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土壤侵蚀的研究进展及展望摘要：土壤侵蚀是土地退化的主要类型之一，土壤侵蚀给人类造成严重危害：毁坏土地资源，降低粮食产量，干扰工程建设，影响生态环境，同时会引起自然灾害的发生。
在对以往土壤侵蚀的成因、危害、防治等方面研究进行综合分析的基础上，对土壤侵蚀未来的研究方向进行了展望。
关键词：土壤侵蚀，危害，防治0 引言《中国大百科全书•水利卷》（1992）[1]将土壤侵蚀（Soil erosion）定义为“在风力、水力、冻融和重力等外营力的作用下，土壤及其母质被破坏、搬运及沉积的过程”。
水土流失（Soil and water loss）和土壤侵蚀是两个十分相近的概念。
1981年科学出版社《简明水利水电词典》[2]提出，水土流失指“地表土壤及母质、岩石受到水力、风力、重力和冻融等外力的作用，使之受到各种破坏和移动、堆积过程以及水本身的损失现象”。
从两者的定义中可以看出，二者虽然存在着共同点，即都包括了在外营力作用下土壤、母质及浅层基岩的剥蚀、运搬和沉积，但是也有明显差别，即水土流失中包括了在外营力作用下水资源和土地生产力的破坏与损失，而土壤侵蚀中则没有。
土壤侵蚀是一个自然地质过程，而水土流失作为一种地质环境问题，强调的是土壤侵蚀的不良影响，即其造成的水土资源和土地生产力的破坏和损失。
1 土壤侵蚀的分类根据土壤侵蚀的定义，土壤侵蚀的发生营力有水力、风力、冻融、重力等，由此可以将土壤侵蚀分为水力侵蚀、风力侵蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀等多种类型。
其中在我国分布最广泛的为前三种类型[3,4]。
水力侵蚀是指由于降雨或径流引起的土壤侵蚀。
其侵蚀形式包括面蚀、潜蚀、沟蚀和冲蚀。
在比较干旱、植被稀疏的条件下，当风力大于土壤的抗蚀能力时，土粒就被悬浮在气流中而流失。
这种由风力作用引起的土壤侵蚀现象就是风力侵蚀，简称风蚀。
风蚀发生的面积广泛，除一些植被良好的地方和水田外，无论是平原、高原、山地、丘陵都可以发生，只不过程度上有所差异。
RUSLE侵蚀模型的应用及进展
陈云明;刘国彬;郑粉莉;张卫
【期刊名称】《水土保持研究》
【年(卷),期】2004(11)4
【摘要】RUSLE模型是在美国通用土壤流失模型USLE的基础上建立起来的,是目前国内外应用广泛的土壤侵蚀预测模型之一。
从RUSLE模型开发背景,RUSLE模型的主要修订内容,模型的实施与进展,RUSLE2模型介绍,RUSLE模型的局限性及RUSLE模型的应用前景等6个方面对模型的应用及研究进展进行了综合性评述,为我国土壤侵蚀模型的建立提供参考。
【总页数】4页(P80-83)
【关键词】通用土壤流失方程RUSLE;土壤侵蚀
【作者】陈云明;刘国彬;郑粉莉;张卫
【作者单位】中国科学院水利部水土保持研究所西北农林科技大学水土保持研究所;青海省水土保持局
【正文语种】中文
【中图分类】S157.1
【相关文献】
1.基于RUSLE模型的三峡库区腹地土壤侵蚀演变研究 [J], 冉彩虹
2.基于RUSLE模型的三峡库区腹地土壤侵蚀演变研究 [J], 冉彩虹
3.基于RUSLE模型的中国生产建设工程扰动区潜在侵蚀时空分异规律研究 [J], 朱
楚馨;樊翔;白中科;许文佳
4.基于GIS和RUSLE模型的东江源流域土壤侵蚀评价 [J], 唐燕文;况润元;宋子豪;李海翠
5.RUSLE侵蚀模型及其应用(综述) [J], 李凤;吴长文
