沟蚀发生的地貌临界理论计算中数据获取方法及应用
发布时间：2021-03-27 15:56
沟蚀发生是一种地貌临界现象,与沟头处局地坡度及上方汇水面积有关,而沟蚀发生地貌临界理论能够预测沟头可能发生的位置。该文从沟蚀发生地貌临界理论起源、数据获取方式、参数计算方法、影响因素及应用等方面综合评述了该理论的发展及近年来国内外的有关研究。数据获取方式主要包括野外实测、高清遥感影像及地形图测量。参数计算方法包括目视（下限值）法、正交回归（95%置信区间下限）、正交回归（下限值）及分位数回归等。相对剪切力指数值反映区域主要的沟蚀发生机制,临界常数值反映当前特定外界环境下的沟蚀发生临界条件。将相对剪切力指数固定后,临界常数的时间序列变化能够表征外界环境改变对沟蚀发生的影响。人类活动改变了沟头上方汇流环境,进而影响临界条件。沟蚀发生地貌临界理论可获取沟道侵蚀风险较大的区域,为沟道侵蚀防治措施布设提供参考。结合高分辨率地形图,增加表征人类活动影响汇流过程的参数能够丰富沟蚀发生地貌临界理论。该理论与已有沟道侵蚀发展模型结合,可将沟头发生位置和沟道发展过程统一,促进沟道侵蚀全过程的模拟。
【文章来源】：农业工程学报. 2019,35(18)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
沟蚀发生地貌临界条件注：A'为上方汇水面积，hm2；S为局地坡度
?Ｊ?；?于径流剪切力公式，该方程融合了S和A'，建立了沟蚀发生临界剪切力与S、A'关系。k=Гcr/cγ及b=rf简化[16]为S·A'b=k（3）式中b为相对剪切力指数，等于双对数坐标系内临界直线斜率的负值，与沟蚀发生机制有关。k为临界常数，与当地降雨、植被、土地利用等外界因素有关。活跃与非活跃侵蚀沟位于阈值线的上方和下方（图2）。此外，Montgomery等[17-18]从理论上研究了缓坡超渗产流、蓄满产流、渗流及陡坡上薄层崩塌的沟蚀发生临界条件（图3）。这几种沟蚀发生机制作用下形成的侵蚀沟可基本囊括不同坡度、地表覆盖和扰动类型下的人为加速沟道侵蚀类型。注：A'为上方汇水面积，hm2；S为局地坡度，m·m-1。Note:A',catchmentarea,hm2;S,localslopeofsoilsurfaceatgullyhead,m·m-1.图2沟蚀发生地貌临界条件Fig.2Topographicthresholdofgullyinitiation图3不同沟蚀生成条件下的临界条件[17-18]Fig.3Topographicthresholdofdifferentgullyinitiation[17-18]2数据采集方法由于沟蚀发生地貌临界理论研究的是一定区域内沟道发生的S-A'统计规律，需要大量的（数十条或更多）侵蚀沟头上方S与A'样本，因此野外实测、大比例尺地图和遥感影像提取是获取数据的主要方法。S值是影响沟蚀发生临界条件分析准确度的主要因素，而野外实测能够准确判断沟头位置，可信度较高。因此，在侵蚀性降雨后对新生成沟头局地坡度及汇水面积开展测量是较为准确的[19]。然而，实测方法费时费力，导致基于该方法开展沟蚀发生临界条件的研究相对较少。大比例尺地形图与遥感影像结合的方法能够快速获取S与A'的现势及历
【参考文献】：
期刊论文
[1]南方红壤丘陵区马尾松人工林地浅沟形态特征[J]. 杨文利,朱平宗,赵建民,黄国敏,闫靖坤,陈宝生. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2019(08)
[2]沟道侵蚀的多样性和发生过程及研究展望[J]. 刘晓冰,张兴义. 土壤与作物. 2018(02)
[3]土壤侵蚀研究中的景观连通度:概念、作用及定量[J]. 刘宇. 地理研究. 2016(01)
[4]细沟形成对坡面产流产沙过程的影响[J]. 和继军,宫辉力,李小娟,蔡强国. 水科学进展. 2014(01)
[5]东北漫岗黑土区防护林带分布对浅沟侵蚀的影响[J]. 苏子龙,崔明,范昊明. 水土保持研究. 2012(03)
[6]不同耕作措施对黑土坡耕地土壤侵蚀的影响[J]. 宋玥,张忠学. 水土保持研究. 2011(02)
[7]基于RS和GIS的黄土丘陵沟壑区浅沟侵蚀地形特征研究[J]. 秦伟,朱清科,赵磊磊,邝高明. 农业工程学报. 2010(06)
[8]黄土高原丘陵沟壑区小流域浅沟和切沟侵蚀区的界定[J]. 李斌兵,郑粉莉,张鹏. 水土保持通报. 2008(05)
