淺談通用土壤流失方程（A=RKLSCP）在水保施工工程的應(yīng)用

【摘要】通過(guò)淺談通用土壤流失方程（A=RKLSCP）分析，應(yīng)用這個(gè)方程，可以預(yù)報(bào)在一定的土地利用和經(jīng)營(yíng)條件下一定坡度的耕地上單位面積年平均土壤侵蝕量，也可有反向應(yīng)用，先確定的允許侵蝕量設(shè)計(jì)合適的水土保持措施。

【關(guān)鍵詞】土壤流失方程；水保；應(yīng)用

目前世界通用的土壤流失方程是A=RKLSCP，這個(gè)通用土壤流失方程就是目前美國(guó)和其他一些國(guó)家應(yīng)用最廣泛的估算土壤水蝕量的通用數(shù)學(xué)模式，這個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式是由維希邁爾在總結(jié)四十多年的實(shí)驗(yàn)資料的基礎(chǔ)上，于1961年提出的，只要把六個(gè)因子值連乘就可以得出指定地塊的土壤流失量?？芍^相當(dāng)簡(jiǎn)單，然而十分重要的是它吧土壤侵蝕過(guò)程定量化了，通用土壤流失方程數(shù)學(xué)表達(dá)式是A=RKLSCP，式中：

A——單位面積多年平均土壤流失量（噸/公頃）

R——降水侵蝕力指數(shù)（或稱降水因子），等于單位降水侵蝕指標(biāo)值，以100焦耳-厘米/平方米—小時(shí)計(jì)，一般是用最大30分鐘降水強(qiáng)度與降水總能量的乘積表示的；

K——土壤可蝕性因子，對(duì)于一定土壤，等于小區(qū)上單位降雨侵蝕指標(biāo)的土壤流失率。標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)是人為選的，在美國(guó)，選用22.21米（72.6英尺）坡長(zhǎng)、5.16（9%）均勻坡度的連續(xù)休閑地作為標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)；

L——坡長(zhǎng)因子，；

S——坡度因子，在實(shí)際計(jì)算中常將L和S合成一個(gè)地形因子，以LS表示

C——植被與經(jīng)營(yíng)管理因子，

P——水土保持措施因子。

根據(jù)黑龍江省水保所研究成果，土壤侵蝕模數(shù)運(yùn)用“黑龍江省土壤流失方程”進(jìn)行計(jì)算（公式A=RKLSCP）。以地理信息平臺(tái)ArcGIS為集成環(huán)境，逐地塊提取侵蝕圖斑背景要素（面積、坡度、植被、土地利用、土壤），納入黑龍江省土壤流失方程對(duì)侵蝕模數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)推導(dǎo)。

本文以牡丹江陽(yáng)明區(qū)磨刀石鎮(zhèn)紅林小流域?yàn)槔瑏?lái)全面預(yù)報(bào)在一定的土地利用和經(jīng)營(yíng)條件下一定坡度的耕地上單位面積年平均土壤侵蝕量

經(jīng)計(jì)算，全工程區(qū)土壤侵蝕模數(shù)為2900 t/km2·a，依據(jù)《土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（SL190-2007）的規(guī)定，全區(qū)水土流失強(qiáng)度屬?gòu)?qiáng)度侵蝕

典型地塊情況

[1]示范地塊：172號(hào) 坡度8°。

[2]立地條件：5～10°坡耕地，面積4.57 hm2，土層厚度35 cm，坡向南北，坡形平整。

設(shè)計(jì)原則：

田埂斷面尺寸與埂間距采用定型設(shè)計(jì)，根據(jù)工程區(qū)氣候地理?xiàng)l件、坡形坡面特征，結(jié)合當(dāng)?shù)刂卫斫?jīng)驗(yàn)綜合確定。

埂間距應(yīng)保證其埂間坡面不發(fā)生土壤侵蝕為設(shè)計(jì)原則。理論推算以黑龍江水土流失方程為依據(jù)，結(jié)合黑土允許土壤流失量閾值及相關(guān)侵蝕背景因子的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)分析確定。

參照《土壤侵蝕分級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn) （SL 190—2007 ）》，允許土壤侵蝕量取 200t/km2.a。土壤流失方程的數(shù)學(xué)表達(dá)為：

