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黃土高塬溝壑區溝頭溯源侵蝕分布特征及過程模擬 版權信息
- ISBN：9787030640826
- 條形碼：9787030640826 ; 978-7-03-064082-6
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
黃土高塬溝壑區溝頭溯源侵蝕分布特征及過程模擬 內容簡介
本書在吸收國內外溝頭溯源侵蝕研究成果的基礎上，采用野外調查和模擬降雨＋放水沖刷的研究方法，對黃土高塬溝壑區溝頭溯源侵蝕分布特征、溝頭溯源侵蝕過程及其對各個影響因素的響應進行了系統研究。主要內容包括：黃土高塬溝壑區董志塬溝頭溯源侵蝕分布及演化特征；溝頭土壤理化性質及根系分布特征；溝頭溯源侵蝕徑流產沙過程及其對影響因子的響應特征；溝頭徑流水動力學特征；溝頭前進和溝道發育特征及其與影響因素的關系；溝頭前進過程中重力侵蝕的時空分布特征。研究成果可為黃土高塬溝壑區水土流失治理及生態環境建設提供科學指導。
黃土高塬溝壑區溝頭溯源侵蝕分布特征及過程模擬 目錄
目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 黃土塬溝頭溯源侵蝕背景 1
1.2 黃土塬溯源侵蝕研究目的與意義 1
1.3 溝頭溯源侵蝕研究進展 2
1.3.1 溝頭溯源侵蝕內涵與溝頭特征 2
1.3.2 溝頭溯源侵蝕研究方法 4
1.3.3 溝頭溯源侵蝕影響因素 6
1.3.4 溝頭溯源侵蝕觸發機制 8
1.3.5 溝頭溯源侵蝕預測模型 9
1.3.6 溝頭防護措施體系 11
1.4 本章小結 12
第2章 黃土高塬溝壑區溯源侵蝕研究 14
2.1 研究區概況 14
2.1.1 董志塬概況 14
2.1.2 南小河溝小流域概況 16
2.2 研究目標 17
2.2.1 調查研究目標 17
2.2.2 試驗研究目標 17
2.3 研究內容 17
2.3.1 野外調查研究內容 17
2.3.2 模擬試驗研究內容 18
2.4 技術路線 19
2.5 試驗方法 20
2.5.1 野外調查 20
2.5.2 試驗研究 21
2.6 試驗設計 30
2.7 試驗操作圖 31
第3章 董志塬溝頭溯源侵蝕分布特征及其主要影響因素 33
3.1 董志塬溝頭溯源侵蝕分布特征 33
3.1.1 董志塬溝頭溯源侵蝕概況 33
3.1.2 董志塬溝頭溯源侵蝕強度 34
3.1.3 董志塬溝頭溯源侵蝕強度分級 40
3.1.4 董志塬南小河溝小流域溝頭溯源侵蝕特征 42
3.2 董志塬溝頭溯源侵蝕誘發類型與溝頭前進典型實例分析 43
3.2.1 董志塬溝頭溯源侵蝕的誘發類型 46
3.2.2 董志塬溝頭前進典型實例分析 48
3.3 董志塬流域幾何特征對溝頭溯源侵蝕的影響 57
3.3.1 流域幾何特征 58
3.3.2 典型溝頭流域幾何特征對溝頭溯源侵蝕的影響 59
3.4 本章小結 61
第4章 溝頭土體理化性質變化及根系分布特征 63
4.1 溝頭土體理化性質變化 63
4.1.1 不同植被蓋度退耕地溝頭土體理化性質變化 63
4.1.2 不同土地利用方式下溝頭土體理化性質變化 69
4.2 溝頭土體根系分布特征 76
4.2.1 不同植被蓋度溝頭土體根系分布特征 76
4.2.2 不同土地利用方式下溝頭土體根系分布特征 81
