模型黃土高原建設(shè)的工作基礎(chǔ)

來源：水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)網(wǎng) 上傳日期:2018-07-23 打印本文章【字體】大中小

黃河上中游管理局副總工李敏

模型黃土高原建設(shè)主要包括兩部分：模型建設(shè)和模型研究。其中模型建設(shè)是硬件，主要包括建立物理模型的設(shè)施和儀器；模型研究是軟件，主要涉及物理模型以外的各種模型的建立。

水土流失作為一項世界性的問題，一直受到世界各國的重視，長期以來，在水土流失的基礎(chǔ)理論方面開展了大量的研究，在應(yīng)用實踐方面進(jìn)行了卓有成效的推廣，在相關(guān)技術(shù)方面取得了有益的發(fā)展，這些都為開展模型黃土高原建設(shè)提供了有利條件。

（一）在水土流失的基礎(chǔ)理論方面，土壤侵蝕模型研究是水土保持的一項基礎(chǔ)工作。近一個世紀(jì)以來，各國學(xué)者在土壤侵蝕模型研究方面做了大量卓有成效的工作，通過試驗、觀測、研究，建立了許多形形色色的模型。

國外在模擬理論和模型建設(shè)方面取得了較多成果。1965年美國提出了著名的通用土壤流失方程。通用土壤流失方程USLE (Universal Soil Loss Equation) 是美國研制的用于定量預(yù)報農(nóng)地或草地坡面多年平均年土壤流失量的一個經(jīng)驗性土壤侵蝕預(yù)報模型。其后，隨著研究的進(jìn)展，美國又提出了WEPP模型，歐洲學(xué)者完成了EUROSEM和LISEM模型，澳大利亞建立了GUEST模型。其中WEPP 模型是目前國際上最為完整, 也是最復(fù)雜的土壤侵蝕理論模型, 它幾乎涉及到與土壤侵蝕相關(guān)的所有過程, 而LISEM 模型則實現(xiàn)了土壤侵蝕模型與GIS 技術(shù)的有效結(jié)合, 使研究結(jié)果更具直觀性和可視性。

國內(nèi)對水土流失規(guī)律研究和模型建設(shè)探索也開展了大量的工作。我國最早的坡面經(jīng)驗?zāi)Ｐ褪?953年提出來的。20世紀(jì)60年代以后，清華大學(xué)、中科院水利部水土保持研究所、山西水保所等單位進(jìn)行了侵蝕模型的有益探索，建立了坡面侵蝕、流域產(chǎn)沙與影響因子之間的經(jīng)驗統(tǒng)計模型。

黃委在坡面產(chǎn)流及侵蝕產(chǎn)沙機(jī)理研究、水土保持治理措施蓄水減蝕攔泥效益觀測、不同地貌部位、形態(tài)對產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響等三個方面做了大量工作，通過這些研究，初步闡明了小流域徑流泥沙來源，探索研究了小流域產(chǎn)流產(chǎn)沙預(yù)報模型，取得了一大批有較高理論水平和實用價值的科研成果，獲省部級以上科技成果獎50多項。

以上研究從建模理論、研究內(nèi)容等不同方面為模型黃土高原的建設(shè)提供了基礎(chǔ)。然而，模型黃土高原是針對黃土高原這一特殊地理區(qū)域開展的研究，這些研究成果僅僅為模型黃土高原的建設(shè)和研究提供了一些思路，這些研究成果（模型）是否適用于黃土高原，需要驗證，特別是各種模型的參數(shù)還需要通過大量的研究獲得。

（二）在應(yīng)用實踐方面，進(jìn)行了卓有成效的推廣。

美國的通用土壤流失方程已經(jīng)在世界上的許多國家推廣應(yīng)用。

我國根據(jù)水土流失研究成果，開展了卓有成效的水土保持工作。其中，根據(jù)小流域水沙來源，有針對性地實施了以小流域為單元的山水田林路綜合治理；在黃河中游地區(qū)針對多沙粗沙區(qū)開展了國家重點治理項目、黃河水保生態(tài)工程和淤地壩建設(shè)等一大批治理項目。上個世紀(jì)80年代，西峰水保站研制了計算機(jī)控制的野外大型人工降雨裝置，開展了研究土壤侵蝕的人工降雨試驗，建立了國內(nèi)最大、最先進(jìn)的人工降雨試驗場。經(jīng)過多年的試驗，取得了不少資料與成果，并為甘肅省解決中部干旱地區(qū)人畜飲水提供了可行的研究成果。近年來黃委又開展了水土保持遙感監(jiān)測項目，利用“3S”技術(shù)對水土流失狀況和水土保持成效進(jìn)行觀測，已經(jīng)在黃河中游的國家能源重化工開發(fā)區(qū)的監(jiān)測中取得了積極的成果。這些項目一方面取得了顯著的治理效益，驗證了水土流失研究的成果，同時又對水土保持科學(xué)研究提出了新的課題。

（三）在相關(guān)技術(shù)和設(shè)備方面，國內(nèi)外科技進(jìn)步帶動了相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。研制開發(fā)了不同類型的自動化人工降雨裝置、小流域和徑流小區(qū)水文泥沙傳感器、放射性同位素的使用、數(shù)據(jù)自動化采集與傳輸裝置和軟件，以及適用于水土保持監(jiān)測的遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)，進(jìn)而促進(jìn)了水土保持科研的發(fā)展。其中，示蹤技術(shù)作為新型的土壤侵蝕研究方法，在國內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用，并在土壤侵蝕、沉積和運移方面取得了許多重要研究成果，加深了人們對土壤侵蝕過程的認(rèn)識。目前常用的示蹤技術(shù)有核素示蹤法、復(fù)合元素法和稀土元素法。

模型黃土高原在建設(shè)和研究上有兩個要求：一是建設(shè)規(guī)模要大，一是研究內(nèi)容要深。這就對技術(shù)設(shè)備提出了較高的要求。根據(jù)調(diào)研了解，目前還缺乏實施大規(guī)模物理模型建設(shè)和試驗研究的人工降雨裝置，同時也缺乏深入細(xì)致觀測水土流失的傳感器，這些都需要在模型黃土高原的建設(shè)中進(jìn)行研制。

綜上所述，借鑒國內(nèi)外已有的研究成果，依托黃委科研機(jī)構(gòu)，我們已初步具備了建設(shè)模型黃土高原的理論基礎(chǔ)和實踐條件。

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