昆明市松华坝水源区土壤侵蚀研究

为研究土地利用变化和气象条件变化对云南省昆明市松华坝水源区土壤侵蚀的影响,基于SWAT模型,采用1986~2009年4期土地利用和昆明市1993~2009年气象数据,对变化环境下松华坝水源区牧羊河流域的土壤侵蚀变化情况进行了研究。结果表明,与1986年相比,1995年水源区林地面积增加,耕地面积减少,土壤侵蚀模数减少;2009年,林草面积减幅较大,耕地面积又大幅增加,导致土壤侵蚀模数相对1986,1995年和2000年分别增加了1.82,2.70倍和1.91倍;当降水增加10%时,土壤侵蚀模数变化较大。这一结果可为制定变化环境下松华坝水源地的水保对策提供科学依据。     

流域植被对减缓土壤侵蚀作用的实验研究

根据河北省邢台市西部山区两个小流域实验站的水文泥沙监测资料,对不同流域在不同植被情况下,流域植被对减缓土壤侵蚀的作用进行分析,阐明流域植被对年输沙模数、地表径流含沙量以及次暴雨对输沙模数的影响等,结果表明,较好的流域植被对涵养水源、控制土壤侵蚀起重要作用。     

基于USLE的北黄岭河小流域土壤侵蚀量估算

本文以岫岩县苏子沟镇北黄岭河小流域为例,应用美国农业部率先提出的USLE通用土壤流失方程,并结合遥感及地理信息技术,对该流域土壤侵蚀规模展开测算和估计。结果表明,北黄岭河小流域年土壤侵蚀总量平均为163589740t,总土壤侵蚀面积为461hm²,流域内年土壤侵蚀模数为900t/(km²·a),为轻度侵蚀;流域内土壤侵蚀表现出明显的空间差异性特征,且土壤侵蚀程度主要与土地利用类型及坡度有关。研究过程及结论可为类似流域土壤侵蚀量估算提供借鉴参考,并能为北黄岭河小流域水土保持和环境治理提供依据。     

康平县赵家小流域土壤侵蚀特征分析

文章以康平县赵家小流域为例,采用RUSLE模型全面评价与总结了土壤侵蚀特征。结果表明:赵家小流域土壤侵蚀模数405.11/km~2·a,以河道淤积等资料推算的结果与该数值保持较高一致性,表明研究成果的可信度较高;赵家小流域土壤侵蚀量2916.8t/a,其中31.49%的区域超出容许土壤流失量。从不同侵蚀级别的角度上,占流域面积27.76%和3.25%轻度侵蚀、中度侵蚀对土壤侵蚀量的贡献率为55.56%、23.18%。在空间分布上流域内土壤侵蚀存在明显差异,其中地形因子在很大程度上决定了土壤侵蚀模数的差异;从不同用地类型的角度上,流域内侵蚀土地类型以旱地和农村居民点为主。     

潇湘水源地土地利用对土壤侵蚀影响定量研究

为定量掌握不同土地利用方式下潇湘水源地土壤侵蚀变化,利用1998~2009年潇湘水源地附近站点气象数据、潇湘水库坝上月径流资料,结合水源地1986~2009年3期土地利用、土壤空间分布图和DEM,构建了SWAT模型。在模型率定和验证的基础上,定量研究了土地利用方式变化对土壤侵蚀的影响。结果表明,1986年和2000年,土地利用类型变化不大,土壤侵蚀以轻度侵蚀为主,林地和草地面积大幅减少,耕地面积大幅增加,导致土壤侵蚀模数增加。     

山区河流输沙模数与土地利用的BP神经网络模拟及调控

对贵州省毕节地区境内分布的六冲河、三岔河、赤水河、野济河等4条山区河流水文站监测的年平均输沙模数,与相应流域的土地利用结构,建立BP人工神经网络模型。并根据毕节地区土地利用结构比例,模拟得出全区的河流年平均输沙模数是628.47t/km2·a。然后对每种水土流失地类按比例调整为具有水土保持功能的地类后,年平均输沙模数的变化进行模拟分析,确定最佳调整方向。在此基础上制定了水土保持调控措施。     

