模型黃土高原建設(shè)的技術(shù)路線

來(lái)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

黃河上中游管理局李敏

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)條件各地差異巨大。錯(cuò)綜復(fù)雜的自然條件很難準(zhǔn)確、全面地模擬。不可能將其作為一個(gè)整體建立模型，進(jìn)行研究。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，首先必須在不同類型區(qū)選擇典型，建立模型，研究水土流失和水土保持的機(jī)理，然后通過擴(kuò)大試驗(yàn)區(qū)，采集相關(guān)數(shù)據(jù)，將區(qū)域外延，進(jìn)而建立黃土高原模型群（體系）。

一、總體技術(shù)路線

模型黃土高原建設(shè)的技術(shù)路線是：通過建立野外不同空間尺度的天然降雨原型小流域觀測(cè)、建立野外人工降雨實(shí)體小流域模型和室內(nèi)人工降雨比尺模型，結(jié)合遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)，采用實(shí)體模擬理論和技術(shù)、測(cè)控技術(shù)和信息技術(shù)，把水土流失和水土保持重大的理論與技術(shù)問題體現(xiàn)在相關(guān)物理模型上，通過對(duì)物理模型的試驗(yàn)（復(fù)演、模擬、試驗(yàn)）與觀測(cè)，研究解決這些問題的理論和方法。

在土壤侵蝕規(guī)律的研究上，首先進(jìn)行小區(qū)內(nèi)部侵蝕過程的觀測(cè)與研究，以揭示侵蝕機(jī)理，為小流域侵蝕研究打基礎(chǔ)；其次結(jié)合地理信息系統(tǒng)和數(shù)學(xué)工具，研究小流域的侵蝕機(jī)理；第三，通過擴(kuò)大試驗(yàn)區(qū)，結(jié)合遙感技術(shù)，在黃土高原各類型區(qū)采集數(shù)據(jù)，構(gòu)建區(qū)域侵蝕預(yù)報(bào)模型。

在水土保持治理模式和治理效益的研究上，主要采取對(duì)原型小流域的觀測(cè)、監(jiān)測(cè)，分析不同治理措施的功能，研究不同措施組合的效益，提出各類型區(qū)適宜的治理模式。

具體實(shí)施上，依托黃委三個(gè)水保試驗(yàn)站，開展原型觀測(cè)；近期在西峰水保站建立實(shí)體模型；同時(shí)在黃委水科院建立比尺模型。

二、實(shí)體模型建設(shè)技術(shù)路線

由于小流域土壤侵蝕機(jī)理和過程十分復(fù)雜，為了保證模型建設(shè)和試驗(yàn)研究的順利實(shí)施，實(shí)體模型建設(shè)將按照“先簡(jiǎn)單，后復(fù)雜；先單因子，后多因子；先線性，后非線性；從小到大，循序漸進(jìn)”的技術(shù)路線逐步實(shí)施。具體做法是：將實(shí)體模型分解成標(biāo)準(zhǔn)徑流小區(qū)、全坡面小區(qū)、微集水區(qū)、小流域四步進(jìn)行建設(shè)。先進(jìn)行小區(qū)單因子試驗(yàn)研究，再進(jìn)行全坡面試驗(yàn)，然后進(jìn)行微集水區(qū)（微流域）多因子試驗(yàn)，最后進(jìn)行小流域多因子、非線性試驗(yàn)研究。

三、大規(guī)模人工降雨設(shè)備研制設(shè)想

對(duì)于小流域人工降雨裝置，初步考慮有三種備選方案：

一是地面鋪設(shè)式（見動(dòng)畫示意圖）。即將目前采用的下噴式人工降雨裝置在距離地面10m的高度內(nèi)鋪設(shè)。相當(dāng)于現(xiàn)有裝置的機(jī)械擴(kuò)展。該方案優(yōu)點(diǎn)是裝置在技術(shù)上較成熟，不需要再進(jìn)行率定；缺點(diǎn)是小流域地面高低不平，架設(shè)存在一定難度，同時(shí)裝置的支架和管線林立，對(duì)地面干擾較大，影響試驗(yàn)觀測(cè)。

二是高空懸掛式（見動(dòng)畫示意圖）。在小流域兩側(cè)的山梁上架設(shè)鋼索，將降雨噴頭懸掛其上。該裝置的最小高度要滿足兩側(cè)山梁頂部的降雨要求。該方案的優(yōu)點(diǎn)是將現(xiàn)有裝置機(jī)械高移，可以直接建設(shè)，裝置對(duì)地面沒有干擾，缺點(diǎn)是架設(shè)難度較大，且高空水分蒸發(fā)損失較大，需要重新率定。

三是高空噴射式（見動(dòng)畫示意圖）。在兩側(cè)山梁上架設(shè)不同口徑、不同壓力的高壓噴頭，相對(duì)均勻噴灑，實(shí)現(xiàn)降雨要求。該方案的優(yōu)點(diǎn)是架設(shè)相對(duì)簡(jiǎn)單，但裝置沒有先例，需要從頭研制，且高空噴灑水分蒸發(fā)量大。

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