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土壤侵蚀预报研发将为土壤侵蚀评价和水土保持方案制定提供强有力的科学依据。目前在世界范围内,WEPP在陡坡地形区适用性评价研究较少;在我国WEPP模型在不同农物和草地条件下的适用性评价研究仍是空白。本论文利用黄土丘陵区安塞水土保持科学试验站1985-1992年15个径流小区62场上千次径流泥沙实测资料,对WEPP(坡面版)在黄土丘陵区的适用性进行进行了评价,其研究成果不但拓宽了模型的应用范围,而且也为建立适用于我国特殊环境的侵蚀预报模型提供思路和方法。论文主要结论如下:1.建立了运行WEPP模型所需要的气候文件、坡长和坡长文件及作物管理文件。通过对WEPP模型土壤参数敏感性的分析,标定了的不同坡度和不同坡长裸露坡面条件下三个重要土壤参数。对于不同坡度条件,标定的有效水力传导系数、土壤临界剪切力和细沟土壤可蚀性分别为19.3mm/h、2.6 Pa和0.025 s/m。对于不同坡长条件,标定的有效水力传导系数、土壤临界剪切力和细沟土壤可蚀性分别为22.1 mm/h、3.5 Pa和0.022 s/m;对于不同作物和草地条件下,有效水力传导系数、土壤临界剪切力和细沟土壤可蚀性值取不同坡度和坡长条件下的平均值。通过模型Nash-Sutcliffe有效性ME(Model Efficiency)对土壤参数标定结果进行验证,结果表明标定结果合理。2.评价了WEPP模型在不同坡度和坡长裸露坡面条件下的适用性,发现模型对次降雨和年径流量和侵蚀量的模拟精度较高,ME均达到0.76以上;模型对多年平均径流量和土壤侵蚀量的模拟结果可满足要求,径流量模拟值与实测值的平均相对误差仅为5%~6%,侵蚀量模拟值与实测值的平均相对误差为18%~21%。模型对径流量随坡度和坡长变化的模拟不够敏感,而侵蚀量随坡度和坡长变化的模拟相对敏感。降雨特征值I30、PI30和∑PI30对WEPP模型模拟结果产生重要影响。3.评价了WEPP模型对不同农作物和草地条件下的适用性。结果表明,模型对农作物地次降雨和年径流量和侵蚀量模拟值ME均达到0.51以上,多年平均径流量和侵蚀量模拟值与实测值的平均相对误差分别为31.31%和23.04%,说明模型对坡地农作物有较好的模拟;模型对红豆草坡地次降雨和年径流量的模拟值ME为0.54~0.74,而模型对红豆草地次降雨和年侵蚀量模拟值ME变化于0.11~0.26,说明WEPP模型对红豆草地次降雨和年径流量的模拟结果较好,而侵蚀量模拟结果较差。多年平均径流量和侵蚀量模拟值与实测值的相对误差分别为4.06%和21.85%,说明模型对草地的模拟结果可满足要求。4.同观测数据相比,基于CLIGEN4.3和CLIGEN5.22563气候文件生成的降雨历时,皆对短历时的降雨模拟偏长,对长历时的降雨模拟偏短;CLIGEN5.22563对降雨量和相对最大雨强的生成能力优于CLIGEN4.3,而二者对TP(到达最大雨强所用时间与总降雨历时的比值)的模拟结果基本相同。基于CLIGEN4.3和CLIGEN5.22563气候文件的WEPP模型对多年平均径流量和侵蚀量的模拟值普遍高于实测值。5.基于BPCDG实测气候文件的WEPP模型模拟结果最好,基于CLIGEN实测气候文件的模拟结果次之,而基于CLIGEN生成文件的模拟结果最差;在多年平均模拟条件下基于3个气候文件的WEPP模型对径流量的模拟结果均优于对土壤侵蚀量的模拟结果。6.基于GCM和WEPP模型,预测了未来40年A2、B2和GGa1三个情景下不同土地利用条件下坡面土壤侵蚀变化趋势。与当前条件相比,到2049年,在A2、B2和GGa1三个情景下年均降雨量分别增加37%、22%和12%;A2情景下裸露坡面径流量约增加100%,土壤侵蚀量约增加70%;B2情景下裸露坡面径流量约减少25%,侵蚀量约减少30%;GGa1情景下裸露坡面的径流量约增加7%,侵蚀量约增加20%;在A2、B2和GGa1三个情景下荞麦、大豆、谷子和红豆草覆盖坡面径流量和侵蚀量皆呈减小趋势,其中径流量减小30%~90%和侵蚀量减少77%~100%;马铃薯坡面径流量和侵蚀量也呈减小趋势,其减小值小于51%。