三峽庫區(qū)大寧河流域降雨侵蝕力的時空變化

任洪玉, 劉惠英

(1.長江科學院 水土保持研究所, 湖北 武漢 430010; 2.南昌工程學院 水利與生態(tài)學院,江西 南昌 330099; 3.水利部 山洪地質災害防治工程技術研究中心， 湖北 武漢 430010)

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三峽庫區(qū)大寧河流域降雨侵蝕力的時空變化

任洪玉1,3, 劉惠英2

(1.長江科學院 水土保持研究所, 湖北 武漢 430010; 2.南昌工程學院 水利與生態(tài)學院,江西 南昌 330099; 3.水利部 山洪地質災害防治工程技術研究中心， 湖北 武漢 430010)

摘要：[目的] 分析流域降雨侵蝕力時空變化規(guī)律，為水土流失預報及水土保持措施科學配置提供依據。[方法] 以三峽庫區(qū)大寧河流域內13個雨量站41 a日降雨資料為基礎，采用侵蝕力簡易模型，分析了該流域降雨侵蝕力的年內分配和年際變化規(guī)律，并在軟件ArcGIS 10.2支持下，探討流域降雨侵蝕力時空變化特征。[結果] 大寧河流域年均降雨侵蝕力為7 245.55 MJ·mm/(hm2·h·a)，它在空間上與流域降雨分布特征基本一致，呈現由東、西向流域中部逐漸減小的趨勢，而南北差異較小；最大和最小降雨侵蝕力分別位于流域西北部的建樓站和南部的巫山站；降雨侵蝕力多年變化范圍為3 619.55～11 109.14 MJ·mm/(hm2·h·a)。降雨侵蝕力的年內分布呈雙峰型，集中程度高，4—10月占全年的95%。[結論] 大寧河流域降雨侵蝕力和降雨變化年內分配一致，侵蝕力時空特征除與流域降雨量分布密切相關外，還與區(qū)域降雨格局及地形地貌等因素有關。

關鍵詞：降雨侵蝕力; 日雨量; 三峽水庫; 大寧河流域

文獻參數： 任洪玉, 劉惠英.三峽庫區(qū)大寧河流域降雨侵蝕力的時空變化[J].水土保持通報，2016,36(3)：1-7.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2016.03.002

降雨是引起土壤侵蝕的主要動力因素之一，雨滴的擊濺造成土壤顆粒分離，結合水流的侵蝕和搬運最終導致土壤流失。因此，正確評估降雨侵蝕力R，對于土壤侵蝕預測、小流域綜合治理、水土保持措施優(yōu)化具有重要意義。土壤侵蝕模型(USLE和RUSLE)及其他一些農業(yè)非點源污染模型均把降雨侵蝕力(R因子)作為主要參數之一，對于R的計算方法和空間分布規(guī)律研究也越來越被人們所重視。降雨侵蝕力概念由Wischmeier等[1]提出，定義為一場降雨最大30 min的雨強I30與降雨總動能E的乘積EI30，該指標已在世界范圍內得到廣泛應用。中國對降雨侵蝕力指標的研究始于20世紀80年代，王萬忠等[2]通過研究全國具有代表性的小區(qū)降雨侵蝕資料，證明EI30在中國同樣適宜。在實際應用中，由于很難獲得降雨的過程資料E和I30，限制了EI30的廣泛使用，許多學者開始嘗試建立利用氣象站的常規(guī)降雨資料來計算R的簡易算法。較常見的是利用年雨量、月雨量或日雨量等資料來計算降雨侵蝕力。國外諸多學者[3-5]在研究降雨侵蝕力時，構建了多種經驗估算模型，但由于模型中的參數有明顯的區(qū)域差異和季節(jié)變化，難以進一步推廣使用。Richardson等[4-5]建立的冪結構的日雨量侵蝕力模型，得到許多學者的進一步分析驗證。在簡易模型中，侵蝕性降雨的閾值是各方關注的核心問題，謝云等[6]利用陜北團山溝徑流場資料定量判斷出中國的侵蝕性降雨標準是12 mm/d。章文波等[7-8]在此基礎上對Richardson日雨量侵蝕力模型作了修正，提出了適用中國的侵蝕力簡易模型參數估算方法，并用該方法分析了中國降雨侵蝕力空間變化及季節(jié)分布特征。

