基于人工模擬降雨和RUSLE的伊犁河谷土壤侵蝕研究.pdf

1、伊犁河谷是新疆土壤侵蝕較為嚴(yán)重的谷地之一。由于地處中亞內(nèi)陸腹地，三面環(huán)山，屬于溫帶大陸性氣候，獨(dú)特的地理位置和氣候條件，致使其成為新疆降水最多的地區(qū)之一；加之伊犁河谷土壤類(lèi)型為黃土狀物質(zhì)，多由粘土、亞粘土和亞砂土組成，土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)性差，抗蝕性弱，極易造成土壤侵蝕。土壤侵蝕的結(jié)果導(dǎo)致土壤肥力和生產(chǎn)力下降，養(yǎng)分流失，水體富營(yíng)養(yǎng)化，水利工程泥沙淤積，洪旱災(zāi)害頻發(fā)，生態(tài)環(huán)境急劇惡化。
　　本文在系統(tǒng)總結(jié)了前人相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，以伊犁河谷

2、黃土為研究對(duì)象，借助人工模擬降雨試驗(yàn)手段，以研究降水過(guò)程中坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙特征為目標(biāo)，分別在不同雨強(qiáng)(20mm/h，25mm/h，30mm/h，35mm/h，40mm/h，45mm/h)、不同坡度(10o，15o，20o，25o，30o)和不同植被覆蓋度(30％~50%，70%~90%)條件下進(jìn)行了有效的模擬降雨試驗(yàn)，人工模擬降雨試驗(yàn)的次降雨總歷時(shí)設(shè)定為一小時(shí)，每15min為一個(gè)梯度，共設(shè)為五個(gè)梯度。其次，對(duì)世界各國(guó)水蝕預(yù)報(bào)模型的原理進(jìn)行了

3、分析總結(jié)，基于美國(guó)自然資源保護(hù)局開(kāi)發(fā)的RUSLE模型，根據(jù)伊犁河谷的氣候、水文、土壤等情況，對(duì)模型中六大因子進(jìn)行相應(yīng)修正，預(yù)測(cè)出伊犁河谷的土壤侵蝕量，并利用人工模擬降雨實(shí)測(cè)值對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。本文所做的研究工作旨在為伊犁地區(qū)的土壤侵蝕研究提供一些參考，為該地區(qū)的水土保持和治理提供依據(jù)?；谌斯つM降雨和RUSLE得出的主要結(jié)論如下：
　　1)降雨量對(duì)坡面產(chǎn)流量及產(chǎn)沙量有著正向的作用，在降雨產(chǎn)生侵蝕的過(guò)程中，瞬時(shí)雨強(qiáng)、降雨歷時(shí)、坡度也在

4、同時(shí)發(fā)生變化，影響產(chǎn)流及產(chǎn)沙的大小。因此，對(duì)降雨量、瞬時(shí)雨強(qiáng)、降雨歷時(shí)、坡度在侵蝕產(chǎn)沙中的貢獻(xiàn)率進(jìn)行通徑分析，結(jié)果表明，降雨量的直接貢獻(xiàn)率大，其他三個(gè)因子主要是間接的對(duì)產(chǎn)沙量起作用。
　　2)在相同的坡度范圍內(nèi)，降雨強(qiáng)度與坡面產(chǎn)流量及產(chǎn)沙量之間呈正相關(guān)；坡度與產(chǎn)流量的關(guān)系由于試驗(yàn)初始含水量始終保持在20.4%~22.6%之間變得相對(duì)復(fù)雜，而隨著坡度大小的變化，產(chǎn)沙量也隨之增加或減少，根據(jù)前人的研究經(jīng)驗(yàn)，本試驗(yàn)條件下的臨界坡度在20

5、°~25°之間；而植被的多少能有效的減少土壤侵蝕量。
　　3)統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果表明，降雨強(qiáng)度、坡度、降雨量、降雨歷時(shí)和坡面產(chǎn)流量與產(chǎn)沙量之間都為正相關(guān)關(guān)系，但各因子和產(chǎn)流量、產(chǎn)沙量之間的相關(guān)系數(shù)存在差異。降雨強(qiáng)度和產(chǎn)流量、產(chǎn)沙量的相關(guān)系數(shù)分別為0.986，0.970，坡度和產(chǎn)流量、產(chǎn)沙量的相關(guān)系數(shù)分別為0.790，0.579，降雨量和產(chǎn)流量、產(chǎn)沙量的相關(guān)系數(shù)分別為0.969，1，降雨歷時(shí)和產(chǎn)流量、產(chǎn)沙量的相關(guān)系數(shù)分別為0.996，1

6、，而坡面產(chǎn)流量與產(chǎn)沙量之間也存在極顯著的關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.923。
　　4)通過(guò)RS和RUSLE模型的結(jié)合，估算出了伊寧市、新源縣單位面積土壤侵蝕量，并利用人工模擬降雨試驗(yàn)所得結(jié)果對(duì)預(yù)測(cè)值進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明，預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值誤差較小，二者相關(guān)性高，模型的有效系數(shù)達(dá)到0.943和0.977。從最終比較結(jié)果來(lái)看，RUSLE模型運(yùn)行結(jié)果能夠真實(shí)反映伊犁河谷的土壤侵蝕現(xiàn)狀，達(dá)到了預(yù)期的效果，為研究區(qū)土壤侵蝕的防治提供相應(yīng)參考，為RUSLE