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降雨侵蚀流失预报水土保持规划指南美国农业部农业手册537号科学教育管理局出品降雨侵蚀流失预报水土保持规划指南农业手册282号“落基山脉东部农地降雨侵蚀流失预报”的替代版本美国农业部科学教育管理局普渡农业试验站合作出品美国农业部的政策不允许任何年龄、种族、肤色、国籍、性别或宗教歧视。如果有人认为自己受到与美国农业部相关的任何行为的歧视，应立即致函华盛顿特区，农业秘书处，20250.1978年12月中文第一版译序 通用土壤流失方程（The Universal Soil Loss Equation，缩写为USLE）是美国农业部于20世纪中叶开发的一个主要用于估算农田长期平均土壤流失量的经验模型。因为这是一个经验模型，所以其外延性较差，如果在美国以外的国家和地区使用，不进行参数校正，基本谈不上预报精度。在地形比较复杂、耕作制度在较小尺度上就有较大变化、耕作和管理措施不规范的情况下，USLE几乎会丧失估算能力。总体上来说，该方程名为“通用”，实不“通用”，或者说其通用性只在美国国内，尤其是落基山脉以东地区体现。后来，美国农业部又开发了RUSLE、WEPP等新型土壤侵蚀模型，这些模型与USLE相比在技术上有了巨大的进步。但是，作为一个划时代的侵蚀模型，USLE总结了其之前土壤侵蚀科学数十年的发展成果，开辟了其之后土壤侵蚀研究的光辉道路，影响是非常深远的。时至今日，凭借其极为丰富的数据库，USLE仍然是进行土壤侵蚀及相关研究的重要工具，在很多情况下有较高的应用价值。在尚无系统的土壤流失量估算方法的地区，引入USLE的技术路线和总体架构，是构建当地的侵蚀估算模型的一个较优选择，这或许是“通用”的另一层含义吧。 USLE的开发，其基础是全美国范围内连续多年的小区水土流失观测数据，以及相关的气象、土壤、植被、农作、水文等基础数据的长期积累。对于土壤侵蚀这一学科来说，大范围内观测数据的长期积累是极其重要的。USLE的开发，还有赖于美国农业部农业研究局、土壤保持局、普渡大学等研究和工作机构的大力协作。这样的一个遍及全美国并涉及多个领域的科学项目，没有强有力的领导和各单位的通力合作是不可能完成的。USLE的开发过程对大型农业科技工程的组织管理具有极佳的借鉴意义。 USLE的开发人员是一群密切联系美国农业生产和水土保持实践的科学家和工程师，他们开发该模型的技术方案总结起来就是四个字：路线正确。USLE完全是为美国的农业生产和水土保持工作服务的，这从本手册对方程C因子的论述可以清晰地看出来。手册的表5及其副表列出了美国常用的耕作和管理制度下的C值，这些耕作和管理制度都是机械化生产条件下的制度，而且都有很强的规范性（机械化生产的规范性本来就很强，农机具的设计基本上确定了耕作和管理措施）。所以模型的使用者基本上可以从手册列出的数据中选择实际使用的耕作和管理制度所对应的C值。土壤保持局等机构还为使用者准备了方便的工作表格，进一步便利了模型的田间应用。开发人员密切联系生产实践的作风，从手册对生产中很多细节的详细描述可以反映出来，读者可以自行体会。 虽然开发路线正确，但USLE是美国人为了美国的生产实践而开发的，在使用时不能忘记这一主要的局限性。在美国以外的国家和地区，如果当地使用的耕作制度在表5中找不着，那么方程的应用就会成很大问题，因为C值无法确定。要确定一个地方各种情况下的C值，需要大量的小区观测数据，研究成本较高。本手册所给出的P值，也都是美国农场中常用的水保措施所具有的数值，不一定适用于其他国家和地区。USLE所使用的单位还是英制单位，对于使用国际单位制的人来说，总会觉得别扭（很难想象我们在科学研究中还用1尺2寸、3斗4升、老秤5斤6两等单位计数）。 由于译者水平有限，文中目前还无法确认是否准确翻译的地方加了亮黄底色，敬请各位读者不吝赐教。翻译中一定还有很多错误，也请各位读者批评指正。如果有可能，这个USLE手册中文版会在修改之后出更加完善的版本，最新版本将在译者的唯一官方博客上公布，各位读者可以在译者博客上下载最新译本。 译者官方博客地址： 英文原版下载地址： 译者：马璠 2011‐07‐20 译者声明：美国农业部537号手册英文版下载自互联网。本中文译本仅作学习交流之用，不用于任何商业目的，也不作为可引用文献。译者不保证本中文译本的正确性。若发生任何版权或学术纠纷，译者不负任何责任。摘要威斯迈尔,W.H.,及史密斯,D.D.1978.降雨侵蚀流失预报——水土保持规划指南，美国农业部，农业手册537号。通用土壤流失方程（USLE）使规划人员能够预测各种作物种植和管理措施组合与一定的土壤类型、降雨条件以及地形相结合的条件下的平均土壤侵蚀速率。当这些预测的流失量与给定的容许土壤流失量相比时，便能为将侵蚀控制在某一限度内提供指导。该方程将众多影响土壤侵蚀速率的互相联系的物理和管理因素归纳为6个主要因子，这些因子在不同地区的值可以数量化表示。半个世纪以来，许多州开展的侵蚀研究提供了很多信息，从这些信息中至少可以得到全美国范围内某一特定地块或其它较小的易蚀区域上，USLE因子的近似值。本手册中的图表让这些信息可以应用于田间。目前数据显著的局限性也得到了说明。USLE是为计算某种特定情况下由片蚀和细沟侵蚀引起的长期平均土壤流失而设计的模型。其也能应用于建筑工地及其它非农业用地，但是不能预报沉积，以及沟道、河岸和河床侵蚀产沙。关键词：水土保持措施，保护性耕作，建筑工地，作物冠层，作物种植序列，输移比，侵蚀因子，侵蚀力指数，侵蚀预报，容许侵蚀量，侵蚀力，总侵蚀量，少耕，免耕，降雨特征，降雨数据，秸秆覆盖，径流，泥沙，泥沙输移，坡面效应，水质，土壤可蚀性。