土壤流失方程
总之(唐克丽),美国的通用土壤流失方程 (USLE),或其修正方程(RUSLE),即是反映 美国坡耕地水土流失实际情况下的各项参数及侵蚀 量的预报。美国的科学家曾希望在中国推行该方程 的应用,但当他们通过在中国实地考察后,不再提 USLE在中国的推广应用,却热衷于收集中国大量 径流小区的实测数据,用以丰富和补充他们正在研 究的WEPP模型。自20世纪80年代以来,我国不 少学者曾企图以USLE为模式,应用于中国坡耕地 水土流失的预报,就建立各项参数进行了大量的研 究,但至今尚未正式建立适用于我国坡耕地的水土 流失预报模型。
分散率× 水分当量 土壤侵蚀率= × 100% 胶体含量(%)
凡侵蚀率低于10,则土壤的耐侵蚀性较高, 土壤不易遭受侵蚀;侵蚀率高于10的,易受 到水的侵蚀。
机械比率:反映土壤的易侵蚀程度。鲍尧科 斯(Bouyoucos.1935)
Hale Waihona Puke 砂粒 机械比率= × 100% 粉砂+粘粒
1.5 土壤结构性
1.3 土壤侵蚀与土壤可蚀性系数K值的关 系
不同的土壤,由于其性质不同,特别是由于成土 母质的来源不同,可表现出不同的可蚀性状况,用 土壤K值表示(K值是表征土壤可蚀性的多项性质 的综合指标)。 K值愈大,则土壤易于侵蚀;K值愈小,则土壤的 抗蚀性愈大。 尽管土壤K值显示土壤具有较大的可蚀性,然而, 实际的土壤侵蚀状况并不一定那么严重。这种实际 发生的土壤侵蚀状况与土壤K值的不相符合,正好 说明,尽管土壤易蚀,但只要措施得当,是可以使 易蚀土壤免遭侵蚀的。
1.2 土壤可蚀性
定量计算土壤流失量是合理利用和管理土地资源的 科学依据之一。土壤可蚀性是定量计算土壤流失的 重要指标,是土壤侵蚀预报模型中的必要参数。土 壤可蚀性的研究开始于 30 年代,到现在已有 70 多年历史。 1963 年,Olson 和 Wischmeier 提出了具有实 用性的土壤可蚀性指标——单位降雨侵蚀力在标准 小区上所造成的土壤流失量。有了这一指标值,就 可以对不同地区、不同历史时期的观测资料进行统 一比较和分析。同时,该指标也具有明确的物理意 义和方便的测定方法。所以,这一指标值在土壤侵 蚀预报模型中得到了广泛的应用。
• 中华人民共和国防沙治沙法 • 中华人民共和国土地管理法
• 中华人民共和国水土保持法
• 中华人民共和国环境保护法 • 中华人民共和国行政诉讼法
行业有关的技术标准-国家标准
•水土保持综合治理 技术规范
•水土保持综合治理 规划通则
•水土保持综合治理 效益计算方法
•水土保持综合治理 验收规范
2008年全国主要地类面积
土壤结构对侵蚀敏感性的影响在于土粒的胶 结作用和抗水分散的能力,团聚体的稳定性 与团聚体直径大小以及所构成的大小孔隙的 比例与孔隙的稳定性与连续性,决定了雨水 入滲和在土壤剖面中的渗透能力,从而影响 到了土壤的侵蚀敏感性。 有大量的试验表明:土壤水稳性团聚体 (0.25~5mm大小)的百分率与团聚体的 直径是反映土壤抗侵蚀阻力的重要特性。
建设占用287.4万亩; 灾毁耕地37.2万亩; 生态退耕11.4万亩; 因农业结构调整减少耕地37.4万亩。 以上四项共减少耕地373.4万亩。
同期土地整理复垦开发补充耕地344.4万亩。
水土流失是自然界侵蚀力和土壤本身抗侵蚀 力相互作用的结果。 自然界的侵蚀力受土壤生态环境及各环境因 素的影响, 土壤的抗侵蚀力则受土壤本质特性的影响, 而人类的活动则影响着这两种力的对比关系, 因此有必要对其进行探讨。
耕 地 18.2574亿亩; 园 地 1.77 亿亩; 林 地 35.41 亿亩; 牧草地 39.27 亿亩; 其他农用地 3.82 亿亩; 居民点及独立工矿用地 4.04 亿亩; 交通运输用地 0.37 亿亩; 水利设施用地 0.55 亿亩; 其余为未利用地。
2008年全国耕地净减少29万亩
修正通用土壤流失方程RUSLE
修正通用土壤流失方程(RUSLE for The revised universal soil loss equation)是在通用土壤流 失方程的基础上加以补充完善而发展起来的新一代 土壤侵蚀预测模型(Wischmeier and Smith, 1965,1978;Renard et al,1993;Laflen et al,1991),通过一系列因子的量化来估算降雨 及其产生的表层流引起的平均年土壤侵蚀状况(流 失量)。与通用土壤流失方程一样,RULSE仍然 是一种经验性坡面(田块)模型,主要的改进是各 因子的赋值方法。
1、土壤性质特征与土壤可蚀性的关系
