土壤侵蚀模型在水土保持实践中的应用探究

土壤侵蚀模型在水土保持实践中的应用探究

摘要：水土保持，是环境保护领域非常重要的一门学科，随着工业的不断发展，我国特别重视对环境的保护。与此同时，在水土保持理论研究中也加大了力度。

而对于土壤侵蚀模型来说，则是土壤侵蚀理论研究的成果之一，该成果能够为水

土保持实践提供有效依据。本课题重点围绕“土壤侵蚀模型在水土保持实践中的应用”进行分析研究，以期提高土壤侵蚀模型的实用价值，并为水土保持工作的进步及发展提供具有价值的参考建议。

关键词：水土保持；土壤侵蚀模型；实用价值；发展

土壤侵蚀模型属于水土保持实践研究工作中的有效工具之一，通过土壤侵蚀模型

的构建，进行相关参数的分析，能够为水土保持实践工作提供客观、科学的参考

依据。值得注意的是，我国早在上世纪二十年代便实行了土壤侵蚀监测工作，在

上世纪四十年代则基于黄土高原构建了水土保持试验站，而对于土壤侵蚀经验模

型的提出，则是在1953年[1]。总之，从水土保持实践工作的进步及发展角度考虑，本课题围绕“土壤侵蚀模型在水土保持实践中的应用”进行分析研究具备一定

的价值意义。

1.土壤侵蚀模型发展历程及模型概念分析

1.1发展历程

从土壤侵蚀模型的发展历程层面分析，发展至今已有八十余年，模型的性质

基于经验发展至机理，模拟起初为空间尺度，随着不断的发展，实现了对坡面、

小流域、大刘宇以及区域性的研究；涉及侵蚀、沉积、产沙以及污染物富集及迁

移等内容的研究。与此同时，从模型的应用层面来看，可应用到水土保持措施的

选择、水土保持效益的分析以及水土资源管理等方面。显然，土壤侵蚀模型的发

展昭示着理论研究的逐渐进步，与此同时也与计算机网络技术、地理信息系统以

及遥感技术等逐步发展密不可分。

1.2模型概念

（1）土壤侵蚀数学模型。土壤侵蚀模型中的土壤侵蚀数学模型，主要通过田间试验，利用土壤侵蚀因子参数及侵蚀相关性分析构建相对应的数学方程，可广

泛应用凹土壤学、土壤侵蚀与水土保持学科领域。

（2）欧洲土壤侵蚀模型。对于欧洲土壤侵蚀模型来说，指的是以物理过程为基础的次暴雨分布式侵蚀模型，以侵蚀产沙过程当作基点，纳入植物截留、土壤

表面情况、径流形成、剥蚀以及径流搬运功能等指标参数，进一步分析这些指标

参数对土壤侵蚀过程造成的影响，将1分钟组我诶时间间隔，然后将降雨期间的

水文与泥沙曲线图生成出来，对侵蚀与沉积位置进行预报，并对侵蚀与沉积相对

应的微地形起伏变化进行模拟[2]。

总之，土壤侵蚀模型在水土保持领域的应用广泛，且价值显著。为了提高水

土保持研究工作的效率及质量，可以合理、科学地利用土壤侵蚀模型。

2.土壤侵蚀模型在水土保持实践中的具体应用分析

从如前所述的土壤侵蚀模型的发展历程来看，经历了较长时间的发展，且发

展至今具备了成熟的模型基础。下面将从国外、国内土壤侵蚀模型在水土保持实

践中的具体应用进行分析，具体内容如下：

2.1国外土壤侵蚀模型的研究

土壤侵蚀研究进展

基于 USLE、GIS、RS 的流域土壤侵蚀研究进展 摘要：本文系统地介绍了 ULSE 模型中各侵蚀因子及其相应的算法，总结了国内外研究中获取各因子的新方法，并简要介绍了土壤侵蚀分析研究的新模型及其进展。当前 GIS 和 RS 作为新兴技术在土壤侵蚀分析研究中发挥了重要的作用，文章针对当前 GIS、RS 和 ULSE 在土壤侵蚀评价中的应用，指出了目前 GIS 和RS 在侵蚀研究中存在的问题，并提出了自己的观点和建议。 关键词：通用土壤流失方程( USLE)；土壤侵蚀; RS； GIS This paper systematically introduces ULSE erosion factors of each model and the corresponding algorithm, summed up the researches of a new method for each factor, and briefly describes the analytical study of soil erosion and its progress in the new model. Current GIS and RS as an emerging technology in the analysis of soil erosion has played an important role, articles for the current GIS, RS and ULSE soil erosion assessment in the application of GIS and RS are pointed out in the erosion problems, and put forward their views and suggestions. Keywords: Universal Soil Loss Equation (USLE)； soil erosion; RS；GIS 土壤是地球上生物赖以生存的基本要素之一，土地以及不同质量的土壤生产了超过90%的人类和牲畜所需要的食物。土地退化的日益严重成为制约人类发展的重要因素，土壤侵蚀是其中一个重要原因。土壤侵蚀使土壤肥力下降，理化性质变劣，土壤利用率降低，生态环境恶化。目前全球土地退化日益严重，我国是世界上土壤侵蚀最为严重的国家之一，土壤侵蚀面积占国土面积的比例高达38。2%，研究土壤侵蚀的机理，有效地对其进行监控、治理已经成为全球关注的焦点。传统的土壤侵蚀量调查方法耗时、周期长，而且很难确定中等尺度流域的土壤侵蚀量。随着侵蚀过程和机理研究的不断深入以及土壤侵蚀影响因素和侵蚀空间分布规律探讨的不断加强，土壤侵蚀的研究也逐渐走上了多途径、多学科协同研究的道路。但许多定量研究方法长期以来都在坡面和小流域尺度上进行，很难在区域尺度上推广，而美国农业部颁布的在区域土壤侵蚀调查方面富有特色的通用水土流失方程( USLE) 正好弥补了这一方面的空缺。20 世纪 80 年代 USLE 开始引入中国，而且研究人员在探讨坡面和流域土壤流失量的同时，还开始注重应用

