云南怒江流域泥石流敏感性空间分析

泥石流敏感性空间分析是通过评估诱发泥石流发生的因子,应用空间技术,进行泥石流发生的敏感性分析。本文探讨了GIS技术与敏感性分析的条件概率模型相结合的泥石流敏感性空间分析,并且阐述了GIS空间分析技术在泥石流敏感性制图中特有的优越性。研究区选择在遭受泥石流危害严重的云南怒江流域。用于泥石流敏感性分析评价的主要敏感因子包括地形坡度、岩土体类型、暴雨、河网密度、土地利用、地震动峰值加速度和人类活动。在对这些因子进行了敏感性空间分析的基础上,应用GIS的分析工具对敏感因子集成评价而产生了云南怒江流域泥石流敏感性评价图。泥石流敏感性评价图可以帮助规划者或工程师在土地发展规划中选择最佳建设场所,以减轻泥石流灾害的影响。     

基于RUSLE的广东南岭土壤侵蚀敏感性研究

基于修正的通用水土流失方程RUSLE和GIS技术,分析了影响土壤侵蚀敏感性的降雨侵蚀力因子、土壤可蚀性因子、坡度坡长因子以及植被覆盖与管理因子,并生成单要素敏感性评价图,在此基础上,评价研究区土壤侵蚀敏感性,探讨不同土壤侵蚀敏感性的分布规律及其主导因子的空间分异特征。结果表明：降雨侵蚀力因子的变化范围为8 181.52~14 621.56（MJ·mm）/（hm2·h·a）,土壤可蚀性因子为0.146~0.238（t·hm2·h）/（hm2·MJ·mm）,坡度坡长因子为0~612.615,植被覆盖与管理因子为0.101~1.183,土壤侵蚀的最大值和平均值分别为7 016.44和137.69 t/（km2·a）,土壤侵蚀敏感性以低度敏感和较低敏感为主,不同影响因子在敏感性分区的变化范围不同,其中地形因子和植被覆盖与管理因子对土壤侵蚀最为敏感。     

基于灰色关联法和德尔菲法的土壤侵蚀敏感性评价——以云南金沙江流域3个典型露天矿区为例

灰色关联法和德尔菲法是对系统中各因子的价值或贡献率进行评估的有效方法.土壤侵蚀敏感性的评价涉及自然界诸多因素,包括定性因素和定量因素,因此采用灰色关联法和德尔菲法进行土壤侵蚀敏感性评价将提高评价的效率和准确性.金沙江流域从上游到下游地理环境差异大,采用灰色关联法和德尔菲法对不同地理环境下的露天矿区进行土壤侵蚀敏感性评价,有助于流域的生态环境保护与治理.分别在该流域（云南部分）高山峡谷区、宽谷湖盆区、喀斯特中山丘陵区等3种地理环境下选取3个典型露天矿区为研究对象,以土壤质地、地形起伏度、坡度、植被覆盖度、植被类型、降水等6个因子作为评价指标,采用灰色关联度法、德尔菲法,在GIS软件平台下对3个典型露天矿区进行了土壤侵蚀敏感性评价,得出了3个典型露天矿区的土壤侵蚀敏感性.实践证明,两种方法与GIS相结合是实现土壤侵蚀敏感性评价的有效工具.     

基于RUSLE的卧虎山水库流域土壤侵蚀特征分析

通过RUSLE模型对卧虎山水库流域土壤侵蚀进行全面评价验证和总结。结果表明：① 水库流域平均侵蚀模数为462 t/(km²·a),该数值与通过水库淤积等资料推算评估结果基本一致,表明本研究结果具有较高的可信度;水库流域年均侵蚀量达到2.6×10⁶t,其中高于容许土壤流失量的面积为176 km²,占到流域总面积的31.51%。从不同侵蚀级别来看,占流域面积27.77%的轻度侵蚀,对流域侵蚀总量的贡献率为54.64%; 面积占比3.74%的中度及以上侵蚀,侵蚀量贡献率达到30.94%。② 流域内土壤侵蚀空间差异较大,回归分析发现地形因子是导致各子流域土壤侵蚀模数差异的主要因素;就土地利用类型而言,旱地和农村居民点是流域内的主要侵蚀土地利用类型;流域内土壤侵蚀模数随着坡度增加呈现相应增大趋势,8°~25°坡度段面积比例不仅最大,而且侵蚀量占比最高,是水库流域的主要侵蚀坡度段。     