4.3 本章小結 83
第5章 溝頭溯源侵蝕產流產沙及泥沙顆粒變化特征 85
5.1 溝頭溯源侵蝕產流特征 85
5.1.1 產流過程 85
5.1.2 各因素對徑流量的影響 90
5.2 溝頭溯源侵蝕產沙特征 104
5.2.1 產沙過程 104
5.2.2 各因素對產沙量的影響 114
5.2.3 溝頭溯源侵蝕產沙貢獻率特征 125
5.3 溝頭溯源侵蝕泥沙顆粒變化特征 126
5.3.1 泥沙顆粒組成變化特征 126
5.3.2 泥沙顆粒特征指標變化特征 127
5.3.3 泥沙顆粒富集率變化特征 133
5.3.4 土地利用方式對泥沙顆粒分選特征的影響 135
5.4 本章小結 139
第6章 溝頭溯源徑流水動力學特征 141
6.1 不同植被蓋度與放水流量下徑流水動力學特征 141
6.1.1 徑流水力學參數隨蓋度和放水流量的變化 141
6.1.2 徑流水動力學參數隨蓋度和放水流量的變化 148
6.1.3 不同植被蓋度下徑流水動力學特征 153
6.2 土地利用方式對徑流水動力學特征的影響 156
6.2.1 土地利用方式對溝頭徑流水力學參數的影響 156
6.2.2 土地利用方式對溝頭徑流水動力學參數的影響 165
6.2.3 土地利用方式對溝頭射流水動力學參數的影響 169
6.2.4 不同土地利用方式下溝頭溯源侵蝕產沙水動力學機制 172
6.3 本章小結 174
第7章 溝頭前進過程的重力侵蝕特征 176
7.1 重力侵蝕發生的原因分析 176
7.2 溝頭溯源過程中重力侵蝕形式及其發生機制 178
7.2.1 重力侵蝕過程與形式 178
7.2.2 溝頭溯源重力侵蝕機制 183
7.3 溝頭溯源過程中重力侵蝕發生的時空特征 186
7.3.1 重力侵蝕發生的時間特征 186
7.3.2 重力侵蝕發生的空間特征 196
7.3.3 溝頭重力崩塌分類與頻次統計 204
7.4 溝頭溯源重力侵蝕強度特征 205
7.5 本章小結 210
第8章 溯源侵蝕溝頭形態演化特征 213
8.1 小區DEM獲取 213
8.1.1 鋼尺測量獲取小區DEM 213
8.1.2 基于照片三維重建技術獲取小區DEM 217
8.2 溝沿線提取 222
8.3 溝頭前進速率變化特征 223
8.3.1 不同蓋度及放水流量下的溝頭前進速率 223
8.3.2 不同土地利用方式下的溝頭前進速率 227
8.4 溝道下切速率變化特征 230
8.4.1 不同蓋度與放水流量下的溝道下切速率 230
8.4.2 不同土地利用方式下的溝道下切速率 240
8.5 侵蝕溝形態變化特征 246
8.5.1 溝道寬深比變化 246
8.5.2 坡面切割度變化 248
8.5.3 溝道形狀系數變化 250
8.6 侵蝕溝形態參數與影響因素的關系 253
8.6.1 形態參數與土壤理化性質的關系 253
8.6.2 形態參數與根系的關系 253
8.6.3 溝頭前進過程與重力侵蝕的關系 256
8.6.4 溝頭前進速率與土壤理化性質及根系特征參數的關系 258
8.7 本章小結 260
第9章 黃土高塬溝壑區溯源侵蝕研究展望 262
參考文獻 264
附錄 272
彩圖
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 黃土塬溝頭溯源侵蝕背景 1
1.2 黃土塬溯源侵蝕研究目的與意義 1
