北京土壤流失方程

前言

　　土壤侵蝕是主要的環(huán)境問(wèn)題之一，在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐和研究中，人們對(duì)土壤侵蝕的認(rèn)識(shí)越來(lái)越深入。美國(guó)水土保持之父Bennett曾指出：當(dāng)人們舉斧砍向森林，扶犁犁人土地時(shí)，土壤侵蝕就伴隨著人類，造成危害甚至災(zāi)難。土壤侵蝕，即風(fēng)和水對(duì)地表的分離和搬運(yùn)，是一個(gè)隨時(shí)隨地發(fā)生的自然地表過(guò)程。土壤侵蝕主要是由于開墾農(nóng)田、過(guò)度放牧、砍伐森林和不合理開發(fā)項(xiàng)目等造成的，其危害主要包括當(dāng)?shù)匚：彤惖匚：煞矫妫寒?dāng)?shù)匚：χ饕窃斐伤亮魇А⑸a(chǎn)力下降、土地沙化及侵蝕溝的出現(xiàn)，甚至徹底破壞土地資源；異地危害主要是淤積河渠，引發(fā)洪水、沙塵暴和水污染等?！　”本┦惺菄?guó)際性大都市，市政府在生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)方面做了大量工作，并取得了明顯效果。但由于其人口眾多、地位重要，土壤侵蝕的防治問(wèn)題仍然不敢有半點(diǎn)松懈。北京山區(qū)，尤其是村鎮(zhèn)居民點(diǎn)附近和果園地的土壤流失問(wèn)題非常突出，不但給當(dāng)?shù)卦斐删薮髶p失，更直接威脅包括密云水庫(kù)等重要飲用水源在內(nèi)的下游地表水水質(zhì)。要有效減少和控制這些危害就必須認(rèn)識(shí)土壤侵蝕發(fā)生機(jī)理，定量評(píng)價(jià)土壤流失量，定量預(yù)報(bào)各種土地利用、田間管理和水土保持措施對(duì)土壤侵蝕的影響。土壤侵蝕預(yù)報(bào)方程就是這樣一個(gè)技術(shù)工具。土壤侵蝕模型或土壤流失方程的發(fā)展需要大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)觀測(cè)資料。北京從1986年起建立了11個(gè)坡地徑流監(jiān)測(cè)站、127個(gè)坡面徑流小區(qū)，共積累了11.6萬(wàn)條徑流和泥沙資料，為北京土壤流失方程的建立奠定了基礎(chǔ)。近年來(lái)北京市水務(wù)局和有關(guān)高校及科研院所的合作研究取得了大量成果，這些研究成果為土壤侵蝕模型的建立提供了保障。　　本書以北京土壤流失方程為核心，以技術(shù)手冊(cè)的形式系統(tǒng)介紹了土壤流失量的計(jì)算程序與方法，包括基本模型、各參數(shù)的獲取方法或子模型，參數(shù)和子模型包括降雨侵蝕力、土壤可蝕性、地形、覆蓋與管理和水土保持工程措施等6個(gè)因子；此外對(duì)計(jì)算機(jī)模型的使用、容許土壤流失量和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)也做了介紹?！　”本┩寥懒魇Х匠痰慕⒁约氨緯耐瓿墒潜本┦兴畡?wù)局和有關(guān)高校及科研單位多年努力的結(jié)果。北京市水土保持工作總站下屬單位密云、懷柔、延慶、門頭溝、房山等區(qū)縣水土保持試驗(yàn)站在野外觀測(cè)中做了大量工作。方嵐、趙玉明、楊威、劉和平、劉英娜、郭中領(lǐng)、王向亮等在試驗(yàn)研究中作出了貢獻(xiàn)，在此一并感謝！

