关中中东部地区土壤侵蚀评判研究

从土壤侵蚀的环境背景入手，划分了关中中东部地区的土壤侵蚀类型。以侵蚀类型为单元，依据侵蚀因子与侵蚀强度的关系建立了侵蚀强度评判模式，进而利用流域输沙模数对评判结果进行了检验，符合区域土壤侵蚀评判的精度要求。最后总结了侵蚀强度分布规律。     

基于GIS和RUSLE的星云湖流域土壤侵蚀空间分布特征

研究星云湖流域水土流失,揭示水土流失的空间分异规律,能够为该流域水土流失治理提供理论基础。根据典型的土壤侵蚀RUSLE模型,选用能体现流域特点的估算模型分别计算出了降雨侵蚀力因子、土壤可蚀性因子等五个因子,运用ArcGIS空间分析工具计算出星云湖流域土壤侵蚀模数,并统计分析流域的侵蚀状况。结果表明:星云湖流域土壤侵蚀以微度侵蚀为主;剧烈侵蚀主要分布在流域的北部和东部区域,其中,子流域中主要集中在螺浉河小流域和北部坝区小流域,乡镇中主要在路居镇,用地类型主要为其他用地和耕地;其次流域内平均侵蚀量最大的地形主要集中于25°~35°之间,以半阴坡坡向为主。应加强螺浉河小流域和北部坝区小流域的水土流失治理,坡度大于25°和坡向为半阴坡的区域水土流失较为严重,不适宜耕种,应加强退耕还林工作,优化未利用地的管理,有针对性地对流域内水土流失进行治理与防治。     

湟水流域土壤侵蚀评估

以湟水流域为研究对象,基于USLE模型评估土壤侵蚀强度,并探讨不同土地利用类型、海拔和坡度下,土壤侵蚀强度的变化规律。结果表明:湟水流域土壤侵蚀模数为523.8t/(km2·a),属于轻度侵蚀。     

土地覆盖类型变化对梯度发展流域的土壤侵蚀动态影响

以1990,2000和2010年3期土地覆盖类型数据为基础,结合GIS技术利用RUSLE模型分析梯度发展的东江流域土壤侵蚀动态变化,结果表明:流域下游地区土地覆盖类型变化较大,大量水田、旱地、林地和草地转化为城镇用地、工矿建设用地以及园地;流域在1990,2000和2010年的平均土壤侵蚀量分别为15.22,15.41和15.47 t/(hm~2·a),均属于Ⅱ级/轻度侵蚀,但随时间增长而递增;侵蚀等级属于Ⅰ级和Ⅱ级的面积占全流域面积的90.95%~91.26%;流域的土壤侵蚀量等级变化不明显,约有24 328 km~2(91.14%)维持原有的侵蚀等级,而2 365 km~2(8.86%)侵蚀等级发生改变。变化等级面积中,1 286 km~2(4.82%)由低等级转变为高等级,1 079 km~2(4.04%)由高等级转换为低等级。东江流域的土壤侵蚀情况与社会经济的梯度发展特征相一致,从上游到下游呈明显递增趋势。     

基于GIS和USLE的卧龙地区小流域土壤侵蚀预报

为探讨卧龙地区流域土壤侵蚀的空间分布格局及土地利用/覆盖对流域土壤侵蚀的影响,以2000年卧龙地区两流域土地利用图、数字高程模型和土壤类型分布图为基础,利用通用土壤流失方程(USLE)模型与地理信息系统(GIS)技术结合的方法对卧龙流域土壤侵蚀进行模拟。结果表明,基于流域产流产沙的土壤侵蚀预报效果较好,渔子溪年均侵蚀模数为55.2t/(km2·a),寿溪年均侵蚀模数为568.4t/(km2·a),但两流域土壤侵蚀格局存在一定的差异。不同土壤侵蚀系统分布格局及土地利用单元上土壤侵蚀强度的差异是造成两流域土壤侵蚀预报结果差异的重要原因。     

