土壤侵蚀量计算模型教学内容

1 土壤侵蚀量计算模型关于土壤侵蚀量的计算，目前国内外主要采用的是美国的通用土壤流失方程USLE(Universal Soil- Loss Equation)，作为一个经验统计模型，它是土壤侵蚀研究过程中的一个伟大的里程碑，在土壤侵蚀研究领域一度占据主导地位，并深刻地影响了世界各地土壤侵蚀模型研究的方向和思路。

由于USLE模型形式简单、所用资料广泛、考虑因素全面、因子具有物理意义，因此不仅在美国而且在全世界得到了广泛应用。

“通用土壤流失方程式”的形式如下：⨯⨯⨯A⨯⨯=1-1SPCLRK式中：A——土壤流失量（吨∕公顷·年）R——降雨侵蚀力指标；K——土壤可蚀性因子。

它是反映土壤吝易遭受侵蚀程度的一个数字。

其单位是，在标准条件下，单位侵蚀力所产生的土壤流失量；L——坡长因子。

当其它条件相同时，实际坡长与标准小区坡长（22.1米）土壤流失量的比值；S——坡度因子。

当其它条件相同时，实际坡度与标准小区坡度（9%）上土壤流失量的比值；C——作物经营因子。

为土壤流失量与标准处理地块（经过犁翻而没有遮蔽的休闲地）上土壤流失量之比值；P——土壤保持措施因子，有土壤保持措施地块上的土壤流失量与没有土壤保持措施小区（顺坡梨耕最陡的坡地）上土壤流失量之比值。

通用土壤流失方程的计算结果只适用于多年平均土壤流失量，而不能够代表当地某一年或某一次降雨所产生的土壤流失量。

当方程式右边每个因子值都是已知数时，即地块内的土壤种类、坡长、坡度、作物管理情况、地块内的土壤保持措施以及降雨侵蚀力都已知，且都被分别赋于一个适当的数值时，它们相乘后，就得出在此特定条件下所预报的年平均土壤流失量。

2 模型中各参数确定依据降雨侵蚀力指标R值的确定R值的确定有以下三种途径：（1）R值的经典算法：美国学者威斯奇迈尔和史密斯（1985年）利用美国35个土壤保持试验站8250个休闲小区的降雨侵蚀资料统计得出R指标与降雨动能E及最大30分钟降雨强度I 30的经验关系，计算式如下：∑•=30I E R 1-2（2）R 值的简易计算：上式在实际应用中，计算降雨动能E 需要降雨过程，其计算是件繁杂的事情，故R 值简易计算的关键在于寻求一个通过常规降雨资料就可得到的参数，并建立它与R 值的经典算法的关系，省去动能E 的计算。

3 土壤多年平均侵蚀量估算算例：利用计算模型，选取鄂东—安徽段几个典型水毁在灾害点，估算其多年平均土壤侵蚀量，并对管道安全风险作评价。

各水毁点的基本特点和坡体性质参数根据野外管道沿线地质灾害点的现场调查结果，选取灾害点编号为74、132、137、141、147、149、182及184的水毁点进行土壤多年平均侵蚀量及侵蚀深度估算。

