沟坡重力侵蚀的定量观测方法

摘要

重力侵蚀的定量观测是沟坡侵蚀产沙研究中亟待突破的"瓶颈"问题。采用MX-2010-G型地貌仪实时监测降雨模拟试验中沟坡地形的动态变化,并在ArcGIS软件中赋值形成三维立体图,进而可提供坡体的体积、投影面积和各点坐标等参数;重力侵蚀发生前、后瞬间坡体的体积差,就是该次重力侵蚀量。然后,对观测仪器和方法进行率定和验证:①采用常规观测方法以及地貌仪观测方法,测量同一坡体的体积,以验证地貌仪的精确性;②采用地貌仪观测沟坡重力侵蚀试验过程中历次重力侵蚀量,并将其与试验过程进行对比分析,以验证观测结果的合理性;③任取3次试验过程数据,分别让两组不同试验人员进行重力侵蚀事件筛选和处理,比较2组处理结果的差异,以验证数据处理方法的可靠性。试验结果表明:①对于5组不同坡度、体积约为24 000 cm3的沟坡模型,地貌仪测量的体积相对误差可以控制在±10%以内,其中绝对值最大相对误差为9.0%,绝对值最小误差为0.4%;②地貌仪测量到的重力侵蚀量变化过程与试验中直观观测记录的侵蚀现象基本一致;③对于同一沟坡侵蚀过程,两组数据处理的重力侵蚀量相对误差都在10%以内。综合分析表明,该观测仪器和观测方法能够对模拟降雨中沟坡重力侵蚀进行较准确的定量观测。