水蚀预报模型研究

土壤侵蚀模型研究是土壤侵蚀学科的前沿领域和水土保持规划的有效手段。概述国外水蚀预报模型的研究进展,并详细述评了国外水蚀预报的经验模型、物理过程模型、基于地理信息系统的水蚀预报模型,细沟侵蚀模型、浅沟侵蚀模型、切沟侵蚀模型和区域侵蚀预报模型。介绍了中国在坡面预报模型和流域侵蚀产沙模型和全国水土流失宏观趋势预测的研究进展,提出了中国水蚀预报模型研究面临的挑战与任务。

WEPP水蚀预报流域模型

ＷＥＰＰ是“新一代水蚀预报技术”开发的计算机土壤侵蚀预报模型，可用于水土保持规划、环境规划及评价。ＷＥＰＰ是以随机天气生成模型、入渗理论、水文学、土壤物理、作物科学、水力学和侵蚀力学为基础开发的，它在坡面的应用及流域版的基本功能使它比现有侵蚀预报模型有明显优越性，主要包括：（１）估算土壤侵蚀时空分布即全坡面或坡面任一点的净土壤流失量及其随时间的变化。（２）ＷＥＰＰ模型是过程模型，可应用于更广泛的条件下。主要介绍了ＷＥＰＰ模型流域版的基本概况和用美国６个不同地方１５个小流域实测资料的检验结果。

国外水蚀预报模型述评

除对中国学者已熟悉的CSLE,RUSLE,WEPP,EROSEM,LISEM,GeoWEPP模型进行述评外,还介绍了近年来新研发的区域侵蚀预报模型(SEMMED)、细沟侵蚀预报模型(RILLGROW)、浅沟侵蚀预报模型(EGFM)以及切沟侵蚀预报模型(GULTEM,DIMGUL,STABGUL),讨论了这些水蚀预报模型在我国推广应用面临的问题。

经验水蚀预报模型的国内外研究进展

土壤侵蚀预报模型是土壤侵蚀科学研究的重点内容之一,其中,水蚀模型又是土壤侵蚀定量研究的重要方法。国内外对水蚀预报模型已开展了大量的研究,取得了显著的进展和成果,经验水蚀预报模型受到众多学者的普遍关注,推动了该模型的不断完善和发展,对于水蚀预报、水土保持和水土资源持续利用有着重要的意义。论文在梳理大量文献基础上,对国内外水蚀预报模型发展进行了对比分析,以期为经验水蚀预报模型的进一步研究和应用提供参考。

水蚀预报中降雨侵蚀力研究进展

[目的]分析国内外水蚀预报中降雨侵蚀力的研究现状,探讨降雨侵蚀力的未来研究方向,为准确计算和预报区域降雨侵蚀力奠定基础。[方法]通过查阅国内外文献,从降雨侵蚀力不同研究方面进行综述和分析。[结果]总结了降雨侵蚀力研究中常用的降雨侵蚀力指标、侵蚀性降雨标准,评述了降雨侵蚀力R值的简易计算模型及降雨侵蚀力R值时空分布的研究进展。同时分析了当前降雨侵蚀力研究中存在的不足并指出其发展前景。[结论]国内外在降雨侵蚀力指标和降雨侵蚀力时空分布等方面已取得了一定的成果,今后需加强侵蚀降雨标准、降雨侵蚀力简易计算模型、降雨侵蚀力的影响因素等研究。

水蚀预报模型WEPP的应用研究进展

指出了自从水蚀预报模型WEPP研发以来,经过几十年的研究发展,WEPP模型已在国内外得到了快速的发展和应用。概述了WEPP模型及原理,总结了该模型的适应性、土壤侵蚀预测、相关参数和侵蚀机理等方面的研究。针对WEEP模型应用中存在的问题及未来发展方向提出了相应的建议,为模型的进一步完善与应用提供参考。

