李敏   黄河上中游管理局

模型黄土高原建设已经拉开序幕，但对于模型黄土高原是什么、如何建设、研究解决什么问题等存在一些疑问。结合《“模型黄河”工程规划》和近年来开展的工作，笔者在模型黄土高原的概念与特点、模型黄土高原研究的主要内容、模型黄土高原的工作基础、模型黄土高原的技术路线等四方面做了初步的探讨，企望与关心模型黄土高原的同仁共同探讨模型黄土高原的建设问题，同时也希望借此宣传模型黄土高原建设工作。

由于模型黄土高原建设是一项前无古人的事业，没有成功经验可以借鉴，同时就黄土高原而言，有太多的问题没有解决，有太多的领域需要探索，有太多的课题还在争论，需要我们的探索不断前进，我们的思维不断更新。也因为如此，当前和今后的文章、论述中很多的术语、定义、概念可能与现行的标准和规范有出入，甚至相左。希望与大家进行讨论，完善我们的工作，不断与时俱进。

 

 

商务印书馆出版的《新华辞典》2001年修订版对“模型”的解释为“根据实物、图样放大或缩小而制作的样品，一般用于展览或实验。”参照这一定义，以下对模型黄土高原的概念与特点进行一些讨论。

 “模型黄土高原”是为研究黄土高原水土流失规律、水土保持治理模式和治理效益，借助实体模拟理论和技术、测控技术和信息技术而构建的高科技试验研究模型体系。按照这一定义，模型黄土高原需要在黄土高原选择不同类型区，构建野外和室内物理模型，开发数学模型；探索水土流失规律；提出水土保持治理模式，研究水土保持效益。

从模型黄土高原建设的角度，其“建设”的首先是物理模型。模型黄土高原的物理模型有以下的特点。

第一，广义性特点。模型黄土高原的物理模型在概念上具有不同于模型黄河中其他物理模型的特点。河道模型、水库模型、河口模型都是具体对象的具体模型，也就是“根据实物、图样放大或缩小而制作的样品”。黄土高原面积达64万平方公里，千沟万壑，包括13个水土流失类型区，水土流失类型复杂多样，涉及多种气候和植被类型，经济社会条件各地差异显著，不可能简单地将其“放大或缩小”，作为一个整体建立物理模型，进行实验研究。因此模型黄土高原的物理模型不是，也不可能是整个黄土高原。为了探索黄土高原的水土流失规律，研究水土保持治理模式和效益，必须有目的的在黄土高原不同类型区选择典型，建立物理模型。每一个典型的、局部的模型都是黄土高原物理模型的一部分，都具有黄土高原的某些特性，但都不是黄土高原全部。所有这些模型构成了黄土高原的物理模型。因此，从“模型”概念的角度，模型黄土高原的物理模型具有广义物理模型的属性。

第二，多目标特点。一般而言的水土流失主要是人为经济活动造成的加速侵蚀；水土保持则是动员千家万户的农民治理千沟万壑的社会经济活动，同时水土保持也是使农业经营方式由粗放经营向集约经营转变的经济活动。因此对于水土流失不仅要研究侵蚀发生的自然特点和规律，更要研究造成这种问题的经济社会原因，否则只能是“空对空”，解决不了实际问题。同样，研究水土保持如果离开了“三农”，也是“纸上谈兵”。所以，模型黄土高原建设和研究同时具有自然属性和经济社会属性，其研究内容包括水土流失规律、水土保持治理模式和水土保持生态、经济、社会效益。

第三，多类型特点。模型黄土高原的研究对象决定了模型黄土高原物理模型是由多个、多种模型组成的模型群。

根据试验研究手段的不同，模型黄土高原的物理模型分为野外原型观测模型（简称“原型观测”）、野外实体模型（简称“实体模型”）和室内比尺模型（简称“比尺模型”）。

表1    各类模型的主要特点

原型观测

天然降雨＋天然下垫面

全自然模型，所得数据无变异，试验不可控，周期长

实体模型

人工降雨＋天然下垫面

半自然模型，所得数据有变异，试验可控，周期短

比尺模型

人工降雨＋人工下垫面

全人工模型，所得数据变异大，试验可控，周期短

在每一类模型的下面，又根据试验的需要，进一步分成多个类型（见下图）。

第四，典型性特点。模型黄土高原将黄土高原“化整为零”进行建模，从典型的、局部的模型（群）研究整体的物理特性。其每一物理模型都是从各类型区选择典型地点的小流域（小区）而建立，以典型地点的典型模型研究区域特性。

第五、交互性特点。模型黄土高原三类模型，原型观测、实体模型和比尺模型构成“模型黄土高原”的有机整体，三者功能不同，相互联系，相互印证，相互补充。

表2     各类模型的主要功能与作用

 

黄河上中游管理局  李敏