土壤侵蚀的估算方法

土壤侵蚀的估算方法 数 据 处 理 流 程 作者：牛健平 时间：2011年10月11日 北京天合数维科技有限公司

目录 （CONTENT） 一、所需数据与参数 (3) 1、所需数据 (3) 2、所需中间参数 (3) 2.1、水土保持因子P (3) 2.2、地标覆盖因子C (3) 2.3、地形因子LS (4) 2.4、土壤可视性因子K (4) 2.5、降水侵蚀因子R (4) 3、所需参数 (5) 3.1、潜在土壤侵蚀量Ap (5) 3.2、现实土壤侵蚀量Ar (5) 3.3、土壤保持量Ac (5) 4、指标结果参数 (5) 4.1、保护土壤肥力的经济效益Ef (6) 4.2、减少土地废弃的经济效益Es (6) 4.3、减轻泥沙淤积的经济效益En (6) 二、处理流程 (7) 1、DEM数据的处理 (8) 1.1、坡长L (8) 1.2、百分比坡度a (8) 1.3、地形因子LS (9) 2、气象数据 (9) 2.1、月降雨量Pi的计算 (9) 2.2、土壤侵蚀力指标R (10) 3、土壤类型数据 (10) 4、遥感影像数据 (10) 5、土壤理性化数据 (11) 三、所需参数的计算 (11) 四、指标结果参数计算 (11)

一、所需数据与参数 在计算的过程中，总共涉及到的数据有地形数据、遥感影像数据、气象数据、土壤类型数据、土壤理性化数据以及统计数据，涉及到的中间参数有水土保持因子P，地标覆盖因子C，地形因子LS，土壤可视性因子K，降水侵蚀因子R，所需要的参数有潜在土壤侵蚀量Ap，现实土壤侵蚀量Ar，土壤保持量Ac，指标结果参数有保护土壤肥力的经济效益Ef，减少土地废弃的经济效益Es，减轻泥沙淤积的经济效益En。 1、所需数据 在进行土壤侵蚀的估算过程中，需要以下数据： A、地形数据； B、遥感影像数据； C、气象数据，主要是降雨量数据； D、土壤类型数据； E、土壤理性化数据； F、统计数据。 2、所需中间参数 在数据处理的过程中，所涉及到的中间参数与计算公式如下。 2.1、水土保持因子P 按照游松财的方法，水田的P值取0.15，其他土地利用方式基本没有采取水土保持措施，因此取值为1.00。 2.2、地标覆盖因子C 地表覆盖因子是根据地面植被覆盖状况不同而反映植被对土壤侵蚀影响的因素，与土地利用类型、覆盖度密切相关。C值的估算采用如下公式：

基于RUSLE的土壤侵蚀建模分析

空间信息应用实践（中级）实验指导书 空间建模——基于RUSLE的土壤侵蚀建模分析 一．实验背景 Soil erosion and gullying in the upper Panuco basin, Sierra Madre Oriental, eastern Mexico 土壤侵蚀是地球表面物质运动的一种自然现象，全球除永冻地区外，均发生不同程度的土壤侵蚀。人类社会出现后，土壤侵蚀成为自然和人为活动共同作用下的一种动态过程，构成了特殊的侵蚀环境背景，并伴随着人类对自然改造能力的增强，逐渐成为当今世界资源和环境可持续发展所面临的重要问题之一。 土壤侵蚀被称为“蠕动的灾难”，每年因土壤侵蚀造成的经济损失较诸如滑坡、泥石流和地震等地质灾害更大, 土壤侵蚀已成为我国乃至全球的重大环境问题之一。

土壤侵蚀及其产生的泥沙使土壤养分流失、土地生产力下降、湖泊淤积、江河堵塞，并造成诸如洪水等自然灾害，泥沙携带的大量营养物和污染物质加剧了水体富营养化，水质恶化，不断严重威胁到人类的生存。 据估计全球每年因土壤侵蚀损失300万公顷土地的生产力，造成的损失以百亿美元计。我国人口众多、农耕历史悠久，加之历史上战乱频仍，以黄土高原为代表的华夏文明发源地是世界上土壤侵蚀最严重的区域之一，1990年遥感普查结果，全国水土流失面积达367万km2，占国土总面积的38.2％，其中50%为水蚀地区，土壤侵蚀以黄土高原、四川紫色土地区和华南红壤地区尤为突出，仅黄土高原地区一处，平均每年流失泥沙就达到16.3 亿t。水土流失已成为中国重要的环境问题，土壤侵蚀研究已成为目前环境保护中的一个重要课题。 土壤侵蚀预报是有效监测水土流失和评价水保措施效益的手段，侵蚀模型则是进行土壤流失监测和预报的重要工具。然而传统预测方法需要在量经费、时间和人力的投入，因此，在一定精度范围内通过有限的数据输入，得到满足要求的土壤侵蚀预测结果成为趋势。80年代以来，随着地理信息系统(Geographical Information System, GIS)的成熟，它开始与土壤侵蚀模型—通用土壤流失方程(Universal Soil Loss Equation, USLE) 相结合进行流域土壤侵蚀量的预测和估算，业已成为土壤侵蚀动态研究的有力工具。GIS与USLE 相结合的分布式方法运用GIS的栅格数据分析功能，可预测出每个栅格的土壤侵蚀量，便于管理者识别关键源区，并通过确定引起水土流失的关键因子，针对性地提出最佳管理措施(Best Management Practices，BMPs)，为流域内土地资源的质量评价、利用规划和经营管理等提供科学依据与决策手段。 二、实验目的 模型生成器(ModelBuilder) 为设计和实现空间处理模型提供了一个图形化的建模环境。模型是以流程图的形式表示，它通过工具将数据串起来以创建高级的功能和流程。你可以将工具和数据集拖动到一个模型中，然后按照有序的步骤把它们连接起来以实现复杂的GIS 任务。通过对本次练习达到以下目的： ?掌握如何在ModelBuilder环境下通过绘制数据处理流程图的方式实现空间分析过程的自动化； ?掌握土壤侵蚀理论的基本知识；

