中国土壤侵蚀相关模型研究进展
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中国水 土保持 Ｓ ＷＣ Ｃ ２ ０ １ ４年第 １ 期
中 国 土 壤 侵 蚀 相 关 模 型 研 究 进 展
张启 旺 ， 安俊珍 ， 王 霞 ， 高雅 玉 ， 常万广
（ １ ． 甘肃 省水 利水 电学校 ， 甘 肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ２ ０ ； ２ ． 甘 肃省水土 保持 科 学研 究所 ， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ２ ０ ；
１ 土壤 侵蚀 经验模 型
该模型 的优 点 是根 据 我 国水 土 保 持 的实 际 情 况 ， 三 大措施 因子 ， 即变为 生物 （ Ｂ） 、 工程 （ Ｅ） 和耕 作 （ ）
立 的途径 和模 拟过程 ， 模 型通 常可 以分 为 经验 模 型 、 物 将 Ｕ Ｓ Ｌ Ｅ中的覆 盖与管 理 两 大 因子 变 为我 国水 土保 持
１ ． １ 中 国坡 面 土壤 流 失方 程 （ Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ｓ ｏ ｉ ｌ Ｌ ｏ ｓ ｓ Ｅ ｑ ｕ ａ —
ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｃ Ｓ Ｌ Ｅ ）
高。应用 Ａ Ｒ Ｃ ／ Ｉ Ｎ Ｆ Ｏ地理信息系统软件建立空间水土 流失数据库 ， 实现 了侵蚀预报模 型与 Ｇ Ｉ Ｓ相结合 ， 使
３ ． 白银 市水 务局 ， 甘 肃 白银 ７ ３ ０ ９ ０ ０ ）
［ 关键词 ］土壤 侵蚀 ； 预报模 型； 研 究现状 ； 中国
［ 摘
要 ］土壤 侵蚀预报模 型通常可以分为经验模型 、 物理 过程模 型和分 布式模 型。我 国学者 以 Ｕ Ｓ Ｌ Ｅ为蓝本 ， 利 用水
蚀 区径流 小区观测 资料 ， 根据 各研 究区 实际情 况进行 因子修 正 ， 就 主要 水蚀 区的黄土 高原、 东北漫 岗丘 陵 、 长江三峡 库
蚀 区径流小 区观测 资 料 ， 根 据 各 研究 区实 际情 况 进 行 坡度 ； Ｌ为坡长 ； Ｇ 为浅 沟 侵蚀 影 响系数 ， 当坡 面 无浅
因子 修正 ， 就 主要 水 蚀 区 的黄 土 高 原 、 东 北 漫 岗丘 陵 、 等地 区 的坡 面 土壤 侵 蚀 ， 开 展 了我 国 土壤 侵 蚀 经 验 模
措施 因子， 其不足是模型形式与 Ｕ Ｓ Ｌ Ｅ相同， 缺乏对物
理 过程 的考 虑 ， 对 陡坡 地特 有 的浅沟 侵蚀考 虑不 够 。 江 忠善 等 以沟 问裸 露 地基准 状态 坡面 土壤 侵 蚀 模 型为基 础 ， 将 浅 沟侵 蚀 的影 响 以修 正 系 数 的方 式 进
． ２ 陡坡地 包括 浅 沟侵 蚀 在 内的土壤 流 ห้องสมุดไป่ตู้预报模 型 国外 土壤 侵蚀 经 验 模 型 ， 主 要 以通 用 土 壤 流失 方 １ 程（ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ａ ｌ Ｓ ｏ ｉ ｌ Ｌ ｏ ｓ ｓ Ｅ ｑ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｕ Ｓ Ｌ Ｅ） 和 修 正 的通 用
