小流域土壤侵蚀信息系统研究与应用

在小流域土壤侵蚀模型研究的基础上，研究该模型与GIS结合的整体框架、关键技术，并构建全集成式的小流域土壤侵蚀信息系统；应用系统计算了北京怀柔东台沟流域坡面产流、产沙和流域内汇流、汇沙情况，得到了与实测值较为吻合的结果。     

川中丘陵区小流域土壤侵蚀空间分异评价研究

将地理信息系统(GIS)技术Arc/Info与通用土壤流失方程(USLE)相结合进行了小流域土壤侵蚀量的估算。以盐亭农田生态系统国家野外科学观测研究站内的截流村小流域(简称截流村小流域)为研究对象,依据实地调查资料及地形、土地利用、土壤和植被等数据,建立了小流域空间数据库,利用GIS的栅格数据空间分析功能,将小流域空间离散化为10 m×10 m的栅格,在栅格内根据合适的USLE因子算法进行了土壤侵蚀量估算,进而对小流域内土壤侵蚀强度空间分异和小流域内侵蚀量进行了统计分析。结果表明,截流村小流域年均输沙模数为1244.7 t/(km2.a),侵蚀强度属轻度;坡耕地占流域面积的44.17%,年均土壤侵蚀模数为2195.0 t/(km2.a),其侵蚀总量占流域总侵蚀量77.93%,表明坡耕地是该小流域水土流失的策源地,小流域水土流失治理的关键是实现流域内坡耕地的合理利用。同时对于林地和小于10°坡耕地的侵蚀模数结果与相关研究仅相差19.8%和4.4%,证实了该模型的准确性和可靠性。     

小流域土壤侵蚀动态过程模拟模型

建立流域土壤水蚀预报模型将为小流域综合治理、土地利用规划等宏观决策提供依据,为小流域水土保持效果有效评价提供参考。通过对小流域侵蚀动态过程的分析,在水流连续方程、动量守恒方程及泥沙质量守恒方程基础上,对坡面－沟道及各沟道间土壤侵蚀时空关系进行合理耦合,建立了流域系统土壤侵蚀动态模拟过程模型;采用有限元方法对土壤侵蚀模拟模型进行数值离散,建立了小流域系统数值离散模型;在确定流域时空离散方法基础上,采用VC++语言编制流域水蚀模拟程序;在室内人工模拟降雨条件下,对模型小流域50 mm/h降雨强度,5 min降雨历时情况下土壤侵蚀情况进行模拟,在得到流域内典型点处径流流量、径流含沙量及各沟道流速动态过程的同时,将流域内各沟道出口处模拟结果与测量结果比较,径流流量、径流含沙量、流速模拟精度均高于80%。研究结果表明小流域土壤侵蚀模拟模型的建立是可靠的,模型的数值离散方法及编制的计算程序是完全可行的。这一模型的建立将为小流域土壤侵蚀动态过程的模拟预报及实现由小流域向中大流域的侵蚀动态模拟预报提供一定的理论基础。     

黄土区小流域土壤侵蚀系统模拟的研究

中国黄土高原是世界上水土流失最严重的地区之一 ,土壤侵蚀量是正确评价综合治理的一个重要指标。本文对黄土区小流域土壤侵蚀系统进行计算机模拟 ,它是在与地理信息系统支持平台松散耦合的基础上 ,利用DEM提供地形特征的功能 ,运用水文模型进行流域径流水文分析 ,并在此基础之上 ,结合通用水土流失方程式的侵蚀泥沙模型及其沿程传递模型 ,建立了分布型小流域土壤侵蚀模拟模型 ,用它可以计算不同时间和空间的土壤侵蚀量。最后将研究成果应用于试验流域——宁夏西吉县黄家二岔小流域 ,经过验证 ,具有一定的可靠性 ,可以用于黄土区流域的土壤侵蚀量的模拟运算 ,这将进一步提高小流域综合治理的水平。     