北京师范大学自然地理学专业符素华、刘宝元土壤侵蚀与水土保持

北京师范大学自然地理学专业符素华、刘宝元土壤侵蚀与水土保持 考博真题-参考书-状元经验 一、专业的设置 北京师范大学地理学与遥感科学学院每年招收博士生26人，下设课程与教学论、自然地理学、人文地理学、地图学与地理信息系统，共3个专业。 自然地理学专业下设方修琦、王静爱的环境演变与自然灾害；符素华、刘宝元的土壤侵蚀与水土保持；谢云的土壤侵蚀与土地生产力；张科利的土地侵蚀与土壤环境；张光辉的水文与水资源评价。 二、考试的科目 土壤侵蚀与水土保持的考试科目为：①1101英语②2028水土保持原理或2243自然地理学③3741土壤学或3755水文学 三、导师介绍 符素华，博士，北京师范大学教授，研究领域为土壤侵蚀机理，土壤侵蚀模型预报与水土资源管理。 刘宝元教授、博士生导师主要教学课程：《土壤侵蚀研究》、《流域管理基础》（英）、《地学英语》、《计算机基础》等。主要研究方向：土壤侵蚀 四、参考书目 专业课信息应当包括一下几方面的内容： 第一，关于参考书和资料的使用。这一点考生可以咨询往届的博士学长，也可以和育明考博联系。参考书是理论知识建立所需的载体，如何从参考书抓取核心书目，从核心书目中遴选出重点章节常考的考点，如何高效的研读参考书、建立参考书框架，如何灵活运用参考书中的知识内容来答题，是考生复习的第一阶段最需完成的任务。另外，考博资料获取、复习经验可咨询叩叩：肆九叁叁，柒壹六，贰六，专业知识的来源也不能局限于对参考书的研读，整个的备考当中考

生还需要阅读大量的paper，读哪一些、怎么去读、读完之后应该怎么做，这些也会直接影响到考生的分数。 第二，专题信息汇总整理。每一位考生在复习专业课的最后阶段都应当进行专题总结，专题的来源一方面是度历年真题考点的针对性遴选，另一方面是导师研究课题。最后一方面是专业前沿问题。每一个专题都应当建立详尽的知识体系，做到专题知识点全覆盖。 第三，专业真题及解析。专业课的试题都是论述题，答案的开放性比较强。一般每门专业课都有有三道大题，考试时间各3小时，一般会有十几页答题纸。考生在专业课复习中仅仅有真题是不够的，还需要配合对真题最权威最正统的解析，两相印证才能够把握导师出题的重点、范围以及更加偏重哪一类的答案。 第四，导师的信息。导师的著作、研究方向、研究课题、近期发表的论文及研究成果，另外就是为研究生们上课所用的课件笔记和讨论的话题。这些都有可能成为初复试出题的考察重点。同时这些信息也是我们选择导师的时候的参照依据，当然选择导师是一个综合性的问题，还应当考虑到导师的研究水平、课题能力、对待学生的态度和福利等等。 第五，时事热点话题分析。博士生导师在选择博士的时候会一般都会偏重考查考生运用基础理论知识来解决现实热点问题的能力，这一点在初试和复试中都有体现。近几年的真题中都会有联系实际的热点分析。所以考生在复习备考时就应单多阅读一些本专业本学科的最新研究方向研究成果，权威的期刊上面“大牛们”都在关心、探讨什么话题，以及一些时事热点问题能不能运用本专业的知识来加以解释解决。 五、北师考博英语 北师的考博英语满分100分，题型有阅读、翻译和写作等。北师考博英语的整体难度介于六级和老托福之间，对词汇量有很高的要求，特别注重对形近字、意近词和固定搭配以及语法的考察。做阅读理解一定要遵守“实事求是”的原则，翻译这一个题型很容易丢分，考博资料获取、复习经验可咨询叩叩：肆九叁叁，

土壤侵蚀量计算模型

. 精品 土壤侵蚀量计算模型 关于土壤侵蚀量的计算，目前国内外主要采用的是美国的通用土壤流失方程USLE(Universal Soil- Loss Equation)，作为一个经验统计模型，它是土壤侵蚀研究过程中的一个伟大的里程碑，在土壤侵蚀研究领域一度占据主导地位，并深刻地影响了世界各地土壤侵蚀模型研究的方向和思路。由于USLE 模型形式简单、所用资料广泛、考虑因素全面、因子具有物理意义，因此不仅在美国而且在全世界得到了广泛应用。“通用土壤流失方程式”的形式如下： P C S L K R A ?????= 1-1 式中：A ——土壤流失量（吨∕公顷·年） R ——降雨侵蚀力指标； K ——土壤可蚀性因子。它是反映土壤吝易遭受侵蚀程度的一个数字。其单位是， 在标准条件下，单位侵蚀力所产生的土壤流失量； L ——坡长因子。当其它条件相同时，实际坡长与标准小区坡长（22.1米）土壤 流失量的比值； S ——坡度因子。当其它条件相同时，实际坡度与标准小区坡度（9%）上土壤流 失量的比值； C ——作物经营因子。为土壤流失量与标准处理地块（经过犁翻而没有遮蔽的休 闲地）上土壤流失量之比值； P ——土壤保持措施因子，有土壤保持措施地块上的土壤流失量与没有土壤保持 措施小区（顺坡梨耕最陡的坡地）上土壤流失量之比值。 通用土壤流失方程的计算结果只适用于多年平均土壤流失量，而不能够代表当地某一年或某一次降雨所产生的土壤流失量。当方程式右边每个因子值都是已知数时，即地块内的土壤种类、坡长、坡度、作物管理情况、地块内的土壤保持措施以及降雨侵蚀力都已知，且都被分别赋于一个适当的数值时，它们相乘后，就得出在此特定条件下所预报的年平均土壤流失量。 如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！