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土壤侵蚀模型研究综述周正朝上官周平(中国科学院水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室 ,712100, 陕西杨凌摘要近年来 , 人们对土壤水蚀形成过程及其模拟进行了广泛研究 , 并针对不同研究对象与目的 , 建立了土壤水蚀的经验预报模型、物理过程模型和分布式模型。
在对国内外一些主要的土壤水蚀模型进行评述的基础上 , 讨论土壤侵蚀模型研究与 GIS 技术和 BP 神经网络理论结合的发展趋势 , 同时结合土壤水蚀模型的开发和应用情况 , 提出了土壤侵蚀预报模型研究亟待解决的一些问题和我国土壤侵蚀预报模型研究的设想。
关键词土壤侵蚀 ; 模型 ; 预报 ; 参数收稿日期 :200309修回日期 :1016项目名称 :国家 973项目 (2002C B111502 ; 教育部博士点专项科研基金(20030712001作者简介 :周正朝 (1980—, 男 , 研究生。
主要从事植物生态与水土保持方向研究。
E 2mail :eco @ms. iswc. ac. cn 3刘宝元等 . 中国土壤侵蚀预报模型研究 . 第 12届国际水土保持大会 , 北京 ,2002土壤侵蚀预报模型的研发 , 是土壤和地理学科的前沿领域 , 也是引导和集成土壤侵蚀试验研究、促进土壤侵蚀和水土保持科研定量化的重要手段。
近 30年来 , 各国都投入了大量的人力和物力 , 研发土壤侵蚀预报模型 , 并取得了长足的进展。
根据模型建立的途径和模拟过程 , 模型通常可以分为经验模型、物理过程模型和分布式模型。
我们结合自己在黄土高原土壤侵蚀过程与预报方面的研究工作 , 对土壤水蚀过程模拟模型研究动态进行评述 ,提出了水蚀预报模型亟待解决的关键问题 , 以促进我国土壤侵蚀预报模型的建立 , 为生态环境改善提供科学依据。
1经验模型 (Empirical Model111国外土壤侵蚀经验模型研究动态国外土壤侵蚀经验模型 , 主要以通用土壤流失方程 (Universal S oil Loss Equation ,US LE 和修正的通用土壤流失方程 (Reversed Universal S oil Loss Equa2tion ,RUS LE 为代表。
经营管理 922023.12黄土高原地区土壤侵蚀研究及防治杨 扬（天水市武山县水土保持站，甘肃 武山 741300）我国黄土高原是丘陵沟壑地貌，土质疏松，年平均降水量少，降水集中在夏季，导致了黄土高原地区容易发生土壤侵蚀，黄土高原的生态环境和生态系统十分脆弱。
1 土壤侵蚀的机理过程结合黄土高原的垂直结构丘和陵沟壑地貌，可将土壤侵蚀模型分为三种，分别是坡面模型、沟道模型和沟坡系统模型。
1.1 自然因素水力侵蚀是黄土高原最主要的侵蚀类型，主要是由于暴雨和地表径流造成的水土流失，降雨总量和强度与土壤侵蚀量呈正相关。
风力侵蚀主要是风沙刮蚀裸露的地表导致的，风沙将地表土壤带走。
重力侵蚀主要是由于土体松散，承重力较差，造成土体塌落。
土壤侵蚀程度受土壤自身理化性质影响，疏松的土壤吸水性强，吸水后易形成较为坚实的结构，但这种土壤自身脆弱，易受到风力侵蚀和重力侵蚀；而透水性较差的土壤在强降水后会产生径流，径流冲刷造成水力侵蚀。
土壤侵蚀亦受到地形的影响，不同形态的坡导致水的动力学作用不同，侵蚀程度也会不同，坡度较大的地方雨水流速越大，径流冲刷强度越大；坡度较长的地方会汇集大量的雨水，加剧侵蚀。