三峽庫區(qū)是長江上游4大重點水土流失片區(qū)之一，庫區(qū)水土流失治理對減緩庫區(qū)泥沙淤積，延長水庫使用壽命具有重大實際意義。開展庫區(qū)降雨侵蝕力研究不僅對該區(qū)水土流失治理，水土保持效益評價具有重要意義，同時能為三峽水庫區(qū)間“長治”、“天保”和退耕還林等工程治理后流域水沙關系變化原因分析提供一定的理論支持。從目前三峽庫區(qū)降雨侵蝕力研究現狀來看，至少存在兩方面問題：采用的數據周期過短或測站數量過少[9-16]。吳昌廣等[9]在研究整個三峽水庫區(qū)間降雨侵蝕力時分別用了7，4，5個站日降雨資料；花利忠[12]研究庫區(qū)支流大寧河流域時也只用了8 a的資料；史東梅[14]、繆馳遠[15]和張革[16]在研究涪陵、重慶主城區(qū)和大寧河流域時也均只采用了一個站的資料。Wischmeier等[1]指出：考慮到氣候的周期波動與變化，計算多年平均降雨侵蝕力一般要求至少有20 a以上的降雨過程資料；另據閆業(yè)超等[17]研究，降雨資料的時間序列長度對R平均值的估計置信度有顯著影響。同時，在利用地統(tǒng)計法進行空間插值時，站點的數量和分布直接決定了插值的準確性和可靠性。數據長度足夠長、并有盡可能多的雨量站點是插值必須滿足的條件之一。

本文以三峽水庫重點淹沒區(qū)之一大寧河流域為研究區(qū)，擬采用流域內13個雨量站點1970—2010年的日雨量資料，采用降雨侵蝕力簡易模型，對流域降雨侵蝕力進行系統(tǒng)研究，分析其時空分布規(guī)律，以期為定量評價該區(qū)水土流失提供重要背景參數，為制定水土流失防治對策、合理規(guī)劃和減少水庫泥沙淤積等方面提供科學依據。

1研究區(qū)概況

大寧河又名昌江或鹽溪，發(fā)源于長江上游三峽庫區(qū)腹心地帶的重慶市巫溪縣，是長江北岸一級支流，全長162 km，并于巫山縣城以東區(qū)域注入長江。大寧河流域總面積4 181 km2，地跨108°44′—110°11′E，31°4′—31°44′N，東與神農架林區(qū)相接，西與重慶市的云陽、開縣接壤，北鄰陜西省鎮(zhèn)坪縣和重慶市城口縣。流域地處亞熱帶濕潤區(qū)，雨量豐沛，多年降水量在700～1 700 mm，年均氣溫接近20 ℃。區(qū)內山地眾多，達95%以上，低山平壩較少。三峽工程蓄水后，形成了典型的大寧河庫灣。20世紀80年代末流域森林植被破壞嚴重，土壤、巖石裸露加劇，造成嚴重水土流失，大量泥沙入河。為了防治水土流失，保障三峽工程正常運行，從1989年起，在大寧河流域開展了一系列水土流失治理工程。

2數據來源和方法

2.1數據來源

本研究采用的1970—2010年日降雨數據均來自長江水利委員會編撰的水文年鑒，數據可靠性和精度能滿足計算要求。根據水文年鑒，共收集到大寧河流域17個雨量站的日降雨資料，但因紅池壩站、土城站、萬古站和中良站建站時間均從2003年開始，最終選定了流域內的高樓、西寧、長安、徐家壩、建樓、塘坊、龍門、巫溪、福田、雙陽、大昌、巫山和尋樂坪13個站，除龍門站從1976年開始，徐家壩從1975年開始，長安站從1973年開始以外，其余10個站點均從1970年開始起算。13個雨量站點位置信息見表1。本文涉及到的流域面雨量和流域降雨侵蝕力為流域內13個雨量站按泰森多邊形合成計算所得。各站的泰森多邊形權重見表1。

表1　大寧河流域雨量站位置信息及各站年降雨特征

2.2侵蝕力計算方法

在中國由于研究區(qū)域和尺度不同，侵蝕性降雨有多個標準，普遍采用的日侵蝕性降雨為12或10 mm/d。為便于不同數據時限及不同數量站點的研究成果對照，本文將侵蝕性日降雨量標準定為≥12 mm/d[6]。算法采用半月時段計算模型[7]計算：