宇宙成因核素10Be:估算长江流域侵蚀速率的新方法

首次将宇宙成因核素10Be方法引入对长江流域地表侵蚀速率的研究.对长江流域东西子流域的对比发现,长江干流西部流域10Be含量普遍高于东部流域,这主要与长江上游高海拔导致的核素产生率高有关;西部流域主要支流10Be含量较低,反应了较高的侵蚀速率.通过金沙江、岷江—大渡河和沅江不同子流域的10Be含量与侵蚀速率关系模型,估算出岷江—大渡河流域平均侵蚀速率为300~500mm·ka-1,长江中下游地区的沅江—湘江流域侵蚀速率为30~50mm·ka-1.与水文数据推导的侵蚀速率相比而言,二者在数量级上基本一致,反映了宇宙成因核素10Be法在估算侵蚀速率方面的有效性和可靠性,为研究长江流域侵蚀与沉积问题提供了一种有效的定量方法.     

宇宙成因核素10Be:估算长江流域侵蚀速率的新方法

首次将宇宙成因核素10Be方法引入对长江流域地表侵蚀速率的研究.对长江流域东西子流域的对比发现,长江干流西部流域10Be含量普遍高于东部流域,这主要与长江上游高海拔导致的核素产生率高有关;西部流域主要支流10Be含量较低,反应了较高的侵蚀速率.通过金沙江、岷江-大渡河和沅江不同子流域的10Be含量与侵蚀速率关系模型,估算出岷江-大渡河流域平均侵蚀速率为300～500mm·ka-1,长江中下游地区的沅江-湘江流域侵蚀速率为30～50 mm·ka-1.与水文数据推导的侵蚀速率相比而言,二者在数量级上基本一致,反映了宇宙成因核素10Be法在估算侵蚀速率方面的有效性和可靠性,为研究长江流域侵蚀与沉积问题提供了一种有效的定量方法.     

基于物源特征的白龙江流域泥石流易发性评价

白龙江流域是泥石流地质灾害的易发区和高发区,历史上曾发生过多次泥石流灾害。为探讨物源对泥石流的影响,对流域内泥石流物源数量、类型、分布进行了详细地调查分析,进而研究了物源转化泥石流的方式。在分析泥石流物源发育影响因素的基础上,采用确定性模型与灰色关联组合方法,筛选出物源敏感性、坡面侵蚀程度、沟床比降、沟壑密度四个因子,运用AHP模型进行区域泥石流易发性区划。得出以下认识：(1)白龙江流域泥石流物源分为重力侵蚀堆积型、坡面侵蚀汇集型、沟道侵蚀堆积型和弃渣侵蚀堆积型。其中物源量最多的为重力侵蚀堆积型,分布面积最广的是坡面侵蚀汇集型;(2)泥石流的物源多分布于坡度在15°~45°范围内的斜坡上,1 000~2 500 m的高程范围内,距离断裂500 m范围内,且物源量与植被覆盖率呈较好的负相关性;(3)流域内物源转化为泥石流的方式主要有崩落冲刷拉槽型、集中堵塞溃决型、沟道揭底铲刮型、坡面径流侵蚀溜滑型;(4)白龙江流域泥石流高易发区位于物源分布密集区,即泥石流流域中下游两岸。     

基于GIS的大宁河流域土壤侵蚀评价及其空间特征研究

以大宁河流域为研究区域,采用修正的通用土壤流失方程(RUSLE)为评价模型,以地理信息系统(GIS)软件Arcview 3.3为分析平台,通过数字高程模型(DEM)、土地利用类型和土壤类型等空间数据与属性数据,获取基于栅格数据的小流域土壤侵蚀量和侵蚀强度,对大宁河流域的土壤流失量进行了定量化分析.采用土壤侵蚀综合指数法评价研究区域的土地利用状况、坡度及土壤类型对土壤流失的影响,对水土流失的空间特征进行了研究,并提出了相应的治理措施.结果表明:大宁河流域大部分地区土壤侵蚀模数小于101.73 t·km-2·a-1,总体上水土保持良好;不同用地类型上,旱地的土壤侵蚀较草地严重,而草地又较水田的严重;不同坡度等级中,15°～25°上土壤侵蚀强度最强,3°～8°上土壤侵蚀强度最弱;各种土壤类型中,黄褐土的侵蚀强度最重,山地草甸土最轻.     

