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[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
王晨沣 傅旭东 张玍 龚正 覃超
植被是影响坡面侵蚀的重要因素,如何在基于物理机制的侵蚀产沙过程中考虑植被作用仍是目前亟需解决的关键问题.该文基于土壤分离能力与泥沙输移能力双重限制的坡面侵蚀产沙机制,建立了考虑植被作用的坡面侵蚀模型.采用黄土高原典型流域径流小区数据对所建模型进行验证,结果表明:不同土地利用下该模型的决定系数为0.84～0.94,Nash-Sutcliffe有效系数为0.83～0.93,相对误差为-16.1%～14.2%.与黄河数字流域模型现有坡面侵蚀模块(决定系数0.01～0.51,Nash-Sutcliffe有效系数-74.45～0.48)相比,该文所建立的模型明显改善了不同土地利用和植被作用下的侵蚀产沙过程模拟,模拟产沙量的相对误差绝对值降低13%～96%,还具有与分布式流域水沙模型集成和应用的潜力.
[期刊] 自然资源学报
[作者]
于国强 张霞 张茂省 裴亮
采用有限差分软件FLAC3D对黄土高原坡沟系统及植被覆盖下重力侵蚀机理进行探索,对有无植被的坡沟系统应力场、位移场和塑性区分布进行数值模拟,阐明了植被根系措施减缓重力侵蚀作用机制。结果表明,坡沟系统上部位移以"沉降"模式为主,下部位移以"剪切"模式为主,沟头溯源区是坡沟系统重力侵蚀最为强烈的部位;剪切塑性区域主要分布于坡面和沟坡大部分区域,张拉塑性区域主要分布于梁峁顶和梁峁坡上部;有植被覆盖时,根系加固作用改善了坡面浅层土体应力,有效降低了坡面土体的应力集中;减小了坡沟系统坡面浅层土体位移,使水平位移减少15%,铅垂位移减少2.5%;并减少了塑性屈服区体积,使剪切塑性区减少11.48%,张拉塑...
关键词：
坡沟系统 重力侵蚀 调控机理 植被根系
[期刊] 地理科学进展
[作者]
李钜,章景可,李凤新
国内外曾研究出不同类型的坡面侵蚀计算模型，但还没有一个成熟的流域侵蚀计算模型，至今流域侵蚀量仍以输沙量替代。本文充分利用黄河中游不同区域具有大量淤地坝的条件，再通过侵蚀影响因素机理的分析、在侵蚀形态类型区的划分等基础上探讨侵蚀变权模型的建设。首先选择了１５５个“闷葫芦”淤地坝，采集每个坝的年均淤积量，以及相应流域的侵蚀影响因素：植被盖度、降雨量、沟谷密度、切割深度、地表组成物质、＞１５°的坡耕地面积比等资料，采用变权形式，建立侵蚀强度宏观估算模型。最后用年降水量与年输沙量的关系对模型进行改进。得到如下适用于多沙粗沙区的侵蚀量计算模型：ｌｏｇ（Ｔｍ）＝２１．３／（３／Ｇｍ＋５５／Ｑｓｄ＋９／Ｚｘ＋１０／Ｗｘ）＋（０．９２－１．６９／（３／Ｇｍ＋７０／Ｑｓｄ＋８／Ｚｘ＋９／Ｗｘ））＊ｌｎ（Ｐｓ＊Ｐｄ）＋０．６７＊Ｒｄ－６．８５
关键词：
多沙粗沙区,侵蚀模型,黄土高原
[期刊] 地理科学进展
[作者]
李景玉 张楠 王荣彬
土壤侵蚀产沙模型是国土资源动态变化模拟、土地资源环境质量评价、制定水土保持规划措施的重要技术手段,对指导生产实践具有十分重要的意义。黄河流域尤其是黄土高原的土壤侵蚀始终是土壤侵蚀和黄河泥沙研究的热门问题,近年来,结合“数字黄河”、“模型黄土高原”建设,广大地理学、水土保持、水利工程、水文学及水资源科技工作者,围绕黄河流域的土壤侵蚀产沙问题开展了大量卓有成效的工作,配合黄河流域水土保持以及水土资源合理配置和管理,从经验模型到理论模型,不仅提出和开发了许多具有十分重要实用价值的土壤侵蚀产沙模型,而且在引进国外先进技术、先进模型方面也做了大量工作。本文从土壤侵蚀产沙模型的自主开发和现有模型的应用两个方面、经验统计模型与物理模型两个领域简要回顾了90年代中期以后国内学者在黄河流域土壤侵蚀产沙模型方面主要的研究成果,并针对在该地区进行土壤侵蚀模型方面的研究方向提出了作者一些不成熟的看法和建议。
