土壤侵蚀中小流域评价模型介绍

土壤侵蚀中小流域评价模型介绍

2015-01-30 作者: giser 浏览: 3420 次

摘要: 小流域多指面积在30 km2以下的可单独集雨汇流的区域,它具有土壤侵蚀的基本过程和按照生态经济学原理组织农、林、牧生产的有利条件。小流域评价模型需要在坡 面侵蚀的基础上,考虑沟坡和沟道侵蚀及其泥沙在沟道的输移过程。 ANSWERS(Areal Nonpoint...

小流域多指面积在30 km2以下的可单独集雨汇流的区域,它具有土壤侵蚀的基本过程和按照生态经济学原理组织农、林、牧生产的有利条件。小流域评价模型需要在坡 面侵蚀的基础上,考虑沟坡和沟道侵蚀及其泥沙在沟道的输移过程。 ANSWERS(Areal Nonpoint Source Watershed Environmental Response Simulation)是基于场次的分散型物理模型,主要用于模拟流域管理措施或BMPS(Best Management Practices)对径流和泥沙产生的影响。最初的模型只研究地表水文过程,后来Beasley等人又把侵蚀和泥沙运动等过程加入模型中, 能够模拟不同粒径泥沙颗粒的泥沙输沙过程。

荷兰土壤侵蚀预报模型LISEM(Limburg Soil Erosion Model)是根据ANSWERS模型和D eroo等1989年提出的对土壤侵蚀过程的描述,结合遥感和GIS技术,基于荷兰南部黄土区实验观测资料,于1996年开发的模型,它模拟小流域上次降雨事件的水文 和土壤侵蚀过程,是第一个与GIS完全集成并直接利用遥感数据的土壤侵蚀预报模型,方便了模型参数的输入和管理,可用来计算流域各点径流和侵蚀量。但模型中的许多参数 不易获取,必须通过一系列野外观测才能获得,同时模型中保留了一部分统计模型,而且个别过程未考虑,有待进一步完善。

欧盟开发的欧洲土壤侵蚀模型EROSEM(European Soil Erosion Model)是基于物理过程的次暴雨分布式侵蚀模型,用于描述和预报田间及流域的土壤流失状况。径流产生以KINEROS(Kinematic Runoff and Erosion Model)为基础,以1分钟为时间步长,预报侵蚀和沉积部位,生成降雨过程中的水文和泥沙曲线。EROSEM模型还不能很好地模拟切沟侵蚀,而且是 针对欧洲平原地区的地貌及侵蚀特点开发而成的,适用于缓坡为主的小流域。 AGNPS(Agricultural Nonpoint Source Pollution Model)是一种基于场次的分散型流域模型,主要用于估算流域的侵蚀速率、土壤流失量以及流失的营养元素量。模型中侵蚀速率和侵蚀量的计算采用 了改进后的USLE中的计算方法,径流计算主要采用SCS曲线法,化学营养元素的运移计算则与CREAMS模型中计算方法相同。

模型的最大优点是采用了分散参数模拟方 法,进行模拟时,把流域栅格化为多个小单元,对于任一单元,所模拟的过程的参数分布是相同的。模型中每个小单元包含21个参数,有些参数可通过专业数据库查取,有些可 通过模型提供的参数表获得。 此外,常用的小流域模型还有ACRU、EROSION3D、KINEROS2、MEDRUSH等。LISEM、ANSWERS、EROS ION3D、AGNPS、MEDRUSH是基于栅格的模型,ACRU、EUROSEM、KINEROS2是基于矢量多边形的侵蚀模型。 分布式侵蚀产沙模型是流域土壤 侵蚀模型研究的发展方向,它在计算机和GIS的支持下,能够模拟预测下垫面因素复杂流域的径流和侵蚀的动态过程,能够比较准确地确定泥沙的来源、径流汇集以及土壤中养 分的运移情况。

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