数学模型法和经验法水土流失
水土保持调水保土效益的计算方法
水土保持调水保土效益的计算方法一、土壤侵蚀模型土壤侵蚀是水土流失的主要形式之一，准确评估土壤侵蚀的程度对于水土保持调水保土具有重要意义。
土壤侵蚀模型是评估土壤侵蚀程度的一种数学模型，常用的有RUSLE模型、MUSLE模型和WATEM/SEDEM模型等。
这些模型通过考虑降雨、坡度、土壤类型、覆盖度和土地利用状况等因素，来预测土壤侵蚀量。
通过模型计算得到土壤侵蚀量，可以评估调水保土的效益。
二、水土保持技术效益评估水土保持技术是有效的防治水土流失和保护土壤资源的手段，评估水土保持技术的效益对指导调水保土工程具有重要意义。
常用的评估指标包括水土保持效益指标、水土流失控制率和治理效益指标。
水土保持效益指标反映了水土保持工程对水土流失的削减效果，可以通过对比治理前后的水土流失量来计算。
水土流失控制率表示了水土流失减少的百分比，通过计算治理后的水土流失量与治理前的水土流失量的差异来计算。
治理效益指标是综合考虑了水土保持效益和经济效益的指标，可以通过对水土流失控制率和调水保土投资回收期等指标的综合评估来计算。
三、经济效益评估经济效益评估是指对调水保土工程进行经济性评估，判断该工程是否具有良好的经济效益。
常用的经济效益评估指标包括成本效益比、投资回收期和净现值等。
成本效益比是指治理措施的效益与投入的成本之比，通过计算治理后的土地产值与治理成本的比值来计算。
投资回收期是指治理措施的投资在经过一定时间后能够回收的期限，通过计算治理成本与土地产值之比来计算。
净现值是指将所有未来的现金流量按其中一确定利率折现的现值与总投资的比值，通过计算治理后的土地产值与治理成本之差的折现值来计算。
四、生态效益评估生态效益评估是指对调水保土工程对生态环境的影响进行评估，以保护生态环境为目标，评估工程的生态效益。
常用的生态效益评估指标包括生态环境变化指数、生态平衡指数和生态旅游收入等。
生态环境变化指数是指调水保土工程实施后生态环境的变化程度，通过对比工程实施前后的生态环境指标的差异来计算。
(完整版)第四章通用水土流失方程
I30=(2.2mm/30min)×2=0.44cm/h 乘，得将该该次次降降雨雨的总R量值E=如σ下���������:���=150.65(J/m²)和I30=0.44cn/h相
R=E总×I30×1/100=150.65×0.44×1/100=0.663 若将某一时期内的所有降雨侵蚀力R值相加，即可得
R=EI30=σ ������������������30 式中R——降雨侵蚀力(J∙cm/m²∙h)
E——一次暴雨的总动能(J/m²)
I30——该次降雨中，连续30min最大降雨强度(cm/h) Ei——一次降雨过程中某时段降雨量产生的功能。
为数字上处理方便，实际应用中常把EI30缩小100倍。即 R= EI30× 1
二、与通用土壤流失方程有关的几个问题
通用土壤流失方程介绍到我国的时间不长，国内对它 的研究和应用时间更短。加之它又是一个以实验数据为基 础的经验性方程，而我国与美国在作物种植管理、降雨类 型等因子上存在着一些差异，因此，有必要就有关问题做 一阐述。 1.通用土壤流失方程的适用范围
通用土壤流失方程主要用于农地上由水所引起的土壤 侵蚀(片蚀和细沟侵蚀)，计算结果只表示多年平均土壤流 失量，而不能够代表当地某一年或某一次降雨所产生的土 壤流失量。因为降雨本身年际变幅很大，而由此引起的土 壤流失量在年际上的变化也就相当可观了。近年来随着研 究的深入，通用土壤流失方程逐渐被推广应用于计算林地 和牧草地由水引起的土壤侵蚀量。
第二节 通用土壤流失方程中诸因子 值的确定
