基于Hurst指数与相关系数的降雨侵蚀力变异识别与分级方法

摘要：

变化环境下区域降雨侵蚀力的时空变化问题对区域水土流失防治工作提出了新的挑战.降雨侵蚀力序列不再是纯随机序列,往往存在趋势、跳跃或者周期的变化,在对降雨侵蚀力序列分析与计算时,现有研究往往采用单一的检验方法,缺乏对降雨侵蚀力序列各类成分的综合比较,所得到的结果可信度及其程度如何无法判断.该研究提出了基于Hurst系数和相关系数的降雨侵蚀力序列联合分析方法.该方法首先计算降雨侵蚀力序列的Hurst系数,引用水文序列变异的概念,从统计学角度将降雨侵蚀力序列确定性成分分为三级(无变异、弱变异和强变异).然后通过多种检验方法综合检验,将得到的结果与原序列进行相关性分析提取相关系数最大的确定性成分(趋势、跳跃和周期),对其进行剔除,重复上述步骤,将降雨侵蚀力序列中的确定性成分进行一一分解,最终得出的降雨侵蚀力序列将是一个随机序列与确定性序列的组合.实际应用中,根据长江流域174个气象站点1961—2014年逐日降雨资料,对流域内各气象站点年降雨侵蚀力序列进行确定性成分分析与分级结果表明:长江流域174个气象站点中有130个站点降雨侵蚀力序列无明显变异,有31个站点降雨侵蚀力序列出现弱变异,有13个站点降雨侵蚀力序列出现强变异.以重庆奉节站为例进行综合检验,分析结果为整体强变异,该站年降雨侵蚀力序列存在复合周期和跳跃成分,其中复合周期为5 a和16 a,向下的跳跃点为2011年.该研究为变化环境下区域降雨侵蚀力预测提供理论依据.

关键词：侵蚀、分级、Hurst指数、相关系数、降雨侵蚀力、时空变异

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分类号：S157.1(土壤学)

资助基金：国家自然科学基金51409007;国家重点研发计划项目2017YFC050530302

在线出版日期：2018-08-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：140-148