為黃土高原水土流失研究打開一扇窗
來源： 水土保持生態(tài)環(huán)境建設網(wǎng) 上傳日期:2018-07-24 打印本文章 【字體】 大 中 小——姚文藝談黃河多沙粗沙區(qū)分布式土壤流失預測評價模型項目
通過半個多世紀的大面積治理，近年黃土高原入黃泥沙每年減少多少噸？3噸？5噸？......眾說紛紜。今后每年還會有多少泥沙流入黃河？
如何優(yōu)化水土保持規(guī)劃、設計方案，才能取得水土流失治理的最大效益？
針對這些疑問，眾多水利工作者前赴后繼，通過實地考察、分析研究，提出了許多的評價方法，但專家并未取得一致的看法。
如何優(yōu)化水土保持規(guī)劃、設計方案，才能取得水土流失治理的最大效益？
針對這些疑問，眾多水利工作者前赴后繼，通過實地考察、分析研究，提出了許多的評價方法，但專家并未取得一致的看法。
多年從事水土保持研究的黃科院總工程師姚文藝認為，土壤流失預測評價模型是解疑的有效途徑之一。
土壤流失預測評價模型是把某流域已知的坡度、溝道長度、植被覆蓋度、河網(wǎng)密度、降水量、降水強度等參數(shù)輸入到模型里，模型就可以計算出該流域的產(chǎn)水、產(chǎn)沙量，由此來評價水土保持效果。
最近，黃科院、河海大學、河南大學三家單位聯(lián)合，以黃河多沙粗沙區(qū)岔巴溝小流域為對象，開發(fā)出一套適用性強的分布式土壤流失預測評價模型，并摘得黃委2008年度科技進步一等獎。項目負責人姚文藝在接受記者采訪時說，經(jīng)過進一步完善，這項成果將推廣到黃土高原更多的地區(qū)，作為評價水土流失效果的有效手段，它為黃土高原水土流失預測研究打開了一扇窗。
記 者：聽說國外已經(jīng)建立了水土流失數(shù)學模型，您為什么還要研究呢？
姚文藝：國外建立的此類模型在黃土高原上不適用，黃土高原的侵蝕類型很特殊。黃土高原的溝深、土疏松，植被少，降雨量少但強度大，一場雨嘩地降下來，連泥帶沙都流到了溝壑里，再流進黃河里。這種劇烈的水土流失，國外很少見。
我國從上世紀50年代開始大規(guī)模的水土流失治理，治理效果如何？水利部、黃委包括國家科技部都曾多次立項研究這個問題，卻一直沒有取得一致的看法。其原因是缺少一個科學有效的評價方法。
對治沙效果準確評價手段的缺失也阻礙了治黃事業(yè)的進步。不了解治沙效果就無法驗證治沙措施是否得力，也就無法制定出科學有效的水土保持方案，無法準確預測今后的水土流失量，無法精確推算和控制調水調沙過程中的入庫泥沙，從而使得整個治黃事業(yè)的前瞻性受到一定程度的局限和影響。
記 者：您的研究對解決以上問題有什么幫助呢？應用效果怎么樣？
姚文藝：之前我們曾建立過集中式土壤流失經(jīng)驗模型，可以根據(jù)經(jīng)驗宏觀上推算出流域降雨后的產(chǎn)水、產(chǎn)沙量，這次我們建立的分布式土壤流失數(shù)學模型是從微觀著手，空間上自坡面到坡溝，把流域分成20米×20米的網(wǎng)格，可計算出任意時刻、任意網(wǎng)格的產(chǎn)水、產(chǎn)沙量，數(shù)據(jù)更精細，更科學。
這次研究有四大創(chuàng)新點：一是首次把不同侵蝕單元的溝道、坡面侵蝕過程都完整模擬出來，揭示了坡溝系統(tǒng)耦合侵蝕產(chǎn)沙關系和草被措施對坡溝系統(tǒng)侵蝕產(chǎn)沙的影響機理，為坡溝泥沙輸移過程模塊建立提供了理論基礎；二是能夠詳細模擬不同治理措施的減水減沙效果，反映出流域侵蝕產(chǎn)沙的水動力學過程，為流域規(guī)劃、設計，水土保持綜合治理減水減沙效益評價提供依據(jù)；三是模型與GIS（地理信息系統(tǒng)）緊密耦合，在參數(shù)提取過程中做到了模型與GIS信息雙向交換與修改，實現(xiàn)了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的靈活、高效管理；四是實現(xiàn)不同坡度侵蝕參數(shù)的自動提取，實時率定更新數(shù)學模型的參數(shù)，從而使每一次的預測與評價都基于最新的數(shù)據(jù)，都最切合于當前實際的地理、氣候以及植被等環(huán)境條件。
目前，這項成果全部應用到了黃土高原水土流失數(shù)學模型一期工程建設中，直接為黃土高原水土流失治理的深入研究奠定了基礎。我們還利用成果為湟水等流域作了水土保持規(guī)劃，初步發(fā)揮了效能。
記 者：針對這個課題，下一步還將開展哪些工作？
姚文藝：該模型的建立為搭建水土保持效益評價科技平臺開了個好頭，打下了好的基礎。黃委已給予了繼續(xù)投入，使這個項目研究能延續(xù)下去。并且研究范圍不僅僅局限于無定河、延河小流域內(nèi)的多沙粗沙區(qū)，而是要進一步擴大覆蓋面，把黃土高原不同分區(qū)的模型一個個建立起來，形成一個完整的數(shù)學模型，即黃土高原水土流失數(shù)學模型體系。到那時，不但可以科學測算黃土高原每年入黃泥沙減少量，還為科學治沙、減沙提供科學準確的依據(jù)，水沙調控計劃的制定也將依賴于這套數(shù)學模型。
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