梯田對坡度坡長因子的擾動特徵研究

《梯田對坡度坡長因子的擾動特徵研究》是依託西北大學，由趙牡丹擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：梯田對坡度坡長因子的擾動特徵研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：趙牡丹
• 依託單位：西北大學

項目摘要

DEM數據是提取區域和流域土壤侵蝕地形因子的主要數據源，但其對地形的表達較少考慮採集梯田等突變信息，而實際上，梯田大面積存在，極大的改變了地表微形態，使地表坡度、坡長、徑流路徑和匯流方式發生改變，影響土壤侵蝕強度。從地表水沙物質運移規律考慮，僅將梯田作為水土保持措施因子來考慮是不夠完整的。本研究以DEM數據、高精度遙感影像數據和野外實測數據為數據源，通過對不同方法構建嵌入梯田信息DEM的精度分析，得到梯田DEM表達的最優解決方案；基於土壤侵蝕學原理，研究梯田DEM的地形信息提取方法，並進一步分析梯田對土壤侵蝕地形指標分布規律的影響。該研究對於改進土壤侵蝕地形因子、完善土壤侵蝕評價方法、評價水土保持工程措施對於現代地表過程影響等，具有重要理論意義。

結題摘要

DEM 數據是提取區域和流域土壤侵蝕地形因子的主要數據源，但其對地形的表達較少考慮採集梯田等突變信息，而實際上，梯田大面積存在，極大的改變了地表微形態，使地表坡度、坡長、徑流路徑和匯流方式發生改變，影響土壤侵蝕強度。從地表水沙物質運移規律考慮，僅將梯田作為水土保持措施因子來考慮是不夠完整的。本研究通過選擇不同類型的梯田樣區，以 DEM 數據、高精度遙感影像數據和野外實測數據為基礎，研究梯田DEM的表達方法，通過梯田對水流路徑、坡度坡長因子的影響分析，分析梯田對土壤侵蝕地形因子的擾動規律，得出如下結論：（1）通過對不同方法構建嵌入梯田信息 DEM 的精度分析，利用高解析度遙感影像能夠得到地物較為清晰的基本特徵信息的特點，提出基於真實田坎的梯田DEM構建方法，該方法構建的梯田DEM所表達的田坎位置、形態與真實情況基本一致，能較好地反映真實地表。（2）通過原始DEM與梯田DEM分別提取的坡度、坡長以及計算得到的坡度坡長因子進行分析，得出：與樣區原始DEM相比，梯田DEM提取的坡度、坡長、LS因子明顯減小，其中坡度平均值減小了1/4，坡度範圍增加；坡長平均值減小了5/6，坡長範圍同樣減小，且坡長絕大多數集中在短坡範圍；計算的LS因子絕大多數集中在0值附近。（3）對基於梯田DEM的水流路徑，通過AGREE算法，利用田面流路對梯田DEM進行預處理，使水能夠在田面上“匯”和流出，且能形成完整合理的流路。（4）以燕溝流域和紙坊溝流域為例，通過CSLE模型，計算將梯田分別作為地形因子和工程措施的土壤侵蝕量，對其結果進行對比，得出隨著流域中梯田占比的提高，梯田作為工程措施和地形因子的土壤侵蝕量的差距隨之增加，即將梯田作為工程措施的土壤侵蝕量明顯低於將梯田作為地形因子的土壤侵蝕量。該研究對於改進土壤侵蝕地形因子、完善土壤侵蝕評價方法等，具有重要理論意義。