中国土壤侵蚀预报模型研究进展

中国土壤侵蚀预报模型研究进展 摘要：土壤侵蚀模型作为了解土壤侵蚀过程与强度,掌握土地资源发展动态,指导人们合理利用土地资源的重要工具，受到世界各国的普遍重视。本文总结了中国土壤侵蚀预报模型的主要研究成果，在总结和评价这些模型的基础上，提出今后我国的主要研究方向：（1）注重土壤侵蚀模型的理论研究；（2）加强对重力侵蚀、洞穴侵蚀机制的研究；（3）充分利用先进的RS、GIS技术,为侵蚀模型的研究提供大量的数据源,以利于对土壤侵蚀模型的检验。 关键词：土壤侵蚀模型、研究方向、问题 Review of Research Progress in Soil Erosion Prediction Model in China Soil erosion model which is regarded as the tool to understand the soil erosion processes and intensity, to master the dynamic of land resources development, to guide the rational use of land resources, having attracted the widespread attention of the world.This paper summarizes the main findings of Chinese Soil Erosion Prediction Model and on the basis of summarying and evaluating these models it indicates the directions of the future research : (1) focus on soil erosion model theoretical research; (2) focus on the research of gravity erosion, cave erosion mechanism,; (3) take full advantage of the advanced RS and GIS technology for the study of erosion models which provide a large number of data sources to facilitate the inspection of soil erosion model. 近年来，土壤侵蚀成为人们关注的生态环境热点之一。土壤侵蚀预报是有效监测水土流失和评估水保措施效益的手段,侵蚀模型则是进行土壤流失监测和预报的重要工具。土壤侵蚀预报模型的研究是世界土壤侵蚀学科的前沿领域和土壤侵蚀过程定量研究的有效手段。根据土壤侵蚀模型的建模手段和方法,一般可以将其分为经验统计模型和物理成因模型。经验统计模型是利用大量的试验观测资料,借助于统计方法,定量表述影响土壤侵蚀因子的指标,进而得出计算土壤流失量的方程式。物理成因模型以土壤侵蚀的物理过程为基础,利用水文学、水力学、土壤学、河流泥沙动力学以及其他相关学科的基本原理,根据已知降雨、径流条件来描述土壤侵蚀产沙过程,从而预报在给定时段内的土壤侵蚀量。根据土壤侵蚀模型预报对象的不同,又可将土壤侵蚀模型分为坡面土壤侵蚀模型和流域或网格(区域)土壤侵蚀模型。我国学者在土壤侵蚀模型研究的各个层面上进行了大量工作,取得了很多成果。其中,区域尺度研究的应用更为广泛。在小流域土壤侵蚀模型的研究方面,以对统计模型及引进的统计模型中各因子的本地化研究较多,对基于过程的物理模型系统研究较少,特别是适合我国国情的系统的过程模型更少。本文希望对我国土壤侵蚀模型的主要研究成果进行总结,并对其中的一些问题进行了评述,以期为今后的土壤侵蚀模型研究进展提供一定的参考意见。提出了预报模型亟待解决的关键问题,以促进我国土壤侵蚀预报模型的建立,为生态环境改善提供科学依据。 1.经验统计模型 经验模型主要从侵蚀产沙因子角度入手,建立径流、产沙与降雨、植被、土壤、土地利用、耕作方式、水保措施等之间的多元回归因子关系式。经验公式结构简单,计算方便,在制定公式使用资料范围内具有可靠的精度,但是模型被移植到其它区域使用时以及向建模条件外延时,模型精度难以控制,模型的实用性受到影响。这类侵蚀产沙模型以坡面模型和小流域侵蚀产沙模型为代表,同时也包括部分区域性的侵蚀产沙预报模型,这些通常不考虑侵蚀产沙过程,称之为“黑箱”或“灰箱”模型,在模型形式上主要是采用侵蚀产沙因子的多元回归方程式。自1953年刘善建首次提出坡面土壤侵蚀量的公式来[2],不同的学者根据当地的实际情

水保03级土壤侵蚀原理试题A卷答案及评分标准

北京林业大学2005—2006学年第一学期考试试卷答案 试卷名称：土壤侵蚀原理A卷课程所在院系：水土保持学院 考试班级学号姓名成绩 试卷说明： 1.本次考试为闭卷考试。本试卷共计1页，共五大部分，请勿漏答； 2.考试时间为120分钟，请掌握好答题时间； 3.答题之前，请将试卷和答题纸上的考试班级、学号、姓名填写清楚； 4.第一大题可直接在试题纸上答题；从第二大题开始可直接在试卷上写题号后答题 5.答题完毕，请将试卷和答题纸正面向外对叠交回，不得带出考场； 6.考试中心提示：请你遵守考场纪律，参与公平竞争！ 一、简释下列名词(3分/个×8个=24分)。 1.水土流失: 在水力、重力、风力等外营力作用下，水土资源和土地生产力的破坏和损失，包括土地表层侵蚀及水的损失，亦称水土损失。 2.风力侵蚀: 土壤颗粒或沙粒在气流冲击作用下脱离地表，被搬运和堆积的一系列过程，以及随风运动的沙粒在打击岩石表面过程中，使岩石碎屑剥离出现擦痕和蜂窝的现象。 3.侵蚀沟: 坡面径流冲刷土壤或土体,并切割陆地表面形成沟道的过程，也称为线状侵蚀或沟状侵蚀。 4.侵蚀模数: 在单位时间内单位面积上,因土壤侵蚀导致的侵蚀总重量，常以t/a·km2为单位表示。在同一地区侵蚀模数仅能综合反映某一较大范围内土壤侵蚀发生的概略状况,而不能确切表达出任一具体土壤侵蚀形式的发生发展程度。 5.土壤侵蚀程度:

开始,截止到目前为止的发展状况。 6.水力侵蚀: 在降雨雨滴击溅、地表径流冲刷和下渗水分作用下,土壤、土壤母质及其他地面组成物质被破坏、剥蚀、搬运和沉积的全部过程。 7.沟壑密度: 沟壑密度是指单位面积上侵蚀沟道的总长度，常以 km/km2表示。 8.开析度: 开析度是指单位面积上水文网的总长度，常以 km/km2表示。