考虑沟-坡分异的黄土高原大中流域侵蚀产沙模型

针对黄土高原坡面沟缘线上、下侵蚀产沙分异显著的特点,以及机理模型在大中流域不易应用的现状,利用基于Hc-DEM的沟缘线自动提取技术,划分流域沟间地和沟谷地地貌单元.在改进坡长因子算法和改造沟坡侵蚀模型的基础上,提出沟间地运用通用土壤流失方程为模型框架评估面蚀为主的坡地侵蚀,沟谷地运用改造沟坡侵蚀模型评估冲蚀为主的沟谷侵蚀,并与泥沙输移比分布模型集成确定流域侵蚀产沙分布的模型体系.经在北洛河上游流域检验,模型体系能良好模拟流域多年平均侵蚀产沙,在年际尺度也具有较好可靠性,可为黄土高原大中流域水土保持效益评价和水土流失防治规划提供技术支撑.     

基于WaTEM/SEDEM模型的双枫潭流域侵蚀产沙模拟

采用WaTEM/SEDEM模型,以湖南省3个流域为研究对象,利用莲花堰和石门坎水文站水沙数据对模型进行校正和验证,并将验证后的模型模拟双枫潭流域的侵蚀产沙,模拟结果表明:双枫潭流域年均产沙模数为631t/km2;受地形和土地利用的影响,流域侵蚀模数在0~10°坡度范围内总体呈现沉积,而在大于10°的坡面上侵蚀强度随坡度增加而增加.流域内旱地土壤侵蚀强度为3 345t/(km2·a);草地侵蚀速率为430t/(km2·a);林地和灌木林用地总体上表现为沉积,其沉积速率分别为110和83t/(km2·a).将以上模拟结果与其他相关研究比较,证实WaTEM/SEDEM模型在模拟流域侵蚀产沙方面有很好的应用前景,利用该模型可为流域水土保持措施实施提供科学依据.     

基于GIS的黄土高原水蚀区土壤侵蚀分析——以窟野河流域为例

利用GIS技术的空间分析功能,研究了降雨、地形、土壤类型和土地利用类型等因子对黄土高原水蚀区--窟野河流域土壤侵蚀强度的综合影响.结果表明,除流域西北部侵蚀强度较低外,中部至南部侵蚀强度均较高,且由北向南呈增高趋势.这对于防治水土流失、治理土地沙漠化、恢复生态环境具有一定参考意义.     

分布式小流域侵蚀模型及应用

针对黄土高原水土流失严重问题,基于分布式水文模型的基础上,建立了小流域侵蚀产沙输沙模型.产沙模型采用USLE模型,并结合黄土高原侵蚀的特色进行改进,考虑了降雨、土壤、植被、水保等因素对侵蚀的影响.输沙模型结合分布式水文模型的河网汇流,制定了一套简单的输沙方案.岔巴沟流域的实测资料验证该模型简单可行.能够模拟出流域的实际侵蚀图,为流域侵蚀的预报及水保工程的规划提供科学依据.     

