资源科学 ›› 2015, Vol. 37 ›› Issue (4): 815-822.
收稿日期:
2014-07-15
修回日期:
2015-03-06
出版日期:
2015-04-15
发布日期:
2015-04-15
作者简介:
作者简介:盛美玲,女,山东曲阜人,硕士生,主要从事土壤侵蚀与水土保持研究。E-mail:
基金资助:
SHENG Meiling1,2(), FANG Haiyan1(
), GUO Min1,2
Received:
2014-07-15
Revised:
2015-03-06
Online:
2015-04-15
Published:
2015-04-15
摘要:
东北黑土区是我国重要的商品粮基地。近年来,受自然因素及人类不合理活动的影响,土壤侵蚀严重。土壤侵蚀模型是预测侵蚀产沙的重要工具,WaTEM/SEDEM模型是一个分布式模型,本文以黑龙江省拜泉县25个水库控制流域为研究对象,采用WaTEM/SEDEM模型模拟小流域侵蚀产沙特征,得到如下结论:研究区模型泥沙输移系数KTC最佳组合为0.38和0.55;利用WaTEM/SEDEM模型模拟得到的产沙量(SY)与实际值相近,相关系数为0.95;产沙模数(SSY)的模拟值与实际值相关系数为0.34,相关程度相对较低,但均比回归方程模拟得到的产沙量和产沙模数相关程度高。流域泥沙输移比平均值为0.32。以齐心水库控制流域为例,模型模拟发现,流域平均侵蚀模数为351.2t/(km2·a) ,将齐心水库控制流域模拟结果与临近研究区的有关研究进行对比,证实WaTEM/SEDEM在黑土区模拟流域侵蚀产沙有很好的应用前景。该研究可为黑土区土壤侵蚀与水土保持措施实施提供科学依据。
盛美玲, 方海燕, 郭敏. 东北黑土区小流域侵蚀产沙WaTEM/SEDEM模型模拟[J]. 资源科学, 2015, 37(4): 815-822.
SHENG Meiling,FANG Haiyan,GUO Min. Modeling soil erosion and sediment yield using WaTEM/SEDEM model for the black soil region of Northeast China[J]. Resources Science, 2015, 37(4): 815-822.
表1
研究区25座水库的控制流域面积、产沙模数和产沙量"
控制面积 /km2 | 产沙模数 /[t/(km2 | 产沙量 /(t/a) | 控制面积 /km2 | 产沙模数 /[t/(km2 | 产沙量 /(t /a) | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|
丰收水库* | 50.6 | 100.8 | 5 100 | 齐心水库* | 9.9 | 59.5 | 589.0 |
共兴水库* | 37.0 | 48.9 | 1 810 | 龙泉水库 | 18.9 | 72.7 | 1 374.0 |
创新水库* | 18.9 | 63.2 | 1 195 | 太来水库 | 12.7 | 47.6 | 604.6 |
千湖水库* | 12.9 | 92.6 | 1 194 | 幸福水库 | 44 | 48.9 | 2 153.0 |
南湖水库* | 66.4 | 90.0 | 5 976 | 文化水库 | 74.6 | 44.7 | 3 340.0 |
卫国水库* | 31.4 | 100.8 | 3 160 | 兴盛水库 | 7.6 | 19.9 | 151.0 |
反美水库* | 27.8 | 50.4 | 1 401 | 维新水库 | 12.3 | 50.2 | 618.0 |
国乐水库* | 25.0 | 52.0 | 1 300 | 胜利水库 | 48.2 | 126.0 | 6 069.4 |
朝阳水库* | 24.6 | 51.6 | 1 269 | 自治水库 | 49 | 122.4 | 5 997.6 |
群众水库* | 9.7 | 50.6 | 491 | 英雄水库 | 25.3 | 48.9 | 1 238.0 |
老等沟水库* | 4.0 | 108.0 | 432 | 老头票水库 | 9.3 | 100.8 | 937.0 |
自建水库* | 2.7 | 99.0 | 267 | 新世纪水库 | 12.8 | 85.8 | 1 098.0 |
进步水库* | 17.2 | 89.7 | 1 543 |
[1] | 陈礼耕,刘运河. 黑土地危机与水土保持[A]. 中国水土保持学会.水土保持科学理论与实践[C]. 北京:中国林业出版社,1992. |
[2] | 张宪奎,许靖华,卢秀琴,等. 黑龙江省土壤流失方程的研究[J]. 水土保持通报,1992,12(4):1-9. |
[3] | 张树文,王文娟,李颖,等. 近50年来三江平原土壤侵蚀动态分析[J]. 资源科学,2008,30(6):843-849. |
[4] | 王文娟,张树文,方海燕. 东北典型黑土区坡沟侵蚀耦合关系[J]. 自然资源学报,2012,27(12):2113-2122. |
