第四章 通用水土流失方程
第4章:土壤侵蚀规律_2017

(1)降雨量:一般,降雨量多的地区,发生侵蚀的潜在危险就大,
反之则小。当研究某一地区水蚀发生的潜在危险程度时,应首先分析年 平均降水量资料。
但是,降雨量与侵蚀量的相关性并不密切,同一数量的降雨,在不 同的时期,所产生的侵蚀量极不相同。
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(2)块体的整体位移
粘结力C的影响因素 土体的粘结力C与组成物质的成分、结构及土体含水量有 密切关系。其中受水分影响最大。 1)含水量少、干燥状态时,具有极其牢固的性质。 2)如水分增加粘土可变成可塑状态,其强度大大降低 ,极易形成软弱面,土体往往沿此破裂而发生块体运动。 坚硬岩体的粘结力C值很大,一般不易发生移动。但岩 层中常常存在软弱的结构面(层面、软弱夹层、断层面、 节理面、劈裂面等)。软弱结构面的内摩擦角φ 和粘结力C 都显著减小。
2. 土壤侵蚀分类分级标准(水利行业标准SL 190-2007)
侵蚀程度分级 按土壤发生层 无明显侵蚀 轻度锓蚀 中度锓蚀 强度侵蚀 A、B、C三层剖面保持完整 A层保留厚度大于1/2,B、C层完整 A层保留厚度小于1/2,B、C层完整 A层无保留,B层开始裸露,受到剥蚀 按活土层残存情况 活土层完整 活土层部分被蚀 活土层厚度50%以上 被蚀 活土层全部被蚀
发泥石流灾
害,当地两 万多人受灾
舟曲泥石流灾害发生主要有以下4个原因:
一、地质地貌原因。舟曲一带是秦岭西部的褶皱带,山体分 化、破碎严重,大部分属于是炭灰夹杂的土质,非常容易形 成地质灾害。
二、“5 12”地震震松了山体。舟曲是“5 12”地震的重灾 区之一,地震导致舟曲的山体松动,极易垮塌。
三、气象原因。2010年国内大部分地方遭遇严重干旱,这使 岩体、土体收缩,裂缝暴露出来,遇到强降雨,雨水容易进 入山缝隙,形成地质灾害。 四、瞬时的暴雨和强降雨。舟曲 特大山洪泥石流灾害的直接原因 是三眼峪、罗家峪地区突降大雨 ,一小时降雨量达77.3mm。
2013年水土保持复习提纲

2013-2014学年第一学期《水土保持》复习提纲题型和分值●满分100分,考试时间120分钟●判断(1×10=10分)●填空题(0.5×50=25分)●简答、论述题(6题,共65分)课程重点●土壤侵蚀原理●水土保持工程措施●水土保持林业措施●水土保持农业措施●水土保持规划●荒漠化防治第一章绪论1、水土保持水土保持是防治水土流失,保护、改良与合理利用水土资源,维护和提高土地生产力,以充分发挥水土资源的生态效益、经济效益和社会效益,建立良好生态环境事业。
2、我国水土流失的特点(1)分布范围广、面积大:根据2000年公布的全国第二次遥感调查结果,中国水土流失面积356*104km2,占国土面积的37%,其中水力侵蚀面积165*104km2,风力侵蚀面积191*104km2,水蚀风蚀交错区面积26*104km2。
(2)侵蚀形式多样,类型复杂:西北黄土高原区、东北黑土漫岗区、南方红壤丘陵区、北方土石山区、南方石质山区以水力侵蚀为主,伴随有大量的重力侵蚀;青藏高原以冻融侵蚀为主;西部干旱地区、风沙区和草原区风蚀非常严重;西北半干旱农牧交错带则是风蚀水蚀共同作用区。
(3)土壤流失严重:据统计,中国每年流失的土壤总量达到50*108t。
3、水土流失的危害水土流失的危害在我国主要表现在:(1)破坏土地资源,耕地减少,土地退化严重,肥力下降(2)泥沙淤积水库,阻塞江河,水体污染,破坏交通,洪涝灾害加剧(3)影响水资源的有效利用,加剧了干旱的发展(4)生态恶化,加剧了贫困程度4、水土保持的作用(粮食安全、生态安全和经济安全)。
•①保护土地资源,维护土地生产力。
•②充分利用降水资源,提高抗旱能力。
•③改善区域生态环境,促进当地社会和经济发展。
•④减少江河湖库泥沙淤积,减轻下游洪涝灾害。
•⑤减少江河湖库非点源污染,保护与改善水质。