美国政府印刷办公室档案处经销华盛顿特区，20402货物编号001-000-03903-2目录手册的目的…………………………………………………………………………………………………..1土壤流失方程的历史………………………………………………………………………………………..1容许土壤流失量……………………………………………………………………………………………..2土壤流失方程………………………………………………………………………………………………..3降雨和径流因子（R）………………………………………………………………………………………5降雨侵蚀力指数…………………………………………………………………………………………..5解冻和融雪的R值……………………………………………………………………………………….8土壤可蚀性因子（K）……………………………………………………………………………………...9K因子的定义……………………………………………………………………………………………..9特定土壤的K值………………………………………………………………………………………...10土壤可蚀性诺模图………………………………………………………………………………………11地形因子（LS）…………………………………………………………………………………………...13坡面因素图………………………………………………………………………………………………13坡长因素…………………………………………………………………………………………………15百分比坡度………………………………………………………………………………………………17不规则坡面………………………………………………………………………………………………17土壤类型或覆盖状况沿坡面的变化……………………………………………………………………18坡面上连续坡段土壤剥离的公式………………………………………………………………………18覆盖和管理因子（C）…………………………………………………………………………………….19C因子的定义……………………………………………………………………………………………19作物生长阶段……………………………………………………………………………………………20作物和管理因素的数量化评估…………………………………………………………………………20土壤流失比率……………………………………………………………………………………………23侵蚀力指数分布数据……………………………………………………………………………………32求取某地C值的步骤……………………………………………………………………………………35水土保持措施因子（P）…………………………………………………………………………………..41等高耕作…………………………………………………………………………………………………41等高带状种植……………………………………………………………………………………………43梯田………………………………………………………………………………………………………44土壤流失方程的应用………………………………………………………………………………………47农地土壤流失预报………………………………………………………………………………………47确定土地利用和措施组合………………………………………………………………………………50建筑工地…………………………………………………………………………………………………52估算上部坡面对流域产沙的贡献………………………………………………………………………53USLE的预报精度……………………………………………………………………………………….55参考文献……………………………………………………………………………………………………57附录…………………………………………………………………………………………………………59估算冠层和秸秆覆盖百分比……………………………………………………………………………59美国可能出现的EI值…………………………………………………………………………………..59由自记雨量计的记录计算侵蚀力指数…………………………………………………………………67向公制单位的转换………………………………………………………………………………………69表格1.—土壤侵蚀研究站土壤的K值………………………………………………………………………….102.—夏威夷10种基准土壤的土壤可蚀性因子K的近似值………………………………………………113.—特定坡长和坡度组合的地形因子LS值………………………………………………………………154.—均匀坡面上连续等长坡段相对土壤流失量的估计………………………………………………….175.—农地土壤流失量与相应的连续休闲地流失量的比率……………………………………………….245.-A.—棉花的近似土壤流失比率……………………………………………………………………285.-B.—表5中没有涉及的情况下的土壤流失比率………………………………………………….295.-C.—在作物生长阶段4，当秸秆被刈割并铺撒在地面且没有耕作的情况下的土壤流失比率..305.-D.—评估翻耕草地遗留作用的因子………………………………………………………………316.—正常发生在从1月1日到指定日期期间的EI值占年平均值的百分比。地区为图9所示区域…337.—某些雨量计所在地EI值的月际分布…………………………………………………………………338.—一个轮作周期的C值计算工作表范例………………………………………………………………..369.—建筑工地坡面的覆盖因子及坡长极限……………………………………………………………….3710.—永久性草地、牧场、闲置土地或放牧林地的C值………………………………………………..3811.—未扰动林地的C值……………………………………………………………………………………3912.—机械化整地的林地的C值…………………………