黄土丘陵沟壑区浅沟发育动态监测与形态定量研究

基于测尺法对野外浅沟发育过程进行长历时动态监测,并结合三维激光扫描和立体摄影测量技术,定量刻画了坡面浅沟集水区3条具有不同上方汇水面积的浅沟形态,揭示了浅沟发育动态变化过程,建立了浅沟沟槽跌坎间距与坡度的关系。结果表明:在2003—2015年观测期间,上方汇水面积分别增加34. 8%和159. 6%时,浅沟长度分别增加39. 6%和138. 8%,沟槽平均宽度分别增加19. 7%和75. 3%,沟槽平均深度分别增加32. 4%和71. 4%,说明上方汇水面积对浅沟发育具有重要影响。浅沟形态监测表明,与2003年相比,2015年3条浅沟长度分别增加26. 4%、12. 1%、29. 4%,增加速率分别为0. 82、0. 55、0. 52 m/a;浅沟沟槽断面面积分别增加22. 5%、65. 1%、45. 9%,增加速率分别为5. 0、15. 8、4. 1 cm~2/a。浅沟集水区春季的横向犁耕将沟槽两侧的表层土壤带入沟槽,使得沟槽两侧坡面高度每年平均下降2 cm;浅沟沟槽宽度和深度随坡长呈先增大后减小的趋势,且在距坡底约20 m处达到最大值。70%的浅沟沟槽跌坎间距均分布在10～25 cm之间。浅沟沟槽坡度主要分布在15°～40°之间,跌坎间距和坡度呈负指数关系。研究结果可为浅沟侵蚀防治提供科学依据。

Dynamic Monitoring of Ephemeral Gully Development and Its Morphology Quantification in Loess Hilly-gully Region