1.2 人为因素人类各种不合理的生产实践活动加速破坏了地表土壤。
过度放牧、坡地开荒和毁林开荒等都是在破坏地表植被，耕作时翻地使土壤疏松，改变土壤的团粒结构，有利于农作物生产，但会导致土壤的强度与抗蚀性降低，易发生土壤侵蚀。
1.3 土壤侵蚀带来的危害土壤侵蚀会产生大量淤积的泥沙，导致暴雨径流加剧，从而加剧了洪涝灾害和防洪难度，影响了河道泄洪和航道的运行。
土壤侵蚀会降低土壤肥力，导致土地生产力和粮食产量降低，加剧当地的贫困程度。
水土流失会将一些重金属、农药等转移到未受到污染的河流和农田中，危害粮食的食品安全和人们的生活，破坏农业土地资源和生态环境，导致生态和经济受到制约。
2 土壤侵蚀防治策略2.1 重视土壤侵蚀土壤侵蚀和水土流失的理论体系较为完整，但是较少有学者研究土壤侵蚀类型和机理方面。
土壤风蚀可蚀性研究进展土壤风蚀是指风力对土壤表面颗粒的扬起和移动作用。
土壤风蚀是一种自然界常见的地表侵蚀过程，具有广泛的地理分布和极大的环境影响。
随着全球气候变化的加剧和人类活动的扩张，土壤风蚀问题日益凸显，对土地资源和生态环境的破坏日益加剧。
因此，土壤风蚀的可蚀性研究对于合理利用土地资源，保护生态环境具有重要意义。
土壤风蚀的可蚀性研究从传统的灌溉与排灌工程、土壤物理学研究方法逐渐发展到综合分析模型、遥感技术和数值模拟研究等多领域交叉应用的研究方法。
可蚀性的研究主要包括了土壤侵蚀类型、土壤可蚀性指标、土壤保持措施和土壤侵蚀模型等方面。
首先，土壤侵蚀类型是可蚀性研究的基础。
根据土壤移动的形式和特点，土壤侵蚀可以分为风蚀、水蚀和冻蚀等几种类型。
风蚀是其中的一种重要类型，是指风力对土壤表面颗粒的扬起和移动作用。
了解不同类型的土壤侵蚀对于制定相应的土壤保持措施和进行可蚀性评价具有重要意义。
其次，土壤可蚀性指标是研究可蚀性的重要内容之一、土壤可蚀性指标是根据土壤的物理性质和环境条件量化评价土壤抗风蚀能力的指标体系。
主要包括了土壤颗粒分析、土壤质地、孔隙度、含沙量、风蚀易损性指数等。
通过对这些指标的研究，可以定量评估土壤的抗风蚀能力，并制定相应的土壤保持措施。
再次，土壤保持措施是可蚀性研究的重要内容之一、针对不同地区和土地利用类型，不同的土壤保持措施应运而生。
例如，在农业地区，可以采用合理的耕作措施、植被恢复和建立防风林等来防治土壤风蚀。
在工业区和城市区域，可以采用封闭措施、遮挡措施和确保坡面覆盖等措施来防治土壤风蚀。
通过对土壤保持措施的研究，可以减少土壤风蚀的发生和影响，保护土地资源和生态环境。
最后，土壤侵蚀模型是可蚀性研究的新的发展方向。
传统的土壤侵蚀模型主要是基于实验数据和经验公式，具有一定的局限性。
而近年来，随着计算机技术和遥感技术的迅速发展，基于物理学原理的数值模拟模型在土壤侵蚀研究中得到了广泛应用。
历历在目，土壤侵蚀模型发展历程！土壤侵蚀模型发展历程土壤侵蚀模型研究近80 年的过程中,模型的性质从经验发展到机理,模拟的空间尺度从坡面到小流域、大流域或区域,模拟的内容从侵蚀、沉积、产沙到污染物富集与迁移,模型的应用从水土保持措施选择与布设、侵蚀影响生产力、到水土保持效益和水土资源管理等。
这种日新月异的发展,除源于土壤侵蚀理论的不断提高,很大程度上得益于计算机、地理信息系统(GIS)和遥感(RS)等新技术的支撑。
1 美国经验模型 USLE 的建立与完善经验模型是对大量试验观测数据统计分析基础上建立的一系列数学公式。
通用土壤流失方程USLE( Universal soil loss equation) 是基于大量天然降雨和人工降雨径流小区观测和试验资料建立的预报坡面多年平均土壤流失量的经验模型,从最早出现 USLE 的名称 ,到以手册正式发布,以及至今天,不仅进行了不断修订完善 ,还被广泛应用。
