本發(fā)明屬于區(qū)域土壤侵蝕領(lǐng)域,特別涉及一種基于暴雨修正河網(wǎng)分形的濕潤(rùn)區(qū)產(chǎn)沙量估算方法。
(二)
背景技術(shù):
現(xiàn)有技術(shù)中,對(duì)于水土保持規(guī)劃設(shè)計(jì)、水土保持措施效益評(píng)估、支流尺度水土流失調(diào)查與監(jiān)測(cè)的模型系統(tǒng)在區(qū)域尺度上的應(yīng)用和改進(jìn)對(duì)土壤測(cè)定具有重要意義。
對(duì)于河網(wǎng)分形的濕潤(rùn)區(qū)產(chǎn)沙量的計(jì)算,一般是根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行估算,然而通過統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的估算結(jié)果對(duì)于暴雨區(qū)的河網(wǎng)分形的濕潤(rùn)區(qū)產(chǎn)沙量的估算往往難以預(yù)計(jì)。由于常規(guī)方法對(duì)于下暴雨的地區(qū)的產(chǎn)沙量的估算失效,需要對(duì)暴雨區(qū)的河網(wǎng)分形的濕潤(rùn)區(qū)產(chǎn)沙量估算方法進(jìn)行修正。
(三)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供了一種基于暴雨修正河網(wǎng)分形的濕潤(rùn)區(qū)產(chǎn)沙量估算方法。
本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種基于暴雨修正河網(wǎng)分形的濕潤(rùn)區(qū)產(chǎn)沙量估算方法,其特征在于:具體過程為:
S1:把流域劃分為若干水系區(qū),將所分成的水系區(qū)作為研究對(duì)象;
S2:分別計(jì)算水系區(qū)不同年份的河網(wǎng)分形值X1,X1根據(jù)河網(wǎng)分形的計(jì)盒方法得出;
S3:分別查詢水系區(qū)氣象站數(shù)據(jù),將該水系年暴雨量數(shù)據(jù)求和,得到年暴雨量值X2;
S4:根據(jù)SWAT模型計(jì)算得出該水系區(qū)年產(chǎn)沙量Y;
S5:將年產(chǎn)沙量Y,河網(wǎng)分形值X1,年暴雨量值X2進(jìn)行線性擬合,得到多元回歸方程:Y=b1X1+b2X2+c;
S6:將河網(wǎng)分形值X1,年暴雨量值X2代入到上述回歸方程中得出估算的年產(chǎn)沙量Y’, Y’與Y的相關(guān)性系數(shù)為R2;
S7:通過河網(wǎng)分形的計(jì)盒方法得出其他區(qū)域的X1,查詢氣象站數(shù)據(jù)得出其他區(qū)域的X2,代入方程,即可以估算出某濕潤(rùn)區(qū)的年產(chǎn)沙量。
其中,年暴雨量值X2為該地區(qū)年暴雨量數(shù)據(jù)之和,暴雨是指日降雨量大于50mm。
進(jìn)一步,年暴雨量值X2與年降雨總量之比至少為20%。
其中,Y’與Y的相關(guān)性系數(shù)R2須大于0.6;此值越大,估算的產(chǎn)沙量越準(zhǔn)確。
其中,河網(wǎng)分形時(shí),柵格邊長(zhǎng)的Ln值與含河流的柵格個(gè)數(shù)的Ln值之間的相關(guān)性系數(shù)須大于0.999;此值越大,估算的產(chǎn)沙量越準(zhǔn)確。
SWAT即水文評(píng)價(jià)模型,英文全稱是Soil and Water Assessment Tool。
本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明方法較SWAT等方法簡(jiǎn)便,使用參數(shù)變量少,而且估算結(jié)果比較準(zhǔn)確;
(2)更適用于產(chǎn)沙量比較多的暴雨常發(fā)區(qū),增加了此方法的實(shí)際意義。
(四)具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:
一)河網(wǎng)分形值(X1)是通過河網(wǎng)分形的計(jì)盒方法得出;
年暴雨量(X2)是通過查詢當(dāng)?shù)貧庀笳緮?shù)據(jù),將當(dāng)?shù)孛磕瓯┯辏ㄈ战涤辏?0mm)數(shù)據(jù)求和;
SWAT的年產(chǎn)沙量Y(噸/公頃)是基于SWAT模型計(jì)算得出;
(二)對(duì)Y、X1、X2三列數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析,得出以下多元回歸方程:
Y=553.734X1+0.024X2-590.952
將X1、X2的值代入以上方程,得出估算的年產(chǎn)沙量Y’,Y’列與Y列數(shù)據(jù)的相關(guān)性系數(shù)(R2)為0.7274。線性回歸方程為:Y’=0.7251Y+2.0807。
(三)通過河網(wǎng)分形的計(jì)盒方法得出其他區(qū)域的X1,查詢氣象站數(shù)據(jù)得出其他區(qū)域的X2,代入方程,即可以估算出某濕潤(rùn)區(qū)的年產(chǎn)沙量。
其中,此方法的適用條件:
(1)方程擬合期的暴雨量與年降雨量的比值至少為20%;
(2)Y’與Y的相關(guān)性系數(shù)R2須大于0.6。此值越大,估算的產(chǎn)沙量越準(zhǔn)確。
(3)河網(wǎng)分形時(shí),Ln(柵格邊長(zhǎng))與Ln(含河流的柵格個(gè)數(shù))之間的相關(guān)性系數(shù)(R2)須大于0.999。此值越大,估算的產(chǎn)沙量越準(zhǔn)確。