基于水蚀预报模型的丹江口坡地农田植物篱防蚀效应评价

基于丹江口坡地农田的田间试验数据,建立了WEPP模型坡面版所需的作物特性和种植管理措施参数、土壤物理特性参数、坡面特征参数等文件,并结合当地气象观测数据,模拟了丹江口地区4种植物篱(紫穗槐、金银花、黄花菜、龙须草)的坡面径流量和土壤侵蚀量.结果表明:WEPP模型坡面版能准确模拟研究区植物篱对坡面径流与土壤侵蚀的影响,该方法不仅可减少田间试验次数,而且省时省力,并能为植物篱的推广应用提供科学依据.4种植物篱中,紫穗槐的防蚀效果最好.在坡度5°下,研究区紫穗槐(1 m宽)的最佳种植间距为15m;坡度15°下,最佳种植间距为10 m;坡度25°下,最佳种植间距为3 m.

佳芦河流域1988—2013年土壤侵蚀时空变化特征

为了研究陕北风沙区近26年来的土壤侵蚀变化特征,利用中国坡面水蚀预报模型结合GIS和RS技术,定量估算了1988—1996,1997—2004,2005—2013年3个时段陕北佳芦河流域土壤平均侵蚀量,分析了不同植被覆盖条件下和不同土地利用类型下的土壤侵蚀时空变化特征。结果表明:(1)中国坡面水蚀预报模型适用于该地区;(2)土壤侵蚀等级和降雨侵蚀力,地貌和土地利用类型关系密切;(3)将26年划分为3个时段,第1时段1988—1996年、第2时段1997—2004年和第3时段2005—2013年。多年平均降雨侵蚀力分别为923.09,1 010.75,1 551.40MJ·mm/(hm^2·h),对应土壤侵蚀模数分别为4 513,5 855,3 556t/(km^2·a)。第1时段和第3时段总侵蚀量分别为5.10×10~6,4.02×10~6 t,相比减少了21.18%。还林还草工程后,流域内土地利用发生较大变化,耕地所占比重由53.38%减少到25.87%,草地所占比重由38.64%增加到69.64%,不同土地利用类型的水土保持效益从大到小分别是未利用土地,草地,林地和耕地。说明当还林还草工程后,佳芦河流域土壤侵蚀呈现总量减少,强度降低的趋势,表明还林还草工程取得了明显的水土保持效益。

退耕还林(草)背景下榆林市土壤侵蚀变化与未来趋势预测

为了研究榆林市还林还草工程的水土保持效益和土壤侵蚀变化趋势,用最小二乘法和神经网络模型预测研究区域未来植被覆盖和土地利用类型。结合中国坡面水蚀预报模型,计算2000—2017年土壤侵蚀序列,用最大、最小和多年平均降雨侵蚀力条件下模拟未来土壤侵蚀量。结果表明:1)丘陵沟壑区多年平均降雨侵蚀力在1150~1350 MJ·mm/(hm^(2)·h)之间,西部地区在800~1050 MJ·mm/(hm^(2)·h)之间,北部地区在1000~1150 MJ·mm/(hm^(2)·h)之间,2000—2017年平均降雨侵蚀力比1988—2000年增加268.24 MJ·mm/(hm^(2)·h);2)多年平均降雨侵蚀力下的土壤侵蚀模数由2000年的3559.99 t/(km^(2)·a)减少到2017年的1369.19 t/(km^(2)·a),土壤侵蚀量减少958.5万t;3)植被覆盖与管理因子C由2000年的0.164降低到2017年的0.069,预测C因子为0.053,还有一定的下降空间,但C因子的Hurst指数分析表明北部地区在未来干旱条件下,植被退化的风险较大;4)在多年平均降雨侵蚀力下,未来大多数地区的土壤侵蚀模数将<2000 t/(km^(2)·a),以轻度和微度为主;5)下一阶段还林还草的工作重点应该更加注重水资源承载力,以保障还林还草工程取得的水土保持生态效益。