通用土壤流失方程中各因子参数的确定均要求 对监测区的相关地理要素进行详尽分析，所以引用 RUSLE的关键在于对各相关因子的科学计算或测试。 现将方程式中各因子值的确定方法分述如下：
一、降雨侵蚀力因子(R)
水土流失监测方法与技术
• 引言 • 水土流失监测方法 • 水土流失监测技术 • 水土流失监测应用案例 • 未来展望与挑战
01
引言
水土流失的定义与影响
定义
水土流失是指土壤及其肥力、水 分等在重力、风力、水力等外力 作用下，被水流冲刷和侵蚀，导 致土壤流失的现象。
影响
水土流失会导致土地退化、生态 环境恶化、农业生产能力下降、 自然灾害频发等问题，对人类社 会和自然环境造成严重影响。
模型模拟法能够综合考虑地形、气候、植被等多种因素对水土流失的影响，提供 较为准确的预测结果。但建立和维护模型需要较高的专业知识和技术水平，且模 型的准确性和适用性有待验证。
03
水土流失监测技术
3S技术
遥感技术（RS）
通过卫星或飞机搭载的传感器收集地 球表面的信息，包括地形地貌、植被 覆盖、水文条件等，为水土流失监测 提供基础数据。
监测的必要性
保护土地资源
通过监测水土流失情况，可以及时发 现并采取措施，防止土地退化和流失， 保护土地资源。
预防自然灾害
水土流失是导致滑坡、泥石流等自然 灾害的重要原因之一。通过监测，可 以及时发现并预警这些自然灾害，减 少人员伤亡和财产损失。
提高农业生产效益
水土流失会导致土地贫瘠、肥力下降， 影响农业生产效益。通过监测，可以 采取有效措施，改善土壤质量，提高 农业生产效益。
评估水土流失状况，制定治理措施，保护生态环 境。Leabharlann 马逊雨林水土流失监测监测方法
卫星遥感、无人机监测、地面观 测等。
监测内容
土壤侵蚀程度、植被覆盖度、水文 状况等。
监测目的
评估雨林生态系统的健康状况，预 防水土流失对生态系统的破坏。
中国南方丘陵区水土流失监测
第四章 通用水土流失方程
(4)土壤渗透性根据浸透速度的大小，分为快、中快、 中、中慢、慢、特慢等六级，由田间或实验室测定到。 根据诺谟图查K值的步骤是： 从左边粉粒+粘粒的坐标值查起，然后找相应的 表示砂粒、有机质百分数线，以及土壤结构和渗透性 的线，依次内插各曲线。例如：粉粒+粘粒的含量为 65%，砂粒含量为5%，有机质含量2.8%，土壤结构为2， 渗透性为4。由此而查得k=0.41。我国的黄土性质与美 国相差不多，K值一般在0.35～0.45之间，平均为0.40， 可参照以上方法求得。 在没有大量外业本区观测资料的情况下，要很精 确地计算出不同土壤的可蚀性K值是不可能的。因此， 目前国内外正在对这方面做进一步的研究。 目前，美国根据外业观察资料通过整理计算和比 较，将常见土壤类型可蚀性因子K值制成表(表4-2)，供 实际中应用。
二、与通用土壤流失方程有关的几个问题
通用土壤流失方程介绍到我国的时间不长，国内对它 的研究和应用时间更短。加之它又是一个以实验数据为基 础的经验性方程，而我国与美国在作物种植管理、降雨类 型等因子上存在着一些差异，因此，有必要就有关问题做 一阐述。 1.通用土壤流失方程的适用范围 通用土壤流失方程主要用于农地上由水所引起的土壤 侵蚀(片蚀和细沟侵蚀)，计算结果只表示多年平均土壤流 失量，而不能够代表当地某一年或某一次降雨所产生的土 壤流失量。因为降雨本身年际变幅很大，而由此引起的土 壤流失量在年际上的变化也就相当可观了。近年来随着研 究的深入，通用土壤流失方程逐渐被推广应用于计算林地 和牧草地由水引起的土壤侵蚀量。
