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水 利 学 报

2021 年 1 月 SHUILI XUEBAO 第 52 卷 第 1 期

文章编号：0559-9350（2021）01-0120-08

EUROSEM 模型对晋西黄绵土坡面侵蚀过程的模拟应用

王奇花 ，高玉凤 ，田 沉 ，李梦瑶 ，付兴涛 1
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（1. 太原理工大学 水利科学与工程学院，山西 太原 030024；2. 山西省水土保持科学研究所，山西 太原 030013）
摘要：晋西黄绵土坡面因其土壤、降雨等条件极易造成严重水土流失，本文基于不同坡长（2、3、4 m）与雨强
（60、90、120 mm/h）组合方式下的野外人工模拟降雨试验，应用 EUROSEM 模型对坡面径流侵蚀过程及产流产沙
总量进行模拟，通过对比分析模拟值与实测值，评价该模型对晋西黄绵土坡面土壤侵蚀过程的模拟效果及在该区
的适用性。结果表明：坡长、雨强与产流产沙总量均为正相关关系，雨强对其影响较坡长大，但二者之间具有制
约作用，偏相关分析显示当二者单独作用于产流产沙总量时，相关性均增大，且坡长与产流产沙总量的相关性明
显较共同作用时增大；模型模拟产流率峰值出现时间与实测值稍有偏差，而模拟产沙率峰值首次出现时间较实测
值提前了约 5 min；当雨强大于 60 mm/h，坡长由 3 m 延长至 4 m 时，产流产沙总量实测增量较 2 m 延长至 3 m 减
小，而 4 m 坡长条件下，产流产沙总量模拟值几乎均大于实测值。总体而言，EUROSEM 模型在晋西黄绵土坡面
上有较好的适用性，模型对产流过程的模拟较产沙过程更为准确，产流产沙总量的模型模拟值与实测值间相对误
差 RE 在许可范围之内，效率系数 ME 分别为 0.978、0.974。
关键词：EUROSEM 模型；黄绵土；坡长；雨强；产流；产沙
中图分类号：S157.1 文献标识码：A doi：10.13243/j.cnki.slxb.20200027

1 研究背景

晋西梁峁交错、沟壑纵横、呈现支离破碎的地貌景观，加之沟坡陡峭、土壤特殊（离石黄土以粉砂
为主，质地疏松，遇水易溶解、崩塌）、植被稀疏、夏季多短历时大强度暴雨，极易形成地表径流并造
成严重的水土流失。以往晋西的研究主要采用小流域径流场、径流小区实测等方法且多集中于侵蚀程
度的时段性变化、沟坡侵蚀方式演化及水土保持措施的效益分析等方面 ［1-2］ ，就土壤侵蚀风险评估方面
研究相对较少，而准确预测产流产沙率，从而选择合理的水土保持措施对该区水土流失治理尤为重要。
［3］
土壤侵蚀模型作为预报水土流失、指导水土保持措施配置的有效工具 ，是土壤侵蚀学科的前沿
领域和土壤侵蚀过程定量研究的有效手段。国外许多土壤侵蚀模型被运用于黄土高原土壤侵蚀过程
研究，国内学者也在总结国外土壤侵蚀模型研究成果的基础上，开发出了有针对性的土壤侵蚀模
型。总体来看，CSLE、Zheng 等经验统计模型 ［4-5］ 模拟精度虽高，但不能对侵蚀过程做出理论性解
［6］
释；物理成因模型 DYRIM 可以进行气候变化与土地情景分析，但输入数据复杂；Yang 等 ［7-8］ 考虑了沟
道侵蚀，却分别存在不考虑河道淤积和预测精度不高且模拟结果不稳定的问题；WEPP 和 EUROSEM 模
型能够较好地长时间预测径流泥沙量 ［9-10］ ，但 Centeri 等 ［11］ 通过将 WEPP、EUROSEM 和 MEDRUSH 模型
模拟结果与人工模拟降雨试验实测数据对比发现，3 个模型的有效性均随土壤基本性质的变化而变化，
且统计分析表明 EUROSEM 较 WEPP 与 MEDRUSH 模型在估计土壤流失方面较为突出。
EUROSEM 和 WEPP 模型均是在坡面径流小区观测资料基础上发展起来的，主要用于模拟和预测

收稿日期：2020-01-15；网络首发时间：2020-12-04
网络首发地址：http：/kns.cnki.net/kcms/detail/11.1882.TV.20201203.1540.002.html
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基金项目：国家自然科学基金项目（51309173）；山西省水利科学技术研究与推广项目（201820）
作者简介：王奇花（1996-），硕士生，主要从事水文与水资源的研究。E-mail：tyutwangqihua@163.com
通讯作者：付兴涛（1982-），博士，副教授，主要从事土壤侵蚀与水土保持、水资源利用与保护研究。E-mail：fuxingtao@tyut.edu.cn
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