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1、泥沙研究2008年12月JournalofSedimentResearch第6期WEPP模型坡面版在黄土丘陵沟壑区的适用性评价以坡度因子为例1,21,223王建勋,郑粉莉,江忠善,X.-C.JohnZhang(1西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌712100;2中科院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨凌7121003美国农业部农业研究局草场实验室,埃尔里诺俄克拉荷马州73036)摘要:利用安塞试验站1985-1992年的气象观测数据和野外
2、坡度径流小区径流和土壤侵蚀量监测资料,评价了WEPP模型在黄土丘陵沟壑区不同坡度条件下的适用性。结果表明,径流量的模拟值在10、15、20、25和28五个坡度条件下,变化幅度不如实测值明显,但模拟值随坡度变化的趋势和实测值相一致;WEPP模型对次降雨、年平均和多年平均土壤侵蚀量模拟结果较好,且无论是模拟值在不同坡度之间的差值、还是模拟值随坡度变化趋势均与实测值接近。I30对WEPP模型模拟次降雨径流量有重要影响,当I30大于092mmmin,模型2模拟误差较大。WEPP模型对次降雨土壤侵蚀量
3、的模拟与PI30密切相关,当PI30大于129mmmin时,模型模2拟误差较大。!PI30对WEPP模型模拟年平均径流量和侵蚀量有重要影响,当!PI30大于150mmmin时,模拟精度明显下降,且!PI30对径流模拟影响较对土壤侵蚀模拟影响明显。WEPP模型对次降雨、年平均和多年平均径流量模拟的NashSutcliffe有效性ME分别为0914、0912和0617;对次降雨、年平均和多年平均土壤侵蚀量模拟的NashSutcliffe有效性ME分别为0858、0772、和082
4、7,模拟结果均满足要求。关键词:WEPP;土壤侵蚀;坡度;适用性;黄土高原中图分类号:S1571文献标识码:A文章编号:0468155X(2008)06005209土壤侵蚀预报模型是国土资源调查、水土保持效益评价和水土保持规划设计的重要手段,受到世界[1-15,17,18]各国的普遍重视。新一代水蚀预报模型WEPP(WaterErosionPredictionProject)是美国农业部农业研究局(USDAARS)、土壤保持局(USDASCS)、林业局(USDAF
5、S)等联合普渡大学(Purdue[8]University)共同开发的,其目的是替代通用土壤流失方程USLE(UniversalSoilLossEquation),并推出更能满足实际生产要求的土壤侵蚀预报模型。WEPP采用了以物理过程为基础的设计思路和原理,同传统的经验模型相比更有利于在美国以外其他地区的推广和应用。目前,我国学者对WEPP模型在我国紫色土丘陵区的适用性进行了研究,发现在一定坡度条件下WEPP模型对侵蚀过程模拟较为合[17][18]理,同时WEPP模型的模拟结果优于USLE模型
6、。但WEPP模型在黄土丘陵沟壑区适用性评价研究还相对较少。本文基于安塞试验站1985-1992年的气象资料及野外径流小区监测的径流和土壤侵蚀数据,利用WEPP模型模拟在5、10、15、20、25和28坡度条件下次降雨、年平均(1985,1986,∀,1992,单一年份的平均值)和多年平均(1985-1992年的8年总平均值)三个不同时间尺度的径流量和土壤侵蚀量,评价WEPP模型在黄土丘陵区的适用性,从而为建立适用于我国侵蚀环境的侵蚀预报模型提供科学依据。收稿日期:20061214基金项目:中
7、国科学院西部行动计划(二期)项目(KZCX2-XB2-05-03);国家重点基础研究发展计划资助(2007CB407201);西北农林科技大学创新团队建设计划项目(01140202)作者简介:王建勋(1980-),男,内蒙古赤峰人,在读硕士,主要从事土壤侵蚀研究。Email:wjx-nwsuaf@yahoo.com.cn通讯作者:郑粉莉,Email:zhenfl@ms.iswc.ac.cn,flzh@ms.iswc.ac.cn521WEPP模型坡面版简介WEPP模型是一个较为复杂的模型,它
8、包含天气随机生成、冬季过程、灌溉、水文过程、土壤、植物生长和残茬物分解、地表径流和侵蚀过程等9个模块。WEPP模型是一个侵蚀模型,它最重要的功能是模拟径流量和土壤侵蚀量;此外它还兼备模拟土壤水分的入渗、土壤水分的蒸发、植物水分的蒸腾、农作物的生物量、产量等。WEPP模型坡面版是WEPP模型中最简单、最基本的模型版本。运行WEPP模型坡面版需要建立气候、土壤、坡度坡长和作物管理4个数据库(表1),每个数据库都涉及多个参数。气候数据库有BPCDG(BreakPointClimateGenerator