[5] | Verstraeten G.Regional scale modeling of hillslope sediment delivery with SRTM elevation data[J]. Geomoraphology,2006,81(1-2):128-140. |
[6] | Verstraeten G,Van R A,Poesen J,et al.Evaluating the impact of watershed management scenarios on changes in sediment delivery to rivers[J]. Hydrobiologia,2003,494(1-3):153-158. |
[7] | Van R A,Paolo B,Robert J,et al.Modeling sediment yields in Italian catchments[J]. Geomorphology,2005,65(1-2):157-169. |
[8] | Verstraeten G,Prosser P,Fogarty P,et al.Predicting the spatial patterns of hillslope sediment delivery to river channels in the Murrumbidgee catchment,Australia[J]. Journal of Hydrology,2007,334(3-4):440-454. |
[9] | Boix-Fayos C,De V J,María M M,et al.The impact of land use change and check-dams on catchment sediment yield[J]. Hydro- logical Process,2008,22(25):4922-4935. |
[10] | Feng X M,Wang Y F,Chen L D,et al.Modeling soil erosion and its response to land-use change in hilly catchments of the Chinese Loess Plateau[J]. Geomorphology,2010,118(3-4):239-248. |
[11] | Shi Z H,Ai L,Fang N F,et al.Modeling the impacts of integrated small watershed management on soil erosion and sediment delivery:A case study in the Three Gorges Area,China[J]. Journal of Hydrology,2012,438(7):156-167. |
[12] | 方海燕,孙莉英,聂彬彬,等. 基于WaTEM/SEDEM 模型的双枫潭流域侵蚀产沙模拟[J]. 陕西师范大学学报:自然科学版,2014,42(1):92-97. |
[13] | 孙和平. 小型水库泥沙淤积成因分析及淤积量的初步估算[J]. 地下水,2005,27(3):221-222. |
[14] | Desmet P J J,Govers G. A GIS procedure for automatically cal- culating the USLE LS factor on topographically complex landscape units[J]. Journal of Soil and Water Conservation,1996,51(5):427-433. |
[15] | Desmet P J J,Goverts G. Two-dimensional modeling of the within field variation in rill and gully geometry and location related to topography[J]. CATENA,1997,29(3-4):283-306. |
[16] | Desmet P J J,Govers G. GIS-based simulation of erosion and deposition patterns in an agricultural landscape:A comparison of model results with soil map information[J]. CATENA,1995,25(1-4):389-401. |
[17] | Van Oost K,Govers G,Desmet P J J. Evaluating the effects of changes in landscape structure on soil erosion by water and tillage[J]. Landscape Ecology,2000,15(6):579-591. |
