安徽大別山區GIS支持下的土壤侵蝕模型研究

《安徽大別山區GIS支持下的土壤侵蝕模型研究》是依託南京林業大學，由莊家堯擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：安徽大別山區GIS支持下的土壤侵蝕模型研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：莊家堯
• 依託單位：南京林業大學

中文摘要

如何提高土壤流失預測精度是使用USLE、RUSLE或者其衍生的經驗公式時普遍遇到的重大問題。利用長期定位觀測數據和遙感、GIS等新技術的支持，本項目以多年不同土地利用類型的野外觀測與室內模擬資料來計算新的ER-USLE、FUSLE 模型中植被因子、人為活動因子以及地表枯落物因子，系統研究地表枯落物因子影響因素，從徑流場-集水區-小流域-中尺度庫區，對模型進行多層次檢驗，集成水土流失經驗模型的技術體系，提出適合安徽大別山區的高精度水土流失模型；開展相關模型間參數轉換關係研究，使新的ER-USLE模型、FUSLE模型植被類型參數對傳統RUSLE作物經營管理因子（C）具有傳承性,以擴大ER-USLE模型、FUSLE模型的套用範圍，在提高模型精度的同時降低套用成本；提出並完善水土流失控制大小循環理論，土壤侵蝕模型以不同層次的區域和諧發展為靈魂，將促進水土保持事業更上一步新台階。

結題摘要

2012-2015年在安徽省大別山區岳西縣上舍小流域建立了以4類不同土地利用類型（坡耕地、馬尾松林、馬尾松林和茶園）的亞小流域為試驗區，在各亞小流域以及上舍小流域的出口分別設定了三角堰和浮子式自記水位觀測計用以觀測徑流水位曲線,同時設定降雨量觀測站。以新開發的積分公式的方法計算集水區、小流域徑流總量。同時在馬尾松、杉木林、旱作耕地各土地利用類型設定徑流場（20*5m2）、微型徑流場（1*2 m2），按照次降雨監測徑流、泥沙含量，用以解析降雨徑流及產沙回響，得到以下結論： 1.土壤侵蝕預測模型（USLE和RUSLE）都是用來預測多年年平均土壤的侵蝕量，他們的缺點是需要大量的觀測資料的同時又不能提供制定水土保持措施足夠的信息。ER-USLE 土壤侵蝕模型把有效雨侵蝕力、農作物覆蓋率的季節變化、人類的耕作因素編入了土壤流失通用方程式，提高了土壤流失通用方程式的預測精度。為了使ER-USLE模型在林地套用，把地表枯落物這一因素編入到ER-USLE中對其進行修正得到FULSE土壤侵蝕模型。在小流域尺度，把ER-USLE和FULSE中的結合，增加地表枯落物這一因素，得到可以在流域不同土地類型使用的RFUSLE,並與溝口土壤流失監測量進行了驗證。土壤侵蝕模型這一模型可以在所有類型的土地上用來預測單個降水事件土壤侵蝕量，具有很強的原始創新性，是對USLE土壤侵蝕模型系列研究的總結和提高，達到了國際研究先進水平。 2. 基於不同土地利用類型次降雨的集水區徑流、泥沙過程線（Unit hydrograph）,結合水文模型軟體，在上舍小流域範圍內劃分了徑流達到時間區域，並將過程線耦合到達時間疊加，研發了為了了解水土流失的實際狀態和水土流失空間分布的水土流失模型GOIUG瞬時模型。研究結果表明, 對中到大的降水事件, 用GOIUG模型預測的結果和實際觀測結果基本吻合。模型的驗證同時表明，依據小流域等降雨量線、並結合FULSE土壤侵蝕模型地表枯落物這一因素對徑流、泥沙過程線進行空間修正，可以極大地提高 GOIUG模型精度。 3. 在研究中，同時改進實驗儀器並廣泛套用於教學：國家發明專利“一種水土侵蝕抗沖儀——專利號ZL 2010 10518620.6、一種稱重自動排液式樹幹徑流測定系統—專利號CN201210259059.3” 解決了微小徑流測定容器蓄滿自動記錄與排空連續監測問題。