• S——坡度因子，当其他条件相同时，实际坡度与标 准小区坡度上土壤流失量的比值。实际计算中常将L 和S合成一个地形因子，以LS表示， • C——作物经营因子，为种植作物地块上的土壤流失 量与标准处理地块(经过犁翻而没有遮蔽的休闲地) 上土壤流失量的比值 • P——水土保持措施因子，有水土保持措施地块上的 土壤流失量与没有水土保持措施小区(顺坡犁耕的坡 地)上土壤流失量的比值。 应该指出，通用土壤流失方程是以大量实验数据 为基础的经验性方程。因此只有根据本地区具体条件 和情况，通过长期观察的资料，推导出方程式中各因 子值和其变动范围，以及它们之间的相关关系，才能 应用到本地的实践中去。
中国水土流失土壤因子数学模型
中图分 类号 ：１７ ￥５
文献标识码 ： Ａ
１ 引 言
对于 宏 观 区域 尺度 的水 土流失 土壤 因子定 量研 究 而言 ， 然 可 以利 用 定 位 观 测 法测 试 区域 内若 干 虽
原 地 区研 究较 多的抗 冲性 和抗蚀 性数值 之 间难 以建 立数据 转换 关系 ， 以不 便 于区域 之 间 的土 壤 可蚀 所 性对 比， 以有必 要 采 用统 一 的 土 壤 指标 建 立 一 个 所 全 国性 的水土 流失土壤 因子数学 模型 。
乏水蚀土壤过程 的机理考察 ， 同时模型中考虑的土 壤属 性偏少 ， 土壤 容重 、 像 含水 量等极 重 要的 因素也 无考虑 ； 随后囤外侧重于土壤水蚀过程模型的开发 ， 但 已开 发 的几 个 过 程模 型 （ ＬＳＭ 和 ＷＥＰ中 的 如 ＩＥ Ｐ 土壤 因子 模 型 ） 皆不够 成 熟 ｌ ， 不 便应 用 ， 少 ４ 也 。 至
典型样地 ， 但因区域面积大 、 测点太多而不现实 ， 所 以～ 般是 通过 建 立土壤 因子定 量模 型来 进行评 价和 趋 势 预测 。 国内外 已先 后 开发 出包 括统 计模 型和
过程 模型在 内 的十几个 水蚀 土 壤 因子 模 型＿“ 但 ２ ， 这些模 型都 不是 十分 理想 ， 国学 者建 立 的土壤 Ｋ 美 因 子模 型 及 其 修 正 模 型 ’ 皆属 统 计模 型 ， 对缺 相
维普资讯
３期
ｌ 爱 ｌ ． ： 囤术 土流 失 土 壤 因 子数 学 模 型 Ｋ 等 中
性 能的 “ 指示 指标 ”指示 指标 的特点 是 ， ； 只反 映土壤 水蚀 过程 和性 能 的某 一个 侧 面 ， 只可 能 用作 模 型 也 函数 的 自变量 。
目前 在国 内 尚未 见 到应 用 的 文 献 报道 ； 内建 立 的 周 区域性 水蚀 土壤 模 型 都是 统 计 模 型 ， 方 面对 美 国 一 土壤 Ｋ 因子模 型通过 修 正后加 以应用 【 ９ ， 同时 也 建 立 了 几 个 区 域 性 抗 蚀 陛 和 抗 冲 性 统 计 模 型【 ・ 目前 还 设 有 开发 出 一个 区域 性 过 程模 ｊ但 型 ， 未能 建 立 一 个 全 国性 的 土 壤 因子 统 引 模 型。 也 总体 上说 ， 国土 壤 因子 模 型在 我 国应 用 的 较 美 多 ． 目前 国 内普 通存 在着 机 械套 用 Ｋ 因子模 型外 但 表形 式 的 弊 端 ， 另外 ， 用 因子 模 型几 乎 都 是在 应 非 黄 土高原 区 ， 这些 区域 的土 壤 因子 值 与 黄土 高
谈水土保持方案编制过程中问题
谈水土保持方案编制过程中的问题摘要：加强水土保持方案编制过程中的问题的研究是十分必要的。
本文作者结合多年来的工作经验，对水土保持方案编制过程中的问题进行了研究，具有重要的参考意义。
关键词：水土保持；方案编制；问题【关键词】水土保持；方案编制；问题；质量；客观因素中图分类号：s157文献标识码： a 文章编号：笔者通过近年来参与的一些开发建设项目水土保持方案的编制，发现了方案编制中应注意的一些问题在此提出来，供大家探讨。