(1)

式中:Pk——第k個半月的降雨侵蝕力〔(MJ·mm)/(hm2·h)〕;Pdk——第k個半月的日侵蝕性降雨(mm);j——第k個半月的日數(d),j=13,14,15,16;a和b——反映當地降雨特征的模型參數,計算公式如下:

(2)

a=21.586b-7.189 1

(3)

式中：Pd12——日降雨量≥12 mm的日平均降雨量(mm)；Py12——日降雨量≥12 mm的年平均降雨量(mm)。

2.3統(tǒng)計分析方法

2.3.1Mann-Kendall趨勢檢驗趨勢分析分別采用線性回歸和Mann-Kendall趨勢檢驗兩種方法。線性回歸是一種最簡單的表示趨勢變化的方法。Mann-Kendall趨勢檢驗法是世界氣象組織推薦并已廣泛使用的非參數檢驗方法，適用于類型變量和順序變量，被廣泛應用于水文和氣象要素時間序列的趨勢變化。計算過程如下[18]：長度為n的時間序列數據(x1，x2，…，xn)，原假設H0為該時間序列沒有顯著的變化趨勢，統(tǒng)計變量S，δs，Z計算公式如下：

(4)

式中：sign()——符號函數。當xi-xj小于、等于或大于零時，sign(xi-xj)分別為-1，0或1；Mann-Kendall統(tǒng)計量公式S大于、等于、小于零時分別為：

(5)

Z=0(S=0)

(6)

(7)

一般情況下，顯著性水平取α=0.05時，Z1-α=1.64。通過計算時間序列統(tǒng)計量Z值，并與給定的顯著水平α統(tǒng)計值Z1-α比較：①若|Z|>Z1-α，則否定原假設，說明時間序列數據存在明顯上升或下降趨勢；②若|Z|≤Z1-α，則原假設成立，說明時間序列無明顯變化趨勢。且當Z>0時無明顯上升趨勢，Z<0時無明顯下降趨勢。

2.3.2其他方法降雨和降雨侵蝕力的平均值、方差、變異系數及相關性等統(tǒng)計特征均在統(tǒng)計軟件SPSS中進行計算；流域年降雨量和年降雨侵蝕力空間數值在軟件ArcGIS10.2中采用克里格插值方法進行空間插值。

3結果與分析

3.1降雨和降雨侵蝕力年內分布

1970—2010年，大寧河流域降雨量、侵蝕性降雨量和降雨侵蝕力在年內均呈雙峰型(圖1)，主峰發(fā)生在7月，次峰發(fā)生在9月。主峰7月份降雨、侵蝕性降雨和降雨侵蝕力占年值的比例分別是18.46%，21.17%和23.41%；次峰9月份降雨、侵蝕性降雨和降雨侵蝕力占年值的比例分別是13.09%，14.30%和14.70%。連續(xù)最大3個月降雨發(fā)生在6—8月，其值占全年的45.42%，而同期侵蝕性降雨和降雨侵蝕力分別占全年的50.98%和54.31%。12月到次年2月連續(xù)3個月占比重最小，降雨占全年的比例為4.86%，侵蝕性降雨和降雨侵蝕力占全年的比例分別僅為1.66%和1.19%。從降雨、侵蝕性降雨以及降雨侵蝕力的年內分布來看，降雨侵蝕力的集中程度最大，侵蝕性降雨次之，降雨最小。

圖1　大寧河流域降雨、侵蝕性降雨和降雨侵蝕力年內分布

降雨侵蝕力年內分配的集中度對于分析土壤侵蝕的季節(jié)變化十分重要，通常以連續(xù)6個半月的最大R值與年平均R值的百分比來表示降雨侵蝕力年內分配的集中程度。在對流域所有雨量站的集中度進行計算后發(fā)現，13個站集中度均值為56.82%，表明大寧河流域降雨侵蝕力R值年內分布集中度較大。相對而言，長安站的集中度最高，為63.57%；而尋樂坪站降雨侵蝕力分布最均勻，集中度為50.86%；其余站點集中度分布在54.17%～60.61%之間。年降雨侵蝕力分布最集中的時段是從6月下旬到9月上旬，因此該時段的農耕活動和生產建設要注意加強水土保持措施，避免侵蝕加劇。