第二章水土保持理论基础(了解)第三章土壤侵蚀原理1、土壤侵蚀土壤侵蚀是在水力、风力、冻融、重力等外营力作用下,土壤、土壤母质被破坏、剥蚀、转运和沉积的全部过程。
美国农业部通用土壤流失方程式

美国农业部通用土壤流失方程式(USLE )其表达式为: A =0.224RKLSCP式中:A — 土壤流失量(kg/m 2·年); R — 降雨侵蚀力因子; K — 土壤可蚀性因子; L — 坡长因子S — 坡度因子:C — 植被覆盖因子; P — 土壤侵蚀控制因子; 上式各因子的物理定义为:降雨侵蚀力因子R 等于在预测期内全部降雨侵蚀指数的总和,R 值计算采用Wi shmeier 的EIx 指数法。
其对单次降雨R 值的计算公式为:① R :对于一次暴雨来说,其计算公式为: R=I ·[(2.29+1.15lgx)·Di]式中:I ——降雨过程中的时间历时(h ); Di ——时间历时I 的降雨量(cm );I ——此次暴雨强度中强度最大的30分钟的降雨强度(cm/h );X ——为降雨强度降雨强度(cm/h )。
②对于一年的降雨,若缺乏降雨强度和降雨历时资料,可根据当地的气象资料:当地多年平均年降雨量及各月平均降雨量,采用Wischmeiet 经验公式计算:()[]∑=-⨯=1218188.0/5.1210735.1i p piLg R式中:P ——年降雨量(mm);P i ——月平均降雨量(mm)。
②K:是指一种土壤对侵蚀的敏感性,土壤最准确的K值应在标准径流小区直接测得。
但许多研究表明,土壤K值和土壤本身固有的性质具有密切关系,主要与土壤质地、有机质含量、土壤结构和土壤渗透级别等因素有关,可通过采用分析土壤质地、有机质含量两项因素、并参照有关土壤可蚀因子统计参数和工程情况确定(见表7-1)。
在工程土壤松散,结构破坏的情况下,土壤可蚀性变化大,上述K值应以相应的工程系数进行调整。
③LS:地形因子主要包括坡度和坡长因子。
坡度和坡长是同时共同对土壤侵蚀和流失产生影响,因而统称为地形因子。
地形因子是地表径流长度与坡度的函数,其计算公式如下:LS=(L/22.13)m·(0.065+0.045S+0.0065S2)式中:L:侵蚀坡面的坡长(米);S:坡度(%);m:指数;指数m现行推荐值为:m =0.5 坡度≥5% ;m =0.4 5% > 坡度> 3%;m =0.3 3% > 坡度≥1%;m =0.2 坡度< 1%;表7-1 不同土壤质地有机质含量(%)的K值④C:植被因子C是地表覆盖情况对土壤侵蚀的影响。
(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)
环境影响评价-技术方法计算公式汇总

公式汇总:1、物料衡算法计算通式为:∑G投入=∑G产品+∑G流失〔1-1〕式中:∑G投入—投入系统的物料总量∑G产品—产出产品总量∑G流失—物料流失总量2、经验排污系数法A=AD×MAD=BD—(aD+bD+cD+Dd)式中:A-某污染物的排放总量AD—单位产品某污染物的排放定额M—产品总产量BD—单位产品投入或生成的污染物量aD-单位产品中某污染物的量bD—单位产品所生成的副产物、回收品中某污染物的量cD—单位产品分解转化的污染物量dD—单位产品被净化处理掉的污染物量3、水平衡4、恒定均匀流Ri C =υA Q ⋅=υ式中υ—断面平均流速,m /s ;C 一谢才系数,常用n1R 1/6表示,n 为河床糙率; R —水力半径,m ;(过水断面积与湿周之比即为水力半径。