1.3 溝頭溯源侵蝕研究進展 2
1.3.1 溝頭溯源侵蝕內涵與溝頭特征 2
1.3.2 溝頭溯源侵蝕研究方法 4
1.3.3 溝頭溯源侵蝕影響因素 6
1.3.4 溝頭溯源侵蝕觸發機制 8
1.3.5 溝頭溯源侵蝕預測模型 9
1.3.6 溝頭防護措施體系 11
1.4 本章小結 12
第2章 黃土高塬溝壑區溯源侵蝕研究 14
2.1 研究區概況 14
2.1.1 董志塬概況 14
2.1.2 南小河溝小流域概況 16
2.2 研究目標 17
2.2.1 調查研究目標 17
2.2.2 試驗研究目標 17
2.3 研究內容 17
2.3.1 野外調查研究內容 17
2.3.2 模擬試驗研究內容 18
2.4 技術路線 19
2.5 試驗方法 20
2.5.1 野外調查 20
2.5.2 試驗研究 21
2.6 試驗設計 30
2.7 試驗操作圖 31
第3章 董志塬溝頭溯源侵蝕分布特征及其主要影響因素 33
3.1 董志塬溝頭溯源侵蝕分布特征 33
3.1.1 董志塬溝頭溯源侵蝕概況 33
3.1.2 董志塬溝頭溯源侵蝕強度 34
3.1.3 董志塬溝頭溯源侵蝕強度分級 40
3.1.4 董志塬南小河溝小流域溝頭溯源侵蝕特征 42
3.2 董志塬溝頭溯源侵蝕誘發類型與溝頭前進典型實例分析 43
3.2.1 董志塬溝頭溯源侵蝕的誘發類型 46
3.2.2 董志塬溝頭前進典型實例分析 48
3.3 董志塬流域幾何特征對溝頭溯源侵蝕的影響 57
3.3.1 流域幾何特征 58
3.3.2 典型溝頭流域幾何特征對溝頭溯源侵蝕的影響 59
3.4 本章小結 61
第4章 溝頭土體理化性質變化及根系分布特征 63
4.1 溝頭土體理化性質變化 63
4.1.1 不同植被蓋度退耕地溝頭土體理化性質變化 63
4.1.2 不同土地利用方式下溝頭土體理化性質變化 69
4.2 溝頭土體根系分布特征 76
4.2.1 不同植被蓋度溝頭土體根系分布特征 76
4.2.2 不同土地利用方式下溝頭土體根系分布特征 81
4.3 本章小結 83
第5章 溝頭溯源侵蝕產流產沙及泥沙顆粒變化特征 85
5.1 溝頭溯源侵蝕產流特征 85
5.1.1 產流過程 85
5.1.2 各因素對徑流量的影響 90
5.2 溝頭溯源侵蝕產沙特征 104
5.2.1 產沙過程 104
5.2.2 各因素對產沙量的影響 114
5.2.3 溝頭溯源侵蝕產沙貢獻率特征 125
5.3 溝頭溯源侵蝕泥沙顆粒變化特征 126
5.3.1 泥沙顆粒組成變化特征 126
5.3.2 泥沙顆粒特征指標變化特征 127
5.3.3 泥沙顆粒富集率變化特征 133
5.3.4 土地利用方式對泥沙顆粒分選特征的影響 135
5.4 本章小結 139
第6章 溝頭溯源徑流水動力學特征 141
6.1 不同植被蓋度與放水流量下徑流水動力學特征 141
6.1.1 徑流水力學參數隨蓋度和放水流量的變化 141
6.1.2 徑流水動力學參數隨蓋度和放水流量的變化 148
6.1.3 不同植被蓋度下徑流水動力學特征 153
6.2 土地利用方式對徑流水動力學特征的影響 156
6.2.1 土地利用方式對溝頭徑流水力學參數的影響 156
6.2.2 土地利用方式對溝頭徑流水動力學參數的影響 165
6.2.3 土地利用方式對溝頭射流水動力學參數的影響 169
6.2.4 不同土地利用方式下溝頭溯源侵蝕產沙水動力學機制 172