各水毁点的基本特征如表4所示，管沟开挖后，坡体基本无任何水工保护措施，坡面上已形成深度不等的冲沟。

表5为各水毁灾害点坡体性质的基本参数。

室内编号灾害类型:附图水毁点基本特征74坡面水毁管道向下敷设，坡体上未修建水工保护工程，坡面冲刷成深沟，目前水土流失严重。

光缆开挖形成约2m宽的坑，管道外露，未用土填上。

132坡面水毁管道顺斜坡敷设，坡度在15°左右。

管沟为砂性碎石土，因管沟开挖致使土体松散，水土流失严重。

管沟外侧已形成冲沟。

137`坡面水毁管道上坡，坡体为风化砂土，由于管沟开挖后，使得坡上土体极为松散，在坡面流水冲刷下，水土流失严重，目前坡面上已形成小冲沟。

141坡面水毁管道顺坡向上敷设，坡长约150m。

上部局部坡度达30°，整体坡度为10°-15°。

地层为薄层砂页岩，强-全风化，极易发生冲刷。

147坡面水毁管道上坡，坡体为风化砂土，由于管沟开挖后，使得坡上土体极为松散，在坡面流水冲刷下，水土流失严重，目前坡面上已形成冲沟。

…149坡面水毁管道上坡，坡体为风化砂土，由于管沟开挖后，使得坡上土体极为松散，在坡面流水冲刷下，水土流失严重。

182坡面水毁管道顺坡向下敷设，由于管沟开挖后，使得坡上土体极为松散，在坡面流水冲刷下，水土流失严重，目前坡面上已形成冲沟。

184坡面水毁、管道上方土体松散，表面水流冲刷下，水土流失严重，目前坡面上已形成冲沟。

表5 各水毁灾害点坡性参数一览表灾害点编号地区土体类型坡长平均坡度相对高度植被覆盖率水土保持措施…74大冶市 砂性碎石土 80 15 荒草地，小于5% 无 132 池州市 砂性碎石土 ` 80 15 灌木，30%无 137 池州市风化砂土60 15 | 灌木，30% 无 141 池州市 砂性碎石土 150 13 灌木，30% 无 147 [池州市 风化砂土 120 15 荒草地，10% 无 149 池州市 风化砂土 60 | 20 荒草地，5% 无 182 广德县 风化砂土 60 15 灌木，10% ： 无 184广德县风化砂土4520灌木，5%无各水毁点计算参数的确定 ~土壤多年平均侵蚀量的计算公式为：P C S L K R A ⨯⨯⨯⨯⨯=（R 取多年平均值） 依据上述计算模型各参数的确定原则，得到表6所示的各灾害点的计算参数取值表，74号灾害点位于大冶市，其余各灾害点均位于池州市，由于无实际降雨资料可查，故依据前人所作的全国降雨侵蚀力R 值的等值线图进行估算，74号灾害点的年均R 值取，其他灾害点的年均R 值取，地形参数LS 根据公式1-4确定，C 、P 参数分别依表2和表3可查的。

新六项指标及土壤侵蚀模数计算方法新六项指标是指近年来土壤侵蚀研究中提出的一种更加全面、科学、准确的土壤侵蚀程度评估方法，它包括降雨侵蚀指数、土地利用侵蚀指数、植被覆盖指数、制度措施指数、水土保持措施指数和无鱼塘湿地覆盖指数。

通过综合分析这六个指标的数值，可以判断土壤侵蚀的程度，进而采取相应的防治措施。

其中，降雨侵蚀指数（EI30）是指降雨对土壤侵蚀作用的程度，通过降雨强度和土壤类型来计算，一般单位为mm/h。

土地利用侵蚀指数（LS）是指土地利用方式对土壤侵蚀的影响，考虑了坡度和坡长的因素，数值越大表示土壤侵蚀的程度越深。

植被覆盖指数（C）则是指植被对土壤侵蚀的保护作用，数值范围为0到1，数值越大表示植被覆盖越好。

制度措施指数（P）是指政策和制度对土壤侵蚀的防治作用，数值越大表示措施的效果越好。

水土保持措施指数（R）是指水土保持措施对土壤侵蚀的影响，数值范围为0到1，数值越大表示措施的效果越好。

无鱼塘湿地覆盖指数（S）是指湿地对土壤侵蚀的保护作用，数值范围为0到1，数值越大表示湿地保护越好。

为了计算土壤侵蚀模数，首先需要测定以上六项指标的数值。

降雨侵蚀指数和土地利用侵蚀指数可以通过野外采样实地测量获取，植被覆盖指数、制度措施指数、水土保持措施指数和无鱼塘湿地覆盖指数可以通过遥感技术获取，或者根据实地调查和收集相关数据进行推算。

计算土壤侵蚀模数的方法主要是通过将以上六项指标代入模型方程进行计算。

具体计算方法如下：1.首先，根据实况雨量数据计算出降雨强度和降雨量。

2.根据降雨强度和土壤类型参数，计算降雨侵蚀指数（EI30）。

3.根据坡度和坡长，计算土地利用侵蚀指数（LS）。

4.根据植被覆盖率，计算植被覆盖指数（C）。

5.根据政策和制度情况，计算制度措施指数（P）。

6.根据水土保持措施情况，计算水土保持措施指数（R）。

7.根据湿地覆盖情况，计算无鱼塘湿地覆盖指数（S）。

8.将以上六项指标的数值代入土壤侵蚀模型方程，计算土壤侵蚀模数。

土壤侵蚀量计算模型关于土壤侵蚀量的计算，目前国内外主要采用的是美国的通用土壤流失方程USLE(Universal Soil- Loss Equation)，作为一个经验统计模型，它是土壤侵蚀研究过程中的一个伟大的里程碑，在土壤侵蚀研究领域一度占据主导地位，并深刻地影响了世界各地土壤侵蚀模型研究的方向和思路。