)i —水面坡降或底坡;Q —流量,m 3/s ;A —过水断面面积,m 25、非恒定流基本方程为:q xQ t A =∂∂+∂∂ )()(22222υυ-+∂∂+-=∂∂-+∂∂+∂∂q zf q x A A Q gS x z B A Q gA x Q A Q t Q B —河道水面宽度,m ;z x A∂∂—相应于某一高程z 断面沿程变化;z —河底高程,m ;S f —沿程摩阻坡度;t —时间;q —单位河长侧向入流;v q —侧向入流流速沿主流方向上的分量,m /s6、河流断面流速计算有足够实测资料的计算公式:⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫===B F h Bh A A Q υ经验公式:⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫===--)1(1δβδβααυQ r B rQ h Q式中υ——断面平均流速;Q ——流量;A ——过水断面面积;B ——河宽;h ——平均水深α﹑β、γ、δ——经验参数,由实测资料确定7、一般水质因子式中S ij —水质评价参数i 在第j 点上的污染指数;C ij —水质评价参数i 在第j 点上的监测浓度,mg /L ;C si —水质评价参数i 的评价标准,mg /L8、DO -溶解氧sf j f DO DO DO DO DO S j --= s j DO DO ≥ s jDO DO DO S j 910-= s j DO DO 〈DO f = 468/(31.6+t)式中 DO f ——饱和溶解氧的浓度,mg /L ;DO s ——溶解氧的评价标准,mg /L ;DO j ——j 点的溶解氧浓度, mg /L ;t ——水温,℃。
浅谈通用土壤流失方程(A=RKLSCP)在水保施工工程的应用

浅谈通用土壤流失方程(A=RKLSCP)在水保施工工程的应用通过浅谈通用土壤流失方程(A=RKLSCP)分析,应用这个方程,可以预报在一定的土地利用和经营条件下一定坡度的耕地上单位面积年平均土壤侵蚀量,也可有反向应用,先确定的允许侵蚀量设计合适的水土保持措施。
标签:土壤流失方程;水保;应用目前世界通用的土壤流失方程是A=RKLSCP,这个通用土壤流失方程就是目前美国和其他一些国家应用最广泛的估算土壤水蚀量的通用数学模式,这个经验公式是由维希迈尔在总结四十多年的实验资料的基础上,于1961年提出的,只要把六个因子值连乘就可以得出指定地块的土壤流失量。
可谓相当简单,然而十分重要的是它吧土壤侵蚀过程定量化了,通用土壤流失方程数学表达式是A=RKLSCP,式中:A——单位面积多年平均土壤流失量(吨/公顷)R——降水侵蚀力指数(或称降水因子),等于单位降水侵蚀指标值,以100焦耳-厘米/平方米—小时计,一般是用最大30分钟降水强度与降水总能量的乘积表示的;K——土壤可蚀性因子,对于一定土壤,等于小区上单位降雨侵蚀指标的土壤流失率。
标准小区是人为选的,在美国,选用22.21米(72.6英尺)坡长、5.16(9%)均匀坡度的连续休闲地作为标准小区;L——坡长因子,;S——坡度因子,在实际计算中常将L和S合成一个地形因子,以LS表示C——植被与经营管理因子,P——水土保持措施因子。
根据黑龙江省水保所研究成果,土壤侵蚀模数运用“黑龙江省土壤流失方程”进行计算(公式A=RKLSCP)。
以地理信息平台ArcGIS为集成环境,逐地块提取侵蚀图斑背景要素(面积、坡度、植被、土地利用、土壤),纳入黑龙江省土壤流失方程对侵蚀模数进行数学推导。
本文以牡丹江阳明区磨刀石镇红林小流域为例,来全面预报在一定的土地利用和经营条件下一定坡度的耕地上单位面积年平均土壤侵蚀量经计算,全工程区土壤侵蚀模数为2900 t/km2·a,依据《土壤侵蚀分类分级标准》(SL190-2007)的规定,全区水土流失强度属强度侵蚀典型地块情况[1] 示范地块:172号坡度8°。
【国家自然科学基金】_通用水土流失方程_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140803

2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
科研热词 土壤侵蚀 黄土高原 敏感性 黄十丘陵沟壑区 鄂尔多斯 遥感 通用水土流失方程 通用土壤流失预报方程 空间分异 生态功能 生态价值 清水沟流域 水土保持措施 榆阳区 榆中县 植被 情景分析 地理信息系统 土壤水力侵蚀 土壤保持 土地利用 区域分异 区划 修正土壤流失方程(rusle) 三峡库区(重庆段) quickbird影像 gis
