水土流失预测的常用计算方法.docx

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1、浅谈水土流失猜想的常用计算方法朱荣华（乐清市水利水电建筑勘测设计院）摘要：水土流失作为一项世界性的讨论课题，始终受到世界各国的重视，长期以来，在 其基础理论方面开展了大量的讨论，并取得了有益的成果。水土流失猜想是水土流失问题讨 论中很重要的内容，其猜想方法也许多，常用的有通用土壤流失方程法、类比法、分类分级 法、流失系数法等。在我省由于各地方自然条件、地理环境等存在很大差异，采纳各种猜想 方法对水土流失进行猜想时，必需确定该方法是最符合本地区实际状况的，这将直接影响到 水土流失量数据的精确性，因此对猜想方法和计算公式的选择至关重要。关键词：水土流失猜想计算公式侵蚀模数水土流失与当地自然条件和人

2、类活动亲密相关，水土流失的影响因素包括自 然因素和人为因素两个方面，其中自然因素主要有气候（降雨强度）、地形（坡长、 坡度）、植被状况、地质构造和土壤类型等诸因素，人为因素主要表现为在工程 建设过程中转变原有地形（坡长、坡度），破坏原有植被，使地表暴露，减弱其原 有的蓄水保土功能，并产生新的水土流失，从而增加水土流失量。水土流失作为一项世界性的讨论课题，始终受到世界各国的重视，长期以来, 在其基础理论方面开展了大量的讨论，并取得了有益的成果。水土流失猜想是水 土流失问题讨论中很重要的内容，其猜想方法也许多，常用的有通用土壤流失方 程法、类比法、分类分级法、流失系数法等。在我省由于各地方自然条件

3、、地理 环境等存在很大差异，采纳各种猜想方法对水土流失进行猜想时，必需确定该方 法是最符合本地区实际状况的，这将直接影响到水土流失量数据的精确性，因此 对猜想方法和计算公式的选择至关重要。1水土流失猜想常用计算公式1.1通用土壤流失方程通用土壤流失方程USLE （Universal Soil Loss Equation）是美国研制的用 于定量预报农地或草地坡面多年平均年土壤流失量的一个阅历性土壤侵蚀预报 模型。它是从20世纪30年月开头的土壤侵蚀试验和定量讨论基础上不断进展完 善的，最最终1965年正式出版，期间又分别在70年月和90年月进行了二次修 订。自模型研制以来，已在水土保持规划和土地

4、资源管理方面得到了广泛应用。 模型在进展过程中形成的思想和方法，对于各国阅历性土壤侵蚀模型的建立具有 很好的借鉴作用。我们国家自80年月开头引入该模型，进行模型的订正和应用 讨论，取得了重要成果。USLE方程式如下：W =RK-LSCP(通常将L、S合并为LS考虑)(1-1)式中：W-土壤流失量，t/ha；R一降雨侵蚀力因子；K一土壤可蚀性因子；LS一坡长坡度因子；C一植被和作物管理因子；P一土壤保持措施因子。(1)降雨侵蚀力因子RWischmeier阅历公式：式中：R降雨侵蚀力；Pi各月平均降雨量(mm)；P一年平均降雨量(：nm)。年R值的估算：10. 05 时，M=0. 5；当 0. 0

5、52sinSN0. 035 时，M=0. 4； 当 0. 035sinSN0. 01 时，M=0. 3；当 sinSVO. 01 时,M=0. 20(5)植被与作物管理因子C主要反映地表植被掩盖状况对产生土壤侵蚀的影响，施工时，由于植被已被 破坏，一般取最大值L0,工程完工采纳绿化等植被措施后，依据植被掩盖率状 况一般可取0. 060.6。(6) 土壤保持措施因子P主要反映地表的处理状况，如压平、压实及其它构筑物对土壤侵蚀的影响。 施工场地地表被破坏无防护措施时，尸1.0；完工后经平整、夯实以及边坡防护 工程与植被绿化等措施后，60. 50.8。1.2；川速侵蚀系数法计算公式：(1-2)式中：

6、W各分区的水土流失量之和(设定n个分区，i=l, 2,n), t；Fi-第，块扰动地表区的流失面积(kn?)；Mi第I.块扰动地表区Fi上原地貌条件的土壤侵蚀模数(t/kna)； A1一第，块扰动地表区K在猜想时段T内的年加速侵蚀系数 (t/km2,a)；储一第，块扰动地表区的水土流失猜想时段(a)。当A1时，与开挖、扰动、破坏地表的详细状况有关，在无实测或试验资 料的状况下，可用类比法参考确定。当A=1时，上式计算出的W等于原地貌的水 土流失量。在猜想时段内的不同期间，加速侵蚀系数A可以不同，但A应21 , 不能 1。1. 3分类分级法(1-3)式中：W-扰动地表新增水土流失量，t；Fl扰动

7、地外表积，km2；Msi一不同猜想单元扰动后的土壤侵蚀模数，t/kma；Moi一不同猜想单元原生土壤侵蚀模数，t/ki/a /一猜想时段，a。这个公式中因留意的是Msi和Moi取值，Msi指的是猜想单元的年土壤侵蚀 模数，反映水土流失的动态变化及进展趋势，是一个动态变量指标；而Moi为原 生土壤侵蚀模数,指的是猜想单元的多年平均侵蚀模数,是一个相对恒定的常数, 一般作为侵蚀区土壤侵蚀状况的背景值用于反映区域水土流失的严峻程度。1.4流失系数法一般用于计算弃渣流失量的猜想，计算公式：(1-4)式中：W一弃堆土流失量(t)；Si -弃土量或临时堆土量(t)；Tl堆土时间(a)；i 一工程最终弃土和