6.3 本章小結 174
第7章 溝頭前進過程的重力侵蝕特征 176
7.1 重力侵蝕發生的原因分析 176
7.2 溝頭溯源過程中重力侵蝕形式及其發生機制 178
7.2.1 重力侵蝕過程與形式 178
7.2.2 溝頭溯源重力侵蝕機制 183
7.3 溝頭溯源過程中重力侵蝕發生的時空特征 186
7.3.1 重力侵蝕發生的時間特征 186
7.3.2 重力侵蝕發生的空間特征 196
7.3.3 溝頭重力崩塌分類與頻次統計 204
7.4 溝頭溯源重力侵蝕強度特征 205
7.5 本章小結 210
第8章 溯源侵蝕溝頭形態演化特征 213
8.1 小區DEM獲取 213
8.1.1 鋼尺測量獲取小區DEM 213
8.1.2 基于照片三維重建技術獲取小區DEM 217
8.2 溝沿線提取 222
8.3 溝頭前進速率變化特征 223
8.3.1 不同蓋度及放水流量下的溝頭前進速率 223
8.3.2 不同土地利用方式下的溝頭前進速率 227
8.4 溝道下切速率變化特征 230
8.4.1 不同蓋度與放水流量下的溝道下切速率 230
8.4.2 不同土地利用方式下的溝道下切速率 240
8.5 侵蝕溝形態變化特征 246
8.5.1 溝道寬深比變化 246
8.5.2 坡面切割度變化 248
8.5.3 溝道形狀系數變化 250
8.6 侵蝕溝形態參數與影響因素的關系 253
8.6.1 形態參數與土壤理化性質的關系 253
8.6.2 形態參數與根系的關系 253
8.6.3 溝頭前進過程與重力侵蝕的關系 256
8.6.4 溝頭前進速率與土壤理化性質及根系特征參數的關系 258
8.7 本章小結 260
第9章 黃土高塬溝壑區溯源侵蝕研究展望 262
參考文獻 264
附錄 272
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黃土高塬溝壑區溝頭溯源侵蝕分布特征及過程模擬 節選
第1章 緒論 1.1 黃土塬溝頭溯源侵蝕背景 黃土塬是頂面平坦寬闊、周邊為溝谷切割的黃土堆積高地，又稱黃土平臺。黃土高原塬面總面積約為3.56萬km2，其中，董志塬保存*完好、面積*大，有“天下黃土**塬”和“隴東糧倉”的美譽；洛川塬和長武塬是我國的優質蘋果基地，“洛川蘋果”被認定為中國馳名商標。可見，黃土塬在黃土高原農果業生產中占據十分重要的地位。然而，黃土塬正遭受溝頭溯源侵蝕與溝岸坍塌蠶食的威脅，面積不斷萎縮。據研究，1900～2001年陜西省洛川縣舊縣鎮南溝溝頭前進了262.5m，溝頭前進速率達2.63m/a(桑廣書等，2005，2002)；截至2008年，董志塬南小河溝小流域典型溝谷的溝頭在2691年歷史地貌上的平均前進速率高達4.19m/a(姚文波，2009)。溝頭的迅速前進導致大面積塬面的優質農田遭到破壞，同時損壞民居、道路和廠房等生產生活設施，嚴重威脅糧食安全及當地居民的生產生活安全；溝頭溯源產生的大量泥沙不斷淤積到下游河床及水庫中，可造成嚴重洪澇災害。溯源侵蝕已經嚴重威脅塬區甚至下游區域的生態安全，“固溝保塬”已成為黃土高塬溝壑區十分緊迫的工作。 1.2 黃土塬溯源侵蝕研究目的與意義 從國家需求來看，保護塬面，防治溝頭溯源，抑制溯源侵蝕發生發展，是一件造福黃土高塬溝壑區人民群眾的偉大事業。從農業生產來看，塬面是黃土高塬溝壑區重要的農果業生產基地，倘若任由溝頭溯源，必然導致大量的優質農田被破壞，造成區域性糧食短缺，引發嚴重的糧食安全問題。