李敏   黃河上中游管理局

模型黃土高原建設(shè)已經(jīng)拉開(kāi)序幕，但對(duì)于模型黃土高原是什么、如何建設(shè)、研究解決什么問(wèn)題等存在一些疑問(wèn)。結(jié)合《“模型黃河”工程規(guī)劃》和近年來(lái)開(kāi)展的工作，筆者在模型黃土高原的概念與特點(diǎn)、模型黃土高原研究的主要內(nèi)容、模型黃土高原的工作基礎(chǔ)、模型黃土高原的技術(shù)路線等四方面做了初步的探討，企望與關(guān)心模型黃土高原的同仁共同探討模型黃土高原的建設(shè)問(wèn)題，同時(shí)也希望借此宣傳模型黃土高原建設(shè)工作。

由于模型黃土高原建設(shè)是一項(xiàng)前無(wú)古人的事業(yè)，沒(méi)有成功經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，同時(shí)就黃土高原而言，有太多的問(wèn)題沒(méi)有解決，有太多的領(lǐng)域需要探索，有太多的課題還在爭(zhēng)論，需要我們的探索不斷前進(jìn)，我們的思維不斷更新。也因?yàn)槿绱耍?dāng)前和今后的文章、論述中很多的術(shù)語(yǔ)、定義、概念可能與現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范有出入，甚至相左。希望與大家進(jìn)行討論，完善我們的工作，不斷與時(shí)俱進(jìn)。

 

 

商務(wù)印書(shū)館出版的《新華辭典》2001年修訂版對(duì)“模型”的解釋為“根據(jù)實(shí)物、圖樣放大或縮小而制作的樣品，一般用于展覽或?qū)嶒?yàn)?！眳⒄者@一定義，以下對(duì)模型黃土高原的概念與特點(diǎn)進(jìn)行一些討論。

 “模型黃土高原”是為研究黃土高原水土流失規(guī)律、水土保持治理模式和治理效益，借助實(shí)體模擬理論和技術(shù)、測(cè)控技術(shù)和信息技術(shù)而構(gòu)建的高科技試驗(yàn)研究模型體系。按照這一定義，模型黃土高原需要在黃土高原選擇不同類型區(qū)，構(gòu)建野外和室內(nèi)物理模型，開(kāi)發(fā)數(shù)學(xué)模型；探索水土流失規(guī)律；提出水土保持治理模式，研究水土保持效益。

從模型黃土高原建設(shè)的角度，其“建設(shè)”的首先是物理模型。模型黃土高原的物理模型有以下的特點(diǎn)。

第一，廣義性特點(diǎn)。模型黃土高原的物理模型在概念上具有不同于模型黃河中其他物理模型的特點(diǎn)。河道模型、水庫(kù)模型、河口模型都是具體對(duì)象的具體模型，也就是“根據(jù)實(shí)物、圖樣放大或縮小而制作的樣品”。黃土高原面積達(dá)64萬(wàn)平方公里，千溝萬(wàn)壑，包括13個(gè)水土流失類型區(qū)，水土流失類型復(fù)雜多樣，涉及多種氣候和植被類型，經(jīng)濟(jì)社會(huì)條件各地差異顯著，不可能簡(jiǎn)單地將其“放大或縮小”，作為一個(gè)整體建立物理模型，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。因此模型黃土高原的物理模型不是，也不可能是整個(gè)黃土高原。為了探索黃土高原的水土流失規(guī)律，研究水土保持治理模式和效益，必須有目的的在黃土高原不同類型區(qū)選擇典型，建立物理模型。每一個(gè)典型的、局部的模型都是黃土高原物理模型的一部分，都具有黃土高原的某些特性，但都不是黃土高原全部。所有這些模型構(gòu)成了黃土高原的物理模型。因此，從“模型”概念的角度，模型黃土高原的物理模型具有廣義物理模型的屬性。

第二，多目標(biāo)特點(diǎn)。一般而言的水土流失主要是人為經(jīng)濟(jì)活動(dòng)造成的加速侵蝕；水土保持則是動(dòng)員千家萬(wàn)戶的農(nóng)民治理千溝萬(wàn)壑的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，同時(shí)水土保持也是使農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)方式由粗放經(jīng)營(yíng)向集約經(jīng)營(yíng)轉(zhuǎn)變的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。因此對(duì)于水土流失不僅要研究侵蝕發(fā)生的自然特點(diǎn)和規(guī)律，更要研究造成這種問(wèn)題的經(jīng)濟(jì)社會(huì)原因，否則只能是“空對(duì)空”，解決不了實(shí)際問(wèn)題。同樣，研究水土保持如果離開(kāi)了“三農(nóng)”，也是“紙上談兵”。所以，模型黃土高原建設(shè)和研究同時(shí)具有自然屬性和經(jīng)濟(jì)社會(huì)屬性，其研究?jī)?nèi)容包括水土流失規(guī)律、水土保持治理模式和水土保持生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。

第三，多類型特點(diǎn)。模型黃土高原的研究對(duì)象決定了模型黃土高原物理模型是由多個(gè)、多種模型組成的模型群。

根據(jù)試驗(yàn)研究手段的不同，模型黃土高原的物理模型分為野外原型觀測(cè)模型（簡(jiǎn)稱“原型觀測(cè)”）、野外實(shí)體模型（簡(jiǎn)稱“實(shí)體模型”）和室內(nèi)比尺模型（簡(jiǎn)稱“比尺模型”）。

表1    各類模型的主要特點(diǎn)

原型觀測(cè)

天然降雨＋天然下墊面

全自然模型，所得數(shù)據(jù)無(wú)變異，試驗(yàn)不可控，周期長(zhǎng)

實(shí)體模型

人工降雨＋天然下墊面

半自然模型，所得數(shù)據(jù)有變異，試驗(yàn)可控，周期短

比尺模型

人工降雨＋人工下墊面

全人工模型，所得數(shù)據(jù)變異大，試驗(yàn)可控，周期短

在每一類模型的下面，又根據(jù)試驗(yàn)的需要，進(jìn)一步分成多個(gè)類型（見(jiàn)下圖）。

第四，典型性特點(diǎn)。模型黃土高原將黃土高原“化整為零”進(jìn)行建模，從典型的、局部的模型（群）研究整體的物理特性。其每一物理模型都是從各類型區(qū)選擇典型地點(diǎn)的小流域（小區(qū)）而建立，以典型地點(diǎn)的典型模型研究區(qū)域特性。

第五、交互性特點(diǎn)。模型黃土高原三類模型，原型觀測(cè)、實(shí)體模型和比尺模型構(gòu)成“模型黃土高原”的有機(jī)整體，三者功能不同，相互聯(lián)系，相互印證，相互補(bǔ)充。

表2     各類模型的主要功能與作用

 

黃河上中游管理局  李敏