陕西黄河流域土壤侵蚀方程初步研究

《陕西黄河流域土壤侵蚀方程初步研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、陕西黄河流域土壤侵蚀方程初步研究蔺明华黄委会晋陕蒙接壤区水保监督局张金慧黄委会绥德水土保持科学试验站党维勤2摘要影响土壤侵蚀的因素很多，本文以气候、地质、地形、植被及人类活动等五类因素中的六个因子为预报因子，以陕西黄河流域水蚀区内五大类型区中的33条小流域的实验观测资料和实地调查资料及有关科研单位的研究成果为基础，建立并优选了适用于该区域的土壤侵蚀方程，并运用该方程对本区域内四条小流域的水土保持遥感普查成果和建方程所用小流域土壤侵蚀模数进行了验证，同时还运用该方程对某项目区的土壤侵蚀进行了评价，结果证明，该方程具有较高的精度，且方程中的因子便于获取，有利于广泛使用，它可用于同类

2、型区的水土保持普查、规划、评价、效益计算工作中。在进行水土保持普查、调查、规划及开发建设项目水土保持方案编制过程中，首先要确定土壤侵蚀模数，解决这个问题所面临的绝大多数情况是无系统的资料供于使用，而要搬用或参考类似区域实验流域的试验研究成果，进行大量的分析研究后加以确定，这给广大水保工作者带来许多困难和诸多不便。我国从引用美国的通用土壤侵蚀方程开始到研制自己的土壤侵蚀方程已走过二十多个春秋，做了大量的工作，也取得了许多可喜的成果，建立了许多模型，但一般都是以几个小流域的实验资料为依据，所建模型适用范围较小，或者是模型中的因子或参数的取得与确定非常繁杂，给模型的应用与推广带来较大

3、困难。随着生态建设任务日益繁重，开发建设项目日益增多，建立适用范围较广，应用较为简便的土壤侵蚀方程显得尤为迫切。本文以黄河流域第二次水土保持遥感普查实地调查了的26个样区资料为依据，鉴借了其他科研单位和学者的试验研究成果，并结合绥德站多年来的试验研究成果，初步建立了适用陕西黄河流域水蚀区的土壤侵蚀方程。虽然从建模理论到方法上都存在不少问题，但为了起到“抛砖引玉”之功效和达到推动我国土壤侵蚀研究发展之目的，将模型的建立方法及其应用情况简介如下，望广大水保科技工作者提出宝贵意见。一、方程的建立1.土壤侵蚀因子的选定影响土壤侵蚀的因子主要有气候、地质、植被、地形和人类活动等五类。我们

4、选降雨侵蚀力R为气候因子；地表土壤抗冲刷系数M为地质因子；地表林草植被覆盖度V为植被因子；地面平均坡度J和沟壑密度G为地形因子，选用人口密度H1，三田密度H2及陡坡开荒密度H3为人类活动因子。并将地形因子按J+G，J*G及单因子分别代入，将人类活动因子按H1+H2，H1/H2及单因子分别代入。建立不同结构的方程对其进行分析选优。2.建模资料利用本次遥感普查时获得的26个样区资料和9个水土保持实验小流域的实验资料，这35条小流域基本覆盖了陕西省黄河流域以水蚀为主的五大类型区，具有一定的代表性，另外建模所用的降雨侵蚀力因子R和地表土壤抗蚀力因子M，是中科院水保所的研究成果。各因子的

5、获取方法为：小流域平均土壤侵蚀模数E，本次遥感普查中的26个样区大多有由淤地坝实地测量调查分析得到的侵蚀模数，部分小流域有实验观测资料，此外，我们还分析了各小流域所在黄河支流的水文站区间资料，并调查了各小流域水保水利措施的减沙量及其过程，最终由水保法，水文法综合分析得到各小流域当前的土壤侵蚀模数；植被覆盖度是实地调绘在1：1万地形图上量算得到；地面平均坡度，在1：1万地形图上作出坡度图量算获得，沟壑密度也是在1：1万地形图上量算获得；“三田”面积是实地调绘结合调查获得，人口密度和陡坡开荒密度也是实地调查并分析全省90年土地详查资料和98年全省各地、县统计资料后获得。3.方程结构

6、参考国内外土壤侵蚀模型研究成果，确定本模型结构形式为式中E为土壤侵蚀模数，X1代表降雨侵蚀力R20或R25，X2代表土壤抗冲刷系数M，X3代表林草植被覆盖度V，X4代表地面平均坡度J，X5代表沟壑密度G或用J与G的组合因子代替J和G，X6代表人类活动因子H1或H2或H3或为其组合。根据资料系列的长度，模型中自变量因子及组合因子的个数不应超过七个。根据上述模型结构和所考虑因子，本次共拟定了三十四种结构的模型进行求解。4.参数确定及方程优选对所拟定的三十四个模型分别进行求解，确定参数，最后择优选用模型。⑴.参数确定方法模型中的参数有A和Bi（i=1.2……），这些参数确定后，土壤侵

7、蚀模型（方程）也就确定了，所以，建立土壤侵蚀方程的核心问题是确定模型中的参数。对于上述三十四个模型中的任一个方程而言，首先将非线性方程线性化为Y=b0+b1x1+b2x2+……，应用最小二乘法原理，以各参数为自变量，以残差平方和为因变量，建立标准线性方程组ΣSijbj=Siy。上述方程组由i个j+1元线性方程组成，式中bj为第j个参数，Sij为bj的系数，Siy为常数，j=i=预报因子的个数。对上述方程组应用高斯法或主元素法求解即可得到方程组中所列各自变量bj，则Bj=bj。回代后进而求得A