水土流失量估算模式
预测模型采用美国通用的水土流失程式(USLE)。
预测方程为:
A=R·K·LS·C·P
式中:A—侵蚀强度,即单位面积(hm2)单位时间(a)流失量;
R—侵蚀因子;
K—土壤因子;
LS—地形因子;
C—生物因子;
P—水土保持因子。
这个预测模型是美国农业部农业研究所经过40多年实地观察提出的。我国南方各省在该模型应用方面做了不少的工作,许多研究表明,该模型不仅适用山坡地、农地的水土流失估算,同样也适用于公路街道建设。福建省水土保持实验站和福建省农学院士化系在1991年结合我省闽东南气候、土壤、地形、植被等基本条件,对这一模型的基本参数进行计算组合确定。
⑵预测因子的确定
①侵蚀力因子R
R因子是降雨侵蚀的指标,迳流的影响也包括在内。对于常年受到降雨侵蚀的区域来说,R值大小取决于月均降雨量和年降雨量。
计算公式如下:
式中的P为年降雨量(mm),Pi为月均降雨量(mm)。
项目区域多年平均降水量为1200mm,根据计算公式可得R为196.4。
②土壤因子K
K因子反应土壤对侵蚀的敏感度;K值越大,敏感度越高,越容易受到侵蚀;K因子大小取决于土壤质地层(粘粒、粉粒、砂粒和有机质含量)。
福建省土壤可蚀性因子K取值的经验方程式为:
K=(164.80-2.31X1+0.38X2+2.26X3+1.31X4-14.67X5)×10-3
式中:
X1-细砾(3~1mm)含量,%;
X2-细沙(0.25~0.05mm)含量,%;
X3-粗粉粒(0.05~0.01mm)含量,%;
X4-细粉粒(0.01~0.005mm)含量,%;
X5-有机质含量,%;
项目建设区域,土壤类型属红壤土。综合有关资料分析,项目区水土流失预测土壤可蚀性因子K计算模式,细砾含量X1以3.2%计,细沙X2含量以25%计,粗粉粒含量以20%计,细粉粒X4含量以12%计,有机质X5含量以2%计,由此计算得K值为0.164。
根据有关资料,福建红壤区主要土壤的K值在0.038~0.284之间,因此项目区土壤计算K值为0.164是合理的。
③地形因子LS
LS是地表迳流长度与坡度的函数:
LS=(65.41Sin2S+4.56SinS+0.065)·(L/22.13)m
式中:S——坡度(度);
L——坡长(m)。
m——坡长指数,当SinS>5%,m=0.5;
3~5%,m=0.4;
1~3%,m=0.3;
<1%,m=0.2。
项目规划区域地势平均坡度1~3°,SinS=0.1392,所以m=0.3,坡长取120m,则计算可得LS为3.9。
④生物因子C
C也称植被覆盖因子,其大小与植被种类、覆盖率有关。C值选取方式见表3.6-3:
表3.6-3 各种植被覆盖率的C值
地面覆盖情况C值地面覆盖情况C值无植被裸露地1.00林木覆盖率(75-100%)0.001杂草覆盖率(90-95%)0.003林木覆盖率(40-75%)0.003杂草覆盖率(80-90%)0.01林木覆盖率(20-40%)0.01杂草覆盖率(60-80%)0.04林木覆盖率(10-20%)0.3
项目施工地段的植被将全部被清除,属无植被覆盖的裸露地,C取1.0。
⑤水土保持措施因子P
P也称侵蚀控制因子,对其取值,一般以这样规定:在工程区域内地表没有植被覆盖,P为最大值即P=1.0;施工后没有任何水土保持措施或有采取保持措施但见效不大的,P也取最大值,P最小值可取到0.01。
施工挖土是在没有植被覆盖情况下进行的,预测按没有保护措施计算,则P取最大值,即P=1.0。
⑶土壤侵蚀强度预测及结果分析
根据以上分析结果,预测模型和参数取值。根据水土流失预测方程:可计算得侵蚀强度A= 125.6吨/公倾·年。
那么总土壤侵蚀量:
式中:
Si—流失面积m2;
Ai—流失强度t/hm2;
n—流失面积数。
本项目预测把流失面积看作一整体那么n=1。流失面积等于山地占地面积为22.8hm2。由此,计算出Q=2863.68t/a。