辽宁省土壤侵蚀空间尺度效应初探

土壤侵蚀的空间尺度效应和不同空间尺度土壤侵蚀定量评价的分析与研究是目前土壤侵蚀研究中的热点问题之一。通过对辽宁省34个典型水文站长序列水文资料和2000年辽宁省遥感资料进行汇总,运用沙量平衡分析方法,对辽宁省小流域-中尺度流域-区域大尺度3种尺度土壤侵蚀量进行不同空间尺度的对比研究。研究表明,辽宁省土壤侵蚀的空间尺度效应随着研究尺度的增大,主要表现在：1）通过对辽河流域的研究表明,研究区土壤流失量随流域面积的增大表现出递次减小的规律;2）通过对辽宁省9大流域的水文资料和遥感资料对比研究表明,随着研究尺度增大,土壤侵蚀的宏观特征表现更为显著。通过沙量平衡分析方法,沉积泥沙存蓄变化量是造成尺度效应的重要因素之一。深入研究沙量平衡计算的理论与方法,以沙量平衡计算辅助土壤侵蚀监测工作,是进一步促进土壤侵蚀监测工作的重要方法之一。     

应用USLE模型与地理信息系统IDRISI预测小流域土壤侵蚀量的研究

依据实地调查资料,建立了典型小流域地理数据库,应用径流小区观测结果,确定了定量计算通用土壤流失方程因子指标方法,在地理信息系统ＩＤＲＩＳＩ支持下,根据ＵＳＬＥ土壤侵蚀预测模型对数据库实施运算操作,预测了小流域土壤侵蚀量。结果表明,占流域面积６７％的区域土壤侵蚀微弱或轻度,这一区域对流域土壤侵蚀量的贡献率仅为３％,而流域８０％的泥沙来自于占流域面积仅２０％的极强度和剧烈侵蚀区域。     

康平县三道沟小流域土壤侵蚀特征分析

采用RUSLE模型系统分析和评价验证三道沟小流域的土壤侵蚀特征。研究表明:①三道沟小流域的土壤侵蚀模数平均值为1802 t/(km^2·a),依据水文资料推算评估的河流淤积结果与该数值保持较好一致性,可见RUSLE模型具有较高可信度;三道沟小流域的年均侵蚀量为43248 t,其中土壤流失量超过容许界限的区域有970 hm^2;从侵蚀强度的层面,轻度、中度侵蚀的面积为714.15 hm^2和120.04 hm^2,占流域总面积的29.76%和5.00%,对流域侵蚀总量的贡献率为62.41%和22.05%。②通过回归分析发现,土壤侵蚀模数在各子流域空间内存在较大的差异,其中导致这种差异的主要因素为地形因子;水土流失以农村居民点和旱地为主,应作为三道沟小流域重点治理区域。     

北京山区小流域土壤侵蚀模型

北京山区土壤侵蚀模型是一个流域尺度的，以次暴雨为基础的与GIS相结合的分布式模型，在栅格单元的基础上，模型可以计算每一栅格单元的径流量和坡面侵蚀量。由于考虑了汇流汇沙过程，模型也可以模拟每一格的洪峰流量，淤积量和产沙量。模型应用结果表明，该模型具有一定的计算精度，该模型可以模拟流域内土壤侵蚀的空间分布和评价不同土地利用，水土保持措施等对水土流失的影响，该土壤侵蚀模型的建立，可为北京山区的土壤侵蚀灾害主价和水土保持规划和设计提供依据。     

基于GIS下的西宁市土壤侵蚀预测

以西宁市周边小流域为研究区域,在GIS软件Arcview和Microimages TNT的支持下,建立流域的空间数据库,利用GIS的栅格数据空间分析功能,将流域空间按10 m×10 m栅格化,根据合适的USLE因子算法生成各因子栅格图,借助GIS空间数据分析功能,实现了西宁市土壤侵蚀量估算和土壤侵蚀强度分级,为西宁市土地利用和水土保持提供科学依据.     

