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背景:坡长的提取和分析,是准确评价流域和区域土壤侵蚀强度的基础,也是侵蚀地貌研究的重要内容。已有研究重视了LS因子的计算和分析,对流域尺度坡长提取理论基础注意不够,本项目开展对流域和区域土壤侵蚀评价中坡长指标提取方法研究。 研究内容:流域分布式坡长提取的科学原理与方法,流域分布式坡长提取的精度评价与不确定性分析,流域分布式坡长结构与格局分析,流域分布式坡长及其算法适用性分析。 重要研究成果:包括以下5个方面。 (1)流域分布式土壤侵蚀学坡长概念与提取方法:基于土壤侵蚀原理,流域分布式侵蚀学坡长(简称“分布式坡长”)是与坡面土壤侵蚀过程相适应的、流域内任一点上的侵蚀学坡长,一般用栅格图形来表达。在此基础上,利用数字地形分析技术方法。 (2)在多个尺度层次上分析了分布式坡长的空间结构与格局:在小流域、中国主要水蚀区典型样区、全国等三个尺度上分析了分布式坡长的地理分布、统计分布与空间格局。发现在通常情况下缓坡地区坡长均值较大而陡坡地区坡长均值较小,但是在地形很陡的情况下则坡度和坡长值均较大。 (3)初步分析了分布式坡长的影响因子和不确定性:从分辨率、栅格尺寸、流向算法、数据边界方面分析了坡长提取的影响因素和不确定性。其中,栅格尺寸和数据分割方式的影响,在前期的研究中没有引起重视。 (4)开发了流域LS计算工具(LS_Tool),应用于第四次全国土壤侵蚀普查。 (5)积累了一套覆盖全国的高分辨率数据:积累了典型研究区5-10m分辨率、以及覆盖全国陆地范围的25m分辨率DEM(以及坡度、坡长和LS因子),以1:5万图幅为单元的侵蚀地形指标基本统计参数。 2100433B
流域分布式坡长指与坡面土壤侵蚀和沉积特征相适应的、流域内任一点上的坡长,是流域土壤侵蚀评价的重要地形指标。本研究将综合运用坡面水文、侵蚀地貌、坡面侵蚀和数字地形分析等学科的基本理论与技术方法,建立流域分布式坡长的概念模型,提出流域分布式坡长提取方法;通过与野外典型样区或剖面实测坡长数据的比较,完成对流域分布式坡长提取结果的精度评价;通过比较分辨率、流向算法、DEM类型与精度对流域分布式坡长提取结果的影响,完成对流域分布式坡长的不确定性分析;通过分析流域内坡长统计特征、坡长空间变异性及其与地形特征关系,理解和揭示流域分布式坡长的空间结构与格局特征;通过在典型流域进行土壤侵蚀评价,对流域分布式坡长适用性做出分析。该研究对认识流域分布式坡长与土壤侵蚀关系,提高流域土壤侵蚀评价结果的精度、建立流域侵蚀预报模型具有重要意义;同时该研究还将促进流域侵蚀地貌学和数字地形分析理论与技术体系的完善。
土壤侵蚀类型1、陆地表面,在水力、风力、冻融和重力等外营力作用下,土壤、土壤母质和其他地面组成物质被破坏、剥蚀、转运和沉积的全过程。土壤侵蚀一词系指侵蚀的类型或形态,如水蚀、风蚀、重力侵蚀等侵蚀类型,...
通常以土壤发生层被蚀去的厚度或残留的厚度为标准进行划分,一般分为五个等级,即无明显侵蚀、轻度侵蚀、中度侵蚀、强度侵蚀和剧烈侵蚀程度。各等级对应的特征分别为:无明显侵蚀是指土壤A、B、C三层剖面保持完整...
土壤侵蚀强度分级(1)土壤侵蚀容许量标准土壤侵蚀容许量是指在长时期内能保持土壤肥力和维持土地生产力基本稳定的最大土壤流失量。因为我国地域辽阔, 自然条件千差万别,各地区的成土速度也不相同,该标准规定了...
伊犁河流域土壤侵蚀评价指标体系研究
伊犁河流域土地资源开发对新疆农业发展,农业结构战略调整和布局,以及国家的粮食安全、边疆繁荣稳定等具有重大的战略意义。随着新疆伊犁河流域水土资源可持续开发利用关键技术与示范研究工作的开展,需要对该流域土壤侵蚀现状、变化及其趋势作出详细的评价及分析。基于伊犁河流域的土壤侵蚀发生特征,综合应用了广义归纳法、德尔菲法等系统工程方法及统计学的相关方法,建立了一套适用于该流域土壤侵蚀退化的评价指标体系,为确保伊犁河流域生态安全提供评价依据。
基于GIS的天水罗玉沟流域土壤侵蚀强度评价
以天水罗玉沟流域为评价区域,采用高分辨率遥感图像解译和野外调查相结合的方法提取土地利用信息,同时结合土壤类型信息计算出该流域的植被覆盖度.利用GIS技术对1∶1万地形图建立数字高程模型(DEM),进而提取地形坡度,经过数据综合分析,建立了土壤侵蚀强度评价模型.结果表明,该流域42.34%的区域属于强烈及强烈以上侵蚀区,土壤侵蚀严重.主要原因是该区域属浅切割区,质地较软,抗蚀力弱.
