基于径流侵蚀功率的长江典型流域能沙关系模型及改进

• Published in: 农业工程学报 Vol. 40; no. 5; pp. 128 - 140
• Main Authors: 贾路, 李占斌, 于坤霞, 李鹏, 徐国策, 丛佩娟, 李斌斌
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 西安理工大学旱区生态水文与灾害防治国家林业和草原局重点实验室,西安 710048%水利部水土保持监测中心,北京 100053 01.03.2024; 西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室,西安 710048%西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室,西安 710048
• Subjects: 能沙关系; 侵蚀; 径流侵蚀功率; 长江流域; 降雨; Yangtze River Basin; 土壤; precipitation; 非一致性; 水库指数; erosion; runoff erosion power; inconsistency; soils; reservoir index; energy-sediment relationship
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.202307221

S715.3; 基于径流侵蚀功率概念建立流域能沙关系模型,可为长江流域泥沙变化精准模拟与水土保持规划提供技术支撑.该研究以长江典型流域及其典型小流域为研究对象,通过收集1965-2018年金沙江流域、嘉陵江流域和湘江流域3个典型流域逐日水沙数据以及万安和李子口 2个典型小流域2014-2020年场次降水径流泥沙数据,采用径流侵蚀功率、径流量和降雨侵蚀力对比分析不同时空尺度水沙(径流量和输沙量)、雨沙(降雨侵蚀力和输沙量)和能沙(径流侵蚀功率和输沙量)关系的优劣性,解析能沙关系优越性,并识别能沙关系非一致性变化,从而改进能沙关系模型提高流域输沙量模拟精度.结果表明:1)长江流域3个典型流域及2个典型小流域,在绝大部分情况下能沙关系的表现总是优于水沙关系和雨沙关系,在场次、月和年尺度修正的决定系数最大值分别可达到0.94、0.87和0.54.2)对于不同时间尺度,其流量序列中任意2个流量乘积与输沙量的相关性较高时,第一个流量Q1分位点总是接近1且第二个流量Q2分位点在0.5附近或者高于0.5.基于径流侵蚀功率可以较为准确地计算不同时空尺度流域输沙量,具有明显适用性.3)随着时间升尺度,水沙、雨沙和能沙关系逐渐变差,3个典型流域径流侵蚀功率和输沙量在一些月份上均存在显著变化趋势和显著突变点(P＜0.05).特别是在年尺度上,输沙量均为显著减少趋势(P＜0.05),其能沙关系均表现出非一致性变化.4)水库建设和植被增加是导致流域能沙关系变差的重要原因,其均与输沙量呈现极显著负相关(P＜0.001).通过考虑水库指数和NDVI改进能沙关系模型的年决定系数(R2)可提高27.28％～97.62％.研究成果可支撑开发新的流域泥沙预报模型,服务长江流域生态保护与高质量发展.