基于GIS和USLE模型的巢湖流域土壤侵蚀评价

土壤侵蚀是全世界都关心的土地资源与环境保护问题。巢湖作为中国第五大淡水湖,近年来由于水体富营养化产生的水华现象引起多方重视,对巢湖流域土壤侵蚀评估对于环境保护战略与土地规划政策具有重要的意义。基于GIS平台,采用通用土壤流失方程(USLE)来评估巢湖流域14县/区2000年到2010年土壤侵蚀空间分布变化趋势。研究表明:(1)巢湖流域土壤侵蚀严重区域主要分布在金安区、舒城县、居巢区以及含山县的丘陵地区,即杭埠河-丰乐河流域、裕溪河流域与柘皋河流域的上游地区;(2)从2000年到2010年,土壤微度侵蚀、强度侵蚀、极强度侵蚀和剧烈侵蚀区域占巢湖流域总面积比例分别减少了0.5%、0.05%、0.21%和0.23%,而轻度侵蚀、中度侵蚀区域所占比例分别增加了0.98%和0.01%,总体呈现土壤强度侵蚀、极强度侵蚀与剧烈侵蚀区域向轻、中度侵蚀转移的趋势。(3)植被覆盖度变化是巢湖流域土壤侵蚀分级发生变化的主要原因,总体上,2000~2010年研究区由于植被覆盖度的波动性增加呈现土壤侵蚀分级波动性降低的趋势。     

汉丹江流域水土流失类型区划分及分布规律

目的 探讨陕南汉丹江流域水土流失类型区划及分布规律,为其综合治理提供理论支持.方法 历史和遥感等文献资料的综合分析.结果 汉丹江流域可以划分为6个水土流失类型区,水土流失时间、空间分布规律明显.结论 针对汉丹江流域丰水年和枯水年时间变化特点,地带性侵蚀规律,在低山丘陵区以营造生态林为主,在河谷平川区以水土保持工程措施为主,在高山中山区以预防保护,生态自我修复为主的水土保持措施.     

海南岛松涛水库流域降雨侵蚀力的时空变化趋势

在海南松涛水库流域及其周边25个雨量站点1960—2015年的逐日降雨数据的基础上,计算了各站的降雨侵蚀力,同时,采用统计和反距离权重等方法分析了该流域降雨侵蚀力的时空变化趋势,结果表明:多年平均降雨侵蚀力的范围为1.27×104~2.19×104MJ·mm/(hm2·h),平均值为1.62×104MJ·mm/(hm2·h),该值与该流域的多年平均降雨量呈极显著相关(相关系数为0.693,P0.01),其空间分布规律与多年平均降雨量基本一致,即从北到南总体上呈先递增后递减的趋势;降雨侵蚀力随纬度的增加而增加,但随经度的增加而减小;在该流域的春、秋、非汛期,降雨侵蚀力的变化趋势均不显著,没有发生显著性突变,而在年、夏季、冬季及汛期,降雨侵蚀力的变化则很显著,其中,非汛期的降雨侵蚀力呈下降趋势,其余时段均呈上升趋势;该流域多数站点的降雨侵蚀力呈上升趋势,老村、牙阜和阜类的多数时段呈显著上升趋势,这些地区面临水土流失的风险较大;在分析年降雨侵蚀力时发现,1970年发生了显著突变;该流域降雨侵蚀力的变化周期为3.5年,震荡周期为5~16年.     

三工河小流域泥石流生态—岩土工程调控措施减缓土壤侵蚀的定量研究

为探讨泥石流治理措施对小流域土壤侵蚀的影响,以天池上游三工河流域为研究对象,在实地考察的基础上,通过地形图叠加、遥感解译和Google Earth Engine(GEE)云计算等手段,实测计算了该流域1971～2003年、2008～2020年两期土壤侵蚀模数,定量评估了在该流域开展的泥石流生态—岩土工程调控措施对小流域生态和土壤侵蚀的影响。研究发现：(1)三工河流域平均植被覆盖度经泥石流综合治理后增加11.34%,高植被覆盖度面积增加16.93%,泥石流沟道及河谷的植被覆盖度明显提升;(2)三工河流域1971～2003年平均侵蚀模数为0.34 mm/a,较北天山山地流域同期平均侵蚀速率高出131%,造成该现象的原因是过度放牧、滥砍滥伐等人为因素激发山洪泥石流的爆发导致流域生态环境恶化;(3)流域经生态—岩土工程调控后(2008～2020年),平均侵蚀模数降低至治理前的15%(0.051 mm/a),为北天山地区山地流域同期平均侵蚀模数的34%。     