推荐指数 3 3 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
科研热词 推荐指数 土壤侵蚀 5 gis 2 黄土丘陵区 1 魏沟流域 1 降雨特征 1 降雨侵蚀力 1 通用土壤流失方程 1 辐射定标 1 生态系统 1 沟蚀 1 水土保持措施因子 1 水土保持 1 榆林 1 杜仲人工林 1 地理元胞自动机(geo-ca) 1 土壤保持量 1 北京一号 1 动态监测 1 作物管理因子 1 产流产沙 1 丘陵区 1 三江平原 1 usle 1 lucc 1
科研热词 地形因子 土壤侵蚀 黄土高原南部 模型 土壤 土地利用变化 侵蚀 黄土高原 高程面积值 非点源污染 通用水土流失方程 通用土壤流失方程 透水地面 负荷估算 脆弱性 累积坡长 砂 演替 流域 洛川塬 沟道 汞迁移 水土流失 水土保持 正地形 楚雄市 植被条件 极细砂粒 数字高程模型 尹家嘴水库 坡长 地理信息系统 地形 土壤流失 土壤保持效益 土壤侵蚀经济损失 哈溪林区 含量 可蚀性 北运河下游灌溉区 修正通用土壤流失方程 东北黑土区 不透水地面 万山 usle模型 usle sdr rusle k值估算 gis 黄土高原南部 黄土高原 降雨 通用土壤流失方程 西北地区 衡阳盆地 经济损失评估 流域侵蚀控制度 植被 林草治理措施 容许土壤流失量 安徽省大别山区 地理信息系统 地形 土壤养分 土壤入渗 土壤保持 土壤 土地利用变化 土地利用 入渗模型 元胞自动机 侵蚀 价值估算 丹江 东湖流域 三峡库区 rusle dem
矿山水土流失计算

矿山水土流失计算①通用水土流失方程式形式如下:A=R×K×L×S×C×P式中:A—侵蚀模数,是单位面积单位时间的平均水土流失量,单位是t/(ha·a);R —降雨侵蚀力指数,反映降雨侵蚀力的大小;K —土壤可蚀性因子,反映土壤易遭受侵蚀的程度;坡长因子,是水土流失量与特定长度(22.13m)的地块的水土量的比率;S —坡度因子,是水土流失量与特定坡度(9%)的地块的水土流失量的比率;C —作物(植被)经营管理因子,是水土流失量与标准处理地块(顺坡犁翻而无遮蔽的休闲地)的流失量的比率;P —水土保持措施因子,是水土流失量同没有水土保持措施的地块(顺坡犁耕的最陡的坡地)的流失量的比率。
②参数确定通用水土流失方程式中的各因子值是从标准小区中得到的,都是表示实际条件对基本方程式的标准条件的比率。
本项目的水土流失参数是根据当地的地理情况,并参考类似工程项目的参数取法,通过工程项目类比法确定的。
※降雨量侵蚀力因子R为两个暴雨特征值降雨动能与最大30分钟降雨强度的乘积,可由降雨侵蚀指数和各种降雨强度、降雨历时、降雨频率资料做相关分析得出。
为简化计算,便于应用,本次计算采用鲁期(Roose.E.)得出的降雨量与降雨侵蚀力指数之间的关系式:R=(0.50±0.05)×H式中:H为年均降雨量,0.05为误差。
因湿润的亚热带降雨侵蚀力高,误差取正。
该区年降水量为1501.1mm,故有R=(0.50+0.05)×1501.1=825.6。
※土壤可蚀性因子土壤可蚀性因子K反映了不同土壤的侵蚀率、渗入率、总持水能、磨蚀、搬运及可蚀性。
影响土壤可蚀性的因素有土壤的自然特征与其利用氧状况。
美国科学家的多年研究结果表明,不同的土壤具有不同的K值。
项目区的土壤主要为红黄壤,有机质含量低于0.5%,查表可得到K=0.27,考虑项目营运期间土壤变松散,结构力弱,抗蚀力变小,K值乘以工程系数1.30后,K=0.35。
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(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。
2.通用土壤流失方程的主要用途
