基于三维激光扫描技术的花岗岩风化土体侵蚀表面特征研究

发布时间：2017-11-17 02:26

  本文关键词：基于三维激光扫描技术的花岗岩风化土体侵蚀表面特征研究

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【摘要】：选择湖北通城花岗岩发育较典型、质地差异较大的粘壤土和砂质土为研究对象,设计室内试验小区,进行3场人工模拟降雨,利用三维激光扫描技术对土壤表面侵蚀形态的微观变化及过程进行高精度、实时监测,从形态学上探讨了土壤侵蚀过程及分布特征。结果表明:(1)三维激光扫描仪及其配套的软件能准确地测量降雨前后2个坡面的土表微域DEM。结合ArcGIS软件对DEM进一步分析,计算了降雨后土壤侵蚀体积与土壤流失量,且3场人工降雨试验测得的试验误差均低于5%。经过精度验证表明,三维激光扫描仪可应用于坡面产流产沙研究,且测算精度较高;(2)将DEM导入到ArcGIS中进行分析处理,获取了坡面侵蚀后的微地形坡度变化,分析得出高级别的坡度主要分布在坡底,说明坡底以上土体表面遭受侵蚀的面积较少,在坡底部易形成冲沟;一次降雨后粘壤土和砂质土的1,2级的栅格比例分别减少了19.26%和12.39%,说明砂质土在降雨时土壤的侵蚀速度更快。后2场降雨中侵蚀速度趋于稳定;(3)获取了坡面侵蚀后的微地形粗糙度变化,分析得出在第1场降雨中土壤含水率较小时,粘壤土粗糙度的增幅为14.29%,砂质土则为11.32%,粘壤土的增幅高于砂质土;在第2,3场降雨中土壤含水率达到饱和时,砂质土粗糙度的降幅分别为3.39%,4.24%,粘壤土则分别为3.33%,4.17%,砂质土粗糙度的下降速度较大,侵蚀速度大于粘壤土。试验定量研究了土壤侵蚀形态的微观变化,可以为花岗岩区域土壤侵蚀监测提供技术支撑。
【作者单位】： 华中农业大学资源与环境学院;
【基金】：国家自然科学基金项目“花岗岩红壤优先流及其与崩岗侵蚀发育的关系”(41571258) 国家科技支撑计划子课题项目“红壤崩岗侵蚀区农田质量保护与崩岗治理技术与示范”(2011BAD31B04) 华中农业大学国家级大学生创新创业训练计划项目“花岗岩崩岗不同层次土壤可蚀性与抗冲性对龛形成的影响”(201510504021)
【分类号】：S157.1
【正文快照】： 花岗岩风化土体粗颗粒含量较多,结构疏松,裂隙发育,力学性质受水的影响显著[1],容易发生崩岗侵蚀,产生危害[2-4]。而试验观测技术水平的高低直接影响着研究的深入,坡面土壤侵蚀时空变化在坡面土壤侵蚀研究中是一个基本而又极为重要的问题,因为坡面是侵蚀发生的最基本单元,同时

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1 颜艳;舒田;李裕荣;;三维激光扫描技术在农业中应用现状与前景展望[J];农技服务;2014年03期

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本文编号：1194528