基于三维重建技术的坡面细沟侵蚀演变过程研究

• 作者: 冯喆 刘勃洋 吴淑芳 孙立全 郭慧莉 钱阔 雷琪
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 土壤 侵蚀 照片重建 人工模拟降雨试验 细沟侵蚀 演化过程
• 年，卷（期）: 2019,（9）
• 所属期刊栏目: 农业水土工程
• 页码范围: 114-120
• 页数: 7页
• 分类号: S157
• 字数: 6333字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2019.09.014

摘要

作为黄土高原地区沟头溯源侵蚀和水流汇集发源地的梁峁坡面,在强降雨下其产流产沙对沟缘线以下坡面及沟道侵蚀有着重大影响.该研究根据野外实地考查构建5°～35°变坡段实体模型,进行6场间歇性人工模拟降雨试验,并借助基于三维重建技术的PhotoScan软件获取坡面DEM,将其侵蚀演化过程进行图形化、数字化,定性定量揭示其侵蚀形态演变特征.研究表明:1)梁峁坡面细沟侵蚀历经4个阶段:面蚀阶段,即产生一系列呈串珠状分布的侵蚀跌坑,宽度5～9 cm,深度1～4 cm;细沟形成阶段,由面蚀所产生的微小跌坑在径流作用下长、宽、深均不断增大,最大分别达到266、7.6、13.8 cm;细沟网形成阶段,细沟出现分叉及联通,有明显流路;小切沟形成阶段,伴随沟壁崩塌、沟壁加宽和沟底下切,最大沟长及最大沟深较细沟形成时增大3倍以上.2)对比次降雨过程基于三维建模所计算侵蚀量与实测侵蚀量,第1场降雨试验因地表疏松颗粒较多导致实测侵蚀量比建模计算侵蚀量大而引起较大偏差(20.82％),其他场次偏差均在10％左右或以下,总体来说,该技术可以较好地应用于侵蚀发育过程的研究.该研究实现侵蚀演变关键过程图形化、数字化,有助于人们定性、定量了解和认识梁峁坡面侵蚀过程,且对于创新侵蚀过程研究方法亦具有实践指导价值.