從生態環境治理來看，抑制溯源侵蝕發生發展，減少水土流失，避免面源污染，有利于植被生長發育，促進生態環境建設。從人民生產生活安全來看，保護塬面有利于民居安全、便利交通、保障人民生命財產安全。“固溝保塬”已成為確保黃土高塬溝壑區糧食和生態安全的緊迫任務，加強溝頭溯源侵蝕研究是實現“固溝保塬”目標的科學理論基礎。從學科發展來看，黃土高塬溝壑區溝頭溯源侵蝕研究相對滯后，研究工作及相關文獻資料較少，溯源侵蝕規律及發生發展機理尚不明確。溝頭溯源侵蝕作為黃土高塬溝壑區水土流失的主要方式與塬面破壞的主要過程之一，其侵蝕規律與驅動機制已成為水土保持學科亟待解決的問題之一。探究黃土高塬溝壑區不同土地利用/植被覆蓋條件下溯源侵蝕發生發展過程與驅動機制，可深化黃土高塬實施退耕還林、還草引起的土地利用方式改變或植被覆蓋變化對該區土壤侵蝕過程影響的認識，有利于進一步了解和評價植被的蓄水減沙方式與效益，為黃土高塬溝壑區“固溝保塬”及區域土壤侵蝕模型的建立奠定理論基礎，為塬區水土資源的持續利用與生態環境建設提供科學依據。 1.3 溝頭溯源侵蝕研究進展 溝頭溯源侵蝕作為黃土高原*活躍的溝谷侵蝕方式(陳永宗，1984)，是破壞黃土高原優質農田，摧毀當地民居、道路及生產設施，導致塬面大面積萎縮的主要原因(陳紹宇等，2009a)。各種侵蝕形式中，溝蝕對人類生產生活的影響*大，威脅程度*高，但有關溝蝕的研究成果僅占土壤侵蝕研究的10%左右(Castillo et al.， 2016)，導致人們對溝蝕過程中溯源侵蝕的認識十分有限，溯源侵蝕過程的定量表達是今后溝蝕過程研究的重點之一(鄭粉莉等，2016)。目前，相關研究主要集中在溝頭前進速率及其影響因素、溝頭前進機制等方面。 1.3.1 溝頭溯源侵蝕內涵與溝頭特征 溝頭溯源侵蝕，又稱溝頭前進，指坡面經受降雨形成徑流后沿坡面向溝頭流動，徑流使溝頭向相反方向前進，溝頭上方來水以跌水形式沖擊溝底，土體受到水流作用形成懸空土體，繼而坍塌，溝頭得以溯源。在許多研究中，溝頭溯源侵蝕被納入溝蝕的范疇(唐克麗，2004；程宏等，2003；陳永宗等，1988；景可，1986；朱顯謨，1956)，溝谷發育過程中溝頭溯源*為活躍，對地形的重塑起決定性作用(陳永宗，1984)。水力侵蝕及其產生的崩塌、滑塌等重力侵蝕是溝頭溯源*重要的侵蝕方式。在澗地和殘留溝谷中多發育以崩塌為主要溯源方式的侵蝕溝頭，而甘肅東部塬區的溝頭前進大多是徑流對溝頭壁和溝坡的沖淘作用所致。溝頭前進速率在很大程度上取決于匯水面積，且與溝頭地形形態密切相關。上方匯水量較小條件下，溝頭溝坡坡度較小的溝頭前進速率較慢，溝頭多呈尖峰形；對于匯水區域較大的溝頭，如果溝頭溝坡較陡，強降雨形成的徑流流速較大，多在溝頭形成近似拋物線形的沖擊水流，溝頭土體在水流作用下不斷崩塌，溝道底部被水流沖擊形成水蝕洼地，降雨匯集形成的水流沿溝頭陡坡面沖淘，使溝頭陡坡土壤被侵蝕并向上方凹陷，從而形成臨空土體，臨空土體一旦失穩崩塌，溝頭則前進，溝沿線多呈圓弧形。黃土高塬溝壑區的許多溝頭靠近道路和居民點，由于道路表面容重較大，有利于塬面徑流的形成和流通，且流經路面的徑流量較大，易加劇溝頭溯源，溯源方向和道路走向基本相同。 溯源侵蝕與侵蝕溝的形成過程密切相關，被認為是切溝發育的主要方式(伍永秋等，2000)。國內外針對溯源侵蝕的研究并不多見，主要集中于侵蝕溝發育過程中的溝頭溯源。