基于GIS和RS的四川省彭州市土壤侵蚀敏感性评价

根据彭州市独特的自然地理特征,结合美国通用土壤流失方程(USLE),选择降雨侵蚀力(R)、土壤可蚀性(K)、坡度坡长(LS)和地表覆盖(C)4个自然因子作为彭州市土壤侵蚀敏感性评价的指标,在GIS和RS技术支持下,对彭州市土壤侵蚀敏感性并进行综合评价.结果表明:彭州市土壤侵蚀敏感性以不敏感(37.78％)、轻度敏感(19.22％)和极敏感(22.09％)为主,中度敏感(10.57％)和高度敏感(10.33％)比例相对较小;区域内土壤侵蚀敏感性的空间分布具有垂直地带性,其中最不敏感区主要分布在东南平原地区,极敏感区主要分布在北部坡度大于25.的亚高山、低山和深丘地区.研究结果将为区域内土壤侵蚀状况的宏观把握和水土保持政策的制定提供科学依据.     

三峡库区重庆段生态与环境敏感性综合评价

在RS与GIS 技术的支持下,选择研究区比较突出的土壤侵蚀、石漠化、生境和酸雨4 个生态环境要素建立敏感性评价模型与方法,对三峡库区重庆段生态环境敏感性进行综合研究,定量揭示了研究区生态环境敏感性程度及其空间分布规律。研究结果表明：(1) 土壤侵蚀以高度敏感、中度敏感和极敏感为主;东北部是土壤侵蚀最为敏感的区域;土壤侵蚀现状与土壤侵蚀敏感性具有很好的对应关系。(2) 石漠化总体以不敏感为主,其次是高度敏感和中度敏感;高度以上敏感区主要分布东北部地区,中度以上石漠化与石漠化高度和极敏感区具有很好的对应关系。(3) 生境敏感性类型以不敏感为主,其次为高度敏感地区;东北部和南部生境敏感性高,而中西部地区生境敏感性低。(4) 酸雨高度敏感面积和比例最大,其次是中度敏感和轻度敏感区;极敏感区呈块状零星散布、高度敏感区和中度敏感区集中片状分布、轻度敏感和不敏感区沿江河带状分布,部分呈团块状散布。(5) 生态环境敏感性类型以高度敏感为主,其次为中度敏感区和不敏感区;东北部和南部生态环境敏感性高,中西部地区生态环境敏感性低。     

基于3S技术和USLE的深圳市茜坑水库流域土壤侵蚀强度预测研究

基于RS、GPS和GIS(3S技术)的集成提出了USLE 6大因子的算法,在建立的专题地理信息数据库基础上,运用USLE对深圳市茜坑水库流域的土壤侵蚀强度进行预测和估算.结果表明:整个流域90.5%的区域土壤流失强度为中度以下,强度侵蚀以上的区域虽然仅占整个流域面积的9.5%,但是年土壤侵蚀量达到了整个流域土壤侵蚀量的49.4%.流域土壤侵蚀强度和植被覆盖情况明显相关,茜坑水库流域的东北山区部分是整个流域的严重侵蚀区.研究证明:在3S技术集成支持下,采用USLE对流域的土壤流失强度进行预测和估算的方法具有直观、方便、快捷的优点,成果能充分满足小流域水土保持工作的需要.     

基于3S技术和USLE的深圳市茜坑水库流域土壤侵蚀强度预测研究

基于RS、GPS和GIS(3S技术)的集成提出了USLE 6大因子的算法,在建立的专题地理信息数据库基础上,运用USLE对深圳市茜坑水库流域的土壤侵蚀强度进行预测和估算.结果表明:整个流域90.5%的区域土壤流失强度为中度以下,强度侵蚀以上的区域虽然仅占整个流域面积的9.5%,但是年土壤侵蚀量达到了整个流域土壤侵蚀量的49.4%.流域土壤侵蚀强度和植被覆盖情况明显相关,茜坑水库流域的东北山区部分是整个流域的严重侵蚀区.研究证明:在3S技术集成支持下,采用USLE对流域的土壤流失强度进行预测和估算的方法具有直观、方便、快捷的优点,成果能充分满足小流域水土保持工作的需要.     