关键词：
黄土高原 土壤侵蚀 黄河 产沙 模型
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
王海龙 余新晓 武思宏 张晓明 谢媛媛
SWAT模型是基于水文过程的、具有很强物理机制的流域分布式水文模型.SWAT2003以SWAT2000为基础,增加了灵敏度分析、自动校准和不确定分析3个全新模块.该文主要介绍SWAT2003模型灵敏度分析模块的原理,并在罗玉沟流域应用与验证.通过灵敏度分析,辨析出影响该流域产流产沙模拟结果精度的主要参数因子:径流曲线数(CN2)和土壤可利用水量(SOL-AWC)对罗玉沟流域模拟产流产沙值的影响最为显著,且对产沙值的影响大于对径流值的影响;而基流α系数(ALPHA-BF)、土壤蒸发补偿系数(ESCO)、坡度因子(SLOPE)和坡长因子(SLSUBBSN)对模拟产沙值的影响也十分显著,但对径流值的...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
魏天兴
该文研究山西西南部黄土区小流域的泥沙来源 .从实验小流域泥沙来源的地貌部位来看 ,沟谷地 (沟头、沟道和沟坡 )大于沟间地 (坡面、梁峁坡 ) ,沟谷地产沙量占流域总产沙量的 60 %以上 ,沟谷地侵蚀模数是沟间地的 1 2 8～2 48倍 .坡面无水土保持措施的陡坡耕地是坡面侵蚀产沙的主要地类 .根据长期定位观测资料分析了不同林地防治土壤侵蚀的作用 ,在生物量达到 1 4 51t hm2 时 ,林地就具有很强的水土保持效益 .所分析的林地 (乔木、灌木及乔灌混交林 )和草地均具有较强的水土保持功能 ,林地覆盖度达到 40 %以上具有明显的防蚀效果 ,林地活地被物和枯枝落叶物具有较好的防...
关键词：
黄土区 小流域 侵蚀 泥沙来源
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
王力 张青峰 卫三平 王全九
该文以陕北神木县六道沟小流域为研究区,应用参与性农户评估方法(PRA)调查煤田开发对流域居民收入和流域可持续发展的影响,分析流域内主要植被的生长和土壤水分状况,探讨陕北特大型煤田开发基地的生态恢复模式,为煤田可持续开发提供科学依据。调查表明,煤田开发明显改变了流域内农民的收入结构和数量,工农收入比由1.4∶1(1993年)变为26.5∶1(2007年),人均收入由830.0元增加为9 340.0元,增加了约10倍;收入的增加提高了流域农民对退耕还林(草)政策的认知度,高达95%的群众对退耕还林还草政策持肯定态度;流域内的土地利用方式有了明显变化,表现为种植业用地显著下降,由原来的31.3%下降...
[期刊] 自然资源学报
[作者]
唐丽霞 张志强 王新杰 王盛萍 查同刚
近50 a来,在气候变化和生态恢复与治理工程实施的背景下,黄土高原的侵蚀产沙特征发生了明显的变化。以黄土高原典型中尺度流域清水河流域(面积436 km2)为研究对象,利用1959、1986、2007年的土地利用解译结果和1960—2005年该流域实测输沙和降水资料,采用非参数Mann-Kendall趋势分析法和滑动t检验法研究了该流域年输沙量、降雨量的变化趋势和突变点,并与通用土壤流失方程相结合分析了该流域土地利用和降雨变化对输沙量变化的贡献率。结果表明:该流域年输沙量47 a间有显著的下降趋势,突变点位于1980年;降雨量没有明显的趋势性变化,极端降雨指数下降。降雨因素对输沙量减少的贡献率为...
