为黄土高原水土流失研究打开一扇窗
来源： 水土保持生态环境建设网 上传日期:2018-07-24 打印本文章 【字体】 大 中 小——姚文艺谈黄河多沙粗沙区分布式土壤流失预测评价模型项目
通过半个多世纪的大面积治理，近年黄土高原入黄泥沙每年减少多少吨？3吨？5吨？......众说纷纭。今后每年还会有多少泥沙流入黄河？
如何优化水土保持规划、设计方案，才能取得水土流失治理的最大效益？
针对这些疑问，众多水利工作者前赴后继，通过实地考察、分析研究，提出了许多的评价方法，但专家并未取得一致的看法。
如何优化水土保持规划、设计方案，才能取得水土流失治理的最大效益？
针对这些疑问，众多水利工作者前赴后继，通过实地考察、分析研究，提出了许多的评价方法，但专家并未取得一致的看法。
多年从事水土保持研究的黄科院总工程师姚文艺认为，土壤流失预测评价模型是解疑的有效途径之一。
土壤流失预测评价模型是把某流域已知的坡度、沟道长度、植被覆盖度、河网密度、降水量、降水强度等参数输入到模型里，模型就可以计算出该流域的产水、产沙量，由此来评价水土保持效果。
最近，黄科院、河海大学、河南大学三家单位联合，以黄河多沙粗沙区岔巴沟小流域为对象，开发出一套适用性强的分布式土壤流失预测评价模型，并摘得黄委2008年度科技进步一等奖。项目负责人姚文艺在接受记者采访时说，经过进一步完善，这项成果将推广到黄土高原更多的地区，作为评价水土流失效果的有效手段，它为黄土高原水土流失预测研究打开了一扇窗。
记 者：听说国外已经建立了水土流失数学模型，您为什么还要研究呢？
姚文艺：国外建立的此类模型在黄土高原上不适用，黄土高原的侵蚀类型很特殊。黄土高原的沟深、土疏松，植被少，降雨量少但强度大，一场雨哗地降下来，连泥带沙都流到了沟壑里，再流进黄河里。这种剧烈的水土流失，国外很少见。
我国从上世纪50年代开始大规模的水土流失治理，治理效果如何？水利部、黄委包括国家科技部都曾多次立项研究这个问题，却一直没有取得一致的看法。其原因是缺少一个科学有效的评价方法。
对治沙效果准确评价手段的缺失也阻碍了治黄事业的进步。不了解治沙效果就无法验证治沙措施是否得力，也就无法制定出科学有效的水土保持方案，无法准确预测今后的水土流失量，无法精确推算和控制调水调沙过程中的入库泥沙，从而使得整个治黄事业的前瞻性受到一定程度的局限和影响。
记 者：您的研究对解决以上问题有什么帮助呢？应用效果怎么样？
姚文艺：之前我们曾建立过集中式土壤流失经验模型，可以根据经验宏观上推算出流域降雨后的产水、产沙量，这次我们建立的分布式土壤流失数学模型是从微观着手，空间上自坡面到坡沟，把流域分成20米×20米的网格，可计算出任意时刻、任意网格的产水、产沙量，数据更精细，更科学。
这次研究有四大创新点：一是首次把不同侵蚀单元的沟道、坡面侵蚀过程都完整模拟出来，揭示了坡沟系统耦合侵蚀产沙关系和草被措施对坡沟系统侵蚀产沙的影响机理，为坡沟泥沙输移过程模块建立提供了理论基础；二是能够详细模拟不同治理措施的减水减沙效果，反映出流域侵蚀产沙的水动力学过程，为流域规划、设计，水土保持综合治理减水减沙效益评价提供依据；三是模型与GIS（地理信息系统）紧密耦合，在参数提取过程中做到了模型与GIS信息双向交换与修改，实现了系统数据的灵活、高效管理；四是实现不同坡度侵蚀参数的自动提取，实时率定更新数学模型的参数，从而使每一次的预测与评价都基于最新的数据，都最切合于当前实际的地理、气候以及植被等环境条件。
目前，这项成果全部应用到了黄土高原水土流失数学模型一期工程建设中，直接为黄土高原水土流失治理的深入研究奠定了基础。我们还利用成果为湟水等流域作了水土保持规划，初步发挥了效能。
记 者：针对这个课题，下一步还将开展哪些工作？
姚文艺：该模型的建立为搭建水土保持效益评价科技平台开了个好头，打下了好的基础。黄委已给予了继续投入，使这个项目研究能延续下去。并且研究范围不仅仅局限于无定河、延河小流域内的多沙粗沙区，而是要进一步扩大覆盖面，把黄土高原不同分区的模型一个个建立起来，形成一个完整的数学模型，即黄土高原水土流失数学模型体系。到那时，不但可以科学测算黄土高原每年入黄泥沙减少量，还为科学治沙、减沙提供科学准确的依据，水沙调控计划的制定也将依赖于这套数学模型。
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