基于三维激光扫描技术的喀斯特地表微地形特征及其侵蚀响应

摘要

为了探究喀斯特黄壤坡面微地形变化特征及其与土壤侵蚀的关系,基于人工模拟降雨试验,结合三维激光扫描技术,分析了坡面地表粗糙度和坑洼体积的变化特征及其与土壤侵蚀的响应关系。小区坡度25°,共有3种雨强(30,60,90 mm/h)和4种块石出露度(0,5.4%,13.1%,42.9%)处理。结果表明:(1)坡面块石出露在小雨强下(30 mm/h)可明显促进产流,产流时间较裸土坡面提前18.0%~57.2%,但大雨强下的影响被弱化。产流产沙随块石出露度的增大呈先增后减,最大值处块石出露度在小雨强和大雨强下分别为5.4%~13.1%和13.1%~42.9%。(2)裸土坡面地表粗糙度和坑洼蓄积量由坡上到坡下呈递增趋势,而块石出露坡面地表粗糙度沿坡面的分布规律不明显,坑洼蓄积量总体上也表现为由坡上到坡下逐渐增大。相同雨强下,块石出露坡面地表粗糙度较雨前的变幅大于裸土坡面,坑洼蓄积量较雨前增大的倍数随块石出露度的增大而减小。(3)当块石出露度小于42.9%时,坑洼体积与产流率、产沙率有良好的线性关系。地表微地形因子可作为侵蚀结果预测的重要参数,也可为特大暴雨事件中漏测数据的补充提供理论基础。