多流域降雨和土地利用格局对土壤侵蚀影响的比较分析——以陕北黄土丘陵沟壑区为例

土壤侵蚀是制约黄土高原可持续发展的瓶颈因素,为分析不同面积流域降雨和土地利用格局对土壤侵蚀影响的变化趋势,本文基于土壤侵蚀评价指数,发展了降雨和土地利用格局对土壤侵蚀影响的表征方法,探讨了多流域降雨和土地利用格局对土壤侵蚀的影响。结果表明：① 2006-2012年,研究区降雨侵蚀力因子R总体上呈现上升的趋势,植被覆盖与管理因子C呈现下降趋势;② 随流域面积的增加,研究区内降雨格局对土壤侵蚀的影响逐渐降低,而土地利用格局对土壤侵蚀的影响变大;③ 在流域面积较小时,降雨格局对土壤侵蚀的影响要大于土地利用格局对土壤侵蚀的影响,而在流域面积较大时,土地利用格局对土壤侵蚀的影响大于降雨格局对土壤侵蚀的影响;④ 随着流域面积的增加,研究区的林地比例有所下降,陡坡植被覆盖类型趋于单一,这是在流域面积增大时土地利用格局对土壤侵蚀影响增加的主要原因。同时,流域面积较小时,降雨对土壤侵蚀的影响较大,但随着流域面积的增加,松软的土壤性质和沟壑纵横的地形增大了发生重力侵蚀的可能性,土壤和地形对土壤侵蚀的影响增大。     

基于E-FAST的流溪河模型参数敏感性分析

基于E-FAST全局定量敏感性分析方法的思想,提出一个针对分布式物理水文模型——流溪河模型的参数敏感性分析方法,包括参数简化及取值范围确定、参数采样及采样次数的确定、敏感性评价指标的选取、参数敏感度计算4个部分.针对我国4个不同规模的流域(黄龙带水库流域、流溪河水库流域、长湖水库流域和新安江水库流域)开展了分布式物理水文模型参数敏感性分析,并采用4种不同的评价函数进行了对比计算.结果表明,流溪河模型饱和含水率和田间持水率是高度敏感参数,饱和水力传导率、土壤层厚度、土壤特性系数、边坡和河道糙率为敏感参数,其他参数为不敏感参数.     

黄河流域水蚀区土壤侵蚀空间尺度效应分析

以黄河、延河、杏子河、纸坊沟四级流域尺度为例,应用信息熵原理分析了各级流域尺度上土壤水力侵蚀与 其影响因子之间的空间相关性,通过比较各因子在不同空间尺度上与土壤侵蚀的相关性,定量分析了土壤侵蚀过 程的空间尺度效应。分析结果给出了降雨、地形、土质、植被等因子在不同流域尺度上对土壤侵蚀的影响大小,以及 每个尺度上各影响因子重要性的主次顺序。总体而言,随着流域空间尺度的增大,各因子对土壤侵蚀的影响具有放 大或缩小效应,影响因素的主次顺序随之易位,其中微观因子的控制作用有所减小,而宏观因子的控制作用则逐渐 突显。本文建立的流域土壤侵蚀空间尺度效应的定量分析方法和分析结果有助于解决当前土壤侵蚀评估模型普遍 存在的尺度转化和区域通用性问题。     