基于径流侵蚀功率的流域次暴雨输沙模型研究——以岔巴沟流域为例

流域次暴雨侵蚀产沙模型研究是国内外土壤侵蚀研究的重点领域之一。提出了基于径流深和洪峰流量模数两个流域次暴雨洪水特征参数的径流侵蚀功率的概念;利用岔巴沟曹坪水文站1959至1990年间历年实测的次暴雨洪水径流泥沙资料,系统研究了该流域次暴雨径流侵蚀功率与流域输沙模数之间的相关关系,建立和验证了基于径流侵蚀功率的岔巴沟流域次暴雨输沙模型。结果表明,岔巴沟流域次暴雨径流侵蚀功率与流域输沙模数之间具有极显著的幂函数相关关系;模型验证期的次暴雨输沙模数模拟值与实测值之间具有较好的一致性。     

南水北调中线水源区土地利用结构演化特征

通过测算南水北调中线工程水源区土地利用结构熵和土地利用类型转换关系,分析了水源区土地利用结构演化特征,指出水源区土地利用结构在2012年以前稳定性较高,但是2012年以后因丹江口水库蓄水而对水源区土地利用结构产生了一定影响,导致水源区土地利用结构稳定性偏弱;水源区土地利用类型的数量变化主要表现为水域、建设用地面积增加,耕地、林地、草地、未利用地面积减少,空间位置变化主要表现为耕地与林地、林地与草地、草地与水域之间空间位置的变换;利用主成分分析方法对水源区土地利用结构演化的影响因素进行了研究,指出经济发展水平、社会生活和土地利用以及生态环境为其主要影响因素。     

流域输沙模数线性回归模型研究

在小流域水利工程设计中,由于泥沙监测资料少,给水利工程设计带来不便。现通过对一元回归模型原理及显著性进行分析,结合西台峪小流域实验站多年输沙监测资料,建立年输沙模数与年降水量的相关关系,并对其相关性进行检验。根据该小流域实验资料建立的相关关系,在附近流域进行水利工程设计时,在下垫面因素比较相似的情况下,可以移用该流域相关关系计算年输沙模数。     

王家沟流域的水土保持综合治理及减沙效益分析

本文根据王家沟流域历年的降雨、径流、泥沙试验资料,较全面地论述了当地土壤侵蚀的基本特点。王家沟流域的自然条件和人类生产活动在晋西黄土丘陵沟壑区有较好的代表性,从1955年开始有组织地进行水土保持综合治理和径流泥沙观测,35年(1955年～1989年)累计治理面积占流域面积的76.5%,年平均治理速度2.1%,流域年输沙模数由15850t/km~2降低到5112.0t/km~2,即减少67.7%,“七五”期间由于治理面积增加,措施标准提高,使流域的土壤侵蚀模数较“七五”前减少59.4%,本文阐述了本类型区小流域的治理模式、治理速度、土地利用结构和减沙效益的一般规律。     

Estimation of Sediment Yield and Areas of Soil Erosion and Deposition for Watershed Prioritization using GIS and Remote Sensing

A Geographical Information System (GIS) based method is proposed and demonstrated for the identification of sediment source and sink areas and the prediction of sediment yield from watersheds. Data from the Haharo sub-catchment having an area of 565 km² in the Upper Damodar Valley in Jharkhand State in India was taken up for the present study due to availability of gauged data at multiple locations within watershed area. The watershed was discretized into hydrologically homogeneous grid cells to capture the watershed heterogeneity. The cells thus formed were then differentiated into cells of overland flow regions and cells of channel flow regions based on the magnitude of their flow accumulation areas. The gross soil erosion in each cell was calculated using the Universal Soil Loss Equation (USLE). The parameters of the USLE were evaluated using digital elevation model, soil and landuse information on cell basis. The concept of transport limited sediment delivery (TLSD) was formulated and used in ArcGIS for generating the transport capacity maps. An empirical relation is proposed and demonstrated for its usefulness for computation of land vegetation dependent transport capacity factor used in TLSD approach by linking it with normalized difference vegetation index (NDVI) derived from satellite data. Using these maps, the gross soil erosion was routed to the watershed outlet using hydrological drainage paths, for derivation of transport capacity limited sediment outflow maps. These maps depict the amount of sediment rate from a particular grid in spatial domain and the pixel value of the outlet grid indicates the sediment yield at the outlet of the watershed. Up on testing, the proposed method simulated the annual sediment yield with less than ±40% error.     