关键词：
黄土高原 降雨 土地利用 侵蚀产沙
[期刊] 地理科学进展
[作者]
陈晓安 蔡强国 郑明国 李君兰
坡面土壤流失预测、水保效益评估,无不需要坡面侵蚀模型。本文以岔巴沟流域坡面径流场降雨水文资料为基础,建立了次侵蚀性降雨坡面土壤侵蚀模型、次降雨坡面细沟侵蚀模型,并对各模型的精度进行了分析。结果发现模型具有较好的预报精度,对大侵蚀产沙事件预测很准;坡度、最大10分钟雨强、植被覆盖度是影响次侵蚀性降雨主要因子,坡度、最大10分钟雨强、降雨量是影响细沟侵蚀主要因子,植被覆盖对细沟侵蚀产沙影响很小。
关键词：
土壤侵蚀模型 次降雨 岔巴沟流域
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
侯建才 李占斌 崔灵周 王民
【目的】研究黄土高原地区小流域次降雨径流侵蚀产沙规律,建立适宜于该地区的侵蚀产沙预报模型。【方法】根据岔巴沟流域32年实测的水沙资料,采用径流侵蚀功率、地貌分形信息维数的计算模型及多元非线性回归方法,分析了黄土高原地区岔巴沟流域的次降雨径流侵蚀产沙规律。【结果】岔巴沟流域次降雨侵蚀产沙模数Ms与径流侵蚀功率E、地貌形态分形信息维数Di有很好的相关性,模型具有较高的精度和一定的适用性。【结论】基于流域径流侵蚀功率与地貌形态分形信息维数的岔巴沟流域次降雨侵蚀产沙预报模型,能够近似反映不同尺度流域次降雨径流侵蚀产沙特性及水沙传递的关系,为建立具有广泛适用性和较高预报精度的黄土高原流域次降雨径流侵蚀产...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
王费新 王兆印
植被-侵蚀动力学是一门研究流域植被与侵蚀在人类活动影响下演变规律的边缘学科.现有植被-侵蚀动力学模型是基于指数增长模型建立的,在多数时段具有较高精度,但在高植被覆盖度(V)、低侵蚀率(E),以及低V高E等特殊时段精度略差.为提高模型模拟精度并扩大其适用范围,该文提出了一种基于Logistic模型的非线性模型,并将两种模型应用于北京西山地区、宁夏西吉黄家二岔、陕西长武王东沟以及广东惠州上杨试验站等小流域植被及侵蚀演变过程的模拟.结果表明,非线性模型在一般时段的模拟精度与线性模型相当,而在特殊时段,前者的精度明显高于后者.但是非线性模型求解复杂,引入的两个新参数需深入研究确定.同时,由非线性模型推...
