(三)模型黄土高原建设内容
根据模型黄土高原建设的总体目标,模型黄土高原建设主要由野外试验模型和室内模型组成。具体包括三方面建设内容:野外原型小流域观测(简称“原型观测”)、野外实体小流域模型(简称“实体模型”)、室内比尺模型(简称“比尺模型”)。
1、原型观测
原型观测是在黄土高原不同类型区选择有代表性的小流域,布设水文、气象和水土保持观测设施,采集天然降雨条件下的水土流失和水土保持相关数据而建立的野外物理模型。
原型观测是以小流域为单元,对不同类型区、不同流域、不同地形地貌的观测(监测)。其主要特点是天然降雨(自然因素)加天然(原始)地形地貌。
原型观测解决的主要问题是探索不同水土流失区的水土流失规律,对水土保持效益进行定量分析。
原型观测实现的目标是通过对不同水土流失类型区典型区域的长系列观测,建立起不同水土流失类型区的数学模型。
原型观测的优点是全面、准确,能够较好地反映实际情况。但由于工作涉及的范围广、类型区多,积累观测资料需要的时间长,出成果慢,需要的人力也相对较多。
2、实体模型
实体模型是在黄土高原不同类型区选择有代表性的小流域,布设水文、水土保持观测设施,通过人工降雨试验,采集水土流失和水土保持相关数据而建立的野外物理模型。该模型的面积拟选择0.1-1km2左右。
实体模型由按照一定的要求和地形条件建造的人工模拟降雨系统和天然的、原型的下垫面组成。
实体模型主要是解决原型观测受天然降雨等自然条件制约的问题,以在较短的时间内,通过人工降雨,摸清典型区域的水土流失、侵蚀规律,进行水土保持机理、理论的研究,确定合理的水保措施工程布局,建立水土保持效益定量分析指标体系等。
实体模型所实现的目标是建立起不同水土流失类型区典型区域的实地模型及野外水土保持基础研究和效益监测评价平台。
实体模型的优点是能够在较短的时间内探索水土流失规律,解决水土保持措施配置、工程布局等问题,取得的成果较准确、具有较高的推广价值。但模拟的自然条件需进一步论证和研究,建设实体模型的工程量较大。
3、比尺模型
比尺模型就是室内(实验室)物理模型,也就是将野外某一典型小流域或区域,按照一定比例缩小,建成物理模型放到实验室。其特点是人工模拟降雨(人工模拟降雨系统)再加上人工模拟的地形地貌(人工地形模型)。
比尺模型解决的问题主要是通过模型对其原型所反映的自然现象进行反演、预测、模拟和试验,从而揭示其原型的水土流失规律,研究水土保持的理论问题。
比尺模型所实现的目标是建立起一定数量、反映不同水土流失类型的典型物理模型(包括人工模拟的降雨系统和下垫面等)及室内水土保持基础研究基地。
比尺模型的优点是建模快,研究过程周期短、直观,对典型流域(区域)的研究较全面、系统,且能够对其演变过程进行反演和预测。缺点是和实际自然状况相差大,准确性较差,且投资较大。
原型观测、实体模型和比尺模型构成“模型黄土高原”的有机整体,三者功能不同,相互联系,相互印证,相互补充。同时,将结合遥感技术(RS)和地理信息系统(GIS)构建区域数学模型。