基于RUSLE模型的辽宁省土壤侵蚀定量研究

以降雨量、土壤、遥感影像及土壤侵蚀普查数据等为基础数据,运用GIS技术,结合修正的通用土壤流失方程(RUSLE)模型对辽宁省土壤侵蚀状况进行研究,分析了土壤侵蚀的空间分布特征以及与不同土地利用类型的关系。研究结果表明:2011年辽宁省土壤侵蚀面积为459.36万hm²,年均土壤流失量为1.64亿t,年平均侵蚀模数为3 637.8 t/(km²·a),属于中度侵蚀,土壤侵蚀面积呈现上升趋势;辽西低山丘陵区的土壤侵蚀最为严重,侵蚀面积为191.99万hm²,城市受人为不合理的生产活动影响严重,导致土壤侵蚀面积增加;林地依旧是辽宁省土壤侵蚀发生的最主要的土地类型,占侵蚀总面积的57.66%,占土地利用类型的38.20%。     

侵蚀泥沙颗粒中137Cs的含量特征及其示踪意义

通过对黄土丘陵区典型小流域—燕沟的林地、坡耕地与沟口洪水泥沙的颗粒组成分析 ,发现其颗粒组成有明显的差异 ,表明该研究区在侵蚀过程中发生了一定程度的颗粒分选 ,而在泥沙输移过程中颗粒分选不明显 ,在应用1 37Cs示踪流域侵蚀速率或利用沟口泥沙推算流域侵蚀模数时应适当进行颗粒校正。通过对坝地沉积泥沙1 37Cs含量进行分析 ,结果表明 ,1 37Cs含量、沉积厚度与次降雨侵蚀强度、侵蚀类型之间存在密切关系 ,同时运用沉积样中核素含量特征可望解决流域尺度坡面侵蚀与沟谷侵蚀的比重关系这一研究难题。     

黄土高原流域土地利用变化的水土流失效应

本文以黄土高原中部的油河流域为例,利用3个不同时期的遥感影像分析了1977年以来的讷河流域的土地利用变化特征,在此基础上,选择年径流深度、年侵蚀模数、汛期径流深度、汛期侵蚀模数和枯季径流深度为水土流失过程参数,通过基于流域降水与水土流失过程各参数的统计回归模拟分析,区分出了降水和土地利用等地表属性变化分别导致的流域水土流失变化过程.研究结果认为:1980年以来,流域水土流失明显趋缓,以10年为尺度得出的平均值,径流深度减少了32.75mm,侵蚀模数减少了778t/km2.水土流失的变化主要是由地表属性变化引起的,降水量变化的贡献很小.耕地面积变化和地表属性变化引起的水土流失变化具有显著的相关性,坡耕地改梯田的农田水利建设可能是导致水土流失变化的主要原因.     

Estimation of Sediment Yield for a Rain,Snow and Glacier Fed River in the Western Himalayan Region