径流小区是土壤侵蚀研究的基本手段,最早由德国土壤学家Wollny 在 1882 年采用,研究坡度、植物覆盖、土壤类型、坡向等对土壤侵蚀的影响 ,创立了土壤侵蚀研究独有的径流小区方法,他因此被称为“水土保持研究的先驱者冶。
Cook1936 年总结提出影响土壤侵蚀的三组因子:土壤可蚀性、潜在侵蚀力和覆盖保护能力,详细描述了每一组因子包括的次一级因子,实质是土壤侵蚀经验模型的概念模型。
Zingg1940 年第一个用数学方程描述土壤流失量与坡度和坡长的指数回归方程。
Smith1941 年在方程中增加了作物因子 C 和水土保持措施因子 P。
Browning 等 1947年增加了土壤可蚀性和管理因子取值表。
Musgrave1947 年总结性提出美国玉米带坡面土壤侵蚀模型,增加了最大 30 min 降雨强度幂函数表示的降雨因子。
Smith 等1948 年首次提出基于“土壤流失比例冶的方程,将植被覆盖与管理因子C 定义为某种特定黏土和轮作条件下、3% 坡度、水平投影坡长 27. 43 m(90 英尺)、顺坡上下耕作农地的年平均土壤流失量,其余坡度S、坡长L、土壤类型K、水土保持措施P 等都是无量纲因子, 通过实际情况下的土壤流失量与C 值的比值获得。
云南省土壤侵蚀研究动态刘艳伟¨’，徐梓航1，朱仲元2，朝伦巴根2 (1．昆明理工大学现代农业工程学院，昆明650500；2．内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院，呼和浩特010018)云南省土壤侵蚀严重，携带大量养分、重金属和化肥、农药的泥沙进入江河湖库，造成水体富营养化，主要农林作物区生态退化制约了土地生产力的发挥，极易诱发滑坡、泥石流等山地地质灾害。
近年来相继开展了云南省土壤侵蚀模型的相关研究，取得一定的进展，但还存在一些问题。
文章介绍了云南省土壤侵蚀现状，介绍了不同专家学者对云南干热河谷地区土壤侵蚀及植被恢复相关研究，并在此基础上提出了意见和建议，为采取合理的水土保持措施提供依据。
关键词：土壤侵蚀，云南，干热河谷地区中图分类号：S161．4 引言目前土壤侵蚀问题已经成为影响我国经济社会持续发展的主要限制性因子，之一。
我国土壤侵蚀科学研究始于20世纪20年代，经过近百年来不懈的努力，我国土壤侵蚀科学研究取得了丰硕的成果。
云南省山区、丘陵区面积约占全省国土总面积的94％，16个地、州、市都不同程度地存在水土流失。
长期以来，云南省地处长江上游，水土流失极为严重，根据云南省2004年土壤侵蚀现状遥感调查报告，土壤侵蚀面积134261．78Kin2，占到了总面积的35．04％。
土壤侵蚀较严重的地区昭通市的土壤侵蚀面积达到了47．1l％。
土壤侵蚀正消耗着当地的土壤资源，发生山体滑坡泥石流等次生灾害，威胁着农业生产的发展，以及人民生命安全。
为此云南省高度重视，并在2011年通过了云南省第一次全国水利普查土壤侵蚀普查。
成立了云南省水土保持生态环境监测总站和8个国家级监测分站、2个省级分站，建成了云南省水土保持信息管理系统和本底数据库，有4个水保监测分站建立了综合典型监测场点。
总之围绕土壤侵蚀和水土保持的研究没有中断过，并且取得了较好的效果。
1云南省土壤侵蚀现状国内外对土壤侵蚀机理研究已经取得了很多的成果，适应不同环境、不同地形、不同尺度的模型相继建立起来。