2009-2011年安家沟流域不同植被覆盖条件下土壤侵蚀变化趋势

黄土高原水土流失严重,植被与降水是决定坡面土壤侵蚀的主要因素,为探求安家沟流域不同及坡度对土壤侵蚀的影响。就2009-2011年3年间安家沟流域不同土地利用类型下的植被覆盖度、不同坡度条件下土壤侵蚀变化趋势进行研究分析。结果表明:在同一土地利用类型条件下的植被覆盖度,坡度为5°时,实验小区的径流量和土壤侵蚀量均最小;当坡度为10°时,各小区径流量和侵蚀量明显增大,其关系为:小麦红豆草油松天然草地沙棘。坡度达到15°时,各小区径流量和侵蚀量均达到峰值,其侵蚀量变化关系不变;坡度为20°时,各小区径流量和侵蚀量有所回落,基本与坡度为10°时持平;在相同坡度条件下,5种植被实验小区在其他条件不变的情况下,土壤侵蚀量的排列顺序为:小麦地红豆草天然草油松林沙棘。因此建议:对坡度15°的陡坡耕地,应退耕还林还草;对小于15°的缓坡地,应发展梯田项目,减少水土流失;对无法耕种的山坡,应采取封育措施,同时植树造林使其恢复生态功能。     

广西南流江流域降雨侵蚀力时空变化特征

降雨是区域土壤侵蚀的主要动力因素之一,估算和分析降雨侵蚀力是区域水土流失治理与评价的基础工作。利用南流江流域内各气象站点1961—2006年的日雨量资料,基于日雨量模型估算降雨侵蚀力,并通过趋势分析、小波分析和Kriging空间插值法,定量分析广西沿海红壤区南流江流域降雨侵蚀力的时空变化特征与规律。结果显示,1961—2006年间,南流江流域年均降雨侵蚀力为13 935.5 MJ·mm·hm~(-2)·h~(-1)·a~(-1),年均降雨量为1 712.8mm,降雨侵蚀力变化周期约为14a。各年际和时间段间变化差异不明显,降雨侵蚀力年内集中分布在夏季,占比达57.0%,冬季最小,占比3.8%;在空间上,降雨侵蚀力与降雨量分布格局相似,呈现从西南沿海向东北内陆递减的趋势,行政区划上以钦南区和合浦县最大,北流市和玉州区最小。研究结果可为南流江流域土壤侵蚀风险和生态修复治理等工作提供一定的科学依据。     

基于三维激光扫描的崩岗沟道侵蚀与坡向发育及其侵蚀量计算

探讨崩岗流域沟道侵蚀及其引起的崩岗坡面的坡向变化,对崩岗流域的科学整治具有重要意义;崩岗沟道侵蚀量的计算,是崩岗流域侵蚀强度划分和崩岗侵蚀方式甄别的主要依据.利用Leica Scan Station 2三维激光扫描仪,以广东五华县莲塘岗崩岗为研究案例,通过3年共计6次定位监测,获取了5个监测周期的高精度地形数据.以此为基础,结合Arc GIS软件,对崩岗沟道发育及其坡向变化进行定量分析.研究结果表明,沟道侵蚀是崩岗流域主要侵蚀方式之一,53.6%的侵蚀量来自切沟和冲沟的沟床下切和沟壁侧蚀,其中下切侵蚀又是沟道侵蚀的主要形式.沟道总长度和流域切割密度出现先增加后减小的阶段性变化,3年平均流域切割密度为158km/km2.沟道走向对崩岗坡面的坡向发育具有控制作用.沟头的细沟和切沟的溯源侵蚀对坡面的坡向具有重塑作用,坡面面积减少的坡向的反方向,即为沟道溯源侵蚀的主方向.侵蚀强度最大的坡向与主沟道发育的走向NNW—SSE一致,这是由当地区域构造应力场的一组剪切应力产生的裂隙走向所决定的.沟道侵蚀作用对崩岗流域演化具有深刻的影响.