土壤侵蚀模型在水土保持实践中的应用探究

土壤侵蚀模型在水土保持实践中的应用探究 摘要：水土保持，是环境保护领域非常重要的一门学科，随着工业的不断发展，我国特别重视对环境的保护。与此同时，在水土保持理论研究中也加大了力度。 而对于土壤侵蚀模型来说，则是土壤侵蚀理论研究的成果之一，该成果能够为水 土保持实践提供有效依据。本课题重点围绕“土壤侵蚀模型在水土保持实践中的应用”进行分析研究，以期提高土壤侵蚀模型的实用价值，并为水土保持工作的进步及发展提供具有价值的参考建议。 关键词：水土保持；土壤侵蚀模型；实用价值；发展 土壤侵蚀模型属于水土保持实践研究工作中的有效工具之一，通过土壤侵蚀模型 的构建，进行相关参数的分析，能够为水土保持实践工作提供客观、科学的参考 依据。值得注意的是，我国早在上世纪二十年代便实行了土壤侵蚀监测工作，在 上世纪四十年代则基于黄土高原构建了水土保持试验站，而对于土壤侵蚀经验模 型的提出，则是在1953年[1]。总之，从水土保持实践工作的进步及发展角度考虑，本课题围绕“土壤侵蚀模型在水土保持实践中的应用”进行分析研究具备一定 的价值意义。 1.土壤侵蚀模型发展历程及模型概念分析 1.1发展历程 从土壤侵蚀模型的发展历程层面分析，发展至今已有八十余年，模型的性质 基于经验发展至机理，模拟起初为空间尺度，随着不断的发展，实现了对坡面、 小流域、大刘宇以及区域性的研究；涉及侵蚀、沉积、产沙以及污染物富集及迁 移等内容的研究。与此同时，从模型的应用层面来看，可应用到水土保持措施的 选择、水土保持效益的分析以及水土资源管理等方面。显然，土壤侵蚀模型的发 展昭示着理论研究的逐渐进步，与此同时也与计算机网络技术、地理信息系统以 及遥感技术等逐步发展密不可分。 1.2模型概念 （1）土壤侵蚀数学模型。土壤侵蚀模型中的土壤侵蚀数学模型，主要通过田间试验，利用土壤侵蚀因子参数及侵蚀相关性分析构建相对应的数学方程，可广 泛应用凹土壤学、土壤侵蚀与水土保持学科领域。 （2）欧洲土壤侵蚀模型。对于欧洲土壤侵蚀模型来说，指的是以物理过程为基础的次暴雨分布式侵蚀模型，以侵蚀产沙过程当作基点，纳入植物截留、土壤 表面情况、径流形成、剥蚀以及径流搬运功能等指标参数，进一步分析这些指标 参数对土壤侵蚀过程造成的影响，将1分钟组我诶时间间隔，然后将降雨期间的 水文与泥沙曲线图生成出来，对侵蚀与沉积位置进行预报，并对侵蚀与沉积相对 应的微地形起伏变化进行模拟[2]。 总之，土壤侵蚀模型在水土保持领域的应用广泛，且价值显著。为了提高水 土保持研究工作的效率及质量，可以合理、科学地利用土壤侵蚀模型。 2.土壤侵蚀模型在水土保持实践中的具体应用分析 从如前所述的土壤侵蚀模型的发展历程来看，经历了较长时间的发展，且发 展至今具备了成熟的模型基础。下面将从国外、国内土壤侵蚀模型在水土保持实 践中的具体应用进行分析，具体内容如下： 2.1国外土壤侵蚀模型的研究

GIS支持下的土壤侵蚀量估算_以江西省泰和县灌溪乡为例_游松财

收稿日期:1998-03-24;修回日期:1998-07-06。 GIS 支持下的土壤侵蚀量估算 )))以江西省泰和县灌溪乡为例 游松财 李文卿 (中国科学院自然资源综合考察委员会 北京 100101) 提要 在地理信息技术(GIS)的支持下,应用通用土壤侵蚀方程(U niversal Soil Loss E q ua - t ion,简称US LE )估算了江西省泰和县灌溪乡的土壤侵蚀量。研究结果表明,当地表覆盖率大于15%时,计算的结果与实测的数据有良好的相关性(0187)。关键词土壤侵蚀地理信息系统U SL E 分 类 中图法 T P393 S 157 1引言 众所周知,土壤侵蚀的结果是:降低了土地的肥力及可耕性;导致沟渠塘库的淤积,进而降低了排灌能力而引起农业生产力的下降;而维持受侵蚀地块的肥力,则加大了农业的投入。土壤侵蚀是一个全球性的问题,在我国其严重性勿需在此阐述。因此,估算土壤侵蚀量是基于以下三个理由:1确认需采取水土保护的地域;o通过确定引起水土流失的关键因 子,制定相应的措施;?探讨土壤侵蚀与土地生产力之间的关系。到目前为止,最为广泛应用的经验模型是通用土壤侵蚀方程(W isch meier 和Sm ith,1978)[1] ,该模型是建立在土壤 侵蚀理论及大量实地观测数据统计分析的基础上。其表达式为: E =R #K #L #S #P #C (1) 式中,E 为年平均土壤侵蚀量(t/hm 2 );R 为降水及径流因子;K 为土壤侵蚀性因子;L 及S 为地形因子;P 为水土保护措施因子;C 为地表植被覆盖因子。 G IS 技术已在资源管理领域获得广泛的应用。本文在GI S 的支持下,应用该方程对我国红壤丘陵地区的江西省泰和县灌溪乡的土壤侵蚀量进行了定量的估算。灌溪乡,土地面积16916k m 2 ;年平均气温1816e ;平均年降水量1373m m ,多分布于3~6月,而且降水多为暴雨形式。尽管该地区植被状况较好,但一旦受到破坏,则土壤侵蚀严重,且不易恢复。 2土壤地理单元 土壤地理单元的概念是由Zinck(1988)[2]提出的。它为四级结构,分别为景观、地势、岩 性与地形。其中地形是土地利用评价的基本单元。在小范围的区域内,判读土壤地理单元最好是用航空照片。本文利用1B 20000的航空照片,遵循土壤地理单元概念的原则,制作了研究地区的土壤地理单元图。 第14卷第1期 1999年1月 Vol.14No.1 J an.,1998 自然资源学报 JOU RNA L O F NA T U RA L RESO U RCE S