1 参与水土保持方案编制的单位或人员应注意的问题1.1做好前期准备工作前期准备工作的目的是为了充分了解项目概况，并分析工程的建设可能对项目区产生的影响等。
编制方案前，首先应收集项目的基本资料（如项目类型、工程建设单位、工程组成等），了解主体工程背景、设计资料及工程所在地的基本情况，查看项目区地形图，另外，察看项目现场，并用相机或摄像机记录项目所处区域的地形、地貌、植被等情况。
如果工程有比较大的料场、弃渣场或者其它重要的防护工程，则需要察看工程所处的具体位置、地形、上游汇水面积，特别是判断工程对下游可能产生的影响等。
前期准备工作需要解决的几个问题包括：分析主体工程选址有无限制性因素（严格对照《规范》的规定）、料场及弃渣场位置、地形、数量、选址是否合理；现场判读水土流失强度；了解项目区植被类型、现有植被情况；项目区的土壤、水系情况、土地利用现状；收集项目区所在地的社会经济情况；结合主体工程布局和施工组织设计，搞清楚施工道路、取水、用电、施工生活区的基本情况。
1.2着手方案的具体编制方案要按照《规范》中的规定编制，另外，还应注意以下4点：1.2.1 5项控制性数据5项控制性数据，即：工程占地（包括永久占地和临时占地）、土石方量、损坏水土保持设施面积、防治责任范围、投资概（估）算。
5项控制性数据是水土保持方案的核心，也是编制整个方案的框架。
1.2.2主体设计的水土保持工程界定及分析与评价水土保持方案所做的各项防治措施应联系实际情况，做到与主体工程相互补充。
开发建设项目水土保持方案编制常见问题分析
良现象 ， 我们极有 必要 开发建 设建设项 目水土保持方 案。 水土保持方案是在建设 中项 目 依法 实施水 土保持工作的前提和基础 ， 是有 效 控 制由于建设项 目而造成水土流 失的一个途径 。然而 ， 在编制水 土保持方案的过程 中， 存 在防治责任 范围的不准确界定 、 主体工程制 约性分析评价不足 、 水土流 失预 测缺 少理论的支持 以及调查勘测深度 不够等现象， 严重影 响了水 土保 持方案编制的质量 。 关键词 ： 水土保持 ； 方案编制 ： 制约性因素 ； 防治责任
１ 前 言
２ ． １ ． ２ 相 关 编 制单 位 沟通 不 够
针对水土保持方案的编制 ， 一些承担编制 的单位在接到委任的合 同 近些 年来， 随着我 国生态环境 的不断恶化， 社会各界越 来越重视生 而对主体 态 环境 保 护 以及 水 土 保 持 的 工 作 。当 前 ， 全 国 范 围 内 的 水 土 流 失 总面 积 任务后即开始根据已有的资料或者经验等编制水土保持的方案 ， 设计理念等细节 了解不足， 从而导致所编制 的水土 高达 ３ ５ ５万 ｋ ｍ ， 每年 有高达 ５ ０亿 ｔ的土壤 流失 ， 是水土 流失现象最 为 工程的实际工艺流程 、 严重的国家之～ 。严重的水土流失现象给我过带来了极大的损 失， 土地 沙化严重 ， 耕地面积急剧减少， 洪涝灾害频繁发生， 生态环 境恶化现 象极 为严 重。水土流失 已成为我国急需解决的头号环 境问题 ， 若是水土流 失 得 不到有效 的控制， 只会给我 国带来一系列灾难 。因此 ， 开发建设项 目水 土保持方案编制的工作就显得极为蓬要。高质量的水土保持方 案， 能有 效遏制水土流失现象。但是， 在具体的水土保持方案编制过程中还存在 些 问题 ， 值得我们去思考。
水土流失计算方法
RUSLE 模型是通过对通用土壤流失方程 USLE 模型的改进得到的。
RUSLE 与 USLE 具有相同的数学表达式：A=R·K·LS·C·P式中，A 为年均土壤侵蚀量（t·hm -2·a -1）,主要指由降雨和径流引起的坡面细沟或细沟间侵蚀的年均土壤流失量；R 为降雨侵蚀力因子（MJ·mm·hm -2·h -1·a -1）,它反映降雨引起土壤流失的潜在能力。