(1)预报单位面积上多年平均土壤流失数量 若方程右边的6个因子值都已确定,即地块内的降雨侵蚀力、 土壤类型、坡长、坡度、作物管理情况、地块内的土壤保持措施 都已知,它们相乘后,就得出在此特定条件下所预报的平均土壤 流失量。 (2)利用土壤流失方程制定水土保持规划 水土保持的重要任务是预防和治理水土流失,制定最佳的水 土保持措施。土壤流失方程能较科学地提出防与治的有效措施。 对于任何一块作物地,知道了R、K、L、S、C、P各因子值后,即 可求算出该地块的土壤流失量。如果这个数值在允许土壤流失量 之内,那就不需要采取保土措施。然而,在实际生产情况中,土 壤流失量常常是允许值的若干倍,如不采取保土措施,土壤将日 益退化,以致于不能再继续生产。为了保证土地能永续的进行高 水平的生产,必须采取必要的保土措施,使其流失量在允许值之 下,而通用土壤流失方程就能出色的完成这个任务,这正是方程 最重要的用途所在。 在一般情况下,方程中的R、K值是个常数,是不易改变的。 但我们可以通过调整或改变C、P、L、S值,如增加地面覆盖度、 种植植物防冲带、等高垄作、修筑地埂和梯田等措施达到减少土 壤流失量的目的。
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)
自记雨量计
R值是根据降雨资料推求的,所以据此可 以编绘出全国各地区(有降雨资料的地方)侵蚀 力R的等值线图。我们国家也做了这方面的工 作,中国科学院、水利部采用分析雨量分布 的方法,以一次降雨最大30min降雨强度(I30) 作为强度指标,绘制了全国R值等值线图(图。
3.允许侵蚀极限(Acceptable Limits of Erosion) 在土壤侵蚀中,侵蚀的标准是什么?也就是说,哪些侵 蚀是可为人们所接受的?哪些侵蚀是人们不允许的?土壤保持 工作的目的就是使土地永续的利用下去,而不致发生退化。 当土壤的流失速度不超过其形成速度时就能够达到这一目的。 美国土壤学专家本尼特(Benett)于1939年曾指出,成土速 度不可能在短时间内精确地测定出来,但是根据土壤学家们 的估计,在不扰动的自然条件下,每300年可以形成25cm厚 的表土层。 但是在经过扰动的条件下,土壤的通气性和淋洗作用由 于耕种而加强了,300年的时间就可能缩短为30年左右,其 成土速度大约为11.2t/hm²∙a,因此在英美等国家中常使用的 允许侵蚀极限为11.2t/hm²∙a。 但允许侵蚀极限还取决于土壤条件,当土壤剖面由深厚 的土层构成且整个土壤剖面上肥力状况都基本上相同时,它 在30年内流失25mm厚的土层,其严重性要比由覆盖在坚硬 岩石上的薄层土壤在30年内流失25mm厚的土壤小得多。所 以在后者情况下,土壤的允许侵蚀极限要比11.2t/hm²∙a小。 在美国比较通用的数值是2~11t/hm²∙a,目前我国有些地方 采用的允许土壤侵蚀极限为10 t/hm²∙a,但也有人主张采用 5t/hm²∙a.
二、土壤可蚀性因子(K)
在其他影响侵蚀的因子不变时,K因子反映不同类型 土壤抵抗侵蚀能力的高低。影响K值的因素主要是土壤 质地、土壤结构及其稳定性、土壤渗透性、有机质含量 和土层厚度。当土壤颗粒粗、渗透性大时,K值就低, 反之则高;抗侵蚀能力强的土壤K值低,反之则K值高。 一般情况下K值的变幅为0.02~0.75。 K因子的值是在标准小区(坡长22.1m,宽18.3m,坡 度9%)内测定的,小区上没有任何植被,完全休闲,无 水土保持措施。降雨后,收集由于地面径流而冲蚀到集 流槽内的土壤烘干称重,然后由下列公式求得K值: K=A/R 式中A——标准小区内年平均土壤流失量(t/hm²∙a) R——降雨侵蚀力R的年值。 一般来说,土壤可蚀性因子K,对粉沙质粘土为 0.15~0.20,粉沙质壤土为0.2~0.3,沙壤土0.3~0.5。
一、通用土壤流失方程的形成过程