每年的4—10月為長江流域的汛期，通過分析汛期降雨、汛期侵蝕性降雨和汛期降雨侵蝕力值占年值的比例，發(fā)現13個站汛期降雨量占全年降雨量的比例在84%～90%之間，汛期侵蝕性降雨占全年侵蝕性降雨的比例在86%～96%之間，汛期降雨侵蝕力占全年降雨侵蝕力的比例在93%～97%之間，3者的均值分別達到87.7%，93.2%和95.1%，表明大寧河流域降雨量、侵蝕性降雨量和降雨侵蝕力均主要集中分布在汛期，并且侵蝕性降雨量和降雨侵蝕力的集中程度均大于降雨量。

綜上所述，不管是月或是連續(xù)3個月甚至是4—10月各個不同時間尺度時段，降雨量、侵蝕性降雨和降雨侵蝕力3者的年內分布特征中，降雨侵蝕力的集中程度最大，其次為侵蝕性降雨。

3.2降雨量和降雨侵蝕力年際變化特征

流域年面降雨量在783.87～1 717.97mm/a之間變化，多年均值為1 241.94mm/a。變差系數為0.16，屬于弱變異。流域1983年出現降雨最大值，為1 717.97mm，超出多年平均均值38.33%；流域1997年出現降雨最小值，僅為792.57mm，為多年均值的63.81%。降雨量最大的建樓站多年平均雨量為1 705.0mm，變差系數為0.21，降雨最大年(2003年)和最小年(1988年)降雨分別是2 370.5和993.1mm，極值比為2.39。降雨量最少的徐家壩站多年均值為1 001.1mm/a，降雨最大年(1983年)和最小年(2006年)降雨分別是1 417.8和673.0mm，變差系數為0.19。

流域多年平均降雨侵蝕力為7 245.55 (MJ·mm)/(hm2·h·a)。流域多年降雨侵蝕力變化范圍在3 619.55～11 109.14 (MJ·mm)/(hm2·h·a)之間，最小年降雨侵蝕力發(fā)生在1997年，而最大年降雨侵蝕力發(fā)生在1983年，侵蝕力極值和降雨極值出現年份對應(圖2)。

圖2　大寧河流域1970-2010年降雨侵蝕力和年降雨量變化

由圖2可以看出，大寧河流域降雨量與侵蝕力年際變化曲線的高值和低值出現年份基本吻合。流域降雨量和侵蝕力的變異系數分別為0.16，0.23，表明大寧河流域降雨侵蝕力值的年際變化比降雨量年際變化大。13個站點中，建樓站年侵蝕力均值最大，為13 137.34 (MJ·mm)/(hm2·h·a)，其年際變化相當明顯，極大值和極小值分別為2005年的20 158.62 (MJ·mm)/(hm2·h·a)和1988年的6 320.29 (MJ·mm)/(hm2·h·a)。巫山站年侵蝕力均值最小，為4 841.27 (MJ·mm)/(hm2·h·a)；極大值和極小值分別為1979年的8 299.7和1990年的2 154.98 (MJ·mm)/(hm2·h·a)。建樓站的年降雨侵蝕力和年降雨極小值年份是對應的，都為1988年；而極大值年份并未對應，建樓站降雨量最大年為2003年，而侵蝕力最大年為2005年，通過比較侵蝕性降雨總量發(fā)現，建樓站2003年侵蝕性降雨量為1 988mm，而2005年侵蝕性降雨量為1 863mm。細化到日降雨時發(fā)現2005年各有一場日降雨量超過200mm/d的強暴雨發(fā)生，這兩場高強度的暴雨產生的降雨侵蝕力分別是4 443.88和3 374.53 (MJ·mm)/(hm2·h)，分別占到年降雨侵蝕力的22%和17%。而2003年最大的日降雨僅為118mm/d，雖然2005年全年降雨總量少于2003年，但當年7，8月的2次強暴雨，直接影響到2005年降雨侵蝕力高于2003年降雨侵蝕力。以上分析驗證了高強度的降雨對降雨侵蝕力的決定作用。

流域面雨量和各站點年雨量Mann-Kendall檢驗值見表2。在顯著性水平α=0.05時，Z=±1.64。流域年雨量Mann-Kendall統(tǒng)計值Z為-0.90，即流域面雨量表現為不顯著的下降趨勢。13個雨量站點年降雨趨勢表現不一：7個站點Z為正值，最大Z值為塘坊的1.69，通過了0.05的顯著性水平；6個站點