1.1 土壤流失模型/方程 土壤侵蚀预测模型(方程)建立了影响土壤侵蚀的各因素与最 重要的土壤侵蚀指标—土壤侵蚀强度之间的数量关系,在土壤 侵蚀调查与水土保持规划治理中有着重要的作用。 自美国20世纪60年代Wischmeier提出著名的通用土壤流失 方程(USLE)以来,土壤侵蚀预测模型研究日新月异,特别 是20世纪80年代以来,目前土壤侵蚀预测模型的研究已经由 统计模型发展到具有一定物理意义的过程模型,由坡面模型发 展到流域模型,由集总式模型发展到分布式模型,由只能预测 年侵蚀量发展到可以预测不同降雨、不同时段的侵蚀量以及土 壤侵蚀的连续过程,除传统的USLE以外,RUSLE、WEPP、 AGNPS、EUROSEM、LISM等新的土壤侵蚀模型不断出现。
Olson 和 Wischmeier 在定义土壤可蚀性时用了 两个概念,第一个是降雨侵蚀力(R=EI30),第 二个是标准小区,即 9% 的坡度,顺坡耕作,连 续清耕休闲,22.13m 长的径流小区。美国以此为 标准小区是因为美国大部分小区坡长为 22.13m。 9% 的坡度则接近观测资料的中间值,在中等坡度 上测定的经验参数,外推用于较缓和较陡坡度时误 差相对较小。 国外的指标在我国不适用,我国公认的土壤可蚀性 指标的定义和测定方法,即在 15°坡度、20m 坡 长、清耕休闲地上,单位降雨侵蚀力所引起的土壤 流失量。
WEPP的输入文件主要有气象数据文件、坡 面数据文件、土壤数据文件和作物与管理数 据文件。 可以输出整个流域以及流域的每一个单元的 泥沙输移比、泥沙沉积量、不同地表状况指 标和泥沙颗粒粒径的分布等流域径流和侵蚀 的主要信息。WEPP模型还可以输出与降雨 过程相关的图表和曲线,并输出土壤、植被、 水分平衡、作物及冬季过程等相关数据。
RUSLE是在USLE基础上发展起来的,模型的基本 形式未变,只是对参数的取值方法作了修订。 RUSLE通过对土壤侵蚀有关的降雨侵蚀力、土壤 可蚀性、地形和土地利用4项因子的量化,由式 A=RKLSCP估算平均年土壤侵蚀量。美国农业部 自然资源保持局(the SUDA Natural Resource Conservation Service)已经模型软件化,目前 的软件名称称为Rusle2.0,该模型用C++语言编 写而成,运行环境为Windows操作系统。模型中 自带数据库包括美国各地的降雨、土壤和作物数据, 美国的使用者只需做适当的选择,输入当地的地形 资料即可及时得到侵蚀预测结果。外国用户在使用 时,则需输入气候、土壤、植被和地形等资料。
土壤分散率:土壤在水浸泡下分散难易程度。 其越大,土壤越容易被侵蚀。
水散粉沙粒含量 水散粘粒含量 分散率= × 100% 粉沙粒含量 粘粒含量
其值在5.2%~15%之间的为耐侵蚀的土壤, 在15%~66%之间的为易侵蚀土壤。
土壤侵蚀率:反映土壤的耐侵蚀性程度。米 德尔顿(Middleton,1930)
行业有关的期刊
水土保持方面有关的国内期刊:
·中国水土保持科学
·中国水土保持
·水土保持研究
·水土保持通报 ·水土保持学报
行业有关的法律法规、国家法律
• 中华人民共和国水土保持法实施条例 • 中华人民共和国水污染防治法 • 中华人民共和国行政复议法 • 中华人民共和国行政处罚法
• 建设项目环境保护管理条例
通用土壤流失方程USLE方程
A=R· K· L· S· C· P 通常将L、S合并为LS考虑。 降雨侵蚀力因子R (1)Wischmeier经验公式 R=Σ 1.735×10**[1.5· lg(Pi/P)-0.8188] 式中:R-降雨侵蚀力,100ft· t· in/(ac· h); Pi-各月平均降雨量(mm); P-年平均降雨量(mm)。 (2)年R值的估算(王万忠、焦菊英,1996) R=0.207(P· I60/100)**1.205 式中:R-年降雨侵蚀力,m· t· cm/(hm2· h· a); P-年降雨量(mm); I60-年最大60min降雨量(mm)。 (3)多年平均R值的估算(王万忠、焦菊英,1995—1996) R=0.009 P**0.564·I60**1.155·I144**00.560 式中:R-多年平均降雨侵蚀力,m· t· cm/(hm**2· h· a); P-年降雨量(mm); I60-平均年最大60min降雨量(mm); I1440-平均年最大1440min降雨量(mm)。 注1:王万忠、焦菊英、陈法扬等已绘制了全国降雨侵蚀力R等值线图(《水土保持学报》1995、 《土壤侵蚀与水土保持学报》1996)。
1.4 土壤分散率与侵蚀率
国际土壤学会的粒级分类(按照土粒的直径),石
砾(>2mm)、粗沙粒(2~0.2mm)、细沙粒 (0.2~0.02mm)、粉沙粒(0.02~0.002mm) 和粘粒(<0.002) 我国的分级标准:石砾(10~1mm)、粗沙粒 (1~0.25mm)、细沙粒(0.25~0.05mm)、 粉沙粒(0.05~0.005mm)、粘粒(0.005~ 0.001mm)和胶粒(<0.001mm)。在 0.1mm左右的土粒容易侵蚀的。
WEPP(Water Erosion Prediction Project)土壤侵蚀模型