侵蚀—沉积地形指标在藉河示范区土壤侵蚀评价中的应用

发布时间：2020-03-28 16:10

【摘要】：一个完整的土壤侵蚀应该包含侵蚀、泥沙搬运和沉积过程,然而,目前针对土壤侵蚀的评价往往只是关注对泥沙侵蚀作用的研究,对泥沙沉积作用的考虑明显不足。地形是影响土壤侵蚀发生的重要因素,关于土壤侵蚀与地形关系的研究也一直是学术界关注的热点,但目前的研究多倾向于地形对侵蚀影响的分析,而研究地形对泥沙沉积作用的影响还有所欠缺。因此,开展包含地形对泥沙沉积作用的土壤侵蚀研究,对于全面了解地形对泥沙侵蚀、搬运和沉积的影响,完善侵蚀产沙模型等具有重要的理论和实践意义。本文以藉河示范区为例,以降雨数据、土壤数据、地形数据和TM遥感数据等为数据源,在RS和GIS技术支持下,采用Moore算法,提取能全面描述地形对土壤侵蚀—搬运—沉积过程影响的侵蚀-沉积地形指标,建立了藉河示范区1997、2005、2010、2015年四个典型年份的土壤侵蚀-沉积因子库;基于RUSLE模型,实现了典型年份藉河示范区土壤侵蚀的评价分析;将侵蚀-沉积地形指标与RUSLE模型耦合,完成了藉河示范区1997-2015年土壤侵蚀-沉积的时空变化特征分析。主要结论如下:(1)侵蚀-沉积地形指标的提取与分析。采用Moore算法提取了表征地形对土壤侵蚀—搬运—沉积过程影响的侵蚀-沉积地形指标,指标提取结果及其分析表明该指标可以定量地表达地形对侵蚀和沉积的影响。(2)建立藉河示范区土壤侵蚀-沉积因子库。基于RUSLE模型中各因子及其算法,并结合侵蚀-沉积地形指标算法,建立了藉河示范区4个典型年份的土壤侵蚀-沉积因子库,为研究区土壤侵蚀评价及数据的有效管理提供了基础。(3)基于RUSLE模型的土壤侵蚀时空变化特征。藉河示范区1997、2005、2010和2015年的土壤侵蚀模数分别为1326.18、2790.39、2025.23和1366.32,单位为t/(km~2·a),土壤侵蚀整体以微度侵蚀和轻度侵蚀为主,在2005年之前,土壤侵蚀以向更高侵蚀等级转移为主,呈加剧趋势,2005年之后以向更低侵蚀等级转移为主,呈改善趋势。不同坡度等级上,出现随坡度增加,土壤侵蚀先趋于增加后减少的特征,15°~45°的坡度上是研究区土壤侵蚀主要分布坡段。不同海拔等级上,土壤侵蚀随海拔升高呈现先增加后降低的趋势,在中海拔区(1562~1782m)和中低海拔区(1335~1562m)土壤侵蚀分布面积最广、强度最大。(4)土壤侵蚀-沉积时空变化特征。藉河示范区的土壤侵蚀-沉积状况整体上在1997-2005年呈现增加趋势,2005年之后呈现减小趋势。土壤侵蚀-沉积状况以微度侵蚀、微度沉积为主,且整体以土壤沉积为主。随着坡度的增加,土壤侵蚀、土壤沉积均先趋于增加后减少,土壤侵蚀主要分布在15°~35°的坡度上,土壤沉积主要分布在5°~35°的坡度上。土壤侵蚀、土壤沉积均随海拔的升高先增加后降低,都主要分布在中海拔区(1562~1782m)和中低海拔区(1335~1562m)。基于侵蚀-沉积地形指标的藉河示范区土壤侵蚀-沉积评价,既能定量表达研究区侵蚀量、沉积量,又能识别土壤侵蚀、沉积的可能发生部位,弥补了RUSLE模型不能计算泥沙沉积量的缺陷,可为土壤侵蚀预报模型的完善提供理论支撑。
【图文】：

技术路线图

河示范区,地理位置

2 数据与方法2.1 研究区概况本文研究区为甘肃省天水市藉河示范区（34°20′19″～34°38′59″N，105°07′50″～106°00′45″E），研究区位于渭河中上游地区，南靠秦岭，北以藉河分水岭为界，，东至麦积区马跑泉，西与陇南礼县毗邻，属于黄土丘陵沟壑第三副区[83]。天水藉河示范区是黄河水利委员会在“十五”期间立项实施的第一个大型水土保持生态示范工程，并于 2007 年开展了“天水藉河重点支流治理项目（二期）水土保持监测体系建设”项目。总体规划确定的范围包括藉河流域和麦积区渭河流域的一部分，总面积 1553.14km2，其中藉河流域 1288.24km2，麦积区渭河片 264.90km2，东西长 81.5km，南北平均宽 19.1km，地势呈西南高，东北低，海拔高在 1069-2717m 之间，相对高差为 1648m，区域内地形破碎，沟壑纵横。藉河示范区涉及天水市秦州、麦积、甘谷两区一县的 16 个乡（镇），10 个街道办事处，437 个行政村。
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S157.1

【参考文献】