基于水蚀预报模型的黄土高原水平阶减流阻蚀效应模拟

黄土高原是我国土壤侵蚀最严重的地区，如何合理开展坡改梯工程对防治水土流失具有重要意义。本研究应用WEPP模型模拟坡面尺度降雨-侵蚀过程，模拟分析径流小区（10 m坡长）在不同坡度的水土流失特征和二阶、三阶水平阶在不同台面宽度（1，1.5，2 m）的减流阻蚀效应。结果表明：1）坡面尺度上，径流量和侵蚀量随坡度增加而增加。坡度达到20°时，径流量随坡度增加保持稳定，产沙量增加趋势渐缓；2）与坡面小区对比，二阶和三阶水平阶随台宽增加对地表径流调控率分别从6.5%增加到61.2%，从10.1%增加到69.7%；二阶水平阶在中（1.0 mm/min）、大（1.5 mm/min）雨强下，台面宽度大于1.5 m时产沙量小于坡面，泥沙调控率从1.1%增加到68.8%，三阶水平阶泥沙调控率从1.4%增加到82.3%；3）依据单位台宽减沙量，合理设计水平阶，使其减沙效益最大化。小雨强（0.5 mm/min）时，二阶、三阶水平阶的台面宽度达到1.5 m和1 m时可发挥优良的水土保持效果；中雨强（1.0 mm/min）时，台宽1.5 m的三阶水平阶效果最佳；大雨强（1.5 mm/min）时，则以2 m台宽的三阶水平阶效果更好。应用WEPP模型为定量评价工程措施的水土保持效益提供技术支撑