A=RKLSCP

A—土壤侵蝕量（取 2t/hm2·a）

R—降雨侵蝕力（106J/m2 -黑龍江省降雨侵蝕R等值線圖）

K—土壤可蝕性（暗棕壤K值0.28t/hm2-實(shí)驗(yàn)分析）

C—植被因子（玉米、大豆 C=0.26-實(shí)驗(yàn)分析）

P—土壤侵蝕控制措施因子（地埂間按橫坡壟作P=0.346 -實(shí)驗(yàn)分析）

坡度坡長(zhǎng)因子計(jì)算公式為

LS= 0.0719L0.18θ1.3

L—坡長(zhǎng)因子（土壤侵蝕臨界坡長(zhǎng)）

S—坡度因子（取7.7度）

則臨界坡長(zhǎng)數(shù)學(xué)公式為

L= {A/（RKCP*0.0719*θ1.3）} 1/0.18 =28.40m

結(jié)合牡丹江市坡耕地水土流失的情況，每個(gè)壟作寬度基本是0.7m，選取40個(gè)播幅，地埂埂間距要小于臨界值L，因此地埂埂間距均采用28.00m。

田埂斷面設(shè)計(jì)

確定等高溝埂斷面尺寸

⑴溝埂的基本形式應(yīng)采取埂在上、溝在下、從埂下方開(kāi)溝取土，在溝上方筑埂，逐年加高土埂，最終變成水平梯田。

⑵埂頂寬30cm-40cm，埂高50cn-60cm，外坡1：1，內(nèi)坡1：1。

⑶當(dāng)土埂上方由于泥沙淤積導(dǎo)致容量減小時(shí)，應(yīng)及時(shí)從下方取土加高土埂，保持初修的尺寸和容量。

⑶田埂斷面設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)本地塊坡耕地坡式梯田的斷面尺寸為：土埂上寬a=0.4m，下寬b=1.38m，埂高h(yuǎn)=0.65m，田坎外側(cè)坡比1：0.5，內(nèi)側(cè)坡比1：1，安全超高0.2m，有效蓄水深h0=0.45m。

田埂施工方法

田埂修筑采用人機(jī)結(jié)合，埂下取土修筑方法，其施工程序?yàn)椋?/p>

[1]表土剝離：對(duì)作業(yè)區(qū)沿埂坎走向?qū)嵤┍硗翈顒冸x，剝離寬度3.0m（包括埂寬2.1m，埂下取土寬0.9m），剝離深度0.3～0.5m（視黑土層厚度而定）。剝離的表土集中堆置在埂坎下方待用；

[2]人機(jī)筑?。菏紫韧侠瓩C(jī)牽引筑埂犁由埂線下方向上翻土，返回時(shí)空走，若埂高不夠，再第二次從埂線下方向上翻土，直到基本達(dá)到設(shè)計(jì)埂高，此法修筑時(shí)在埂線下方，可有利于通過(guò)逐年加高土埂，使田面坡度不斷緩減，最終變成水平梯田。

[3]表土還原：將堆置表土均勻平覆在埂坎表面及埂下取土區(qū)，恢復(fù)原有的土地功能，對(duì)埂坎進(jìn)行人工整形踏實(shí)，完成筑??；

[4]植物固埂，參照植物措施的造林方法栽植固埂植物，選擇根系發(fā)達(dá)的苕條，不但起到蓄水保土護(hù)埂固埂作用，而且還提高土地利用率并得到一定的收益；

[5]修筑地中埂時(shí)，如遇到水線或洼兜時(shí)，埂子適當(dāng)加高，踩拍實(shí)成，防止沖出缺口，打成大溝，修筑方法最好采用埂下方取土法，結(jié)合耕作時(shí)向下翻土，減緩坡高，逐步形成水平梯田。

結(jié)論：

社會(huì)效益體現(xiàn)在增強(qiáng)抵御自然災(zāi)害的能力和促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步兩個(gè)方面，牡丹江市紅林工程區(qū)坡耕地水土流失綜合治理工程的實(shí)施，減輕工程區(qū)水土流失對(duì)土地的破壞，實(shí)現(xiàn)土地資源的永續(xù)利用；減輕溝道，河流的洪水危害，使流域內(nèi)的土地和居民免受洪澇災(zāi)害；增加土壤入滲，減少坡面徑流，變山洪為常流水，調(diào)節(jié)徑流量，使流域群眾能夠較好地利用水土資源；小流域田、林、路配套，相對(duì)提高地力，涵養(yǎng)水源，易于耕作，增大了防護(hù)設(shè)施，從而提高了土地生產(chǎn)率；調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)與農(nóng)村生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，使資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展走上良性循環(huán)，促進(jìn)群眾脫貧致富奔小康。提高環(huán)境質(zhì)量，緩解人地矛盾。該工程區(qū)作為一個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)單元和系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)和功能水平都得到了明顯改善，并繼續(xù)向優(yōu)化方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉運(yùn)河；《水土保持應(yīng)用技術(shù)》；1984，黑龍江省科學(xué)技術(shù)出版社。