收稿日期:2003202;修订日期:2003203 基金项目:国家自然科学基金资助项目(40271075),中国科学院知识创新工程重要方向项目“水蚀预报模型研究”,中科院地理科学与资源研究所知识创新工程项目(CX I O G 2A 00205202)1 作者简介:蔡强国(19462),男,研究员,博士生导师,主要从事土壤侵蚀、水土保持、流水地貌、流域侵蚀产沙模拟和G IS 应用等方面研究。
E 2m ail :caiqg @igsnrr 1ac 1cn 1 文章编号:100726301(2003)0320242209关于我国土壤侵蚀模型研究进展蔡强国,刘纪根(中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101)摘 要:土壤侵蚀模型作为了解土壤侵蚀过程与强度,掌握土地资源发展动态,指导人们合理利用土地资源,管理和维持人类长期生存环境的重要技术工具,受到世界各国的普遍重视。
本文总结了中国土壤侵蚀模型的主要成果,对经验统计模型、物理成因模型、国外模型在我国的应用方面作了详细的介绍。
在总结和评价中国土壤侵蚀模型的基础上,提出了今后土壤侵蚀模型应该注重的发展方向:(1)注重土壤侵蚀模型的理论研究,将从以侵蚀因子为基础的侵蚀预报向侵蚀过程的量化研究和理论完善,研究各侵蚀因子及其交互作用对侵蚀过程的影响,泥沙在复杂坡面以及不同流域尺度间的分散、输移和沉积作用;(2)加强对重力侵蚀、洞穴侵蚀机制的研究,加强对大中流域侵蚀模型的研究;(3)充分利用先进的R S 、G IS 技术,为侵蚀模型的研究提供大量的数据源,以利于对土壤侵蚀模型的检验。
关 键 词:土壤侵蚀模型;主要成果;发展方向中图分类号:S 15711土壤侵蚀是人们普遍关注的生态环境问题之一。
土壤侵蚀预报是有效监测水土流失和评估水保措施效益的手段,侵蚀模型则是进行土壤流失监测和预报的重要工具。
自20世纪60年代以来,国内外已经开发出许多实用的土壤侵蚀预报模型。
根据土壤侵蚀模型的建模手段和方法,一般可以将其分为经验统计模型和物理成因模型。
经验统计模型是通过试验观测资料和数理统计技术,选定影响土壤侵蚀的相关因素,得出计算土壤流失量的方程式。
物理成因模型以土壤侵蚀的物理过程为基础,利用水文学、水力学、土壤学、河流泥沙动力学以及其他相关学科的基本原理,根据已知降雨、径流条件来描述土壤侵蚀产沙过程,从而预报在给定时段内的土壤侵蚀量[1]。
根据建模研究对象的不同,土壤侵蚀模型又有坡面土壤侵蚀模型和流域土壤侵蚀模型之分。
从土壤侵蚀预报模型的研究对象看,土壤侵蚀模型近些年来已经从坡面土壤侵蚀模型向流域侵蚀产沙模型发展。
由于坡面模型没有考虑相邻坡面、小区之间、坡面与沟道之间的径流泥沙作用过程,将它外推到流域时有很大的局限性。
流域是自然界中完整的降雨-侵蚀-产沙系统,因而流域模型更符合实际情况。
小区试验研究和坡面土壤侵蚀模型研第22卷第3期2003年5月地 理 科 学 进 展PRO GR ESS I N GEO GRA PH Y V o l 122,N o 13M ay,2003究和发展是流域侵蚀产沙模型的基础。
流域土壤侵蚀预报模型又可分为集总式模型和分布式模型两种。
集总模型反映流域的总体平均或者平均行为。
分布式模型则将流域划分为若干网络,通过对每个网格的赋值来反映影响土壤侵蚀的各种因素在流域内的差异,然后根据一系列反映侵蚀过程的运算程序计算各个网格的产流产沙,最后进行合理归并,从而达到比较准确地预报整个流域产流产沙的目的。
分布式模型比集总式模型更能准确地反映自然小流域的侵蚀状况。