由于USLE模型形式简单、所用资料广泛、考虑因素全面、因子具有物理意义，因此不仅在美国而且在全世界得到了广泛应用。

“通用土壤流失方程式”的形式如下：⨯⨯A⨯=1-1⨯⨯CRSPLK式中：A——土壤流失量（吨∕公顷·年）R——降雨侵蚀力指标；K——土壤可蚀性因子。

它是反映土壤吝易遭受侵蚀程度的一个数字。

其单位是，在标准条件下，单位侵蚀力所产生的土壤流失量；L——坡长因子。

当其它条件相同时，实际坡长与标准小区坡长（22.1米）土壤流失量的比值；S——坡度因子。

当其它条件相同时，实际坡度与标准小区坡度（9%）上土壤流失量的比值；C——作物经营因子。

为土壤流失量与标准处理地块（经过犁翻而没有遮蔽的休闲地）上土壤流失量之比值；P——土壤保持措施因子，有土壤保持措施地块上的土壤流失量与没有土壤保持措施小区（顺坡梨耕最陡的坡地）上土壤流失量之比值。

通用土壤流失方程的计算结果只适用于多年平均土壤流失量，而不能够代表当地某一年或某一次降雨所产生的土壤流失量。

当方程式右边每个因子值都是已知数时，即地块内的土壤种类、坡长、坡度、作物管理情况、地块内的土壤保持措施以及降雨侵蚀力都已知，且都被分别赋于一个适当的数值时，它们相乘后，就得出在此特定条件下所预报的年平均土壤流失量。

usle土壤侵蚀预报方程USLE土壤侵蚀预报方程是土壤侵蚀研究领域中的一项重要成果，它可以用来预测土壤侵蚀的程度和速度，并为农业生产和土地利用提供科学依据。

本文将介绍USLE土壤侵蚀预报方程的基本原理、应用方法和优缺点。

USLE土壤侵蚀预报方程是由美国农业部所研发的一种土壤侵蚀预测模型，它基于土壤侵蚀的五个主要影响因素：降雨、坡度、土壤侵蚀性、植被覆盖度和耕作方式。

该方程可以根据这些因素的大小和相互作用的程度，计算出土壤侵蚀的速率和程度。

USLE土壤侵蚀预报方程的应用方法比较简单，首先需要确定研究区域内的五个主要影响因素的数值，然后将这些数据输入到USLE土壤侵蚀预报方程中进行计算，最后就可以得出该区域内土壤侵蚀的程度和速度。