分析土壤侵蚀与水土保持研究进展李健礼

分析土壤侵蚀与水土保持研究进展李健礼 发表时间：2018-11-05T10:50:23.837Z 来源：《防护工程》2018年第15期作者：李健礼[导读] 环境、经济以及社会的协调发展受到了土壤侵蚀的严重制约，基于坚持人与自然和谐共生，必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策，土壤侵蚀正是影响环境的主要问题。本文对目前土壤侵蚀过程研究中存在的问题进行了系统的分析，并且对工程措施、植物措施和临时措施在水土保持效益以及水土流失的调控作用等方面的作用进行了总结。 李健礼 广东河海工程咨询有限公司摘要：环境、经济以及社会的协调发展受到了土壤侵蚀的严重制约，基于坚持人与自然和谐共生，必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策，土壤侵蚀正是影响环境的主要问题。本文对目前土壤侵蚀过程研究中存在的问题进行了系统的分析，并且对工程措施、植物措施和临时措施在水土保持效益以及水土流失的调控作用等方面的作用进行了总结。 关键词：环境问题；土壤侵蚀；水土保持；水土流失我国当前处于经济发展时期，开发建设导致土壤侵蚀情况不断加剧，无论是城市、乡村，还是山区、丘陵、平原，水土问题对人民群众的生产生活造成了极大的影响，而土壤侵蚀是一个很难逆转的过程，需要长期的治理。新时期，党中央提出了“环境就是民生，青山就是美丽，蓝天也是幸福。”，要求在保护环境的情况下发展经济，达到又好又快发展。因此，水土保持就突显重要性，值得广大学者深入研究。 1.我国土壤侵蚀基本现状 1.1土壤侵蚀的基本情况 中科院遥感地球所张增祥研究员等编著的《中国土壤侵蚀遥感监测》，按照时间序列和流域分析了中国土壤侵蚀的时空特点，旨在展现我国20世纪80年代至2010年我国土壤侵蚀的现状及变化，为更好支持环境保护工作提供科技支撑。 2010年土壤侵蚀轻度以上面积共计4778070.10平方千米，占全国监测总面积的50.26%，反映出全国半数土地面积存在不同程度的土壤侵蚀现象。其中，东部、中部、西部土壤侵蚀面积占区域总面积的比例分别是12.59%、27.04%、61.52%，西部地区的土壤侵蚀相对最严重，分布面积和强度等级都表现出由东向西递增的特点。轻度以上侵蚀面积比例低于10%的包括上海、海南、江苏、天津、广西和广东，上海市无侵蚀发生。 1.2土壤侵蚀类型与形式 （1）土壤侵蚀类型陆地表面，在水力、风力、冻融和重力等外营力作用下，土壤、土壤母质和其他地面组成物质被破坏、剥蚀、转运和沉积的全过程。土壤侵蚀一词系指侵蚀的类型或形态，如水蚀、风蚀、重力侵蚀等侵蚀类型，或指溅蚀、片蚀、沟蚀等侵蚀形态。划分土壤侵蚀类型的目的在于反映和揭示不同类型的侵蚀特征及其区域分异规律，以便采取适当措施防止或减轻侵蚀危害。土壤侵蚀类型的划分以外力性质为依据，通常分为水力侵蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀和风力侵蚀等。其中水力侵蚀是最主要的一种形式，习惯上称为水土流失。水力侵蚀分为面蚀和沟蚀，重力侵蚀表现为滑坡、崩塌和山剥皮，风力侵蚀分悬移风蚀和推移风蚀。 （2）土壤侵蚀形式土壤侵蚀过程中因外营力和下垫面差异发育形成的各种侵蚀形态。根据土壤侵蚀研究和其防治的侧重点不同，土壤侵蚀类型的划分方法也不一样。最常用的方法主要有以下3种，即按导致土壤侵蚀的外营力种类来划分土壤侵蚀类型、按土壤侵蚀发生的时间划分土壤侵蚀类型和按土壤侵蚀发生的速率划分土壤侵蚀类型。按导致土壤侵蚀的外营力种类进行土壤侵蚀类型的划分，是土壤侵蚀研究和土壤侵蚀防治等工作中最常用的一种方法。一种土壤侵蚀形式的发生往往主要是由一种或两种外营力导致的，因此这种分类方法就是依据引起土壤侵蚀的外营力种类划分出不同的土壤侵蚀类型。 1.3土壤侵蚀的危害 （1）侵占土地资源我国陆地面积约960万平方公里，约占世界陆地总面积的1/15，居世界第三位。据统计全国水土流失总面积达150万平方公里（不包括风蚀面积），几乎占国土总面积的1/6。黄土高原总面积为53万平方公里，水土流失面积达43万平方公里，占总面积的81%。据统计资料介绍，在晋、陕、甘等省内，每平方公里有支、干沟50多条，沟道长度可达5-10km以上，沟谷面积可占流域面积的50-60%。由于土壤侵蚀，大量土地资源被破坏，水土流失日益加剧，侵占耕地、草地、林地等植被面积，直接影响我国可利用地资源。 （2）生态环境恶化根据《2016年中国环境状况公报》，生态环境质量“优”和“良”的县域主要分布在秦岭淮河以南、东北大小兴安岭和长白山地区，“一般”的县域主要分布在华北平原、东北平原中西部、内蒙古中部、青藏高原中部和新疆北部等地区，“较差”和“差”的县域主要分布在内蒙古西部、甘肃西北部、青藏高原北部和新疆大部。生态环境较差及差区域与国家级水土流失预防区基本吻合，主要由于我国西北地区常年受土壤侵蚀危害，地表植被覆盖率较低，降雨、强风等容易产生土壤侵蚀影响，从而导致生态环境系统循环恶化。 （3）河床淤积 土壤侵蚀去向途径伴随雨水、风向等影响，水土流失中携带的大量泥沙随着雨水、风吹被送至低洼湖泊、河道、水库等区域，从而造成河床淤积，水位抬升。建国以来，黄河下游河床平均每年淤高8～10cm，目前很多地段已高出两岸地面4～10m，成为地上“悬河”。河床淤积导致河床抬高，容易产生洪涝灾害，从而导致国民经济损失。 2.关于防治土壤侵蚀的水土保持措施 根据项目建设特点及水土流失防治目标的要求，结合项目实际和项目区水土流失现状，在水土流失防治分区的基础上，统筹布置水土保持措施，以全局的观点来考虑，做到主体工程设计与水土保持方案相结合，工程措施与植物措施相结合，重点治理与综合防护相结合，治理水土流失与恢复、提高地力相结合，将项目建设期造成的新的水土流失降低到最低，下列以普遍利用较多的防护措施为例。 2.1工程措施