关键词：
植被发育 土壤侵蚀 增长模型 动力学方程
[期刊] 中国农业科学
[作者]
娄义宝 康宏亮 王文龙 沙小燕 冯兰茜 聂慧莹 史倩华
【目的】探明沟头植被根系垂直分布及其对土壤抗侵蚀性的影响，为沟蚀防治中植被措施优化配置提供理论依据。【方法】以不同植被覆盖（杂草（农地）、冰草、铁杆蒿、苜蓿）沟头为研究对象，通过原状土冲刷试验明确沟头土壤抗冲性特征。采用扫描分析法、ZJ型应变控制式直剪仪等分析和测定根系特征及根-土复合体力学、理化性质。【结果】（1）各植被沟头根系在土壤中分布特征差异明显，根系特征指标（根重密度、根长密度、根表面积密度、根体积密度）总体上呈现冰草地最大，其次为苜蓿地、铁杆蒿地，农地最小；垂直深度上，农地沟头土壤中根系各指标均随土层加深而减小，冰草、铁杆蒿和苜蓿地沟头土壤中根系各指标整体上则表现为先减小后增大的变化趋势。各植被根系以0.25 mm水稳性团聚体含量呈现出农地和冰草地大于铁杆蒿地和苜蓿地。（3）各植被沟头土壤黏聚力平均值苜蓿地为12.75 kPa、冰草地9.05 kPa、铁杆蒿地8.60 kPa、农地7.25 kPa；在垂直深度上，农地、冰草地和苜蓿地呈现出随着土层的加深呈先减小后增大的变化，铁杆蒿地则呈现随着土层深度加深逐渐减小的变化。（4）沟头0—100 cm土层土壤抗冲系数为苜蓿地（39.31 L·g~(-1)）>冰草地（25.49 L·g~(-1)）>农地（22.39 L·g~(-1)）>铁杆蒿地（14.75 L·g~(-1)）；在垂直深度上，表层（0—20 cm）土壤抗冲系数表现为较大值，在34.91—53.30 L·g~(-1)之间变化。【结论】不同形态根系对土壤抗侵蚀性能作用不一，在沟头防护过程中植被选择应将直根系植物与须根系植物相结合。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
周淑梅 雷廷武 雷启祥 张满良
流域出口断面水力几何关系能够为流域水文模型参数获取、洪水过程演变及灾害预警提供辅助工具。以黄土高原丘陵沟壑区桥子西沟和桥子东沟2水土流失对比流域为研究对象,首先采用幂函数、自然对数函数和二阶对数函数模型分别拟合桥子西沟流域1987—2006年出口断面水文观测数据,应用模型决定系数(R2)和模拟残差平方和(RSS)评价3种模型拟合结果,优选平均流速-流量、水面宽-流量与平均水深-流量的水力几何模型。然后将桥子西沟流域观测数据随机分为2部分:1987—2002年共594组数据用于率定优选模型,2003—2006年共362组数据用于验证。采用均方根误差(RMSE)、模型效率系数(E)以及图形拟合等手...
关键词：
水力几何 黄土高原 小流域 模型
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
宋现锋 段峥 牛海山 河野泰之
在大区域土壤侵蚀评价中,由于缺乏详细的降雨记录和侵蚀观测实验,USLE模型中植物管理因子的参数化非常困难。该研究提议采用多时相Landsat TM/ETM遥感图像和天气模拟相结合的方法来估算植物管理因子值。其中,采用线性光谱分解算法计算各类地面覆盖物的盖度,用以估算潜在土壤流失率;采用CLIGEN模型模拟历史降雨事件并计算降雨侵蚀指数的时间分布;最后使用正则化的降雨侵蚀指数加权平均潜在土壤流失率,获得植物管理因子的估算值。该研究方法在潮河上游流域进行了应用验证,计算各土地利用类型的植物管理因子值并对比分析,结果表明:其数值变化与土地利用分类定义的植被盖度非常一致,利用上述因子值进行土壤侵蚀评估...
[期刊] 资源科学
[作者]
田鹏 赵广举 穆兴民 温仲明 王飞
采用GIS与RS技术,以RUSLE模型为基础,增加流域输沙能力与淤地坝拦沙效率模块,并在黄土高原粗沙多沙区流域皇甫川进行验证。模型模拟结果显示:率定期1991-1999年皇甫站实测输沙量与模拟值拟合较好,纳什系数(Nash)与相关系数均超过0.7,而验证期2000-2009年的模拟结果相对较差。不同土地利用状况的土壤侵蚀模数表明:皇甫川流域土壤侵蚀模数超过15 000t/(km2·a)的区域主要发生于裸露的砒砂岩与植被覆盖较差的沙地;而土壤侵蚀模数小于2 500t/(km2·a)的区域主要分布在地势较为平坦的河滩地与植被盖度好的高原区。在相同降雨条件下,皇甫川流域不同土地利用类型土壤侵蚀模数的...
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