土壤 侵蚀 预 报模 型 的研 发 ， 是 土 壤 和 地 理 学科 的 式 中 ： 为 多年平 均 土壤 流 失 量 ； Ｒ、 Ｋ、 Ｌ 、 Ｓ ４个 因子 的 Ｓ Ｌ Ｅ中对应 因子 的意义相 同 ； Ｂ为水 土保持 生 前沿 领域 ， 也是 引 导和集 成土壤 侵 蚀试 验 研究 、 促 进 土 意 义与 Ｕ 壤侵 蚀和 水土 保 持科 研 定 量 化 的重 要 手 段 。 近 ３ ０年 物措 施 因子 ； Ｅ为水 土 保 持 工程 措施 因子 ； Ｔ为水 土 保 来， 世界 多个 国家 都 投 入 了 大量 的人 力 和 物 力 研 发 土 持 耕作 措施 因子 。 壤侵 蚀 预报模 型 ， 并取 得 了长 足 的进 展 。根 据模 型 建 理过 程模 型和 分布式 模 型 。
刘宝元等 以 Ｕ Ｓ Ｌ Ｅ为蓝本 ， 利用黄土 丘陵沟壑 区 模型能预报侵蚀产沙的空 间分布。 安塞 、 子洲 、 离石 、 延安 等径 流小 区 的实测 资 料 ， 建立 了 １ ． ３ 小流 域宏 观 产沙模 型
土壤 流 失 方 程 （ Ｒ ｅ ｖ ｅ ｒ ｓ ｅ ｄ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ａ ｌ Ｓ ｏ ｉ ｌ Ｌ ｏ ｓ ｓ Ｅ ｑ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，
Ｒ Ｕ Ｓ Ｌ Ｅ ） 为代表。由于 Ｕ Ｓ Ｌ Ｅ和 Ｒ Ｕ Ｓ Ｌ Ｅ都是基于缓坡 行处理 ， 建立了计算 沟问地次降雨侵蚀的模 型。模 型 的土壤侵蚀预报模型， 加上 Ｒ Ｕ Ｓ Ｌ Ｅ是基于年降雨的侵 形式 为 蚀产沙模型 ， 这对在 以高强度次降雨居侵蚀 主导地位
Ａ ＝ｎ Ｐ ９ ９ 。 ｓ 。 ・ 。 Ｌ ｎ Ｇ Ｖ Ｃ （ ２）
４为次降雨侵蚀量 ； Ｋ为土壤 因子系数 ； Ｐ为降雨 地 区的运用 受 剑 限 制 ， 即 模 型 的外 推 性 不 是 甚 好 。２ ０ 式中：
世纪 ８ ０年 代 以 来 ， 我 国学 者 以 Ｕ Ｓ Ｌ Ｅ为 蓝 本 ， 利 用 水 量 ； Ｉ ３ 为一次降雨过程 中 ３ ０ ｍ ｉ ｎ 最 大降雨强度； Ｓ为
区、 南方红壤丘 陵和 闽东南、 广 东、 滇东北等地 区的坡 面土壤侵 蚀 ， 开展 了我 国土壤侵蚀 经验模 型研 究并取得 了成 果。在
介绍我 国土壤侵蚀相关模型研 究成果 的基础上 ， 指 出了相关模 型的优点和存在的 问题 ， 展 望 了模 型未来的发展趋势。 ［ 中图分类 号］Ｓ １ ５ ７ ［ 文献标识码］Ａ ［ 文章编 号］１ ０ ０ ０— ０ ９ ４ １ （ ２ ０ １ ４ ） 叭 一 ０ ０ ４ ３— ０ ４
型的研 究 。
沟侵 蚀 时 ， Ｇ 为１ ； Ｖ为植 被影 响 系数 ； Ｃ为水土 保持措 同 以往模 型相 比 ， 该 模 型 结 构 符 合 黄 土 丘 陵 区地 貌特 点 ， 考 虑 了陡坡 地 的浅沟 侵蚀 ， 使 预报 精 度大 大提