內(nèi)容概要

本書包含北京土壤侵蝕研究的最新成果。全書以北京土壤流失方程為主線，系統(tǒng)地介紹了北京土壤流失量的預(yù)報(bào)方法，包含基本方程、各土壤侵蝕因子的計(jì)算公式、降雨侵蝕力、土壤可蝕性等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。全書共分9章，第一章主要介紹了土壤侵蝕基本概念；第二章重點(diǎn)介紹了土壤侵蝕模型的研究現(xiàn)狀和北京土壤流失方程的基本形式；第三章介紹了降雨侵蝕力因子；第四章介紹了土壤可蝕性因子；第五章介紹了地形因子；第六章為覆蓋與管理因子；第七章論述了水土保持工程措施因子；第八章主要介紹了容許土壤流失量與土壤流失方程應(yīng)用；第九章重點(diǎn)介紹了北京土壤流失方程用戶指南。    本書可供水土保持、水利、地理、資源、環(huán)境、生態(tài)等方面的管理者、科技工作者以及高等院校相關(guān)專業(yè)的師生參考閱讀。

書籍目錄

前言第一章  引言  1.1  土壤侵蝕概念  1.2  土壤侵蝕類型  1.3  土壤侵蝕危害  1.4  北京土壤侵蝕概況  1.5  北京水土保持現(xiàn)狀  參考文獻(xiàn)第二章  土壤流失方程簡(jiǎn)介  2.1  國(guó)內(nèi)外土壤侵蝕模型簡(jiǎn)介    2.1.1  國(guó)外土壤侵蝕模型研究發(fā)展    2.1.2  國(guó)內(nèi)土壤侵蝕模型研究進(jìn)展    2.1.3  計(jì)算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)與GIS技術(shù)在土壤侵蝕模型中的應(yīng)用  2.2  北京土壤流失方程  參考文獻(xiàn)第三章  降雨侵蝕力因子  3.1  降雨侵蝕力指標(biāo)  3.2  侵蝕性降雨標(biāo)準(zhǔn)    3.2.1  降雨量標(biāo)準(zhǔn)    3.2.2  最大30 min雨強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)  3.3  降雨侵蝕力因子的計(jì)算方法    3.3.1  次降雨侵蝕力計(jì)算    3.3.2  日降雨侵蝕力計(jì)算    3.3.3  月降雨侵蝕力計(jì)算    3.3.4  年降雨侵蝕力計(jì)算  3.4  降雨侵蝕力季節(jié)變化  3.5  多年平均年降雨侵蝕力等值線圖  參考文獻(xiàn)第四章  土壤可蝕性因子  4.1  概述  4.2  北京土壤可蝕性因子    4.2.1  標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)法    4.2.2  人工降雨試驗(yàn)法    4.2.3  公式估算法    4.2.4  諾謨圖法    4.2.5  北京土壤可蝕性因子分布圖  參考文獻(xiàn)第五章  地形因子  5.1  坡度因子    5.1.1  坡度對(duì)土壤侵蝕的影響    5.1.2  坡度因子計(jì)算公式  5.2  坡長(zhǎng)因子    5.2.1  坡長(zhǎng)對(duì)土壤侵蝕的影響    5.2.2  坡長(zhǎng)因子指數(shù)    5.2.3  坡長(zhǎng)因子計(jì)算公式  5.3  地形因子值的計(jì)算    5.3.1  直型坡全坡平均地形因子值    5.3.2  分段坡地形因子值的計(jì)算  參考文獻(xiàn)第六章  覆蓋與管理因子  6.1  概述  6.2  農(nóng)地覆蓋與管理因子    6.2.1  冠層覆蓋子因子    6.2.2  地表覆蓋子因子  6.3  草地覆蓋與管理因子  6.4  林地覆蓋與管理因子  6.5  多年平均覆蓋與管理因子  參考文獻(xiàn)第七章  水土保持工程措施因子  7.1  梯田措施因子  7.2  水平條措施因子  7.3  魚鱗坑措施因子  7.4  樹盤措施因子  參考文獻(xiàn)第八章  容許土壤流失量與土壤流失方程應(yīng)用  8.1  概述  8.2  容許土壤流失量確定方法    8.2.1  專家經(jīng)驗(yàn)法    8.2.2  土層厚度劃分法    8.2.3  成土速率平衡法    8.2.4  侵蝕與生產(chǎn)力關(guān)系法  8.3  北京容許土壤流失量    8.3.1  容許土壤流失量模型的建立    8.3.2  北京主要土屬的容許土壤流失量值  8.4  土壤流失方程應(yīng)用    8.4.1  土壤流失方程驗(yàn)證    8.4.2  確定土地利用和工程措施類型    8.4.3  建設(shè)項(xiàng)目用地土壤流失量估算  參考文獻(xiàn)第九章  北京土壤流失方程用戶指南  9.1  總體設(shè)計(jì)  9.2  系統(tǒng)安裝與運(yùn)行  9.3  因子計(jì)算菜單    9.3.1  降雨侵蝕力因子子菜單    9.3.2  土壤可蝕性因子子菜單    9.3.3  坡長(zhǎng)坡度因子子菜單    9.3.4  覆蓋與管理因子子菜單    9.3.5  水土保持工程措施因子子菜單  9.4  土壤流失量計(jì)算菜單    9.4.1  新建預(yù)報(bào)表菜單    9.4.2  打開預(yù)報(bào)表模塊  9.5  數(shù)據(jù)庫(kù)模塊    9.5.1  數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)    9.5.2  數(shù)據(jù)庫(kù)操作    9.5.3  數(shù)據(jù)表組織  9.6  地圖功能模塊