我国学者在土壤侵蚀模型研究的各个层面上进行了大量工作,取得了很多成果。
其中,区域尺度研究的应用更为广泛。
在小流域土壤侵蚀模型的研究方面,以对统计模型及引进的统计模型中各因子的本地化研究较多,对基于过程的物理模型系统研究较少,特别是适合我国国情的系统的过程模型更少。
本文希望对我国土壤侵蚀模型的主要研究成果进行总结,并对其中的一些问题进行了评述,以期为今后的土壤侵蚀模型研究进展提供一定的参考意见。
1 经验统计模型经验模型主要从侵蚀产沙因子角度入手,建立径流、产沙与降雨、植被、土壤、土地利用、耕作方式、水保措施等之间的多元回归因子关系式。
经验公式结构简单,计算方便,在制定公式使用资料范围内具有可靠的精度,但是模型被移植到其它区域使用时以及向建模条件外延时,模型精度难以控制,模型的实用性受到影响。
这类侵蚀产沙模型以坡面模型和小流域侵蚀产沙模型为代表,同时也包括部分区域性的侵蚀产沙预报模型,这些通常不考虑侵蚀产沙过程,称之为“黑箱”或“灰箱”模型,在模型形式上主要是采用侵蚀产沙因子的多元回归方程式。
自1953年刘善建首次提出坡面土壤侵蚀量的公式来[2],不同的学者根据当地的实际情况,建立了不同的土壤侵蚀经验模型。
现介绍我国目前主要的侵蚀产沙经验模型。
111 坡面侵蚀产沙经验模型坡面经验模型主要参考或直接利用U SL E 的基本形式,结合我国当地的地貌特征,然后根据我国的观测资料,计算土壤侵蚀的各影响值。
关于各侵蚀因子的定量研究,比较成熟的是降雨径流因子、地形(坡度、坡长)因子的研究,植被因子和水土保持因子的系统研究较少。
在这些模型中,比较有代表性的是江忠善[2]和刘宝元[4]的经验侵蚀模型。
江忠善[3](1996)以沟间地裸露地基准状态坡面土壤侵蚀模型基础,将浅沟侵蚀影响以修正系数的方式进行处理,建立了计算沟间地次降雨侵蚀产沙量的方程式:A =aK P 0.999I 2.63730S 0.88L 0.286GV C式中:A 为次降雨侵蚀量;a 为系数、无量纲;K 为士壤因子系数;P 为降雨量;I 30为次降雨过程中30分钟最大降雨强度;S 为坡度;L 为坡长;G 为浅沟侵蚀影响系数,当坡面无浅沟侵蚀时,G =1;V 为植被影响系数;C 为水土保持措施影响系数。
对于裸露坡面、V 和C 皆为1。
该模型同以往模型相比,一是模型结构符合黄土丘陵区地貌特点,考虑了黄土坡面特有的浅沟侵蚀类型。
二是应用地理信息系统软件建立空间水土流失数据库,实现了侵蚀预报模型与G IS 相结合。
由于模型模拟面积有限,因此在模型的推广应用时,需要一系列参数体系的修正,才能保证模型在外延时的正确性。
3423期 蔡强国等:关于我国土壤侵蚀模型研究进展442地 理 科 学 进 展 22卷刘宝元[4](2001)建立了中国土壤流失方程(CSL E——Ch inese So il L o ss Equati on),可以用于计算坡面上多年平均年土壤流失量,此模型确立了一个中国土壤侵蚀预报模型的基本形式,形式简单实用。
容易在不同地区推广应用,其基本形式为:A=R KL SB ET A是坡面上多年平均年土壤流失量(吨(公顷-1・年-1);R是降雨侵蚀力(兆焦耳(毫米(公顷-1・小时-1・年-1);K是土壤可蚀性(吨(公顷(小时(公顷-1・兆焦耳-1・毫米-1);L是地形的坡长因子(无量纲单位);S是地形的坡度因子(无量纲单位);B是水土保持的生物措施因子(无量纲单位);E是水土保持的工程措施因子(无量纲单位);T是水土保持的耕作措施因子(无量纲单位)。