长江 三峡库 区 、 南 方 红壤 丘 陵 和 闽东 南 、 广东 、 滇 东 北 施影 响 系数 ； 。为系数 。
中 国 土 壤 侵 蚀 相 关 模 型 研 究 进 展
张启 旺 ， 安俊珍 ， 王 霞 ， 高雅 玉 ， 常万广
（ １ ． 甘肃 省水 利水 电学校 ， 甘 肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ２ ０ ； ２ ． 甘 肃省水土 保持 科 学研 究所 ， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ２ ０ ；
１ 土壤 侵蚀 经验模 型
该模型 的优 点 是根 据 我 国水 土 保 持 的实 际 情 况 ， 三 大措施 因子 ， 即变为 生物 （ Ｂ） 、 工程 （ Ｅ） 和耕 作 （ ）
立 的途径 和模 拟过程 ， 模 型通 常可 以分 为 经验 模 型 、 物 将 Ｕ Ｓ Ｌ Ｅ中的覆 盖与管 理 两 大 因子 变 为我 国水 土保 持
１ ． １ 中 国坡 面 土壤 流 失方 程 （ Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ｓ ｏ ｉ ｌ Ｌ ｏ ｓ ｓ Ｅ ｑ ｕ ａ —
ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｃ Ｓ Ｌ Ｅ ）
高。应用 Ａ Ｒ Ｃ ／ Ｉ Ｎ Ｆ Ｏ地理信息系统软件建立空间水土 流失数据库 ， 实现 了侵蚀预报模 型与 Ｇ Ｉ Ｓ相结合 ， 使
３ ． 白银 市水 务局 ， 甘 肃 白银 ７ ３ ０ ９ ０ ０ ）
［ 关键词 ］土壤 侵蚀 ； 预报模 型； 研 究现状 ； 中国
［ 摘
要 ］土壤 侵蚀预报模 型通常可以分为经验模型 、 物理 过程模 型和分 布式模 型。我 国学者 以 Ｕ Ｓ Ｌ Ｅ为蓝本 ， 利 用水
蚀 区径流 小区观测 资料 ， 根据 各研 究区 实际情 况进行 因子修 正 ， 就 主要 水蚀 区的黄土 高原、 东北漫 岗丘 陵 、 长江三峡 库
蚀 区径流小 区观测 资 料 ， 根 据 各 研究 区实 际情 况 进 行 坡度 ； Ｌ为坡长 ； Ｇ 为浅 沟 侵蚀 影 响系数 ， 当坡 面 无浅
因子 修正 ， 就 主要 水 蚀 区 的黄 土 高 原 、 东 北 漫 岗丘 陵 、 等地 区 的坡 面 土壤 侵 蚀 ， 开 展 了我 国 土壤 侵 蚀 经 验 模
措施 因子， 其不足是模型形式与 Ｕ Ｓ Ｌ Ｅ相同， 缺乏对物
理 过程 的考 虑 ， 对 陡坡 地特 有 的浅沟 侵蚀考 虑不 够 。 江 忠善 等 以沟 问裸 露 地基准 状态 坡面 土壤 侵 蚀 模 型为基 础 ， 将 浅 沟侵 蚀 的影 响 以修 正 系 数 的方 式 进
． ２ 陡坡地 包括 浅 沟侵 蚀 在 内的土壤 流 ห้องสมุดไป่ตู้预报模 型 国外 土壤 侵蚀 经 验 模 型 ， 主 要 以通 用 土 壤 流失 方 １ 程（ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ａ ｌ Ｓ ｏ ｉ ｌ Ｌ ｏ ｓ ｓ Ｅ ｑ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｕ Ｓ Ｌ Ｅ） 和 修 正 的通 用
