[发明专利]农田风蚀量预测模型及风蚀量预测方法

权利要求书

1.一种农田风蚀量预测方法，其特征是，包括以下步骤：

(1)建立风洞条件下的农田风蚀标准基础模型Q_wt＝a₁·exp(b₁·U_wt)，以该模型为基础，对其风速和尺度进行修订，获得大田条件下的农田风蚀标准基础模型

模型Q_wt＝a₁·exp(b₁·U_wt)中：Q_wt为风洞条件下翻耕耙平地的土壤风蚀模数，单位：g/(m²·hr.)；U_wt为风洞条件下的起沙风速，单位：m/s；a₁为风洞条件下翻耕耙平地的风蚀强度与风速关系函数的系数；b₁为表征风洞条件下翻耕耙平地的风蚀强度随风速变化快慢的常数项；

模型中：C为尺度修订系数,尺度修订系数的含义为大田条件下土壤风蚀模数与风洞条件下土壤风蚀模数之比；k为气象站10m高度起沙风速与风洞条件50cm高度起沙风速之间进行换算时的风速修订系数；U为气象站10m观测高度的起沙风速，单位为m/s；

(2)对同一地区不同地类表面的输沙强度和地表粗糙度进行观测，根据观测结果建立大田条件下地表粗糙度与输沙强度关系公式，即第一标准基础模型：

其中，a₂为大田条件下输沙强度与地表粗糙度关系函数系数，b₂为表征输沙强度随地表粗糙度变化快慢的常数项，z₀为翻耕耙平地的地表粗糙度，S_dt¹为大田条件下翻耕耙平地的农田土壤输沙强度，单位为g·m^-1·hr.^-1；

然后计算待观测农田的地表粗糙度条件下的农田输沙强度与S_dt¹的比值R，则

其中，为待观测农田的输沙强度，z₀′为待观测农田的地表粗糙度；

(3)对同一地区内不同土壤质地的翻耕耙平地的易风蚀物含量和农田风蚀量进行观测，根据观测结果建立大田条件下的农田土壤风蚀量与土壤中易风蚀物含量关系公式，即第二标准基础模型：

F_dt＝a₃·ef-b₃，

其中，ef为大田条件下的农田风蚀标准基础模型所处翻耕耙平地中易风蚀物含量，a₃和b₃分别为土壤中易风蚀物含量与土壤风蚀量关系公式中易风蚀物含量的系数和常数项，F_dt为大田条件下的农田土壤风蚀量，单位为g·m^-2；

然后计算待观测农田翻耕耙平地土壤易风蚀物含量条件下的农田土壤风蚀量与F_dt的 比值E，则

其中，F′_dt为待观测农田的土壤风蚀量，ef′为待观测农田的土壤中易风蚀物含量；

(4)对同一地点的土壤含水率与输沙强度进行观测，根据观测结果建立大田条件下农田输沙强度与表层土壤含水率的关系公式，即第三标准基础模型：

其中，a₄和b₄分别为土壤含水率与输沙强度关系公式中土壤含水率的系数和常数项，S_dt²为大田条件下的农田土壤输沙强度，单位为g·m^-1·hr.^-1；wf为大田条件下的农田风蚀标准基础模型所处翻耕耙平地的表层土壤含水率，单位为％；

然后计算待观测农田翻耕耙平地土壤含水率条件下输沙强度与S_dt²的比值W，则

其中，wf′为待观测农田的土壤含水率，单位为％，为待观测农田土壤输沙强度；

(5)同时将步骤(2)所得R、步骤(3)所得E、步骤(4)所得W均以乘的关系代入模型中，建立得到固定起沙风速条件下的农田风蚀量预测模型：Q_dt＝a₁·C·R·E·W·exp(b₁·k·U)；或，

进一步将次风蚀事件、风蚀期或风蚀季不同等级风速下的累计时间代入模型Q_dt＝a₁·C·R·E·W·exp(b₁·k·U)中，建立次风蚀事件、风蚀期或风蚀季的农田风蚀量预测模型：Q_dt′＝10^-2·a₁·C·R·E·W·∑_j＝1[T_j·exp(b₁·k·U_j)]；

(6)然后对待测农田区的地表粗糙度z₀′、土壤易风蚀物含量ef′及土壤含水率wf′进行观测或检测，所得观测或检测结果代入步骤(5)所得模型Q_dt＝a₁·C·R·E·W·exp(b₁·k·U)中，计算出某一起沙风速条件下待测农田区的农田风蚀量；或，

对待测农田区的不同等级风速U_j及其累计时间T_j、地表粗糙度z₀′、土壤易风蚀物含量ef′及土壤含水率wf′进行观测或检测，所得观测或检测结果代入步骤(5)所得模型Q_dt′＝10^-2·a₁·C·R·E·W·∑_j＝1[T_j·exp(b₁·k·U_j)]中，计算出待测农田区的次农田风蚀量。