[發明專利]一種降雨侵蝕力的計算方法

有效

• 申請號: 201410007111.5
• 申請日: 2014-01-08
• 公開（公告）號: CN103994965A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 謝云;劉剛;殷水清;趙瑩;章文波
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及氣象氣候以及土壤侵蝕領域，具體涉及一種降雨侵蝕力的計算方法。

背景技術

土壤侵蝕是世界范圍的環境問題之一，嚴重的水土流失不僅破壞土地資源，造成土地生產力的下降，侵蝕下來的泥沙還可能淤塞江河引起洪水災害，同時污染水質、破壞水資源。因此，水土保持工作者需要對其進行監測和評價，提出預防和控制措施，減少土壤侵蝕對社會生產和生態環境造成的危害。降雨及其產生的徑流是土壤水蝕的動力因子，國內外學者在降雨導致徑流產生、使土壤顆粒分離以及搬運等水蝕發展過程，以及降雨—侵蝕定量關系等方面進行了大量研究。基于這些研究成果，Wischmeier提出了表達降雨導致土壤侵蝕潛在能力的定量指標EI₃₀，并作為土壤侵蝕預報模型的重要因子之一。該指標由于綜合反映了降雨雨滴具有的動能打擊土壤造成的土壤顆粒分離能力及其產生徑流的能力，在世界范圍內得到廣泛應用，我國學者也研究表明該指標在我國適用。但是由于EI₃₀指標計算需要詳細的降雨過程資料，水土保持工作者在實踐過程中常常面臨兩個問題，使得EI₃₀指標的應用受到很大限制。

目前，降雨過程資料可以從兩種途徑獲取，第一種途徑是從虹吸式雨量計的自記雨量紙上人工摘錄，但這一過程耗時耗力，而且容易產生錯誤；第二種途徑是從翻斗式雨量計上讀取，但這類數據包括不同時間尺度，比如1min等間隔資料，表示每隔1min記錄一個數據，還有2min，5min，10min或者更長時間間隔資料。數據記錄的時間間隔越長，精度越低，用于計算EI₃₀指標時需要進行轉換，否則會造成系統偏差。

發明內容

鑒于現有技術中存在的上述問題，本發明的目的在于解決現有技術的缺陷，提供一種自動化程度高以及精確性高的降雨侵蝕力的計算方法。

本發明提供了一種降雨侵蝕力的計算方法，其步驟如下：

1)獲取待監測虹吸式雨量計的自記雨量紙，對所述雨量紙進行拍照或者掃描以形成相應的圖片，同時將所述圖片導入到降雨侵蝕力處理模塊；

2)通過所述降雨侵蝕力處理模塊對所述圖片中的雨量曲線進行坐標設置，同時對坐標進行賦值，其中，所述雨量曲線坐標的橫軸設置為時間軸，所述雨量曲線坐標的縱軸設置為雨量軸；

3)通過所述降雨侵蝕力處理模塊中的斷點工具模塊，對所述虹吸式雨量計的自記雨量紙中雨量曲線上的所有斷點進行斷點雨強判斷，然后通過所述降雨侵蝕力處理模塊中的輸出模塊將所述雨量曲線輸出標準格式的降雨過程資料和日雨量資料，其中，所述斷點為自記雨量紙中雨量曲線斜率發生變化的點，即為雨強發生變化的點；

4)獲取翻斗式雨量計的降雨數據，通過所述降雨侵蝕力處理模塊對所述降雨數據進行相關系數的轉換，然后通過所述降雨侵蝕力處理模塊中的輸出模塊將所述翻斗式雨量計的降雨數據輸出降雨特征指標和日降雨資料；

5)根據上述輸出的降雨過程資料、降雨特征指標以及日降雨資料，并選擇相應的資料類型，根據降雨侵蝕力指標R＝EI₃₀計算得出相應的降雨侵蝕力同時通過輸出模塊將所述降雨侵蝕力的結果輸出。

進一步，所述降雨侵蝕力處理模塊還包括信息輸入模塊，所述圖片通過所述信息輸入模塊導入到所述降雨侵蝕力處理模塊中。

進一步，所述資料類型包括小于5min等間隔資料、5min等間隔資料、10min等間隔資料、15min等間隔資料、30min等間隔資料、60min等間隔資料。

進一步，所述步驟2)中通過所述降雨侵蝕力處理模塊對所述圖片中的雨量曲線進行坐標設置的詳細步驟包括：

A)通過所述降雨侵蝕力處理模塊中的坐標工具模塊，將所述坐標橫軸和縱軸調整至一定長度，并使雨量紙時間刻度軸和坐標橫軸平行；

B)通過所述坐標工具模塊調整和移動坐標，使其橫軸和雨量紙下側的零雨量線吻合后，選擇圖片鎖定和解鎖模塊，將坐標和圖片鎖定即完成圖片中的雨量曲線的坐標設置。

進一步，所述降雨侵蝕力指標R＝EI₃₀中所述E為一次降雨的總動能，所述I₃₀為一次降雨過程中最大30分鐘的雨強。

進一步，所述步驟4)中通過所述降雨侵蝕力處理模塊對所述不同時間間隔的降雨數據進行相關系數的轉換具體包括：

A)對于間隔時間小于5分鐘的，不需要進行相關系數的轉換，直接計算R＝EI₃₀；