韓鵬等(2002)將坡面細溝發育過程中溯源侵蝕和溝壁崩塌產沙量從總侵蝕量中分離出來，并認為溯源侵蝕是細溝主要產沙方式，溯源侵蝕量占細溝侵蝕量的50%以上。溝谷發育過程是一個完整的系統，由“細溝、淺溝、切溝、沖溝、坳溝”的發展組成(張新和，2007；關君蔚，1995；景可，1986)。在黃土高原，降雨形成超滲產流，徑流向低處流動過程中逐漸匯聚形成集中股流，當徑流剪切力大于土壤臨界抗剪強度后，坡面出現細溝，并逐漸向淺溝發育；由于溝道的不斷發育和擴展，其匯集徑流能力增強，在溝道發育過程中常伴隨著崩塌等重力侵蝕現象，隨著徑流的匯集下切，切溝逐漸形成，切溝橫剖面呈V形，溝道徑流對溝壁土壤沖淘使溝壁不斷拓寬，*終形成沖溝，沖溝橫剖面多呈U形(劉元保等，1988；陳永宗，1984；甘枝茂，1980)。何雨等(1999)詳細研究了丘陵區不同侵蝕溝谷的寬深比變化，認為坳溝是溝谷發育過程中*穩定階段，沖溝則是溝道發育過程中*活躍的侵蝕階段。鄭粉莉等(2006)認為在淺溝侵蝕初期，溝頭前進速率大于溝壁擴張和溝床下切速率；中期溝頭前進變緩，溝壁擴張和溝床下切作用明顯；后期大量的跌坑相互連接后形成切溝，即發生切溝溯源侵蝕(程宏等，2006)。 溝頭溯源侵蝕因土壤、地形、降雨及上方匯流的不同呈現顯著的差異性，溯源溝頭類型因劃分依據的不同，劃分結果也有所不同。劉增文等(2003)根據侵蝕溝將溝頭分為原生侵蝕溝頭和次生侵蝕溝頭，根據發育程度又將其分為頂極型、遏止型和前進型溝頭。南嶺(2011)根據溝頭形態將金沙江干熱河谷沖溝溝頭分為跌水狀溝頭和平緩狀溝頭，并認為溝道侵蝕的泥沙主要來自溝頭土體崩塌。Stein等(1993)認為溝頭可以分為輪轉型溝頭和階狀溝頭，與南嶺(2011)對沖溝的劃分結果相似。中國科學院東北地理與農業生態研究所對黑土區溝頭活躍程度進行了研究，并在該研究基礎上將侵蝕溝劃分為活躍性、半活躍性和穩定性三類(閆業超等，2007)。陳紹宇等(2009a，2009b)對董志塬溝頭進行了大量野外調查和總結，將溝頭分為水力沖刷型、陷穴誘發型、裂縫誘發型和人為誘發型。Zhu等(2008)根據溝頭垂直方向上的形態將溝頭分為單階梯溝頭和多階梯溝頭。Sidorchuk(1999)認為溝道發育過程可簡單分為迅速演變階段和平穩階段。Dietrich等(1993)認為不同水流對溝頭切割作用不同，依據水流對溝頭的切割深度可將溝頭分為微變溝頭、微型溝頭和中型溝頭等。 1.3.2 溝頭溯源侵蝕研究方法 有關溝頭溯源侵蝕的觀測方法較多，參數不一，各觀測結果也難以比較，至今未能形成一套標準化的溝頭溯源侵蝕速率(前進速率)及控制因素的觀測研究方法。目前的觀測研究方法主要有以下幾種。 (1) 手工測量法。該法是用卷尺、微地形剖面儀(Casali et al.， 2006)等工具，沿沖溝長度每隔一定距離測量其橫截面特征值(上底寬、下底寬、高度、溝岸長度和坡度等)，計算不同時間溯源侵蝕的容積變化，據此推算溯源侵蝕量，是被廣泛應用的一種方法(Casali et al.， 2006)。該方法簡單、直接、成本較低，可用于短期測定，但具有較大的局限性。例如，測量費時費力，不適合大尺度范圍測定，而且測算精度不高，取決于溝頭溯源侵蝕形態的復雜程度及測量時間間隔。 (2) 侵蝕針測量法。該法是在溝頭邊緣每隔一定距離布置侵蝕鐵針或水泥樁作為基準點，雨季后用水準儀或全站儀測定溝頭發育邊緣與侵蝕針(樁)的位置變化，進而測算土壤侵蝕量。