一般来说，USLE土壤侵蚀预报方程的计算结果可以通过数字地形图等方式进行展示和呈现，以便于农业生产和土地利用的决策。

USLE土壤侵蚀预报方程的优点是预测精度高、应用范围广、计算方法简单等。

它可以帮助农民和农业生产者更好地了解土壤侵蚀的情况，从而采取相应的防治措施，保护土地资源，提高农业生产效益。

同时，USLE土壤侵蚀预报方程也可以为土地资源的管理和保护提供科学依据。

然而，USLE土壤侵蚀预报方程也存在一些缺点和局限性。

首先，它只能预测单一的侵蚀类型，而对于不同类型的土壤侵蚀，需要采用不同的预测模型。

其次，USLE土壤侵蚀预报方程计算结果受到影响因素数据的精度和准确性的影响，因此需要对数据进行精细的处理和采集。

此外，该方程还需要考虑到不同地域和气候条件下的差异性，以提高预测精度和应用效果。

总的来说，USLE土壤侵蚀预报方程是一项重要的土壤侵蚀研究成果，它为土地资源的管理和保护提供了科学依据。

但是，在使用USLE 土壤侵蚀预报方程时，需要注意其局限性和应用范围，以充分发挥其作用。

土壤侵蚀模型土壤侵蚀是指降雨和水流等自然因素对土壤表面的破坏和剥夺过程，是农业和生态环境中一种常见的问题。

为了预测和评估土壤侵蚀的程度和趋势，科学家们开发了各种土壤侵蚀模型。

本文将介绍土壤侵蚀模型的基本原理和应用。

一、土壤侵蚀模型简介土壤侵蚀模型是基于土壤侵蚀过程的分析和模拟的工具。

通过收集和分析土壤特征、降雨数据、地形因素等关键参数，土壤侵蚀模型可以预测土壤侵蚀的程度和空间分布。

土壤侵蚀模型在农业生产、土地资源管理、环境保护等领域具有重要的应用价值。

二、土壤侵蚀模型的类型目前，存在多种土壤侵蚀模型，其中常用的主要有环境物理模型、统计模型和地理信息系统（GIS）模型。

1. 环境物理模型环境物理模型是基于水力学、土壤学和地貌学等科学原理构建的模型。

该模型关注水流、泥沙输运、土壤侵蚀等过程，以模拟和预测土壤侵蚀的程度和方向。

代表性的环境物理模型有USLE（通用土壤流失方程）、RUSLE（修正通用土壤流失方程）等。

2. 统计模型统计模型是基于大量实测数据和统计分析方法建立的土壤侵蚀模型。

该模型通过建立侵蚀指标与影响因素之间的相关关系，来预测土壤侵蚀的趋势。

常见的统计模型有MUSLE（改进的通用土壤流失方程）等。

3. 地理信息系统模型地理信息系统模型是将地理信息系统技术与土壤侵蚀模型相结合的模型。

通过数字高程模型、土地利用类型、坡度等多种参数的输入，地理信息系统模型能够实现对土壤侵蚀的综合分析和空间分布的预测。

三、土壤侵蚀模型的应用土壤侵蚀模型的应用涵盖了多个领域，下面将列举几个典型的应用案例。

1. 农业生产土壤侵蚀对农业产生负面影响，可导致土壤质量下降、营养流失以及土地退化。

通过应用土壤侵蚀模型，农民和农业管理者能够评估不同耕作方式和管理措施对土壤侵蚀的影响，并制定相应的土地管理策略。

2. 水资源管理土壤侵蚀会导致水体淤积、河道堵塞，进而影响水资源的供给和利用。

土壤侵蚀模型可帮助水资源管理者识别和评估潜在的土壤侵蚀区域，制定保护方案和控制措施，以确保水资源的可持续利用。

土壤侵蚀模型土壤侵蚀是指自然力和人类活动引起的土壤表面层的破坏和迁移的过程，是一种严重的环境问题。

为了研究土壤侵蚀的过程和控制侵蚀的方法，科学家们开发了不同的土壤侵蚀模型。

下面是土壤侵蚀模型的一般步骤。

1.数据收集和处理土壤侵蚀模型的建立首先需要收集并处理相关的数据。

这些数据包括地形、土壤类型、土地利用和植被状况、降水和径流等。

这些数据可以通过遥感技术、地面调查和实地测量等方法获得。

收集到的数据需要经过处理和整合，以提供模型所需的输入。

2.地形分析地形起伏是土壤侵蚀的重要因素，因此地形分析是土壤侵蚀模型的重要一步。

地形分析可以通过数字高程模型（DEM）进行，DEM可以从高程数据中获取地势的三维信息。

地形分析包括计算坡度和坡向等参数，为后续的侵蚀模拟做准备。

3.降雨和径流分析4.土壤侵蚀模拟在收集和处理好相关数据后，可以使用土壤侵蚀模型来模拟土壤侵蚀的过程。

土壤侵蚀模型可以根据不同的侵蚀机制和影响因素，通过数学模型和计算方法来预测土壤侵蚀的速率和强度。

常用的土壤侵蚀模型包括USLE模型（通用土壤流失方程）、RUSLE模型（改进的通用土壤流失方程）和WEPP模型（水土保持评价程序）等。

5.土壤侵蚀控制措施评估土壤侵蚀模型还可以用于评估不同土壤侵蚀控制措施的效果。

通过改变土地利用方式、实施植被恢复和建设护坡等措施，可以减少土壤侵蚀的发生和程度。

土壤侵蚀模型可以模拟不同措施对土壤侵蚀的影响，评估措施的效果，并为实施土壤侵蚀控制提供科学依据。

总之，土壤侵蚀模型的步骤包括数据收集和处理、地形分析、降雨和径流分析、土壤侵蚀模拟以及土壤侵蚀控制措施评估。

这些步骤旨在理解土壤侵蚀的过程和机制，预测和评估土壤侵蚀的程度，为土壤侵蚀控制提供科学依据。