全国性CSL E模型建立和应用的关键在于以下四个方面:资料标准的统一、修正;不同区域各因子的修正体系的确立;模型在不同区域流域内的验证;新技术R S、G IS在实际预测中的应用等。
但此模型也只能适用于缓坡地,对浅沟、切沟侵蚀等一些侵蚀方式没有考虑;同时,由于一些因子的标准在不同地区的差异,模型的推广也受到一定的限制。
112 流域侵蚀产沙经验模型流域侵蚀产沙经验统计模型中,由于试验观测资料的差异,模型中所考虑的影响土壤侵蚀的影响因素也有所不同,但主要从水文、气象、下垫面因素考虑。
水文气象因子包括降雨量、径流量等;下垫面因子包括流域几何特征、地貌特征、土壤特征、植被与土地利用、水土保持措施等。
比较有代表性的流域侵蚀产沙经验模型主要有以下4个:江忠善[5](1980)根据黄土高原羊道沟、团山沟、吕二沟等10个小流域(集水面积0118～187km2)资料,得到次暴雨流域产沙公式,主要参数有流域坡降、土壤可蚀性因子、植被作用系数,建立了产沙与径流的非线性关系式;此模型最大的不足是在不同集水面积的流域侵蚀产沙计算中,缺乏对泥沙输移过程的考虑,同时将侵蚀产沙关系式采用从坡面到流域之间的简单外延,忽略了流域侵蚀产沙的空间尺度变异规律。
范瑞瑜[6](1985)建立了黄河中游地区小流域土壤侵蚀预报模型,此模型探讨了不同地区小流域自然及人为因素间影响流失量的有关参变数,经统计分析,选取了下列有关因子: 1)降雨影响侵蚀因子(R);2)土壤可蚀性指标(K);3)流域平均坡度(J);4)植被影响侵蚀系数(C);5)工程措施影响侵蚀系数(P)。
模型结构简单明了,实用性强。
但此模型在以下几个方面存在不足:在针对黄河中游地区小流域土壤侵蚀预报计算中,采用平均雨强及降雨年侵蚀力的方法概化了黄河中游地区高强度短历时暴雨在年侵蚀产沙中的重要作用,在实际预测中精度会受到影响。
采用流域平均坡度作为地形因子的测算依据,在黄土高原复杂的地貌条件下仍存在较多问题,不能很好反映流域的沟壑密度,这一点将直接影响模型的预测效果。
金争平[7](1991)通过对影响小流域侵蚀产沙的17个因子进行统计分析,找出影响皇甫川区小流域土壤侵蚀的主导因子,以主导因子建立适用于不同条件的若干泥沙预报方程。
此预报方程综合考虑了影响小流域侵蚀产沙的各个因子,但其适用范围只能在皇甫川流域,对泥沙侵蚀规律和定量预报方面还不够理想。
模型对于近年来在黄土高原地区进行的大规模水土流失治理的工程措施缺少考虑,使得模型较难实际推广应用。
李钜章[8](1999)利用黄河中游不同区域具有大量淤地坝的条件,再通过侵蚀影响因素机理的分析、在侵蚀形态类型区的划分等基础上探讨侵蚀变权模型。
首先选择了155个“闷葫芦”淤地坝,采集每个坝的平均淤积量,以及相应流域的侵蚀产沙影响因素:植被盖度、降雨量、沟谷密度、切割深度、地表组成物质、>15°的坡耕地面积比等资料,采用变权形式,建立侵蚀强度宏观估算模型。
最后用年降水量与年输沙量的关系对模型进行改进,得到了适用于多沙区粗沙区的侵蚀量计算模型。
此模型采用的是淤地坝资料,仅能反映多年平均状态,不能反映年际侵蚀与降雨的变化对侵蚀的影响,更不能反映单次暴雨对侵蚀的影响。
除了上述经验模型外,孙立达[9],杨艳生[10],周伏建[11],陈法扬[12],周佩华[13]等人也提出了相应的经验侵蚀产沙模型。
这些模型都是对分析影响侵蚀产沙的因素,结合当地的条件,采用数理统计的方法分析得到的。
如在江忠善的侵蚀模型里,将浅沟侵蚀影响以修正系数的方式代到U SL E 方程中;而刘宝元则将U SL E 中的作物和水土保持措施两大因子变为三大措施因子,即生物、工程和水土保持耕作措施三大因子。