《农业工程学报》2018年第34卷第10期刊载了云南师范大学彭双云、杨昆、洪亮、许泉立和黄雅君的论文——“基于 USLE 模型的滇池流域土壤侵蚀时空演变分析”。该研究由国家自然科学基金项目(项目号:41561068)等资助。
掌握滇池流域土壤侵蚀的空间分布规律和演变趋势,对优化水土保持措施、开展滇池水污染治理和保障流域可持续发展具有重要意义。
该文以降雨量、土壤、DEM和遥感影像为数据源,运用RS、GIS技术,结合土壤侵蚀模型,计算滇池流域1999~2014年每隔3年的土壤侵蚀量,分析流域土壤侵蚀强度的时空演变特征。
研究表明,1999~2014年的15年间,流域无明显侵蚀区域面积呈现逐年上升趋势,从1999年的占比70%到2014年上升为82%;相反,土壤侵蚀区面积呈逐年下降趋势,1999年侵蚀面积最大,为776 km2,到2014年下降为468 km2,降低了39.7%,说明滇池流域土壤侵蚀状况逐渐好转。
结果显示,流域侵蚀强度空间演变趋势特点显著,约75%区域侵蚀强度未发生变化,空间上集中分布在昆明市主城区、晋宁县城区域和新街镇一带;18.23%的区域侵蚀强度等级降低,集中于环滇池一带的入湖河流地带;8.36%区域侵蚀强度等级上升,多分布于滇池流域东、北和南端的山区地带。
滇池流域土壤侵蚀强度等级转移矩阵显示微度侵蚀变化率较小,有较高的保存率;高侵蚀等级向低侵蚀等级转换的比率均高于低侵蚀等级向高侵蚀等级转换的比率,显示侵蚀区域得到了治理,成效显著;由微度和轻度侵蚀向中度和强度侵蚀的转换率非常低,3个时间段内均未超过0.94%,说明自1998年以来开展的退耕还林政策实施效果较好。
因此,将RS、GIS与土壤侵蚀模型集成制作侵蚀变化的系列图谱,可从一个时空变化的角度发现、寻找土壤侵蚀脆弱区,有助于分析区域土壤侵蚀从产生、发展到消亡的变化过程,为进一步提出精准的侵蚀防治措施提供决策依据。
前言
第一章 绪论
第一节 流域水文循环过程
第二节 流域水文循环的数学模拟
第三节 分布式水文模型研究进展
第二章 流域分布式水文模型理论基础
第一节 水文模拟中的尺度问题
第二节 空间异质性与空间离散
第三节 分布式水文模型建模范式
第四节 典型的分布式水文模型
第三章 分布式水文模拟的技术支撑
第一节 GIS与分布式水文模型
第二节 遥感与分布式水文模拟
第三节 基于DEM的流域特征信息提取
第四节 水文信息空间插值
第四章 流域分布式水文模拟系统
第一节 HIMS系统的总体设计
第二节 基于组建式GIS的水循环信息系统
第三节 HIMS水文函数库的构造
第四节 HIMS水文模型系统的建立
第五章 分布式暴雨洪水模型及其应用
第一节 单元产流模型
第二节 汇流模型
第三节 水库调蓄模型
第四节 黄河小花间产汇流特性分析
第五节 黄河小花间暴雨洪水过程分布式模拟
第六章 流域日水文过程分布式模拟
第一节 模型原理与主结构
第二节 单元水文模型
第三节 河网汇流演算
第四节 模型的运行控制
第五节 实例应用研究
第七章 分布式时变增益模型及其应用
第一节 水文非线性系统模型
第二节 分布式时变增益模型
第三节 黄河流域月水文过程模拟
第八章 SWAT模型在黄河流域的应用
第一节 SWAT的基本原理
第二节 SWAT的结构与控制
第三节 SWAT的主要子模型
第四节 SWAT模型的应用研究
第九章 SVAT&HYCY模型的应用
第一节 大气一陆面交互作用一维模型
第二节 流域产汇流模型
第三节 SVAT&HYCY模型的应用
第十章 流域分布式水文模型的发展趋势
第一节 分布式水文模拟的难题与局限
第二节 分布式水文模型发展趋势
附录 分布式水文模型:神话还是现实?
参考文献
附图
构建不同空间尺度上土壤侵蚀环境因子及表现因子的指标体系,界定各尺度上的表现因子和环境因子并确定其量化指标。在申请者过去提出的土壤侵蚀快速评估方法基础上,加入土地利用空间分布的影响,并进一步结合人工智能的方法和3S技术,对长江和黄河大、较大、中、小四个尺度上的流域土壤侵蚀评估与预测进行实例研究。同时,对快速评估方法的尺度效应进行系统研究。.本研究的主要创新之处是通过引入快速评估的思想,成功地克服了传