南方小型矿业城镇土地生态敏感性评价——以湖南省桂阳县为例

从分析桂阳县土地利用现状入手,结合其自然地理条件和社会经济等状况,选取对区域土地利用影响较大的地质灾害、水环境、土壤侵蚀和生境等因素进行单因子生态敏感性分析,在GIS技术支持下运用多因子加权求和模型,对桂阳县土地生态敏感性进行综合评价,按生态敏感性高低将研究区划分为生态敏感区、生态弱敏感区和生态不敏感区。评价结果表明,生态敏感区和弱敏感区各占研究区的28.7﹪和41.6﹪,说明研究区土地生态敏感性总体上较高,生态风险较大。最后,有针对性地提出桂阳县土地可持续利用建议,为其土地生态环境保护和产业经济布局提供参考。     

海南省松涛水库流域土壤侵蚀及控制方案

采用RS和GIS技术,基于USLE方程实现了热带地区海南岛松涛水库流域2003~2005年平均土壤侵蚀的定量模拟,通过情景分析研究了流域土壤侵蚀控制方案。结果表明:流域内潜在土壤侵蚀量约为4261万t/a,超过容许土壤流失量的60倍;在植被的保护下,现有年均土壤侵蚀量约为51.46万t/a,主要集中在退化的林地、浆纸林和橡胶林;流域平均土壤侵蚀模数略低于容许土壤流失量,但空间分布不均,部分区域侵蚀发育强烈;如对经济林、园地和耕地采取水土保持措施或恢复林草植被,能有效控制流域内土壤侵蚀,分别减少侵蚀量22.46万t和14.15万t,减少侵蚀面积98.48km²和65.90km²。     

不同土地利用结构下的土壤侵蚀经济损失——以贵州省猫跳河流域为例

本文以贵州省猫跳河流域为例,运用环境经济学理论和方法,计算了流域不同时期不同土地利用结构下的土壤侵蚀经济损失,分析了流域土壤侵蚀经济损失现状结构、土壤侵蚀经济损失的动态变化及其与土地利用结构的关系.结果表明:①2007年流域土壤侵蚀经济损失37381.64x104元,其中氮、磷、钾、有机质养分损失33739.98x104元,占土壤侵蚀总损失的90.26%.旱地和灌草地土壤侵蚀经济损失最大,分别占年土壤侵蚀经济损失的47.08%和44.24%.流域北部下游地区土壤侵蚀单位面积经济损失较大.②近30年来,流域年土壤侵蚀经济损失经历了由趋向增加到减少的过程.1973-1990年,流域年土壤侵蚀总经济损失增加了3092.98x104元,增加了8.74%.1990-2007年,流域年土壤侵蚀总经济损失减少了11162.43x104元,减少了22.99%.究其原因,这主要与不同时期土地利用结构具有密切关系.旱地和灌草地是流域土壤侵蚀经济损失发生的主要土地利用类型,清镇、平坝、修文是流域土壤侵蚀防治和治理的重点区域.     

基于SWAT-X模型的抚河流域径流量模拟研究

建立抚河流域的SWAT-X模型,利用其敏感性分析模块分析参数灵敏度,得出4个敏感参数CN2、Gwqmn、rchrg_dp、ESCO;采用沙子岭、南城、廖家湾、娄家村4个水文站1998—2005年月数据进行水文参数率定并评价模型的适应性,结果表明径流模拟值均达到拟合精度(相对误差、相关系数、效率系数),SWAT-X模型适宜于抚河流域的径流量模拟。     

流域土壤侵蚀关键源区的效益评价

土壤关键源区是指流域内对侵蚀产沙量起决定性作用的区域,控制了关键区域的土壤侵蚀就能有效降低流域的侵蚀量,因此,在关键源区识别的基础上评价基于关键源区的水土流失治理的有效性是流域管理的关键问题.SWAT模型是流域关键源区识别的重要工具,但现有的基于SWAT模型的关键源区识别研究,鲜有对于关键源区水土流失治理效益的评价.本文以黄土高原丘陵沟壑区典型小流域羊道沟流域为例,基于SWAT模型模拟流域内的土壤侵蚀过程,根据HRUs土壤侵蚀模数的排序,将产沙量排在前20％的HRU提取为关键源区.在所提取的关键源区上设置合理的水土保持措施,再基于模型模拟评价水保措施的减沙效果.研究结果表明,SWAT模型能较好地模拟流域的产流产沙过程,所提取的关键源区集中分布在坡度较陡的沟坡和坡耕地.覆盖流域内20％面积的关键源区,其产沙贡献量达到44％.覆盖关键源区的水土保持措施的单位面积减沙量(24115 t km-2 y-1)要显著高于全流域治理的单位面积减沙量(20290 t km-2 y-1),说明基于关键源区布设水土保持措施,能有效提高流域土壤侵蚀控制效率.因此,在关键源区识别的基础上合理布设水土保持措施,是一种有效的流域治理方法.     

