喀斯特小流域分布式土壤侵蚀估算模型.pdf

在水土保持及石漠化研究领域，喀斯特小流域土壤侵蚀模型的研究是当前的热点，尤其对于土壤侵蚀过程和模型的深入研究具有重要意义。分布式土壤侵蚀模型能够对土壤流失的时空分布过程进行模拟，是当前国内外模型研究的前沿。这种模型基于统计模型和物理模型发展而来，具有较高的可信度和通用性，能够对流域内的各个栅格单元进行产汇流以及产输沙的模拟。 在喀斯特小流域土壤侵蚀模型的研究中，水文模块的选择对于模拟的准确性至关重要。在本文中，作者选用了改进的喀斯特流域SCS产流模型和DHSVM汇流模型来进行计算。SCS模型是用于估算降雨事件后流域产流量的一种常用模型，而DHSVM模型则是一种分布式水文模型，用于模拟流域的水文过程，能够计算出小裂隙渗流、大裂隙以及地下管道流等不同类型的汇流。 对于侵蚀模块而言，考虑到了喀斯特小流域中侵蚀产沙在垂直方向上的差异性，本文中采用了基于野外调查和室内模拟试验的方法，并结合多元回归分析来建立不同坡度条件下土壤侵蚀模数的多因子模型。这些模型多为非线性回归模型，并且已经达到了极显著或非常显著的水平，R2值介于0.692到0.988之间，表明模型与实际数据的拟合度很高。 此外，模型建立后与GIS技术结合使用，可以实现对土壤侵蚀的时空分布过程进行模拟，为理解该区域土壤侵蚀过程提供了参考。模型的模拟可以基于水文和侵蚀过程，这对于理解喀斯特小流域的侵蚀动态和地形变化有着重要意义。 在国内外，对于小流域土壤侵蚀模型的研究已有一定的发展，诸如SHE、AGNPS、ANSWERS、EUROSEM等模型都有其代表性。在西南喀斯特山区，研究者们主要集中在对USLE（通用土壤流失方程）和RUSLE（修正版通用土壤流失方程）等模型的修正上，同时也有针对土壤侵蚀因子的回归模型研究。 而在喀斯特山区，水文模型的研究相对成熟，但关于分布式土壤侵蚀模型的研究报告却较为稀缺。这主要是因为喀斯特流域具有地表地下二元结构的水循环特征，以及地貌的多重性和复杂性，使得其产流、汇流以及产沙、汇沙的过程难以用传统的经验模型进行模拟。分布式土壤侵蚀模型可以更加准确地反映水土流失的时空变化，它不仅有物理基础的支持，而且所需的数据通常比较容易获取。 本研究建立了一个结合喀斯特山区特征的分布式土壤侵蚀模型，并通过回归分析法建立了不同坡度下土壤侵蚀模数的多因子模型。在模型构建过程中，高翔等人通过实地调查和室内模拟试验来获取数据，并用多元统计分析方法对实验数据进行处理，最后结合GIS技术，可以模拟土壤侵蚀的时空分布，为区域土壤侵蚀的预防和治理提供科学依据。 文章在研究过程中得到了国家“十二五”科技支撑计划、贵州省优秀青年科技人才培养对象专项资金以及贵州师范大学博士科研启动基金和自然科学类学生科研重点项目的支持。高翔作为研究者，主要研究方向为环境遥感与信息系统，并且提供了详细的研究背景和个人简介。