裸露砒砂岩区小流域土壤侵蚀空间自相关特征及影响因素

[目的]研究裸露砒砂岩区小流域土壤侵蚀空间自相关特征及影响因素,为科学指导植被建设,减轻入黄泥沙提供理论指导.[方法]以裸露砒砂岩区鲍家沟小流域为研究对象,运用地统计学和灰色关联理论相结合的方法,研究裸露砒砂岩区小流域土壤侵蚀空间自相关特征及影响因素.[结果]①研究流域土壤侵蚀模数具有显著的空间自相关性(Z值为136....     

土壤侵蚀预测建模研究进展

 通过对土壤侵蚀预测及其模型的评述,提出了土壤侵蚀预测建模中存在的问题及对策。从目前已经建立的坡面、小流域和区域不同空间尺度上的土壤侵蚀预测模型可知,各空间尺度上指标的选择和模型的建立,均是独立进行的,相互之间缺乏有机的联系,不同空间尺度模型无法进行有效的信息交换。随着水土流失的治理已由点、小流域治理,进入了大规模连片集中治理的阶段,土壤侵蚀预测建模研究的重点,应转向不同空间尺度土壤侵蚀预测模型之间的关系与转换上来。通过建立不同空间尺度间土壤侵蚀预测转换模型,利用小尺度上实用的土壤侵蚀预测模型和数据,对区域水土流失进行定量预测与评价,具有重要的理论与实践意义。     

川中小流域丘坡耕地土壤侵蚀研究

采用放射性元素Ｃｓ－１３７土壤侵蚀调查方法，对川中红壤地区五洞桥小流域丘坡耕地土壤侵蚀进行了研究，揭示了丘陵坡耕地土壤侵蚀特征，推算了不同样点下的年土壤侵蚀模数和侵蚀量，划分了小流域土壤侵蚀强度等级。研究结果为，五洞桥流域年土壤侵蚀总量为５７５６０ｔ，年均土壤侵蚀模数为３５９７ｔ／ｋｍ２，属中度侵蚀区，整个流域可划分为微度侵蚀、轻度侵蚀、中度侵蚀、强度侵蚀等六个侵蚀强度等级。     

基于GIS和USLE的密云县土壤侵蚀评价及空间特征研究

将地理信息系统与通用土壤流失方程（USLE）相结合进行密云县土壤侵蚀量的预测。在全面调查，收集研究区气候、地形、土壤等基础资料的基础上，通过Landsat—TM影像提取土地利用信息、植被覆盖度信息，并建立土壤侵蚀空间数据库。运用通用土壤侵蚀模型USLE定量计算出土壤侵蚀量，并对研究区土壤侵蚀强度进行了分级，旨在探求密云县土壤侵蚀空间分布的特点及成因，为该区域水土保持和北京市的安全供水提供科学依据。研究表明，地貌类型和土壤类型是密云县土壤侵蚀中影响较大的因子。     

应用ARC／INFO预测芋子沟小流域土壤侵蚀量的研究

依据实地调查资料及相关图形资料 ,建立了芋子沟小流域地理数据库。在地理信息系统 ARC/ INFO支持下 ,根据通用土壤流失方程式 ( USL E)对数据库实施运算操作 ,预测了芋子沟小流域土壤侵蚀量。结果表明 ,芋子沟小流域年平均输沙模数为 3 893 .3 8t/ km2 ,侵蚀强度属中度 ;占流域面积 2 9.4 8%的坡耕地产沙量占流域总产沙量的 81.98% ,占流域面积 69.5 2 %的其它地类对流域土壤侵蚀量的贡献率仅为 18.0 2 % ,坡耕地年均土壤侵蚀量为 10 82 6.5 4 t/ km2 ,属于极强度侵蚀。坡耕地是芋子沟小流域水土流失的策源地 ,小流域水土流失治理的关键是实现流域内坡耕地的合理利用。     