的Z值為負，徐家壩站Z值為-1.11，減小趨勢為所有站點中最大，但未能通過0.05的顯著性水平檢驗。流域年降雨侵蝕力表現為顯著的減小趨勢(Z=-2.01)，降雨侵蝕力的變化趨勢要比年降雨的變化趨勢顯著。各站點的侵蝕力均沒有顯著的變化趨勢。

表2　大寧河流域和各雨量站年降雨量和年侵蝕力Mann-Kendall檢驗值

3.3流域降雨和降雨侵蝕力的年代特征

對流域多年的降雨、侵蝕性降雨和降雨侵蝕力按照年代進行統(tǒng)計，并以1970—1980年為基準期，分別計算各年代變化率(表3)。跟基準年相比，1991—2000年降水量明顯偏少，變化率達到10.27%，從而引起侵蝕性降雨和降雨侵蝕力減小，尤其是降雨侵蝕力變化率達到了13.82%，變化幅度最為顯著。其余時段降雨量差別不大，侵蝕性降雨和降雨侵蝕力也沒有明顯變化。說明除了降水明顯偏少的1991—2000年，流域降雨和降雨侵蝕力沒有明顯的年代變化特征。

表3　大寧河流域1970-2010年流域降雨及降雨侵蝕力的年代變化

3.4流域年降雨量、降雨侵蝕力空間分布特征

雖然整個流域的降雨量、侵蝕性降雨和降雨侵蝕力在年內分布為雙峰型，但是從流域內各站空間分布來看，又有所不同。從各要素的月分布來：長安、徐家壩、西寧和龍門4個站，降雨、侵蝕性降雨和降雨侵蝕力年內分布均為單峰型，其余9個站的年內分布為雙峰型。長安、徐家壩和西寧站集中分布在流域的東北部，和龍門站相接后正好位于流域的東北—西南對角線上。而從半月侵蝕力分布來看：長安、徐家壩、西寧和龍門又是雙峰分布，2個峰分別在7月上半月和8月下半月；2個峰間隔時間較短，僅為1個月。在其余的9站中，高樓、建樓、巫山、尋樂坪、巫溪、福田6個站的主、次峰分別在7月上半月和9月上半月，2個峰間隔1個半月；該6個站恰好位于流域西北—東南對角線上。剩余的塘坊、大昌和雙陽站，侵蝕力的2個峰值分別在6月的下半月和9月的上半月，間隔了2個月，這3個站位于流域東北—西南對角線和西北—東南對角線兩線分隔開的區(qū)域。降雨量、侵蝕性降雨和降雨侵蝕力峰值的年內分布以流域對角線為界具有明顯的空間分布差異，這一差異特征對于流域水土流失治理、水土保持措施的優(yōu)化配置及制定科學合理的水土保持措施實施進度具有重要的指導意義。

依據流域內13個雨量站點的多年平均降雨量數據，采用克里格插值法進行空間插值，繪制了流域多年平均降雨量分布圖(圖3)。從圖3中可以看出，降雨的低值區(qū)貫穿流域中部從北向南的徐家壩—巫溪—大昌—巫山一帶。在這條線以西區(qū)域年降雨量由西向東逐漸減少；貫穿線以東部分降雨從西向東逐漸增加。流域東北部的徐家壩站降雨量最小，多年降雨量變化范圍在673～1 417.8 mm之間，多年均值為972.44 mm。最高值出現在西北部的建樓站，多年降雨均值為1 674.14 mm，多年降雨量變化范圍在993～2 257.6 mm之間。流域西部降雨量等值線比較密集，相鄰區(qū)域降雨量差異較大，降雨量在1 150～1 650 mm之間；流域中部和東部降雨等值線比較稀疏，相鄰區(qū)域降雨量變化較小，降雨量在1 150～1 350 mm之間。

