黄土高原重力侵蚀特征及敏感性分析

摘要

重力侵蚀是土壤侵蚀的主要形式，也是黄土高原的主要侵蚀类型之一。然而，重力侵蚀成因复杂，各控制因素非线性叠加，使得重力侵蚀机理研究缓慢。针对黄土高原重力侵蚀灾害严重、孕育机理不明确等突出问题，本文以延安市宝塔区为例，基于前人现场调查数据，采用GIS和RS地形数据提取方法和改进的基于增长率的敏感性分析方法，分析重力侵蚀的分布规律和重力侵蚀影响因素的敏感性。主要研究成果如下： （1）丰富和完善了改进的基于变量增长率的敏感性分析方法（RIRA）。RIRA以敏感系数绝对值较大的自变量优先，对因变量相同的各行数据进行排序和试算，得出各影响因素对拟研究物理现象的敏感性。论文中对该方法在国外其他工程中的应用做了评述，并用该方法和其他敏感性分析方法在同样的工作背景下的应用做了对比、分析。 （2）分析了重力侵蚀在规模、空间和地形地貌的分布规律。研究结果证实：1）研究区域中小型重力侵蚀发生次数较多，大型重力侵蚀发生频数较少，但大型重力侵蚀对侵蚀总量有主要的贡献；2）研究区重力侵蚀水平分布受河流分布影响，92.7%的重力侵蚀发生于距离河流距离小于3000m的范围内。重力侵蚀垂直分布集中于1000~1100m高程范围内；3）重力侵蚀易发生在阳坡。在低植被覆盖度内最易产生崩滑侵蚀，且在10%~70%植被覆盖度的区域，绝大多数重力侵蚀分布在阳坡；凸形坡重力侵蚀最易发生重力侵蚀，且平直坡和凸形坡重力侵蚀也多发生在阳坡；4）无论何种坡向，重力侵蚀在20°~30°坡度内发生最为普遍。 （3）比较了不同重力侵蚀类型对地形地貌因子变化的敏感性。研究结果证实：1）崩塌对坡度、距河流距离和植被覆盖度3个因素的变化对崩塌有更大的影响，其敏感系数分别是滑坡对上述因素敏感系数的7.6、25和60倍。滑坡对坡面曲率和高程变化更敏感，敏感系数分别是崩塌对上述因素敏感系数的3和20倍；2）植被覆盖度是崩塌和滑坡的孕育差异最大的因素，其次依次为距河流距离，高程，坡度和坡面曲率。 （4）分析了各地形地貌因子对重力侵蚀触发量的敏感性排序。研究结果证实：1）坡度对重力侵蚀总量和滑坡侵蚀量、崩塌侵蚀量的影响最大，且都呈正相关；重力侵蚀总量、滑坡侵蚀量、崩塌侵蚀量对坡度的敏感系数分别达到60.5、1616.6、89.3；2）对重力侵蚀总量和滑坡侵蚀量而言，距河流距离、高程是次重要影响因素；而对崩塌量而言，植被覆盖率、坡面曲率是次重要影响因素。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 黄土高原重力侵蚀的观测方法

1.2.2 重力侵蚀机理研究

1.2.3 RS 和 GIS 技术在侵蚀灾害研究中的应用

1.2.4 敏感性分析研究

1.3 研究内容与技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

2 重力侵蚀的原位观测和敏感性分析方法

2.1 研究区域特征

2.2 调查方法

2.2.1 重力侵蚀调查

2.2.2 RS获取植被覆盖度数据

2.2.3 GIS获取地形地貌数据

2.3 敏感性分析方法

2.3.1 计算步骤

2.3.2 比较

2.3.3 工程实例

2.4 本章小结

3 重力侵蚀分布规律分析

3.1 重力侵蚀规模分布规律

3.1.1 重力侵蚀总量规模分布

3.1.2 不同类型重力侵蚀规模分布

3.2 重力侵蚀空间分布规律

3.2.1 重力侵蚀水平分布特征

3.2.2 重力侵蚀垂直分布特征

3.3 重力侵蚀地形地貌分布规律

3.3.1 坡向与重力侵蚀分布

3.3.2 植被覆盖度与重力侵蚀分布

3.3.3 坡度与重力侵蚀分布

3.3.4 坡面曲率与重力侵蚀分布

3.4 讨论

3.5 本章小结

4 重力侵蚀的诱发机理及敏感性分析

4.1 重力侵蚀诱发因素分析

4.2 不同重力侵蚀类型对单一因素敏感性的对比

4.3 重力侵蚀对影响因素的敏感性排序

4.4 黄土重力侵蚀破坏机理分析

4.4.1 不同重力侵蚀类型的触发方式

4.4.2 重力侵蚀敏感性分析方法对比

4.4.3 重力侵蚀产生机制分析

4.5 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢

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