区域土壤侵蚀遥感与核素示踪联合评价技术

土壤侵蚀遥感调查具有宏观、快速、信息量大等优点,但是实际应用中有3大制约因素：1）廉价高分辨率影像的获取;2）科学准确的判读和解译方法;3）成熟的土壤侵蚀评价模型或系统的观测数据。我国普遍缺乏土壤侵蚀评价模型和长期观测数据,技术问题比较突出。土壤侵蚀遥感调查中,采用经验分级指标法得出土壤侵蚀现状或强度,影响了土壤侵蚀评价的精度、准确性和应用范围。利用土壤侵蚀核素示踪技术测算不同土地利用单元的土壤侵蚀量,能够突破了遥感土壤侵蚀调查依赖模型和观测数据的限制,实现土壤侵蚀评价的宏观与微观、点与面、估算与实测的结合,为区域土壤侵蚀快速评价提供一条高效途径。     

基于分形理论的坡面土壤侵蚀过程的情景模拟

针对现有的坡面侵蚀预报模型在提取地形地貌特征因子中的局限性,选取坡面在次降雨条件下随时间变化的过程,可视化的模拟了坡面的原始地貌.以计算机图形学的分形布朗运动为理论,采用随机中点位移法构造坡面地形,并在此基础上以黄土丘陵沟壑区坡面水分入渗和产流产沙的模型和试验结论为依据,提出了模拟坡面侵蚀过程的三层映射法:将土壤、降雨、植被的属性映射到坡面地形的三维空间,形成土壤层、水流层、植被层,通过图形处理的空闲回调渲染水沙运移路径随降雨过程及不同植被覆盖下的变化场景.结果表明,该方法能以分形维数真实的刻画坡面的地貌形态,以图形学和可视化技术验证侵蚀模型的正确性,在降雨-径流-产沙的研究中能够将科学计算与情景模拟有机的结合.     

王家沟流域水土保持特点与土壤侵蚀经验模型的构建

以王家沟流域60 a的水土保持措施实施资料和土壤流失量为资料,分析了该流域多年的水土保持治理措施特点并构建了该流域的土壤侵蚀经验模型。研究表明王家沟流域的水土流失治理分为1955—1957年的坡面治理阶段,1957—1995年的坡面和沟道综合治理阶段,以及1995—2005年的管护阶段。治理效果分为三个阶段,即1955—1970年的初期阶段,1970—1990年的中期阶段和1990—2005年的后期阶段。分析表明水土流失治理度可以代表水土保持措施93.36%的信息量,并构建和验证了该流域土壤侵蚀的经验模型A=K-αC_R+βR_E。     

区域尺度侵蚀产沙估算方法研究

 区域土壤侵蚀模型是大区域土壤侵蚀普查和水土保持宏观决策的支持工具,土壤侵蚀模型的研发是土壤侵蚀学科的前沿领域。基于DEM将区域划分为规则网格,设计产流、产沙过程的单元模型,包括植被截留、入渗、填洼、流速、携沙能力、径流剥蚀量、泥沙沉积等算法。将月降水当作1次降雨事件,并划分若干时段进行迭代计算,利用GIS空间分析功能完成水沙汇集运算,并在ArcGIS支持下进行计算机程序设计,有效地完成了区域侵蚀产沙量的计算。将模型应用于延河流域得到:1995年7月份平均径流深为35.6mm,径流系数为0.237,流域出口径流量为2.72亿m3,流域出口输沙量为0.38亿t,流域平均侵蚀模数为4575t/(km2.月);输出图形空间格局和结构符合实际情况,初步模拟结果令人较满意。     

基于GIS的土壤水蚀预报能量力学模型研究

以能量力学原理作指导，地理信息系统技术作支持，通过对土壤侵蚀影响因子的综合作用过程与机理分析，构建土壤水蚀预报的能量力学模型，并在水蚀区通过典型小区和小流域试验予以完善。此研究对土壤侵蚀预报、水土保持与土地利用规划、生态恢复与重建等重大课题均有重要理论与实践意义．并能推动地理学的定量化、信息化与现代化进程。     

黄土丘陵沟壑区坡沟系统切沟侵蚀数值模拟

切沟侵蚀过程既是侵蚀输沙发生变化过程,也是其侵蚀地貌的发展演变过程,为了说明切沟形态随时空演化过程,应用质量守恒原理和理论分析方法,论述切沟侵蚀过程与形态发育模型实现的原理和过程,建立切沟侵蚀输沙微分方程、下切方程,并进行数值模拟.通过模拟计算,得到不同时刻和不同坡长下的切沟底部高程变化数据;经过与坡沟系统模型试验观测结果进行比较检验,沟深平均相对误差在15％以内,取得了较高的模拟精度.这表明建立的模型合理,模拟结果与实际切沟下切的动态变化过程相符,可以用于模拟切沟下切发育过程.     

不同近地表水文条件下紫色土坡面土壤侵蚀过程研究

采用模拟降雨试验,研究了自由下渗(free drainage)、土壤水分饱和(saturation)、壤中流(seepage)3种近地面水文条件下紫色土坡面土壤侵蚀过程.结果表明,近地表水文条件会对紫色土坡面侵蚀过程产生重要影响.在地面坡度5°～15°条件下,当地表水文条件由自由下渗演变为土壤水分饱和时,坡面侵蚀量由1.31～2.02 g/(min·m2)增加到1.83～5.50 g/(min·m2);当地表水文条件由土壤水分饱和变为壤中流时,坡面侵蚀量达到4.40～16.41 g/(min·m2).土壤水分饱和条件下坡面侵蚀量是自由下渗的1.40～2.73倍;壤中流条件下坡面侵蚀量是自由下渗时的3.36～8.12倍,是土壤水分饱和时的2.40～2.98倍.同时,坡面坡度对紫色土坡面侵蚀过程有重要的影响.     

土壤管理措施对坡耕地侵蚀退化耕层的恢复作用

[目的]紫色土坡耕地土壤侵蚀严重,研究土壤管理措施对不同侵蚀程度坡耕地耕层侵蚀恢复作用,为紫色土坡耕地耕层质量调控和坡耕地持续利用提供理论及实践依据.[方法]采用单因素方差分析(One-way ANOVA)检验各指标的差异显著性,研究不施肥(CK)、施化肥(F)、施生物炭+化肥(BF)3种土壤管理措施对侵蚀0 cm(S...     

黄土高原长历时土壤侵蚀暴雨标准初探

本文从黄土高原的降雨、径流、入渗、暴雨的实际情况及收集暴雨资料的需要出发,阐述了拟定长历时(60～1440min)土壤侵蚀暴雨标准的必要性和思路。根据这个思路,笔者在已拟定的短历时(5～60min)暴雨标准基础上,参考有关资料,拟定了长历时土壤侵蚀暴雨标准。