分布式土壤侵蚀模型研究概述

收稿日期:2005-3-16 作者简介:焦凤红(1966-),女,内蒙古自治区赤峰市人,副教授,现从事水土保持及计算机教学研究工作。分布式土壤侵蚀模型研究概述 焦凤红 于显威 (沈阳农业大学高等职业技术学院 110122) 摘 要 分布式模型是近年在经验统计模型和物理过程模型的基础上发展起来的土壤侵蚀模型。本文分析了几种分布式侵蚀模型的特征及物理过程,对其中的网格划分、网格单元侵蚀量的计算、流域出口侵蚀量的计算、模型参数的采用等主要技术环节进行了讨论,并展望了今后的研究方向。关键词 土壤侵蚀;分布式;侵蚀模型 [中图分类号]S15711 [文献标识码]C [文章编号]1002-2651(2005)02-0032-02 土壤侵蚀模型研究是世界土壤侵蚀学科的前沿领域,也是定量研究土壤侵蚀过程的有效手段。根据国内外土壤侵蚀模型的研究发展过程,有人将其划分为经验统计模型、物理过程模型与分布式模型三个阶段。这三个阶段并没有严格的时间划分。分布式模型将流域按照一定的方法划分成一个个相对均质的网格,即每个网格单元中的土壤、植被覆盖均匀分布,在每个网格上进行参数输入,然后依据一定的数学表达式来计算每个网格单元的侵蚀量,并将计算结果推演到流域出口,得到流域土壤侵蚀总量。本文结合前人的研究成果,总结了应用较为广泛的几种分布式模型,讨论了模型中的主要技术问题,并展望了今后的发展方向。 1 主要的分布式模型111 ANSWE RS 模型 20世纪80年代初期Beasly 和Huggins 研发了ANSWE RS 模型,该模型把流域细分为均等的网格单元。在网格单元内,假定土地利用、坡度、土壤特性、营养物质、作物和经营管理措施等因子均匀分布。在土壤侵蚀研究中,此模型广泛应用于评价B MPs 对流域泥沙及水文过程的影响。模型结构化程度较高,主要包括3大模块:径流和入渗、泥沙、蒸发散。径流和入渗模块中,以Green-Ampt 入渗方程代替了原模型中的Holtan 方程进行计算;泥沙模块中,产沙计算采用了WEPP 模型中的土壤可蚀性指标以及单位水流 动力理论和临界切应力原理,把Foster 和Meyer 方法引入Yalin 公式进行输沙过程计算,并以此建立了泥沙输移模块;蒸发散模块主要用于设定下次降雨开始时的土壤湿度初始条件,是连续模型得以运行的必要环节。模型运行时,需把研究流域的空间属性数据(如坡度、坡长、坡向、地表植被状况、土壤等)栅格化,同时输入流域模拟时段内的气象资料,包括降雨强度、历时、气温、地温和地表辐射等。ANSWE RS 模型可以计算径流传输条件下的土壤流失量,并与地理信息系统(GIS)相连接,建立了GIS 界面以利用遥感数据。 112 AGNPS 模型 AGNPS 模型是美国农业部农业研究局与明尼苏达污染物防治局共同研发的计算机模拟模型,是一个基于方格框架组成的流域分布式事件模型。按照栅格采集模型参数,由水文、侵蚀、沉积和化学传输4大模块组成,用于对N 、P 元素等土壤养分流失进行预测,并对农业地区的水质问题以重要性顺序为依据进行排列,同时对次暴雨径流和侵蚀产沙过程进行模拟。流域的大小从几hm 2 到大约200km 2 ,以014~26hm 2为单元对流域进行均等分室,流域内径流、污染物、泥沙沿各分室汇集于出水口。113 TOPMODEL 模型 TOPMODEL 模型(Topography based hydrological Model)是一个以地形为基础的半分布式小流域模型, 第17卷第2期亚热带水土保持 Vol 117 l 2 2005年6月Subtropical Soil And Water Conservation Jun 12005

水土流失形态及土壤侵蚀计算

水土流失形态 水土流失也叫土壤侵蚀，是指地球陆地表面的土壤及其母岩碎屑，在水力、风力、重力、冻融等外营力和人为活动作用下发生的各种形式的剥离、搬运和再堆积的过程。水土流失是山区、丘陵区一种渐进性灾害，被列为人类目前所面临的十大环境问题之一。治理水土流失是中国的基本国策之一。 一、侵蚀的发展 土壤侵蚀的发展，大体分为３个阶段： （一）自然侵蚀 自然侵蚀也称古代侵蚀、史前侵蚀或地质侵蚀。在人类出现以前，就有了中国黄土高原。黄土在其沉积过程中，地面虽然比较完整，但也有起伏不平，同时地面尚未形成能抑制土壤侵蚀的植被，加之黄土具有易蚀性特点，暴雨和冰川融解形成径流，即对地表产生侵蚀作用。这时侵蚀非常缓慢，土壤的侵蚀速度小于土壤形成的速度，不仅不会破坏土壤结构，还对土壤能起到一定的更新作用，这种侵蚀也叫正常侵蚀。 （二）加速侵蚀 加速侵蚀也叫现代侵蚀，是指土壤侵蚀速度大于土壤形成速度。自西汉到民国的2 000年间，黄土高原地区人口增长较快，移民戍边以及农业区逐渐由南向北、由东向西扩展，人类开垦草原，砍伐森林，开荒扩种，加上其他不合理的经营活动，造成加速侵蚀。据观测资料，森林砍伐土地垦种后，年侵蚀模数可从每平方公里几吨猛增到几千吨甚至上万吨，有不少沟道、河流，一年的输沙量相当于自然侵蚀几百年的输沙量。加速侵蚀导致林草植被破坏，土壤肥力下降，地形更加破碎，水土流失加剧。 （三）人为新增侵蚀 新中国建立以来，特别是20世纪80年代以来，资源开发和基本建设项目大大增加，开矿、建厂、修路、盖房（挖窑）等活动日益频繁，直接向沟道、河道弃土弃石弃渣。由于人口增加，需求更多农产品，在农业生产上，不少地方仍在破坏植被，开荒扩种，粗放经营，造成一边治理一边破坏，一家治理多家破坏。在遭到破坏的地方，水土流失特别严重。 二、侵蚀形态 土壤侵蚀从形态上可分为水力侵蚀、重力侵蚀和风力侵蚀３种。 （一）水力侵蚀