該法是溯源侵蝕監測的經典方法，Vandekerckhove等(2001)和Ionita(2006)分別在西班牙和羅馬尼亞應用這種方法對溯源侵蝕進行監測，取得了較理想的觀測結果。該法的優點在于精度較高，能夠進行短期監測，而且較地面手工測量法而言省時省力。其缺點是在溝頭邊緣布置鐵針或水泥樁，可能會加劇溝頭溝緣的不穩定性甚至促進裂隙的產生。另外，溝頭內部因崩塌、下切作用等產生的形態、體積的變化也難以測量，導致計算總侵蝕量時產生誤差。 (3) 數字化地形圖監測法(Martínez-Casasnovas， 2003; Betts et al.， 1999)。這是目前應用*為廣泛的溯源侵蝕速率和產沙量的研究方法。該方法是利用多時段航片解譯或者數字化地形圖，得到多時段的溯源侵蝕發生區域的數字高程模型(digital elevation model， DEM)，溯源侵蝕在兩時段的DEM體積之差，即該時段發生的侵蝕量。該法迅速、簡便、易于實現周期監測，而且能夠計算溯源侵蝕因地表徑流、重力侵蝕和溯源侵蝕下切作用等產生的總侵蝕量，并確定侵蝕活躍部位，繪制出溯源侵蝕圖形。DEM的缺點是多數航片比例尺太小(多在1∶10000以下)，對于形態變化小的溯源侵蝕，如每年幾十厘米的溝頭前進速率，由于分辨率只能進行中長期監測，滿足不了短時間尺度監測要求。Fan等(2011)采用地理信息系統(geographic information system，GIS)建立數字高程模型對汶川“5？12”地震滑坡體積及二次災害進行了經驗統計和評估。張懷珍等(2012)采用遙感-地理信息系統(remote sensing-geographic information system，RS-GIS)對汶川重災區泥石流溝內崩滑物空間分布進行了定量評估。李瑾楊(2013)利用三維激光掃描儀進行了基于點云數據的沖溝溯源侵蝕過程動態可視化研究與實現。 (4) 其他方法。近年來，有些學者進行了一些新監測方法的探索，其中較典型的有熱氣球照相法(Ries， 2003)和樹木斷代法(Vandekerckhove et al.， 2001)。熱氣球照相法是利用熱氣球在350m以下的近地面拍攝大比例尺(1∶200～1∶10000)的照片，獲得高清晰的影像。該方法大大彌補了航片的不足，可以監測數厘米的溯源侵蝕形態變化，其不足之處在于，購置成套設備價格昂貴，調查費用高。另外，熱氣球的穩定性很容易受到風的影響，拍攝的照片常存在不同程度的傾斜，造成像點的位移和方向偏差。樹木斷代法是一種基于樹木年代學的長期監測方法，該方法是將受溯源侵蝕影響的樹木或其部分根系作為斷代標示物，先用樹木年代學方法確定其年代，再根據該年代在溯源侵蝕發生以前、以后或發生過程中，來估算溯源侵蝕發生的大致年代，以此推算溯源侵蝕速率。由于該方法得到的只是溯源侵蝕形成或發生的大致年代，時間精度得不到保障，僅適用推斷歷史時期發生的侵蝕事件，存在較大局限性。 可見，溯源侵蝕研究主要通過溝頭動態監測實現，已有的研究方法包括手工測量法(Casali et al.， 2006)、侵蝕針(樁)測量法(Ionita， 2006; Vandekerckhove et al.， 2001)、樹木斷代法(Vandekerckhove et al.， 2001)、航片解譯法(Vandekerck
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