等因素，未能充分考虑土地利用变化及前期降雨等因素对流域侵蚀产沙的影响。

水蚀预测模型(WEPP)是美国农业部于1985年主持开发的一种基于侵蚀过程的模型，较RUSLE模型更为先进，具有侵蚀模块、水文过程模块、植物生长模块、天气随机生成模块、残留物分解模块、土壤模块、冬季过程模块、灌溉模块、地表径流模块等9个功能模块。WEPP模型作为土壤侵蚀预测的技术工具，对土壤侵蚀科学研究提供了许多借鉴，已在国内外得到了快速的发展和应用。但模型中包含的子模型和参数较多，需要大量资料对模型参数进行修正和验证。

现有技术的耦合不同时空尺度模型的流域侵蚀产沙量预测方法，根据流域的降雨侵蚀力因子Rl、土壤可蚀性因子Kl、坡长因子LSl、植被因子Cl、工程措施因子El、耕作措施因子Tl和沟蚀系数因子Gl，计算Wl的年侵蚀产沙量，系统参数多，数据获取繁琐，数据计算处理量大。

发明内容

本发明为克服上述技术问题，提供数据处理量小，模型参数较少，考虑土地利用变化的一种流域侵蚀产沙指数模拟方法和系统。

本发明技术方案如下：

一种流域侵蚀产沙指数模拟方法，用于计算流域一段时间内的侵蚀产沙指数，包括步骤：

S1、获取流域控制面上的第一CN值和对应的单位面积产沙量SYI；

S2、将CN值作为自变量，单位面积产沙量SYI作为因变量，建立线性回归模型；

S3、利用第一CN值和对应的单位面积产沙量SYI对线性回归模型参数进行率定和验证，得到SYI计算模型；

S4、获取第二CN值，所述第二CN值用于计算待测的单位面积产沙量SYI，将第二CN值输入SYI计算模型，计算得到单位面积产沙量SYI。

本技术方案提出了一种流域侵蚀产沙指数模拟方法，将径流曲线数CN值作为自变量，单位面积产沙量SYI作为因变量，建立线性回归模型，系统参数少，简化了计算过程，CN值通过查表得到，数据获取简便，无需处理大量数据，并且考虑土地利用变化以及前期土壤湿润度等级数据用于侵蚀产沙量的模拟和预测，提高了预测精度。