[01762014]干热河谷生态退化区临时性侵蚀沟监测与控制关键技术研究

干热河谷地区是我国水土流失最为严重的地区之一,严重的沟道侵蚀造成了生境破碎化、土地生产力下降、河流泥沙淤积等。临时性侵蚀沟极其活跃,是区域土壤侵蚀控制与水土保持的关键,成为生态安全建设和人居环境保护的核心问题之一。揭示临时性侵蚀的演化过程、探索临时性侵蚀沟的野外监测方法并构建其简单易行的技术体系,是本项目的主要研发目标。基于野外坡面冲刷实验和实地调查,在三维激光扫描、近景摄影测量等技术支持下,综合运行GIS空间分析、数量统计分析、数据融合与同化等方法,结果表明：（1） 临时性侵蚀沟的演化过程具有复杂性。沟道演化中,主沟长度、宽度和深度不断增大,沟网密度、复杂度和节点数呈先增大后减小的趋势;沟网的土壤侵蚀和堆积具有显著的空间分异特征;汇水面积和坡度是影响坡面临时性侵蚀沟形态变化的重要因素。跌坎演化中,随强径流冲刷次数的增多,跌坎-跌池数量有逐渐增多的趋势;跌坎-跌池各规模参数随时间的变化大多呈先增大后稳定再减小的趋势;跌坎-跌池系统的演化周期可分为萌芽期、活跃期、稳定期和消亡期四个阶段;跌坎高度对跌池规模的影响大于跌坎坡度对跌池规模的影响。（2） 地面近景摄影测量技术可满足沟蚀监测的精度。对同一临时性侵蚀沟网分别进行了两种方式的监测,比较两种方式的精度：RMSE=0.02,MAE=0.02,SD=0.02;临时性侵蚀沟的采样间距为5mm。（3）分流阻流技术有利于控制沟蚀的发育。分流方法作用下的水动力参数在放水冲刷试验初期或短期会取得较好的效果,而后状态较为平稳;阻流方法影响下的效果较分流方法的影响效果缓慢,但随冲刷次数增多渐好;从短时期来看分流方法较阻流方法更能有效影响水动力参数。 研究成果不仅能深化干热河谷临时性侵蚀沟侵蚀机理的认识,也能为生产实践提供技术与方法方面的有效指导,同时也为生态退化区的生态恢复和治理,以及改善人居环境提供技术支撑。