Assessment of soil erosion, sediment transport and deposition of sediment in the reservoirs, irrigation and hydropower systems are considered essential for the land and water management. The magnitude of sediment transported by rivers has become a serious concern for the water resources planning. In the present study, an assessment of sediment yield has been made for the Satluj River, which flows through the western Himalayan region. Two approaches have been used for the assessment of sediment yield (i) relationship between suspended sediment load and discharge and (ii) empirical relationship. The first approach was used for Satluj Basin up to Suni (52 983 km²), Kasol (53 768 km²) and also for the intermediate basin between Kasol and Suni (785 km²). The sediment-discharge relationship was developed using daily data for a period of three years (1991–1993) for different basins and was applied for each basin for the years 1994 and 1996 for estimation of sediment yield. The second approach, which gives annual sediment yield, has been used for a small intermediate basin only because of data availability constraints. For estimation of the sediment yield using the empirical relationship, various geographical parameters such as land use, topographical etc. were generated using Geographic Information System (GIS) technique. The annual sediment yield for the intermediate basin was estimated for three years and compared with observed values. The trend of difference between computed and observed sediment yield suggested an effect of physical features of mountainous basins. The available empirical relationship was, therefore, revised by incorporating a basin parameter in the equation. This basin parameter represented an integrated effect of slope and spatial distribution of rainfall in the mountainous basin. Using the revised empirical relationship, the sediment yield was estimated for two independent years and a good correlation was found between computed and observed sediment yield.     

黄土高原不同侵蚀类型区允许土壤流失量研究

为了研究中游黄土高原不同侵蚀类型区允许土壤流失量,利用黄河中游黄土高原主要侵蚀类 型区行政区划图,根据 1955—2009 年不同侵蚀类型区土壤侵蚀强度数据,分析了 12 个主要侵蚀类型 区治理期( 1970—2009 年) 和退耕后( 2000—2009 年) 较治理前( 1955—1969 年) 减沙效益。以土壤侵 蚀强度、人口密度、治理期的减沙效益以及人均纯收入为指标,利用总结的公式,将估算的不同侵蚀 类型区的总允许土壤流失量 8. 43 亿 t( T2 值) 和 7. 19 亿 t( T1 值) 合理分配到黄土高原主要侵蚀类型 区,得到不同侵蚀类型区 T2 和 T1 分配值平均值为 4 876. 2 t /( km2 ·年) 和 4 158. 9 t /( km2 ·年) 。结 合各侵蚀类型区退耕后( 2000—2009 年) 侵蚀强度及较治理期( 1970—2009 年) 减沙效益的增幅及类型 区 T2 和 T1 分配值的比例,拟定了不同侵蚀类型区允许土壤流失量 T2 和 T1 暂定值,其平均值分别为 1 200. 0 t /( km2 ·年) 和 900. 0 t /( km2 ·年) 。研究成果为黄土高原及不同侵蚀类型区水土流失治理提 供科学依据。     

不同措施下土壤侵蚀特征值及其影响因子典型相关分析

根据东北沟小流域观测裸地、等高耕种、水平阶等3种措施径流小区的径流量和泥沙量资料,研究不同措施下径流泥沙与降雨等因素的相互关系,采用典型相关分析法分析不同措施下影响土壤侵蚀的主要因子。结果表明,在裸地和等高耕作措施下,径流深在土壤侵蚀特征因子中起主要作用,而在水平阶措施下,土壤流失模数在土壤侵蚀特征因子中起主要作用。不同措施下土壤侵蚀影响因子不同,在裸地和水平阶措施下,可以通过降雨量、雨强和雨前土壤含水量等土壤侵蚀影响因子来预测径流深和土壤流失模数,而在等高耕作措施下,用降雨量、雨强、降雨侵蚀力等土壤侵蚀影响因子预测土壤侵蚀特征因子更为准确。     

AnnAGNPS模型在黄土丘陵沟壑区小流域的适用性评价

在水土流失较严重、生态环境较脆弱的黄土丘陵沟壑区定量化研究土壤侵蚀对于合理利用土地及保护环境显得尤为重要。本文运用基于过程的Ann AGNPS模型对典型黄土丘陵沟壑区-岔口小流域的水土流失进行模拟,以5场次暴雨径流量及泥沙量评价模型适用性。模拟结果表明:模型能较好的模拟地表径流,模拟相对误差为-21.46%~2.26%,确定性系数R2为0.99,Nash-Sutcliffe系数为0.99。模型对泥沙模拟精度较低。对岔口小流域土壤侵蚀定量分析表明,单位面积泥沙流失量最严重的区域集中在坡耕地上,尤以核桃树与玉米间种的坡耕地流失最大。