土壤侵蚀与水土保持科学重点研究领域与问题

土壤侵蚀与水土保持科学重点研究领域与问题 随着我国经济社会的发展和城市化的不断推进，加之近年来灾害天气的增多，都对我的土壤造成了严重危害，目前最为常见情况为水土侵蚀和水土流失，这些情况会严重影响到我国水土保持的质量，从而会影响到我国农林业等的发展。文章在开展研究的过程中主要对土壤侵蚀和水土保持科学重点严重的领域和存在的问题进行研究，在进行研究的过程中主要对土壤侵蚀和水土流失的过程以及机理、水土侵蚀和水土流失的作用模型、水土保持的主要方法和相应规律等进行研究。同时还重点对土壤侵蚀、水土流失以及水土保持对我国整体生态环境产生的影响进行研究，旨在通过研究为水土保持工作的顺利开展提供借鉴和帮助。 标签：土壤侵蚀；水土保持；研究 土壤是我国在发展过程中十分重要的环境因素，我国在发展林业、农业、牧业等行业的过程中都是以土壤为基础，土壤的整体质量直接关系到这些行业发展的质量，甚至会直接影响到人们的生存。近年来，城市化的不断推进、自然灾害的影响、土地经营过程中的不当、化学肥料的大量使用都会对我姑的土地和土壤造成严重的影响。近年来，水土流失已经成为土壤侵蚀一种十分常见的方式，水土流失会对我国土壤的安全和水土保持工作造成严重的影响，同时也会对我国基础行业的发展造成严重影响。由此可见，对土壤侵蚀和水土保持工作进行研究对我国整体经济社会的发展有着十分重要的价值和意义。 1 土壤侵蚀与水土保持研究的各方面需要 1.1 土壤侵蚀与水土保持研究的社会需要 土壤侵蚀和水土流失是我国乃至全世界共同面临的环境问题，每年在人为因素和自然因素的影响下都会造成大量的水土流失，这会对我国经济社会的可持续发展造成十分严重的影响。土壤侵蚀和水土流失会造成以下三个方面的后果，分别是：造成土壤肥力降低，造成土壤退化，不在能够适应农作物和林木的生长，会严重影响到当地第一产业的发展；土壤侵蚀和水土流失会造成下流河道的堵塞，会危害到下游人们的安全，同时不利于河流下游生态环境的保护与发展；土壤侵蚀会严重影响到土壤自身的含碳量，会对大气环境产生潜在的影响。因此土壤侵蚀和水土保持研究对我国社会的发展显得十分必要。 1.2 土壤侵蚀与水土保持研究的自身需要 目前在我国开展土壤侵蚀和水土保持工作的过程中，主要开展的研究工作是针对于土壤侵蚀和水土保持过程，以及过程中包含的环境因素和作用因素。在对土壤侵蚀情况进行研究的过程中主要，开展研究工作的方面有侵蚀地貌侵蚀土壤发生的变化。大气中的水汽空气含量。同时对我国的整体植被发展情况区域生态平衡等开展研究工作，在对水土保持工作开展研究的过程中，主要是对，河流湖泊，以及近海区域的，水土保持情况开展研究工作，同时在进行研究的过程中对

地理建模ModelBuilder土壤侵蚀危险性建模分析

实验八、Model Builder 土壤侵蚀危险性建模分析(综合 实验) 模型生成器(ModelBuilder)为设计和实现空间处理模型提供了一个图形化的建模环 境。模型是以流程图的形式表示，它通过工具将数据串起来以创建高级的功能和流程。你可以将工具和数据集拖动到一个模型中，然后按照有序的步骤把它们连接起来以实现复杂的GIS任务。通过对本次练习，我们可以认识如何在ModelBuilder环境下通过绘制数据处理 流程图的方式实现空间分析过程的自动化，加深对地理建模过程的认识，对各种GIS分析工具的用途有深入的理解。 1. 认识ModelBuilder操作界面135 2. 确定目标，加载数据135 3. 创建模型136 4. 编辑模型139 5. 执行模型，查看结果153 1.认识ModelBuilder操作界面 1:添加硬盘上的数据或工具到模型中，数据也可以从ArcMap或ArcCatalog从直接拖到模型中，工具可以直接从Arctoolbox直接拖到模型中 2:显示全部模型要素，并充满ModelBuilder窗口 3:自由缩放，点击此按钮后，按住鼠标不放可，向上或向下移动鼠标可以自由缩放ModelBuilder中的流程图 4:选择，用以选择模型中的数据图框，工具图框 5:添加连接，将数据和工具连接起来

6:运行选中的处理过程或整个模型 2.确定目标，加载数据 目标：获取［土壤侵蚀危险性分布图］因子确定：坡度、土壤类型、植被覆盖 数据：矢量数据：研究区界线(Study Area)、植被(Vegetation)，栅格数据：土壤类型栅 格(Soilsgrid) (1) 在ArcMap中新建一个地图文档 (2) 添加矢量数据：StudyArea、Vegetation、栅格数据Soilsgrid (同时选中：在点击的 同时按住Shift) (3) 打开Arctoolbox，激活Spatial Analyst空间分析扩和3D分析扩展模块(执行 菜单命令［工具］＞＞［扩展］，在出现的对话框中选中“空间分析模块”和“ 3D分析”) (4) 根据Vegetaion中的属性［VegTYPE］设置植被图层的符号为［唯一值渲染］，根 据SoilsGrid图层中属性［S_Value］设置土壤类型栅格的符号为［唯一值渲染］，设置图层StudyArea的边界和填充，并调整各图层的顺序得到如下下效果: (5)保存地图文档为［Ex8.mxd］ 3■创建模型 在上一步操作的基础上进行 (1) 在ArcMap中，打 开Arctoolbox，执行菜单命令：［工具］＞＞［选项］,在［选项］设置对话框中，设置［空间处理］选项页中［我的工具箱位置］，将其指定为某个路径，比如 ［d:\arcgis］,因为以下建立的模型将会被保存到后缀为［.tbx］的文件中，而这个文件是保存在以上设定的路径下的.