基于GIS技術(shù)的降雨侵蝕力時(shí)空分布研究

王寧 李朝奎 褚楠 吳柏燕

摘 要：文章借助GIS技術(shù)，以云南省29個(gè)氣象站1974—2013年的日降雨資料計(jì)算降雨侵蝕力，采用Kriging空間插值方法繪制云南省的降雨侵蝕力的空間分布圖。研究結(jié)果表明，云南省降雨侵蝕力由北向南逐漸升高，勐臘、景洪、瀾滄、思茅等區(qū)域尤為嚴(yán)重；年內(nèi)降雨侵蝕力分布主要集中在6～9月。

關(guān)鍵詞：GIS技術(shù)；降雨侵蝕力；空間分布

降雨侵蝕力是指降雨對土壤侵蝕的評價(jià)因子，能精確評價(jià)由降水引發(fā)的土壤侵蝕[1-2]。美國學(xué)者Wischmeier[3-4]率先提出了計(jì)算降雨侵蝕力R指標(biāo)的模型，并在通用土壤流失方程（Universal Soil Loss Equation，USLE）上進(jìn)行運(yùn)用。R的經(jīng)典計(jì)算方法[5-6]是將30 min降雨強(qiáng)度I30和降雨動(dòng)能E進(jìn)行相乘。但此方法計(jì)算量巨大。本文采用日降雨量計(jì)算降雨侵蝕力[7]，借助GIS軟件空間分析功能，分析省域范圍內(nèi)降雨侵蝕力的時(shí)間和空間特異性。

1 研究區(qū)域與方法

1.1 研究區(qū)域

云南省地處北緯21°8～29°15和東經(jīng) 97°31～106°11之間，處于低緯度、高海拔地區(qū)，全省大部分地區(qū)年降水量在1 100 mm，南部部分地區(qū)可達(dá)1 600 mm以上。但由于冬夏兩季受不同大氣環(huán)流的控制和影響，降水量在季節(jié)上和地域上的分配是極不均勻的。

1.2 降雨侵蝕力計(jì)算模型

利用日降雨量估算降雨侵蝕力模型，其算法估算模型如式（1）—（3）。

式（1）—（3）中：Mi表示第i個(gè)半月時(shí)段的侵蝕力值（MJ·mm/（hm2·h）），k表示該半月時(shí)段內(nèi)的天數(shù)，Dj表示半月時(shí)段內(nèi)第j天的日降雨量，其中要求日降雨量≥12 mm，否則以0計(jì)算；Pd12表示日降雨量≥12 mm的日平均降雨量，Py12表示日降雨量≥12 mm的年平均降雨量。

2 結(jié)果與分析

2.1 降雨侵蝕力空間分布特征

降雨侵蝕力是評價(jià)降雨對土壤侵蝕影響程度的重要指標(biāo)，其空間分布狀況對于分析研究土壤侵蝕量具有重要意義。云南省1974—2013年多年平均年降雨侵蝕力分布如圖1所示。云南省降雨侵蝕力空間分布差異較大，基本上是由北向南呈遞增趨勢，可針對西雙版納、思茅、紅河降雨侵蝕力嚴(yán)重的區(qū)域做好水土保持工作。

2.2 降雨侵蝕力年內(nèi)分布及變化

降雨侵蝕力在年內(nèi)分配的集中程度對于分析土壤侵蝕的季節(jié)變化具有重要的意義。從月降雨侵蝕力分析（見圖2），云南省各站點(diǎn)多年平均月降雨侵蝕力十分集中，主要集中在6～9月，占到全年降雨侵蝕力的60%。平均月侵蝕降雨侵蝕力最大值出現(xiàn)在7月，占到全年的22.3%。。

2.3 降雨侵蝕力年際分布及變化

以云南省29個(gè)氣象站1974—2013年的日降雨資料計(jì)算得到平均年降雨侵蝕力，如圖3所示，云南省降雨侵蝕力年際變化不大，近40年來，云南省侵蝕性降雨量和降雨侵蝕力具有小幅度的上下波動(dòng)，但整體上趨勢比較平穩(wěn)。也可看出降雨侵蝕力年際變化與年降雨量變化趨勢一致，說明降雨侵蝕力的大小與降雨量的多少有直接關(guān)系。

3 結(jié)語

借助GIS技術(shù)分析云南省40年來降雨侵蝕力空間分布特征、降雨侵蝕力年內(nèi)分布規(guī)律得到如下結(jié)論：（1）云南省降雨侵蝕力空間分布差異較大，由北向南逐漸增加。（2）年內(nèi)降雨侵蝕力分布主要集中在6～9月。（3）云南省1974—2013年年降雨侵蝕力總體上呈現(xiàn)比較穩(wěn)定的趨勢。研究結(jié)論為云南省水土治理工作重點(diǎn)指明方向，為量化水土保持措施提供決策支持。

[參考文獻(xiàn)]

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