圖3　大寧河流域多年平均降雨量分布

通過大寧河流域13個雨量站的逐日降雨數據，采用簡易算法計算出多年平均侵蝕力后，采用克里格插值法進行空間插值，繪制了流域降雨侵蝕力的等值線圖(圖4)。從圖4中可以看出，大寧河流域多年降雨侵蝕力和流域降雨量空間分布相似。降雨侵蝕力的低值區(qū)同樣貫穿流域中部從北向南的徐家壩—巫溪—大昌—巫山一帶。在這條線以西區(qū)域，年降雨侵蝕力值由西向東逐漸減少；而在貫穿線以東部分，降雨侵蝕力從西向東逐漸增加。流域各站點在1970—2010年侵蝕力變化范圍在1 884.85～20 158.62 (MJ·mm)/(hm2·h)之間。侵蝕力的最小值出現在流域東北部的徐家壩站，多年均值為5 151.21 (MJ·mm)/(hm2·h·a),多年變化范圍在3 121.65～8 041.18 (MJ·mm)/(hm2·h)之間。降雨侵蝕力最大值同樣出現在流域西北部的建樓站，多年均值為13 517.75 (MJ·mm)/(hm2·h·a)，多年變化范圍在6 329.19～20 158.62 (MJ·mm)/(hm2·h)之間，流域中部和東部等值線較稀疏，相鄰區(qū)域間降雨侵蝕力值差異較小，其值多在5 000～7 500 (MJ·mm)/(hm2·h)之間；流域西部降雨侵蝕力等值線相對密集，相鄰區(qū)域間降雨侵蝕力值差異較大，從東向西在6 000～12 500 (MJ·mm)/(hm2·h)之間變化。各站點年降雨侵蝕力變差系數在0.24～0.38之間，屬中等變異。

流域侵蝕力Mann-Kendall檢驗值Z=-2.01，即全流域侵蝕表現為顯著的下降趨勢。其中大昌、福田、建樓、雙陽和尋樂坪為不顯著的增加趨勢，其余站點均為減小趨勢。對照年降雨和年降雨侵蝕力變化趨勢發(fā)現，大昌站、建樓站、西寧站和巫山站降雨和侵蝕力的變化趨勢不一致：大昌和建樓降雨量為減小趨勢，但降雨侵蝕力為增加趨勢；西寧站和巫山站降雨量為增加趨勢，而降雨侵蝕力為減小趨勢。即日降雨大于12 mm的降雨在年降雨中所占的比重在各個站點中的情形反應是不一致的，而這些不一致正好集中在侵蝕力和降雨的極值區(qū)域，給侵蝕力的估算和水保措施的配置提出了挑戰(zhàn)。

圖4　大寧河流域各站點多年平均降雨侵蝕力分布

4結論與討論

(1) 流域多年平均降雨侵蝕力7 245.55 (MJ·mm)/(hm2·h·a)。流域年降雨侵蝕力最小為1997年的3 619.55 (MJ·mm)/(hm2·h)，年降雨侵蝕力最大為1983年的11 109.14 (MJ·mm)/(hm2·h)；侵蝕力極值和降雨極值對應。流域降雨量和侵蝕力的變異系數為0.16，0.23，都屬于中等程度變異，降雨侵蝕力值的年際變化比降雨量年際變化大。

(2) 每年4—10月降雨占全年降雨的84%～90%；侵蝕性降雨占年侵蝕性降雨86%-96%；降雨侵蝕力占全年侵蝕力的93%～97%，流域降雨侵蝕力年內分布較集中，降雨侵蝕力和降雨變化年內分配一致。流域降雨侵蝕力分布最集中的時段為6月下旬到9月上旬，該時段內應合理進行農耕活動和生產建設，避免侵蝕加劇。

(3) 降雨侵蝕力的低值區(qū)貫穿流域中部從北向南的徐家壩—巫溪—大昌—巫山一帶。在貫穿線以西區(qū)域，年降雨侵蝕力值由西向東逐漸減少；而在貫穿線以東部分，降雨侵蝕力從西向東逐漸增加。流域各站點在1970—2010年侵蝕力變化范圍在1 884.85～20 158.62 (MJ·mm)/(hm2·h)之間。流域侵蝕力和降雨的高值區(qū)分布在建樓附近，但兩者變化趨勢不一致。流域東西部降雨量和降雨侵蝕力差異較大，西部等值線密集而東部等值線稀疏。