8、临时堆土；a流失系数觥)，即在不实行任何防护措施下，弃渣体自然流失至自然稳定状态时可能产生的弃渣流失总量与弃渣体总量的比值。(1) 一般地，流失系数aWl,与弃渣体所处的位置、地形、地貌条件，当 地水文、气象因素和弃渣体的级配组成，外形等有关。在无实测或试验资料的状 况下，可用类比法参考确定。(2)采纳流失系数法计算水土流失量，比拟科学、精确，各方案编制单位和各地水土保持试验讨论单位通过观测试验，都可得出本地区的地貌破 坏前后土壤侵蚀变化关系，然后经全国汇总、修订、完善，就可以形成中国的水 土流失猜想技术手册。2不采纳通用土壤流失方程的缘由使用通用土壤流失方程式时，必需具备相应的试验资料。在方

9、案编制初期， 我市曾经采纳通用土壤流失方程进行水土流失猜想O但由于我市基本没有试验观 测资料，在水土流失观测、试验、讨论方法和代表性方面还难以满意土壤侵蚀预 报方程的运用，特殊是大范围的运用，方程中所需参数缺乏扎实的科学基础，因 此猜想结果的精确 性还经不起推敲,操作性比拟差。基于以上的缘由, 现在在我市的水土保持方案编制中一般不采纳该方程式进行猜想计算。3运用公式应留意的问题新增的水土流失一般包括两局部：第一，施工过程中扰动地表引起的水土流 失；其次，工程建设过程中，工程区的临时堆土及渣场弃土造成的水土流失。扰动地表流失量，依据土地类型分区分类进行猜想，依据所处的不同位置、 地形、地貌条件确

10、定各自的年土壤侵蚀模数或加速侵蚀系数，同时依据各分区的 详细施工时间确定各自的猜想时段。扰动地表流失量的计算有两条公式(1-2)和 (1-3),由于加速侵蚀系数比拟难确定，我市的方案编制中通常选择公式(1-3) 来进行水土流失量的计算，该公式操作性比拟强，简洁有用，是一种值得推广的 计算方法。弃渣流失量，必需对各弃渣场分别进行猜想。依据各渣场弃渣来源的详细施 工确定各渣场每年的堆渣量。在渣场的流失系数确定后，可以与每年的弃渣量直 计出其流失量；也可以按弃渣体流失趋于稳定的年限，将流失系数合理安排在流 失年限的各年中，然后对每年的弃渣量按流失年限与安排的流失系数逐年计出流 失量。特殊留意的是当渣

11、场渣体流失年限与流失系数的安排值确定后，无论一年 的弃渣，都必需计出流失年限各年的弃渣流失量。弃渣流失量的计算一般用公式（1-4）,采纳该式计算水土流失量，比拟科学、精确，能够满意相应的精度要求。上述（1-2）、（1-3）、（1-4）公式中，加速侵蚀系数Ai、扰动后的土壤侵蚀模 数Msi以及流失系数a确实定比拟难,其他的参数依据实际状况很简洁确定。Fi、 Msi和a可以采纳类比法进行确定。选取地形地势条件大致相像，造成新增水土 流失影响因子基本相同的工程作为类比工程，且类比工程最好有较为精确 的水土流失监测资料。也可以用同类地区已有的水土流失资料推算工程建设前后 的水土流失量，确定年土壤侵蚀模

12、数或加速侵蚀系数。4猜想时段的选取（1）一次性建设工程，猜想时段一般是基本建设期和运行期的前几年。但详 细的起始时间，应按土建工程最早开工的那一年，如三通一平开头年作为猜想时 段起始年；终止时间一要考虑植物措施的迟效性（运行期前12年），二要考虑 弃渣流失趋于稳定的年限（一般35年），按建设期最终弃渣年开头应有35 年，这两项要求相比拟，以需要运行期年限长的年作为猜想时段的终止年。（2）长期生产建设工程，猜想时段可分为基本建设期和生产运行期两个阶段, 重点猜想水土保持服务年限以内的状况。5实例计算通过以上分析，猜想新增水土流失量的计算有两种状况，采纳公式（1-2） 和公式（1-4）进行计算；采

13、纳公式（1-3）和公式（1-4）进行计算。我市的水土保 持方案编制中采纳其次种状况进行水土流失计算的比拟多，现摘选乐清市沙门岛 大桥及接线工程水保方案中施工期水土流失猜想表作为实例，。施工期水土流失量猜想表类别 项堆置FPT流弃比水土流失(m3)(km2)(t/km2. a)(年)(t)接线段一般路 面0. 01849001.524. 87接线段软基路 面0.012915001.528. 94路基、路堤边坡0. 026550001.5198. 74施工场地0. 025420001.576.2弃渣、耕植土10833. 371.50.38775. 03泥浆、钻渣24401.513294拆迁安置区0

14、. 00058001.50.6合计13273.370. 083712398.37注：土石方容重按L8t/m3,泥浆、钻渣容重按0.9t/m3计。6结语(1)、水土流失猜想方法推举采纳类比法，用同类地区已有的水土流失资料 推算工程建设前后的水土流失量，比拟简洁、务实。参考文献1、曾大林,(2)、由于水土流失的试验观测资料我市比拟缺乏，在现阶段，水土流失猜 测计算公式推举采纳公式(1-3)和公式(1-4) o对水土保持方案编制有关问题的讨论，中国水土保持2001. 2o2、周天佑,水土保持方案报告书中的一些技术问题。3、土礼先,中国水利百科全书-水土保持分册刈.北京：中国水利水电出版社,2004 年。4、焦居仁,开发建设工程水土保持加.北京：中国法制出版社，1998年。