土壤 侵蚀 预 报模 型 的研 发 ， 是 土 壤 和 地 理 学科 的 式 中 ： 为 多年平 均 土壤 流 失 量 ； Ｒ、 Ｋ、 Ｌ 、 Ｓ ４个 因子 的 Ｓ Ｌ Ｅ中对应 因子 的意义相 同 ； Ｂ为水 土保持 生 前沿 领域 ， 也是 引 导和集 成土壤 侵 蚀试 验 研究 、 促 进 土 意 义与 Ｕ 壤侵 蚀和 水土 保 持科 研 定 量 化 的重 要 手 段 。 近 ３ ０年 物措 施 因子 ； Ｅ为水 土 保 持 工程 措施 因子 ； Ｔ为水 土 保 来， 世界 多个 国家 都 投 入 了 大量 的人 力 和 物 力 研 发 土 持 耕作 措施 因子 。 壤侵 蚀 预报模 型 ， 并取 得 了长 足 的进 展 。根 据模 型 建 理过 程模 型和 分布式 模 型 。
刘宝元等 以 Ｕ Ｓ Ｌ Ｅ为蓝本 ， 利用黄土 丘陵沟壑 区 模型能预报侵蚀产沙的空 间分布。 安塞 、 子洲 、 离石 、 延安 等径 流小 区 的实测 资 料 ， 建立 了 １ ． ３ 小流 域宏 观 产沙模 型
土壤 流 失 方 程 （ Ｒ ｅ ｖ ｅ ｒ ｓ ｅ ｄ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ａ ｌ Ｓ ｏ ｉ ｌ Ｌ ｏ ｓ ｓ Ｅ ｑ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，
Ｒ Ｕ Ｓ Ｌ Ｅ ） 为代表。由于 Ｕ Ｓ Ｌ Ｅ和 Ｒ Ｕ Ｓ Ｌ Ｅ都是基于缓坡 行处理 ， 建立了计算 沟问地次降雨侵蚀的模 型。模 型 的土壤侵蚀预报模型， 加上 Ｒ Ｕ Ｓ Ｌ Ｅ是基于年降雨的侵 形式 为 蚀产沙模型 ， 这对在 以高强度次降雨居侵蚀 主导地位
Ａ ＝ｎ Ｐ ９ ９ 。 ｓ 。 ・ 。 Ｌ ｎ Ｇ Ｖ Ｃ （ ２）
４为次降雨侵蚀量 ； Ｋ为土壤 因子系数 ； Ｐ为降雨 地 区的运用 受 剑 限 制 ， 即 模 型 的外 推 性 不 是 甚 好 。２ ０ 式中：
世纪 ８ ０年 代 以 来 ， 我 国学 者 以 Ｕ Ｓ Ｌ Ｅ为 蓝 本 ， 利 用 水 量 ； Ｉ ３ 为一次降雨过程 中 ３ ０ ｍ ｉ ｎ 最 大降雨强度； Ｓ为
区、 南方红壤丘 陵和 闽东南、 广 东、 滇东北等地 区的坡 面土壤侵 蚀 ， 开展 了我 国土壤侵蚀 经验模 型研 究并取得 了成 果。在
介绍我 国土壤侵蚀相关模型研 究成果 的基础上 ， 指 出了相关模 型的优点和存在的 问题 ， 展 望 了模 型未来的发展趋势。 ［ 中图分类 号］Ｓ １ ５ ７ ［ 文献标识码］Ａ ［ 文章编 号］１ ０ ０ ０— ０ ９ ４ １ （ ２ ０ １ ４ ） 叭 一 ０ ０ ４ ３— ０ ４
型的研 究 。
沟侵 蚀 时 ， Ｇ 为１ ； Ｖ为植 被影 响 系数 ； Ｃ为水土 保持措 同 以往模 型相 比 ， 该 模 型 结 构 符 合 黄 土 丘 陵 区地 貌特 点 ， 考 虑 了陡坡 地 的浅沟 侵蚀 ， 使 预报 精 度大 大提
长江 三峡库 区 、 南 方 红壤 丘 陵 和 闽东 南 、 广东 、 滇 东 北 施影 响 系数 ； 。为系数 。