基于地块汇流网络的小流域水沙运移模拟方法研究

全流域逐地块水土流失计算,是目前水土保持定量评价的重要手段,其实现过程既需要有考虑地貌因子和上下游关系的土壤侵蚀模型,也需要建立全流域地块汇流网络,并与侵蚀模型有机连接。本文针对黄土高原特殊的地理条件和水土流失规律,对传统的基于栅格的小流域汇流技术进行了改进,考虑地块间上下游汇流关系,建立了基于地块的水沙汇流网络模型,模拟水沙在流域复杂下垫面的汇流过程,提取出流域各地块间的水沙汇流网络,并计算出3个重要参数:流域地块间水沙汇流的顺序、流域地块间水沙汇流数目的空间分配、水沙流经各地块的坡长。将土壤侵蚀模型按地貌部位与特征分为坡面模型、沟坡模型和沟道输移模型,与地块汇流网络有机集成,实现了水沙运移的全流域按地块沿程计算。     

岔巴沟流域次暴雨产沙统计模型

流域综合治理规划、防治土壤侵蚀、合理利用水沙资源 ,无不需要掌握流域产沙情况。流域产沙统计模型结构简单 ,计算方便 ,是现有产沙预报的强有力工具。本文以陕西省岔巴沟流域及其支流实测降雨水文资料为基础 ,系统地分析了流域产沙的降雨、径流、地貌因子在流域产沙中的作用 ,进而将影响产沙的因素概括为径流深、洪峰流量、流域面积、流域沟道密度 ,并作为产沙预报的指标 ,建立了岔巴沟流域次暴雨产沙的统计模型。经检验 ,该预报公式具有一定的精度。     

多尺度土壤侵蚀评价指数的技术与方法

针对不同尺度开展土地利用与土壤侵蚀的综合研究是自然地理学研究的前沿领域和热点问题。多尺度土 壤侵蚀评价指数作为新近提出的土壤侵蚀模型, 在跨尺度土地利用与土壤侵蚀的研究中具有良好应用前景。本文 基于多尺度土壤侵蚀评价指数计算公式及其因子内涵, 应用尺度转换的思想, 阐述了降雨侵蚀力、土壤可蚀性、作 物覆盖与管理因子、地形因子等不同评价因子在坡面、小流域、流域不同尺度上的计算方法与GIS 实现技术, 以期 服务于多尺度土地利用与土壤侵蚀研究的深入和多尺度土壤侵蚀评价指数的发展。     

黄河中游流域地貌形态特征研究

黄河中游流经黄土高原的核心区域,对黄河中游流域地貌形态特征的定量分析可以反映黄河中游流域地貌演化进程以及黄土高原侵蚀地貌形态特征。该文以黄土高原区域30m分辨率的DEM为信息源,首先提取了黄河中游7条典型一级支流及其纵剖面,然后计算了6种量化指标分析其流域地貌形态以及流域地貌演化进程,在此基础上,构建地貌特征综合评价指标反映黄土高原区域侵蚀地貌形态特征。实验结果表明,秃尾河、无定河以及延河发育至深切侵蚀期;窟野河发育至深切侵蚀和均衡调整之间的过渡期;汾河、洛河以及渭河发育至均衡调整期。流域地貌随河流侵蚀循环而相应演化,7条河流所在流域的地貌发育程度从北到南也基本呈现逐渐成熟的趋势。所计算的侵蚀地貌综合评价指标值显示,窟野河、秃尾河、无定河以及延河流域共同构成黄土高原强烈土壤侵蚀区;汾河、洛河以及渭河流域的土壤侵蚀程度较低。