基于GeoWEPP模型的桥子沟流域土壤侵蚀对比研究

为探讨人类活动对黄土丘陵区土壤侵蚀时空格局的影响,选取黄土高原丘陵区典型小流域桥子沟(包括桥子东沟和桥子西沟两个对照小流域)为研究对象,利用GeoWEPP模型对不同时段内两个子流域土壤侵蚀时空格局进行了定量模拟,并开展了1988-2000年水土保持治理效应对比分析,探讨了土地利用变化对流域产流和产沙的影响.结果表明,模拟获得的两子个流域各阶段径流深及输沙模数与实测数的相对误差均小于15%,说明GeoWEPP模型适用于桥子沟;在阶段1(1988-1990年)、阶段2(1991-1995年)和阶段3(1998-2000年)三个阶段,桥子沟土壤侵蚀状况均有好转.对比发现,在实施了土地利用整改措施的阶段1-阶段2时期,两个子流域土壤侵蚀均得到改善,而在阶段2-阶段3时期,实施水土保持措施的桥子东沟土壤侵蚀改善效益明显高于未实施措施的桥子西沟,表明水土保持措施在水土流失治理中发挥了积极的作用;不同时期流域的土地利用与土壤侵蚀强度的时空变化关系密切,说明合理的土地利用变化改变了该流域下垫面条件,能有效地减缓流域土壤侵蚀,是流域土壤侵蚀格局变化的主要驱动力.研究结果可为黄土高原有效实施水土保持治理措施,开展土壤侵蚀监测、防治和小流域管理提供依据.

GeoWEPP模型在沟头填埋工程中的应用

黄土高塬塬面为农作物提供了广阔的生长环境,也形成了以塬面为依托的政治、文化、经济中心。但由于土壤疏松、生态脆弱,降雨时空分布不均,致使水土流失严重。“固沟保塬”是黄土高塬生态文明建设的重点工作。采用模拟“固沟保塬”工程情景的方法,在遥感和地理信息系统的支持下,改变地形条件,利用分布式水文模型对沟头填埋前后侵蚀量的变化进行水文模拟。本文将甘肃省庆阳市董志镇的杨家沟作为研究区,利用ArcGIS空间分析功能处理DEM、土壤类型等数据,再用GeoWEPP模型模拟土壤侵蚀,对比分析在沟头填埋前后黄土高原沟壑区径流量和产沙量的变化。结果表明:沟头填埋对于治理水土流失有一定的效果,为黄土沟壑区土壤侵蚀治理方案的可行性提供有效的验证手段。

基于GeoWEPP的济源市土壤侵蚀研究

根据济源市的DEM、土壤类型、土地利用、气象等数据,运用TOPAZ软件从DEM上提取流域地形参数,采用基于物理过程耦合WEPP和GIS的GeoWEPP模型研究了济源市土壤侵蚀的时空分布特征。利用侵蚀量和径流量监测数据,采用相对误差、相关系数和Nash-Suttcliffe确定性系数对GeoWEPP模型进行识别和验证,结果表明该模型具有较好的适应性。利用经识别验证过的模型,模拟了济源市现状水土保持措施和水土保持生态工程措施下的土壤侵蚀特征。结果表明:相比现状水土保持措施,水土保持生态工程措施条件下,济源市全年土壤侵蚀量和径流量分别减少12.2%和3.2%。

浅谈水力侵蚀对黄土高原浅层滑坡形成的影响

黄土高原地区水力侵蚀严重,诱发了滑坡灾害的发生,因此研究水力侵蚀对黄土高原滑坡灾害的防控具有重要意义。通过对典型的黄土塬区——董志塬进行实地调研,分析了水力侵蚀对黄土高原浅层滑坡形成的影响。诱发浅层滑坡的水力侵蚀包括地表水侵蚀和地下水侵蚀,地表水侵蚀表现为水流冲蚀边坡坡脚,形成凌空面,减小了坡体的抗滑力,而地下水侵蚀是由于地下水上升、浸润减小了边坡土体的强度,而在地下水下降过程中,产生渗透力,打破了原来受力的平衡状态,降低了边坡稳定性。期望通过GeoWEPP模型预测土壤侵蚀状况,推测滑坡发展程度,增强对浅层滑坡的防控。