水土流失综合治理优先小流域识别的空间尺度效应

[目的]探讨水土流失综合治理优先小流域识别的空间尺度效应,为小流域水土流失综合治理规划与实施提供科学依据。[方法]以重庆市合川区为例,利用小流域水土流失面积比例,不同土地利用类型比例和流域平均坡度计算了综合指标,用以识别5种流域空间尺度[Ⅰ(流域面积范围50～300 km~2),Ⅱ(10～50 km~2),Ⅲ(1～10 km~2),Ⅳ(0.1～1 km~2)和Ⅴ级(0.01～0.1 km~2)]的水土流失综合治理优先小流域。[结果]流域空间尺度对优先小流域的识别有显著影响。基于Ⅳ和Ⅴ级流域确定的优先小流域在空间分布上与基于栅格土壤侵蚀强度图得到的区域水土流失面积空间分布更为吻合。[结论]综合考虑优先小流域的条数,基于Ⅳ级流域得到的优先小流域条数更少,更便于进行水土保持综合治理规划和管理,是识别优先小流域的最优流域尺度。     

黄河流域陕西片土壤侵蚀预报模型研究

以气候、地质、地形、植被及人类活动 5类因素中的 6个因子为预报因子 ,以陕西黄河流域水蚀区内 5大类型区中 3 3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 ,建立了适用于该区域的土壤侵蚀预报模型。据运用该模型对本区域内 4条小流域水土保持遥感普查成果和建模所用 3 3条小流域土壤侵蚀模数进行验证 ,证明该模型具有较高的精度 ,可以在陕西黄河流域水蚀区及条件相近的其他地区推广应用     

土壤侵蚀研究的尺度转换

研究对象不同,测试点的代表性、因子匹配和泥沙产生和输移过程的复杂性,尺度对研究结论和方法影响很大。尺度转换对现有小区、坡面和小流域等较小尺度与流域、区域等较大尺度土壤侵蚀资料的应用和印证等研究有着非常重要的意义。影响土壤侵蚀的因子和形式在时间和空间尺度方面应用的适宜程度不同。尺度转换方法主要有主导因子更替法、影响因子尺度转换法和泥沙输移比转换法等,在转换过程中,应结合现有资料和复杂的土壤侵蚀规律加以选择。     

基于支持向量机回归的次降雨小流域侵蚀产沙预报研究——以晋西王家沟为例

基于次降雨小流域侵蚀产沙过程的复杂性、非线性，利用支持向量机回归和主成分分析方法，确定了影响次降雨小流域侵蚀产沙量的关键因子，包括浑水径流深、洪峰最大流量、降雨量和30min最大降雨强度。建立了向量机回归支持下的次降雨小流域侵蚀产沙预测模型。利用60次侵蚀产沙实测资料，对模型预报精度进行了分析，结果表明，基于支持向量回归的次降雨流域侵蚀产沙预报模型具有较好的预测精度，预测精度平均为在86％。该研究为揭示次降雨小流域土壤侵蚀规律提供了新的途径和方法。     

概念性土壤侵蚀模型的建立及在紫色土小流域的应用

概念性土壤侵蚀模型在描述流域基本过程的同时对参数要求较低,现有概念性模型中计算产沙所需参数主要靠律定或借鉴经验值。该文介绍了1个无需流域出口产沙量长序列观测资料来律定且能适用于研究流域的概念性土壤侵蚀模型。模型中引入了分布式水文模型WetSpa Extension作为水文模块,结合流域内试验小区上建立的流量—产沙量经验关系计算侵蚀量,再结合泥沙输移比构建起产沙模块。通过在紫色土地区小流域的应用表明,模型能够得到较合理的流域出口产流量、产沙量以及侵蚀率的空间分布等模拟结果,在没有试验小区的邻近流域地区也具有推广性,且能作为评价水保措施效益的有力工具。该概念性模型对于流域出口泥沙资料稀少的地区具有很高的应用价值和协助流域管理的 潜力。     

基于GIS的土壤侵蚀预测与评价研究进展

地理信息系统(GIS)以其在数据管理、空间分析及结果可视化等方面的优势,被广泛应用于不同空间尺度土壤侵蚀预测与评价。分别对GIS在小流域和区域尺度的土壤侵蚀预测与评价研究进行了评述,在土壤侵蚀预测与评价中,应建立一体化的GIS土壤侵蚀定量模型,并加强GIS在土壤侵蚀多空间尺度转换研究中的应用。