[18] | 魏建兵,肖笃宁,李秀珍,等. 东北黑土区小流域农业景观结果与土壤侵蚀的关系[J]. 生态学报,2006,26(8):2608-2615. |
[19] | 翟伟峰,许林书. 东北典型黑土区土壤可蚀性K值研究[J]. 土壤通报,2011,45(5):1209-1213. |
[20] | 章文波,付金生. 不同类型雨量资料估算降雨侵蚀力[J]. 资源科学,2003,25(1):35-41. |
[21] | 焦剑,谢云,林燕,等.东北地区降雨-径流侵蚀力研究[J]. 中国水土保持科学,2009,7(3):6-11. |
[22] | Nash J E,Sutcliffe J V.River flow forecasting through conceptual models part I:A discussion of principles[J]. Journal of Hydrology,1970,10(3):282-290. |
[23] | Lieskovský J. Kenderessy P.Modelling the effect of vegetation cover and different tillage practices on soil erosion in vineyards:A case study in VRÁBLE(Slovakia)using WaTEM/SEDEM[J]. Land Degradation & Development,2012,25(3):288-296. |
[24] | 盛美玲,方海燕,孙亚茹,等. 东北黑土区小流域侵蚀产沙影响因素分析[J]. 陕西师范大学学报:自然科学版,2015,43(1):86-92. |
[25] | 简金世. 松花江流域不同侵蚀类型区泥沙输移比的估算[D]. 杨凌:西北农林科技大学,2011. |
[26] | 王志杰,简金世,焦菊英,等. 基于RUSLE的松花江流域不同侵蚀类型去泥沙输移比估算[J]. 水土保持研究,2013,20(5):50-56. |
[27] | 孟令钦,李勇. 东北黑土区坡耕地侵蚀沟发育机理初探[J]. 水土保持学报,2009,23(1):7-11. |
[28] | 魏新. 东北黑土区小流域土壤侵蚀空间分异规律研究[D]. 北京:北京师范大学,2007. |
[29] | 于寒青,李勇,Nguyen M L,等. 基于FRN技术的我国不同地区典型土壤保持措施的有效性评价[J]. 核农学报,2012,26(2):340-347. |
[1] | 刘宇, 滕佳昆. WATEM/SEDEM框架下的土壤保持效益传输研究[J]. 资源科学, 2017, 39(5): 860-870. |
[2] | 冯永丽, 李阳兵, 赵岩洁. 三峡库区紫色岩小流域土壤侵蚀强度动态监测[J]. , 2012, 34(6): 1125-1133. |
[3] | 黄明, 茹豪, 张建军, 张学霞, 赵紫阳. 基于CLUE-S模型的罗玉沟流域多尺度土地利用变化模拟[J]. , 2012, 34(4): 769-776. |
[4] | 徐鹏炜, 姚玉鑫, 张英, 周李. 南太湖地区农村小流域非点源污染调控研究[J]. , 2011, 33(2): 230-235. |
[5] | 刘高焕, 刘庆生, 张敏. 浙江省安吉县西部小流域非点源污染估算[J]. , 2011, 33(2): 242-248. |
[6] | 蔡强国, 丁树文, 廖义善, 秦杰, 张建波. 黄土丘陵沟壑区不同时空尺度下产沙模数的变化[J]. , 2008, 30(5): 717-724. |
[7] | 崔建勇, 刘占良, 孙林, 邹桂红. 大沽河典型小流域非点源污染模拟[J]. , 2008, 30(2): 288-295. |
[8] | 蔡强国, 褚英敏, 袁再健. 四川紫色土地区流域侵蚀产沙空间的尺度效应初探[J]. , 2007, 29(1): 160-164. |
[9] | 蔡强国, 陈浩, 方海燕, 雷廷武2, 梁广林. 黄土丘陵沟壑区沟谷侵蚀演化的坡向差异——以晋西王家沟小流域为例[J]. , 2006, 28(5): 176-184. |
[10] | 冯琳, 秦大庸, 鲁欣, 刘俊. 黄河中上游水土流失区水资源可持续利用模式[J]. , 2006, 28(4): 172-176. |
[11] | 蔡强国, 冯明汉, 秦杰, 袁再健, 李双喜. 鹤鸣观小流域不同土地利用方式的产流产沙特征[J]. , 2006, 28(1): 70-74. |
[12] | 倪九派, 高 明, 魏朝富, 谢德体, 李瑞雪. 三峡库区小流域生态调控的空间途径 ——以重庆市开县石碗溪小流域为例[J]. , 2005, 27(4): 125-132. |
[13] | . 黄土丘陵沟壑区土壤侵蚀模型的尺度转换[J]. , 2004, 26(7): 81-90. |
[14] | . 坡地资源合理利用对山区小流域生态经济系统影响[J]. , 2004, 26(7): 104-110. |
[15] | . 河北省张家口市坝缘山地小流域综合治理[J]. , 2004, 26(7): 151-155. |
|