模型黄土高原建设的技术路线

<P>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巨大。错综复杂的自然条件很难准确、全面地模拟。不可能将其作为一个整体建立模型，进行研究。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，首先必须在不同类型区选择典型，建立模型，研究水土流失和水土保持的机理，然后通过扩大试验区，采集相关数据，将区域外延，进而建立黄土高原模型群（体系）。


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<P>一、总体技术路线
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<P>模型黄土高原建设的技术路线是：通过建立野外不同空间尺度的天然降雨原型小流域观测、建立野外人工降雨实体小流域模型和室内人工降雨比尺模型，结合遥感技术和地理信息系统，采用实体模拟理论和技术、测控技术和信息技术，把水土流失和水土保持重大的理论与技术问题体现在相关物理模型上，通过对物理模型的试验（复演、模拟、试验）与观测，研究解决这些问题的理论和方法。
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<P><img src="http://www.eco-yellowriver.org.cn/upload/htmleditor//mxlx2.jpg"></P>
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<P>在土壤侵蚀规律的研究上，首先进行小区内部侵蚀过程的观测与研究，以揭示侵蚀机理，为小流域侵蚀研究打基础；其次结合地理信息系统和数学工具，研究小流域的侵蚀机理；第三，通过扩大试验区，结合遥感技术，在黄土高原各类型区采集数据，构建区域侵蚀预报模型。
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<P>在水土保持治理模式和治理效益的研究上，主要采取对原型小流域的观测、监测，分析不同治理措施的功能，研究不同措施组合的效益，提出各类型区适宜的治理模式。
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<P>具体实施上，依托黄委三个水保试验站，开展原型观测；近期在西峰水保站建立实体模型；同时在黄委水科院建立比尺模型。
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二、实体模型建设技术路线


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由于小流域土壤侵蚀机理和过程十分复杂，为了保证模型建设和试验研究的顺利实施，实体模型建设将按照“先简单，后复杂；先单因子，后多因子；先线性，后非线性；从小到大，循序渐进”的技术路线逐步实施。具体做法是：将实体模型分解成标准径流小区、全坡面小区、微集水区、小流域四步进行建设。先进行小区单因子试验研究，再进行全坡面试验，然后进行微集水区（微流域）多因子试验，最后进行小流域多因子、非线性试验研究。
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<P 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 18pt; LINE-HEIGHT: 150%; mso-char-indent-count: 2.0">二、实体模型建设技术路线<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 18pt; LINE-HEIGHT: 150%; mso-char-indent-count: 2.0">由于小流域土壤侵蚀机理和过程十分复杂，为了保证模型建设和试验研究的顺利实施，实体模型建设将按照“先简单，后复杂；先单因子，后多因子；先线性，后非线性；从小到大，循序渐进”的技术路线逐步实施。具体做法是：将实体模型分解成标准径流小区、全坡面小区、微集水区、小流域四步进行建设。先进行小区单因子试验研究，再进行全坡面试验，然后进行微集水区（微流域）多因子试验，最后进行小流域多因子、非线性试验研究。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 18pt; LINE-HEIGHT: 150%; mso-char-indent-count: 2.0">三、大规模人工降雨设备研制设想<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 18pt; LINE-HEIGHT: 150%; mso-char-indent-count: 2.0">对于小流域人工降雨装置，初步考虑有三种备选方案：<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 18pt; LINE-HEIGHT: 150%; mso-char-indent-count: 2.0">一是地面铺设式（见动画示意图）。即将目前采用的下喷式人工降雨装置在距离地面10m的高度内铺设。相当于现有装置的机械扩展。该方案优点是装置在技术上较成熟，不需要再进行率定；缺点是小流域地面高低不平，架设存在一定难度，同时装置的支架和管线林立，对地面干扰较大，影响试验观测。<p></p></P><P 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 18pt; LINE-HEIGHT: 150%; mso-char-indent-count: 2.0" align=center><p> <img src="http://www.eco-yellowriver.org.cn/upload/htmleditor//jy01.gif"></p><p> </p></P><P 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 18pt; LINE-HEIGHT: 150%; mso-char-indent-count: 2.0">二是高空悬挂式（见动画示意图）。在小流域两侧的山梁上架设钢索，将降雨喷头悬挂其上。该装置的最小高度要满足两侧山梁顶部的降雨要求。该方案的优点是将现有装置机械高移，可以直接建设，装置对地面没有干扰，缺点是架设难度较大，且高空水分蒸发损失较大，需要重新率定。</P><P 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 18pt; LINE-HEIGHT: 150%; mso-char-indent-count: 2.0"> </P><P 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 18pt; LINE-HEIGHT: 150%; mso-char-indent-count: 2.0"> <img src="http://www.eco-yellowriver.org.cn/upload/htmleditor//0_jy02.gif"></P><P 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 18pt; LINE-HEIGHT: 150%; mso-char-indent-count: 2.0" align=center><p></p></P><P 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 18pt; LINE-HEIGHT: 150%; mso-char-indent-count: 2.0" align=center><p> </p><p> </p></P><P 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 18pt; LINE-HEIGHT: 150%; mso-char-indent-count: 2.0">三是高空喷射式（见动画示意图）。在两侧山梁上架设不同口径、不同压力的高压喷头，相对均匀喷洒，实现降雨要求。该方案的优点是架设相对简单，但装置没有先例，需要从头研制，且高空喷洒水分蒸发量大。</P><P 0cm 0cm 0pt; TEXT-INDENT: 18pt; LINE-HEIGHT: 150%; mso-char-indent-count: 2.0" align=center><img src="http://www.eco-yellowriver.org.cn/upload/htmleditor//jy03.gif"><p></p></P>