基于 ArcGIS和 USLE的邛海流域土壤侵蚀评估-论文.pdf

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1、第45卷第15期人民长江Vol_45．NO．152014年8月YangtzeRiverAug．，2014文章编号：1001—4179(2014)15—0093—03基于ArcGIS和USLE的邛海流域土壤侵蚀评估赵翠平，郜志云，陈岩，赵琰鑫，孙风朝2(1．环境保护部环境规划院，北京100012；2．山西省水利职业技术学院，山西运城044004)摘要：为探讨邛海流域土壤侵蚀强度的空间分布特征，将流域不同的下垫面区域概化为不同的计算栅格单元，基于AreGIS和USLE方程，计算了各单元的土壤侵蚀模数和土壤流失量。结果得出：总体

2、上，邛海流域属中度侵蚀；土壤侵蚀等级空间分布上，绝大多数子流域属于中度侵蚀；从土地利用类型看，旱地侵蚀情况最为严重。研究结果可为当地更具针对性和科学性地治理和管理水土流失提供技术支撑。关键词：ArcGIS；USLE；土壤侵蚀强度；邛海流域中图法分类号：S157文献标志码：A土壤侵蚀是指地面土壤及其母质在水力、重力、风2邛海流域土壤侵蚀量的计算力等作用和自然、人为因素影响下，产生剥蚀、分离、搬运和沉淀的现象，已经引起世界性的广泛关注。土壤2．1通用土壤流失方程侵蚀量调查方法存在两项缺陷：耗时、周期长；不能准通用土壤流失方程(

3、USLE)包含降雨侵蚀力、土壤确地了解特定地区和不同地理单元的侵蚀量¨。1954可蚀性、植被覆盖、地形以及水土保持措施等因子，年，Wischmeier提出的通量土壤流失方程(USLE)是我基本上土壤侵蚀影响因素都已考虑在内。由于方程所国应用最为广泛的土壤侵蚀模型，且已经发展为相对涉及的参数较易获得，根据各因子的常用计算方法和标准化的方法。本文依靠ArcGIS强大的空间分析流域的实际情况进行赋值。USLE的表达式为和计算能力，将邛海流域不同的下垫面区域概化为不A=R×K×LS×C×P(1)同的计算栅格单元，依据栅格土壤侵蚀量

4、探讨流域土式中，A为侵蚀模数，t／(km·a)；R为降雨和径流因壤侵蚀强度的空间分布特征。子，MJ／(km·a)；K为土壤可蚀性因子，t／MJ；LS为1研究区概况坡长坡度因子，无量纲；C为植被与经营管理因子，无量纲；P为水土保持因子，无量纲。邛海流域属于西南亚热带高原山区，位于四川省2．2USLE因子值确定凉山彝族自治州。地理坐标为北纬27．79。～27．87。，东经102．27。～102．35。。流域面积307．67km，其中2．2．1降雨径流因子山地面积173．13km，平地面积106．66km，湖面面降雨径流因子R值

5、反映降雨对土壤的侵蚀能力，积27．88km(水位1510．3ITI)。四周为中、高山，中一般与降雨量、强度、历时有关，直接测定比较困间为锅底形湖盆，河网密布，属长江流域雅砻江水系，难。本文采用国内外应用较为广泛的Wischmeier多年平均径流深为749mm，河流长度大于1km的支经验公式，其不仅考虑了年总降雨量，而且还考虑沟众多，水系密度达0．68条／km。了降雨的年内分布特征。计算公式如下：收稿日期：2014—03—27作者简介：赵翠平，女，工程师，主要从事水环境和气候变化研究。E—mail：zhaocp@caep．o

6、rg．en通讯作者：陈岩，男，助理研究员，主要从事水环境模拟、咨询和规划等研究。E—mail：chenyan@caep．org．en94人民长江次序等情况，查阅相关文献[8—9]进行分类和赋值，R：1．735×10[‘2／p)。。(2)确定C值和P值的大小。式中，P为第i月平均降雨量，mill；P为全年或多年平3邛海流域土壤侵蚀强度预测均降雨量，mm。P和P均来自西昌市气象站的月降雨资料。3．1全流域土壤侵蚀状况2．2．2土壤可蚀性因子基于ArcGIS和USLE方程，计算各栅格单元的土壤侵蚀模数和土壤流失量根据水利部颁发的

7、《土壤土壤侵蚀因子K值主要与土壤物理性质相关，如侵蚀分类分级标准》(SL190—2007)，确定邛海流域土土壤结构和土壤渗透性等。蔡永明等比较了3壤侵蚀分级标准，得出邛海流域土壤侵蚀强度模数种插值方法(线性插值、二次样条插值、三次样条插分级表(表1)和土壤侵蚀等级(图1)。值)计算得到土壤可蚀性数值，结果显示三次样条插表1邛海流域侵蚀强度分级统计值方法比其他两种方法好。因此，本文中土壤颗粒级配美国制与国际制间的转换采用三次样条插值方法。土壤侵蚀因子K值的计算参照1995年Williams提出的一个替换方程，计算公式如下：K

8、=lo．2+o．3exp[_0．02565S(1一)]×[1．0一]×0．7(1一Sd)、1．0—1。。[(1一Js)／1。。+exp[一5．51+—22．9(1厂-Sd)]]———(3)式中，S为沙粒含量，％；Ci为黏粒含量，％；Si为粉粒含量，％；C为有机碳含量，％。2．2．3坡度坡长因子通用土壤流