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如何利用RULSE模型计算土壤侵蚀?

发布于:2022-11-04 10:29:04 来自:水利工程/水土保持 [复制转发]


     
     

土壤侵蚀模型

——RULSE



其实不同的文章里用到的小处理细节不尽相同,所以,这一套公式仅供参考……

? 计算公式如下:

A = R * K * LS * C * P

其中A为计算出的土壤侵蚀模数(t/(km2*a)),其余因子在后边介绍。

? R为降雨侵蚀力因子

((MJ*mm)/(km2*MJ*mm))

降雨是导致土壤侵蚀的主要驱动因素,主要表现为雨滴击溅和径流剥蚀的形式,采用日降雨量拟合模拟来估算降雨侵蚀力,通过半月侵蚀力的累加得到年侵蚀力,公式如下:

 

其中,k为某半个月内的侵蚀性降雨天数,Pk为第k天的日降雨量,要求Pk≥12mm才记为有效,除此之外,α和β为模型的特定参数,也有一套计算公式,如下,式中pd12为日雨量12mm以上的日平均降雨量;py12为日雨量12mm以上的年平均降雨量。

 


? K为土壤可蚀性因子

((t*acre*h)/(100*acre*tf*tanf*in))

土壤是土壤侵蚀的本体,而土壤可蚀性因子是表征土壤性质对侵蚀敏感程度的指标,即不同土壤的K是不同的,计算需要用到EPIC土壤可蚀性计算模型,公式极其复杂:

 

由于美制单位要改为国际制单位((t*km2*h)/(km2*MJ*mm)),所以需要用0.1317进行修正,其中SAN、SIL、CLA和C分别为砂粒(0.050~2.000mm)、粉粒(0.002~0.050mm)、粘粒(<0.002mm)和有机质含量(%),SN1=1-SN/100(这个具体是什么作者没说,再看看别的文献)


? LS为坡长坡度因子

这里考虑到了地形因素对土壤侵蚀的影响,可以计算实测值或者使用DEM数据进行提取,计算公式为:

 

S为坡度系数,L为坡长系数,其中θ为DEM提出的坡度值,λ为DEM提取的坡长值,这个公式适用于南方丘陵山区,因此评价其他区域时需要对其进行修正,坡度和坡长系数的修正如下,其中α为坡度坡长因子,β为细沟侵蚀和面蚀的比值

 
 


? C为植被覆盖与管理因子(0-1)

在相同条件下,有植被覆盖或者实施田间管理的土地土壤流失量与同等条件下的净耕地的土壤流失量之比,能反映植被和管理措施对土壤流失的干预作用。由于植被覆盖度越高,因子越小,所以可以采用NDVI进行计算,公式如下:

 

f为植被覆盖度,C为植被覆盖与管理因子,NDVI为归一化植被指数,就这么算。


? P为水土保持措施因子

是指采取水土保持措施后土壤流失量与顺坡种植时土壤流失量的比值,介于0-1之间,参考游松财等、许月卿等对不同的土地利用类型的P进行赋值。

    

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