WEPP模型（坡面版）在紫色土區(qū)域高速公路邊坡水土流失中的應(yīng)用.pdf

1、土壤侵蝕預(yù)報模型的研究能夠為水土保持監(jiān)測點的布設(shè)以及水土保持方案制定和實施提供強有力的科學支撐。水蝕預(yù)測模型WEPP作為一種基于侵蝕過程的模型，是可以對土壤水蝕有關(guān)的過程進行具體、全面描述的程序，但目前WEPP模型在國內(nèi)紫色土區(qū)域邊坡的應(yīng)用還較少，因此開展適合于紫色土區(qū)域高速公路邊坡的侵蝕預(yù)報模型研究具有現(xiàn)實意義。本文基于水蝕預(yù)報模型 WEPP坡面版，對紫色土區(qū)域高速公路邊坡在降雨作用下的水土流失情況進行了研究，并利用模型有效性ME對該

2、模型在紫色土區(qū)域的適用性進行了評價。最終將 WEPP模型坡面版應(yīng)用于梁平至忠縣高速公路在建項目中，對徑流量和產(chǎn)沙量進行預(yù)測，為水土流失監(jiān)測點的布設(shè)和水土保持措施的制定提供參考。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、匍_展土壤粒徑分析、有機質(zhì)測定、陽離子交換量測定等土壤參數(shù)的測定實驗，得到紫色土區(qū)域梁平至忠縣段紫色土壤的基本參數(shù)，土壤樣品的石粒、砂粒、粉粒、粘粒百分比分別為5.70％、34.21%、56.73%、3.36%，有機質(zhì)含量為2.44

3、8%，CEC為13.30meq/100g，通過公式計算得到WEPP模型運行所需的土壤模塊參數(shù)：反照率為0.59，初始飽和度為52.25%，細溝侵蝕參數(shù)為0.0144s/m，臨界剪切力為0.5683 Pa，有效水力傳導系數(shù)6.3461 mm/l。
　?、诮⒘诉\行WEPP模型所需要的氣候文件、土壤文件、坡面文件及作物管理文件。以萬州水土保持監(jiān)測站15°邊坡的徑流小區(qū)20次降雨侵蝕的實測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用 WEPP模型（坡面版）對紫色土

4、區(qū)域15°坡度條件下裸露坡面次徑流量、侵蝕量及多年徑流量、侵蝕量分別進行了預(yù)測，坡面的徑流量、產(chǎn)沙量的預(yù)測值與實測值的差異很小，基本分布在趨勢線y=x兩側(cè)，徑流結(jié)果的相對誤差小于30%的占80.95%，產(chǎn)沙結(jié)果的相對誤差小于30%的占42.84%，并利用模型有效性 ME（Nash-Sutcliffe Model Efficiency）對模型在紫色土區(qū)域的適用性進行了評價，徑流量、產(chǎn)沙量對應(yīng)的模型有效性ME分別為0.9288、0.7862

5、?？梢姡陬A(yù)測紫色土休閑小區(qū)單次降雨產(chǎn)沙量時，WEPP模型的模擬精度要低于對徑流量的模擬精度，但預(yù)測值與實測值仍能呈現(xiàn)出相同的變化趨勢，能夠在一定程度上反映單次降雨對徑流小區(qū)造成的侵蝕作用。WEPP模型坡面版在紫色土區(qū)域具有一定的適用性。
　?、劾?WEPP模型對不同坡度、管理方式下坡面的單次徑流量、單次產(chǎn)沙量以及多年徑流量、多年產(chǎn)沙量進行預(yù)測，并對徑流量、產(chǎn)沙量隨坡度的變化規(guī)律進行分析。在單次降雨過程的參數(shù)保持不變的條件下，坡

6、度對徑流量影響不大。產(chǎn)沙量隨坡度的增加呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢，臨界坡度為55°，在15°～55°間產(chǎn)沙量逐漸增大，55°～70°間產(chǎn)沙量逐漸減少。產(chǎn)沙量增幅排序為：R5，10>R10，15>R15，20>……>R65，70。另外，坡面植被能夠降低降雨對坡面的直接濺蝕，緩沖綠化帶對徑流攜帶的土壤顆粒有攔截作用，從而減小徑流量和產(chǎn)沙量，起到水土保持的作用。對降雨過程的參數(shù)進行敏感性分析，得到敏感性排序：降雨量>最大雨強>降雨歷時>達到最