[9]东北漫岗黑土区地形因子对浅沟侵蚀的影响分析[J]. 张永光,伍永秋,刘洪鹄,刘宝元. 水土保持学报. 2007(01)
[10]东北漫川漫岗黑土区浅沟和切沟发生的地貌临界模型探讨[J]. 胡刚,伍永秋,刘宝元,张永光,魏欣. 地理科学. 2006(04)
博士论文
[1]基于“3S”技术的沟蚀研究方法构建与应用[D]. 何福红.中国农业科学院 2006
本文编号：3103782
【文章来源】：农业工程学报. 2019,35(18)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
沟蚀发生地貌临界条件注：A'为上方汇水面积，hm2；S为局地坡度
?Ｊ?；?于径流剪切力公式，该方程融合了S和A'，建立了沟蚀发生临界剪切力与S、A'关系。k=Гcr/cγ及b=rf简化[16]为S·A'b=k（3）式中b为相对剪切力指数，等于双对数坐标系内临界直线斜率的负值，与沟蚀发生机制有关。k为临界常数，与当地降雨、植被、土地利用等外界因素有关。活跃与非活跃侵蚀沟位于阈值线的上方和下方（图2）。此外，Montgomery等[17-18]从理论上研究了缓坡超渗产流、蓄满产流、渗流及陡坡上薄层崩塌的沟蚀发生临界条件（图3）。这几种沟蚀发生机制作用下形成的侵蚀沟可基本囊括不同坡度、地表覆盖和扰动类型下的人为加速沟道侵蚀类型。注：A'为上方汇水面积，hm2；S为局地坡度，m·m-1。Note:A',catchmentarea,hm2;S,localslopeofsoilsurfaceatgullyhead,m·m-1.图2沟蚀发生地貌临界条件Fig.2Topographicthresholdofgullyinitiation图3不同沟蚀生成条件下的临界条件[17-18]Fig.3Topographicthresholdofdifferentgullyinitiation[17-18]2数据采集方法由于沟蚀发生地貌临界理论研究的是一定区域内沟道发生的S-A'统计规律，需要大量的（数十条或更多）侵蚀沟头上方S与A'样本，因此野外实测、大比例尺地图和遥感影像提取是获取数据的主要方法。S值是影响沟蚀发生临界条件分析准确度的主要因素，而野外实测能够准确判断沟头位置，可信度较高。因此，在侵蚀性降雨后对新生成沟头局地坡度及汇水面积开展测量是较为准确的[19]。然而，实测方法费时费力，导致基于该方法开展沟蚀发生临界条件的研究相对较少。大比例尺地形图与遥感影像结合的方法能够快速获取S与A'的现势及历
【参考文献】：
期刊论文
[1]南方红壤丘陵区马尾松人工林地浅沟形态特征[J]. 杨文利,朱平宗,赵建民,黄国敏,闫靖坤,陈宝生. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2019(08)
[2]沟道侵蚀的多样性和发生过程及研究展望[J]. 刘晓冰,张兴义. 土壤与作物. 2018(02)
[3]土壤侵蚀研究中的景观连通度:概念、作用及定量[J]. 刘宇. 地理研究. 2016(01)
[4]细沟形成对坡面产流产沙过程的影响[J]. 和继军,宫辉力,李小娟,蔡强国. 水科学进展. 2014(01)
[5]东北漫岗黑土区防护林带分布对浅沟侵蚀的影响[J]. 苏子龙,崔明,范昊明. 水土保持研究. 2012(03)
[6]不同耕作措施对黑土坡耕地土壤侵蚀的影响[J]. 宋玥,张忠学. 水土保持研究. 2011(02)
[7]基于RS和GIS的黄土丘陵沟壑区浅沟侵蚀地形特征研究[J]. 秦伟,朱清科,赵磊磊,邝高明. 农业工程学报. 2010(06)
[8]黄土高原丘陵沟壑区小流域浅沟和切沟侵蚀区的界定[J]. 李斌兵,郑粉莉,张鹏. 水土保持通报. 2008(05)
[9]东北漫岗黑土区地形因子对浅沟侵蚀的影响分析[J]. 张永光,伍永秋,刘洪鹄,刘宝元. 水土保持学报. 2007(01)
[10]东北漫川漫岗黑土区浅沟和切沟发生的地貌临界模型探讨[J]. 胡刚,伍永秋,刘宝元,张永光,魏欣. 地理科学. 2006(04)
博士论文
[1]基于“3S”技术的沟蚀研究方法构建与应用[D]. 何福红.中国农业科学院 2006
本文编号：3103782
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/zrdllw/3103782.html