作为对侵蚀过程的进一步理解,土壤流失预报技术已 提出多年了。然而,早期的估算基本上是定性的。随着研 究的深入,占优势的定性描述导致了对有关因子的定量估 算,真正通过经验公式进行土壤流失量的预报,则是从辛 格(Zing,A.W.,1904年)进行侵蚀小区试验开始的。他把土 壤流失量与坡度和坡长联系起来,提出了模型: A=CSmLn-1 式中 A——单位面积上的平均土壤侵蚀量; C——变量常数; S——坡度; L——坡长(水平); m,n——坡度和坡长指数(取值分别为1.4和1.6)。
至1954年,土壤侵蚀预报研究才克服研究分区域进行 的一些固有缺点,把从美国21个州36个地区所获得的大量 研究资料进行汇编,对影响土壤流失量的因子重新评价, 最后由维斯奇迈尔(Wischmeier,W.H.)和史密斯(Smith)于 1961年提出了目前应用最为广泛的通用土壤流失方程,数 学模型如下: A=R×K×L×S×C×P 式中A——单位面积多年平均土壤流失量(t/hm2); • R——降雨侵蚀力指数(或称降雨因子),以100J· cm/m² ·h 计 • K——土壤可蚀性因子,对于一定土壤,等于标准小区 上单位降雨侵蚀力所产生的土壤流失量(标准小区,在 美国要求坡长22.13m,纵向坡面规整,坡度9%。顺坡 耕翻,至少连续休闲2年); • L——坡长因子,当其他条件相同时,实际坡长与标准小 区坡长上土壤流失量的比值;
三、坡长与坡度(地形)因子(LS)
我国水土保持机构
四、作物经营管理因子(C)
第一节 通用土壤流失方程
• 通用土壤流失方程(USLE)是美国1958年利用36个 地区8000个径流小区一年的观测数据得出的分析 研究成果,是一种估算土壤水蚀量的数学模型, 它在美国各大洲都有成功应用的实例,传人我国 相对较晚。由于方程中各因子参数的复杂性,美 国农业部(USDA)针对提高各因子计算的通用性又 提出了修正方程RUSLE。目前,通用土壤流失方程 已被世界上一些国家广泛应用。
在此基础上,史密斯(Smith,D.D.,1941年)根据作物 轮作和土壤处理的不同组合,评价了土壤保持措施因子的 作用,将作物和工程措施因子与土壤流失量有机联系起来。 布朗宁(Browning,G.M.)等人(1947年)又进一步发展和完善 了史密斯对土壤流失量的估算方法,并作了土壤处理措施 对流失量影响的估算。同时,马斯格雷夫(Musgrave,G.W., 1947年)建立了降水特性与土壤侵蚀量间的关系,并广泛应 用于估算流域的总侵蚀量,方程式为 E=(0. 00527 )IRS1.35L0.35P301.75 式中E——土壤流失量(mm/a) I——在坡长22 m、坡度10%的坡面上,内在的土壤可 蚀性(mm/a), R——植被覆盖因子 S——坡度(%); L——坡长(m); P30——最大30min降雨量(mm)。
2.诺谟方程
直接测定K值方法被认为是最符合田间实际土壤对降雨侵 蚀力的敏感程度,但是直接测定K值所需的时间较长,经费 较多。 Wischmeier和Mannering(1969)用人工降雨法测定了55种 土壤的土壤可蚀性指数,选定13个土壤特性指标与土壤可蚀 性进行回归分析,得出了下式(即诺谟方程) K=[2. 1 × 10-4M1. 14 (1. 2-Mo) +3. 25 (S-2) +2. 5 (P-3)]/ 100 式中M——粉粒与粘粒所占百分比含量与土壤中砂砾物质所 占的百分比的乘积; M0——土壤有机质含量; S——结构系数; P——渗透性等级。 该方程尤其适用于温带中质地土壤。
在使用EI30法计算降雨侵蚀力R的过程中,逐步发 现大部分低强度降雨不会引起侵蚀现象的发生。侵蚀 总是位于一个分界雨强以上的降雨时才出现。在美国, 这个分界雨强大约25mm/h。所以有人提出,在计算 降雨总能量时不应包括雨强<25mm/h的降雨能量,即 KE>1法,它与EI30法计算R值的方式基本一样,而精度 和相关性比EI30 法要好得多。 但在不同国家和地区,引起侵蚀的分界雨强是不 同的。近年来的实际应用中,美国有些地区也把这个 分界雨强由25mm/h降低到13mm/h左右。我国在这方 面的研究中、部分地区选取了10mm/h作为引起侵蚀 的降雨分界值。