本方案基于月平均降雨量和年平均降雨量的Wischmeier 经验公式计算(Wischmeier, 1969)；21.5lg 0.81881211.73510p i p i R ⎡⎤⎛⎫ ⎪⎢⎥⨯- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦==⨯∑式中pi 和p 分别是月均和年均降雨量(mm)。
计算得到各站点在2000-2007年平均降雨侵蚀力，然后利用Kriging 空间内插方法对34个站点(包括@@@@@站点)进行插值，得到流域水平降雨侵蚀力图层，最后得到流域30 m×30 m 的R 因子栅格图层（图2）。
K 为土壤可蚀性因子（t·hm -2·h·MJ -1·mm -1·hm -2）,它是衡量土壤抗蚀性的指标，用于反映土壤对侵蚀的敏感性。
K 表示标准小区单位降雨侵蚀力引起的单位面积上的土壤侵蚀量。
由于缺乏各土壤类型的结构系数和渗透性等级数据，因此选择侵蚀/生产力影响模型EPIC 的公式计算流域各类型土壤的K 因子值，EPIC 的计算公式为：(){}()()0.30.20.3exp 0.02561/1000.250.711.0 1.0exp 3.72 2.951exp 5.5122.91SIL K SAN SIL CLA SIL C SN C SN SN ⎛⎫=+-⎡⎤ ⎪⎣⎦+⎝⎭⎛⎫⎛⎫-- ⎪⎪ ⎪⎪+-+-+⎝⎭⎝⎭式中,SAN 、SIL 、CLA 和C 是砂粒、粉粒、粘粒和有机碳含量(%)，其中SN1=1-SAN/100。
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数学模型法和经验法水土流失
水土流失，又称土壤侵蚀，并且主要指水力侵蚀。
一般有侵蚀模数[侵蚀强度，t/（km2·a）]、侵蚀面积和侵蚀量几个定量数据，侵蚀面积可通过资料调查或遥感解译而得出，侵蚀量可根据侵蚀面积与侵蚀模数的乘积计算得出，也可根据实测得出。
本文主要介绍侵蚀模数的预测方法。
1．侵蚀模数预测方法
（1）已有资料调查法。
根据各地水土保持试验、水土保持研究站所的实测径流、泥沙资料，经统计分析和计算后作为该类型区土壤侵蚀的基础数据。
（2）物理模型法。
在野外和室内采用人工模拟降雨方法，对不同土壤、植被、坡度、土地利用等情况下的侵蚀量进行试验。
（3）现场调查法。
通过对坡面侵蚀沟和沟道侵蚀量的量测，建立定点定位观测，对沟道水库、塘坝淤积量进行实测，对已产生的水土流失量进行测算，计算侵蚀量。
利用小水库、塘坝、淤地坝的淤积量进行量算，经来沙淤积折算，计算出土壤侵蚀量。
（4）水文手册查算法。
根据各地《水文手册》中土壤侵蚀模数、河流输沙模数等资料，推算侵蚀量。
（5）土壤侵蚀及产沙数学模型法：通用水土流失方程式（USLE）。
A＝R·K·L·S·C·P （9-1）
式中：
A——单位面积多年平均土壤侵蚀量，t/（km2·a）；
R——降雨侵蚀力因子，R＝EI30（一次降雨总动能×30min雨强）；
K——土壤可蚀性因子，根据土壤的机械组成、有机质含量、土壤结构及渗透性确定。
L——坡长因子；
S——坡度因子，我国黄河流域试验资料，LS＝0.067L0.2S1.3；
C——植被和经营管理因子，与植被覆盖度和耕作期相关；
P——水土保持措施因子，主要有农业耕作措施、工程措施、植物措施。
水土流失预测还包括可能造成危害的预测，如土地退化问题、下游河道泥沙增加和淤积问题、对下游防洪的影响、地下水的影响以及区域生态环境的影响等。
这些都根据评价中的具体需求和要求进行。