区域水土流失模型敏感性分析

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1、第一章绪论5于该模型需已知坡面出口断面的径流过程，且主要适用于裸地径流小区，限制了模型适用的广泛性。1．2．1．3GIS与土壤侵蚀模型的结合基于物理模型的研究成果和GIS结合，开发了分布式土壤侵蚀模型，分布式模型将流域按照一定的方法划分为一个个相对均质的格网，即每个格网单元中的土壤、植被覆盖均匀分布，在每一个网格上进行参数的输入，然后根据一定的数学表达式来计算每个网格单元的侵蚀量，并将结果推演到流域出口，得到流域土壤侵蚀总量。国外有非点源流域环境响应模型ANSwERS(衄alNonpointSourceW．atershedEnvir0】叫lentResponse

2、Simulation)【钧1、欧洲的E1瓜OsEM(E砒0pe觚soilErosionModel)【411、荷兰的usEM(I血lburgSoilErosionModel)【421。ANSwERS模型是一个分布式次降雨小流域土壤侵蚀模型，模型与栅格GIS结合，利用遥感数据计算径流传输条件下的土壤流失，该模型可以评估土地利用和管理措施等变化对土壤侵蚀所造成的影响以及土壤侵蚀的空间变化。其不足之处是所用的渗透方程(H01t趾)是统计模型，土壤侵蚀预报以USLE为基础。Mo玛姐等建立的EUROSEM模型是物理成因很强的次降雨分布式侵蚀模型【43】，用欧洲土壤侵蚀研究多

3、种成果描述和预报田间及流域土壤流失的模型，模型将侵蚀分为细沟间侵蚀和细沟侵蚀，考虑了植被截流对下渗和降雨动能的影响，该模型在欧洲取代了USLE形式的统计方程。一，．1996年荷兰学者DeRoo提出了基于栅格GIS的土壤侵蚀和地表径流模型LISEM【421，UsEM模型是根据ANSwERS模型和DeRDo等1989年提出的对土壤侵蚀过程的描述，结合遥感和GIs技术，基于荷兰南部黄土区实验观测资料而开发的模型；’LISEM模型比较详细的考虑了侵蚀产沙的各个过程，包括降雨、截留、填洼、渗透、水分垂直运动、表层水流、沟道水流、土壤分散和泥沙输移等过程；同时把拖拉机轮子压

4、痕和田间小路对水文和侵蚀过程的影响考虑在内，并对上述各种过程分建立了子模型。由于模型程序代码完全用GIS命令构成，模型在分析流域的空间变化时，可以直接应用遥感数据和其他格式的GIS数据，方便了模型参数的输入和管理。但模型中的许多参数必须通过一系列野外观测才能获得，提高了模型的运行费用；加之模型对部分子模型的表述缺乏侵蚀过程的定量描述，限制了模型的推广应用。美国科学家对WEPP坡面和小流域版进行不断改进的同时，还将WEPP模型与GIS相结合，基于ArcⅥew软件开发研制了GeowEPP模型脚’451。该模型的优点在于与GIS有机结合，完成对小流域土壤侵蚀量的估算；

5、同时，模型允许直接输入各种地理数据(数字高程模型、地形图)，便于评价流域水土保持规划的可行性；不同地区的模型参数易于确定，从而使wEPP的应用更加广泛。但GeoWEPP目前版本只能评价小于500hm2的小流域，反映子流域主要土地利用和土壤状况以及到达沟道的每条径流路径的信息，而且模型评价的对象是一个坡面或一个理想化的坡面组合，而不是真正的小流域。1．2．1．4区域土壤侵蚀及模型研究6区域水土流失模型敏感性分析自20世界90年代以来，国内外对区域尺度土壤侵蚀研究给予了高度重视m郴】，国际上区域尺度土壤侵蚀研究主要概括为三个方面：(1)全球和区域(国家尺度)土壤侵蚀

6、调查：区域土壤侵蚀评价预报方法有，定性评价和常规专题制图，其方法是对影响因子及其组合进行评价，对不同因子进行分级，通过因子组合，建立评价单元进行综合评价。早在50年代前苏联利用传统地图制图方法就完成了全苏联土壤侵蚀图，70年代末期在联合国环境署(UNEP)资助下，国际土壤信息中心(IS对C)组织进行了全球土地退化制图，对风力侵蚀水力侵蚀物理退化化学退化等4种土地退化类型进行研究，编制了全球土地退化图，并提出全球土地退化侵蚀面积为16．42x10‰2[49】。20世纪90年代以来随着GIS技术和土壤侵蚀模型的结合进行区域土壤侵蚀调查评价，R-USLE与GIS结合完

7、成了澳洲大陆片蚀、细沟侵蚀的定量评价和制图【501，杨大文、Batjes、ReiCh等利用O．5经度×O．5纬度网格的全球数据和USLE(或RusLE)对全球尺度土壤侵蚀迸行定量分析【5¨。区域土壤侵蚀调查方面美国农业部的土壤侵蚀抽样调查方法比较有特色，该方法在全国布设80万个抽样点，定期进行一定数量的抽样调查，结合USLE方程进行全国的土壤侵蚀评价。(2)土壤侵蚀多时空尺度特征与尺度转换：通过区域和全球尺度土壤侵蚀调查和动态监测，特别是全球变化和陆地生态系统研究(GIobalChatlgeandTe哟striaiEcosystI锄．sCoreProjeCt，G

8、CTE)项目和欧洲科技协