章節(jié)摘錄

　　土壤流失方程是坡面土壤侵蝕模型中的一種表達(dá)方式，在水土保持建設(shè)中具有重要意義。一方面，土壤流失方程可以定量計(jì)算土壤流失量，評(píng)價(jià)研究區(qū)域土壤侵蝕發(fā)生的嚴(yán)重程度，為政府部門的正確決策提供基本的數(shù)據(jù)支撐；另一方面，土壤流失方程可用來(lái)比較不同治理措施的水土保持效益，為水土流失區(qū)提供科學(xué)的水土保持方案。因此，土壤流失方程是合理選擇水土保持措施的有效工具，能夠在水土流失治理過(guò)程的各階段中都發(fā)揮重要作用。研究和開發(fā)北京土壤流失方程，對(duì)于治理北京山區(qū)水土流失、有效管理山區(qū)水土資源具有重要意義?！　?.1 國(guó)內(nèi)外土壤侵蝕模型簡(jiǎn)介　　土壤侵蝕定量研究最早可追溯至19世紀(jì)末期，德國(guó)土壤學(xué)家Wollny于1882年通過(guò)布設(shè)徑流小區(qū)，開始了土壤流失量的觀測(cè)和侵蝕影響因子的定量研究，至今已有一個(gè)多世紀(jì)（Baver，1938）。隨著國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)土壤侵蝕規(guī)律認(rèn)識(shí)的不斷深入，以及水土保持工作的實(shí)際需求，土壤侵蝕模型研究受到越來(lái)越多的重視，并不斷發(fā)展完善。根據(jù)建模手段和方法，可將土壤侵蝕模型分為經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)模型和物理成因模型。經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)模型通過(guò)試驗(yàn)資料和統(tǒng)計(jì)分析方法，確定出影響土壤侵蝕的因素，得出計(jì)算土壤流失量的方程式；物理成因模型以土壤侵蝕的物理過(guò)程為基礎(chǔ)，利用水文學(xué)、水力學(xué)、土壤學(xué)、河流泥沙動(dòng)力學(xué)以及其他相關(guān)學(xué)科的基本理論，根據(jù)已知降雨、徑流條件描述土壤侵蝕過(guò)程，建立數(shù)學(xué)方程，從而預(yù)報(bào)給定時(shí)段內(nèi)的土壤流失量。根據(jù)建模對(duì)象的不同，土壤侵蝕模型又有坡面土壤侵蝕模型和流域土壤侵蝕模型之分。

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