土壤侵蝕預報

應用數學模型和系統觀測資料，表述土壤流失量及流域產沙量與其影響因素間量值關係的方法。它主要用於預測在自然因素和人類活動作用下土壤流失量和產沙量的大小及其變化，為防治土壤流失、合理利用土地資源以及進行流域水土保持規劃治理、溝壑工程設計等提供科學依據。

坡面土壤流失量預報，早期是定性的，主要描述不同耕作措施對控制土壤侵蝕的差別；以後逐步向定量化方向發展。20世紀20年代前後，建立單因子的坡面土壤流失量預報公式。進入40年代，隨著觀測資料的積累，又提出了多因子的綜合預報公式。到1958年，產生了目前廣泛應用的通用土壤流失方程(USLE)及其各種形式的修正方程。產沙量預報，早期是經驗性的，主要是利用水沙關係或建立產沙量與流域水文參數間的相關關係預報產沙量。20世紀60年代以後，根據通用土壤流失方程預報土壤流失量，然後利用泥沙輸移比預報產沙量，或直接利用修正的通用土壤流失方程(MUSLE)預報產沙量。進入70年代后，則把土壤流失量與水文模型結合起來，試圖從物理成因途徑研究預報產沙量。

由於土壤流失預報問題的複雜性，因此，應用統計回歸方法是分析資料、取得成果的較迅速而有效的途徑之一。當前，在坡面土壤流失量預報方面，廣泛應用的統計回歸模型是通用土壤流失方程及其引伸公式。通用土壤流失方程的形式為：

A=RKLSCP

式中A為土壤流失量；R為降雨侵蝕力因子;K為土壤可蝕性因子；L為坡長因子；S為坡度因子;C為植物被覆與經營管理因子；P為水土保持措施因子。

小流域產沙量預報的統計回歸模型則是各種形式的二元的簡單回歸模型和多元的綜合回歸模型。中國黃河水利委員會、中國科學院西北水土保持研究所以及北京林業大學等都曾提出預報坡面土壤流失量和小流域產沙量的統計回歸模型，對水土保持措施減沙效益進行了估算。

在水沙形成過程的基礎上，由兩組彼此互相關聯的產流和侵蝕、產沙子模型組成。其中①產流子模型：有建立在地表徑流物理成因過程基礎上的斯坦福Ⅳ型流域模型和中國河海大學的流域水文模型；有美國地質調查局模擬洪水水文過程的小流域降雨、徑流模擬模型；也有美國水土保持局在一系列經驗關係式基礎上計算流域徑流的流域水文模型。②流域侵蝕、產沙子模型：L.D.邁耶和W.H.維施邁爾在剝離和輸移概念基礎上將產沙全過程分解為降雨剝離、徑流剝離、降雨輸移及徑流輸移四個子過程的產沙模型。D.B.西蒙斯等人將產流、產沙過程分為地表徑流和河網演進兩部分的科羅拉多州立大學水流和泥沙演進模型。該模型中地表徑流模擬截留、入滲、地表徑流水流推算和地表徑流泥沙推算四個主要過程。河網演進則主要推算所有地表徑流區域通過河網所供應的水和沙，以及計算河道沖刷與沉積。美國的C.T.楊等人提出在整個模型中除有徑流、侵蝕、產沙子模型外，還包括有土壤養分流失子模型的農業非點源污染模型。

根據影響產沙形成諸因子（如降雨、徑流和流域因子等）具有隨機分佈的特點，將產沙隨機變數應用隨機公式表達的數學模型。

坡面土壤流失預報的發展方向，一方面是將通用土壤流失方程中各個因子分別擴展成若干子因子進行細化計算，以便進一步提高計算精度和擴大使用範圍。另一方面由於經驗方程結構嚴重影響其功能的擴展，故需要在研究水土流失規律的基礎上，應用最新計算技術，發展新的坡面土壤流失預報模式，以便取代通用土壤流失方程。

小流域產沙量預報的發展，將加強對地表侵蝕和泥沙輸移、沉積過程的機理研究，建立更符合物理成因基礎的數學模型，進而發展既能預報土壤侵蝕、產沙，又能預報土壤養分流失、土壤生產能力以及作物生長等因子的綜合模型。

V.A.范諾尼主編，黃河水利委員會水利科學研究所等譯:《泥沙工程》,水利出版社，北京,1981。(V.A.Vanoni,ed.,Sedimentation Engineering,Amer.Soc.of　CivilEngrs., NewYork,1975.)

R. F. Hadley and D. E. Walling ,Erosion and Sediment　Yield:　Some Methods of Measurement and Modelling,Geo.Books,Norwich,England,1984.

小流域土壤侵蝕模數的支持向量機預報模型研究~6073136.html

土壤侵蝕預報研究中的標準問題論證