(4) 與花利忠等[12]對大寧河流域的研究成果相比，流域降雨侵蝕力總體空間規(guī)律基本一致，都呈現出中部低、東西兩端高的特征；流域多年平均R值也很接近，已有研究成果為7 526.2 (MJ·mm/(hm2·h·a)，本文計算結果為7 245.55 (MJ·mm)/(hm2·h·a)，相差僅為3.87%。但同時也存在一些不同：花利忠的研究侵蝕在空間上是由西北向東南遞減，最高值在高樓站10 500 (MJ·mm)/(hm2·h·a)，最小值在福田站4 500 (MJ·mm)/(hm2·h·a)，流域降雨侵蝕力多年變化范圍在4 868.7～10 494 (MJ·mm)/(hm2·h)，而本文在增加了龍門和雙陽2個雨量站后，在空間上呈現由西向東遞減，最高值在建樓站13 517.75 (MJ·mm)/(hm2·h·a)，最低值在徐家壩站5 151.21 (MJ·mm)/(hm2·h·a)，多年均值在3 619.55～11 109.14 (MJ·mm)/(hm2·h)間變化。站點分布均勻程度對結果影響較大，在中東部區(qū)域由于站點分布相對比西部稀疏，本文增加的雙陽站直接導致了侵蝕力低值區(qū)的西移。以上不同均建立在本文雨量站點多數據資料年限長的基礎上。

(5) 降雨侵蝕力的時空特征除與流域降雨量分布密切相關外，還與區(qū)域降雨格局以及地形、地貌等因素有關。三峽庫區(qū)面積較大，地形復雜，氣候變異大，為了保證降雨侵蝕力估算的準確性，利用地統(tǒng)計進行擬合插值，雖能比較客觀地反映降雨侵蝕力空間分布的總體特征，但本文降雨侵蝕力計算采用的是簡易算法，結果的科學性須用經典的方法進行驗證，這些都是以后值得深入研究的問題。

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收稿日期：2015-01-15修回日期：2015-02-06

通訊作者：劉惠英(1973—),女(漢族),陜西省鳳翔縣人,碩士,講師,主要從事坡面土壤侵蝕和流域水體監(jiān)測方面研究。E-mail:jlfx7401@163.com。

文獻標識碼：A

文章編號：1000-288X(2016)03-0001-07

中圖分類號：S157.1, TP79

Temporal-spatial Variations of Rainfall Erosivity in Daning River Watershed of Three Gorges Reservoir Region

REN Hongyu1,2, LIU Huiying3

(1.SoilandWaterConservationDepartment,YangtzeRiverScientificResearchInstitute,Wuhan,Hubei430010,China; 2.NanchangInstituteofTechnology,Nanchang,Jiangxi330099,China; 3.ResearchCenter

onMountainTorrent&GeologicDisasterPrevention,MinistryofWaterResources,Wuhan,Hubei430010,China)

Abstract：[Objective] To analyze the spatio-temporal variation of rainfall erosivity in order to provide the basis for predicting soil erosion and evaluating the effectiveness of conservation measures. [Methods] Based on the daily rainfall records(1970—2010) from 13 rain-gauge stations located in Daning river watershed in the Three Gorges reservoir region, the characteristics of annual and monthly rainfall erosivity were investigated. Meanwhile, by using GIS 10.2 software, spatio-temporal variation of rainfall erosivity was analyzed. [Results] The annual rainfall erosivity(R-factor) was ranged from 3 619.55～11 109.14 MJ·mm/(hm2·h·a), and the mean value was 7 245.55 MJ·mm/( hm2·h·a). The spatial distribution of rainfall erosivity showed a decreasing trend from east and west to the central of the watershed, while there was no significant change from south to north. The distribution of rainfall showed a similar trend. The maximum and minimum rainfall erosivity occurred in Jianlou and Wushan station, respectively. The inner-annual distribution of the rainfall erosivity showed two peaks and highly concentrated in the period from April to October, which accounted for 95 % of total annual rainfall erosivity. [Conclusion] The spatio-temporal variation of rainfall erosivity is not only closely related to the distribution of rainfall amount, but also related to the regional rainfall pattern and local topography.

Keywords:rainfall erosivity; daily rainfall; the Three Gorges reservoir; Daning river watershed

資助項目：水利部公益性行業(yè)科研專項經費項目“長江流域山洪災害區(qū)域特征及防御體系研究”(201301059); 國家自然科學基金項目 (51309129); 江西省土壤侵蝕與防治重點實驗室開放基金(JXSB201303)

第一作者：任洪玉(1977—),女(漢族),重慶市涪陵區(qū)人,碩士,高級工程師,主要從事土壤侵蝕與水土保持、山洪災害防治方面研究。E-mail:hongyuren@126.com。

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