[發明專利]一種用于溝坡重力侵蝕現場試驗的觀測方法

有效

• 申請號: 201310422447.3
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN103487566A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 徐向舟;郭文召;馬亮;嚴橋
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 李寶元;梅洪玉

技術領域

本發明屬于水土保持研究裝置技術領域，涉及一種用于建立溝坡重力侵蝕過程現場試驗的方法，是一套對野外溝坡崩滑過程降雨進行模擬和觀測的試驗系統，該裝置可以現場測定溝坡在降雨過程中歷次崩滑事件的重力侵蝕量、次降雨總的重力侵蝕量、雨后重力侵蝕量以及陡坡任意時刻的坡度和坡向等數據

背景技術

定量觀測溝坡重力侵蝕過程，可以深入研究其發生機理，并為重力侵蝕預測模型的建立和防災減災對策的確定提供科學依據。然而，由于重力侵蝕的復雜性，重力侵蝕的現場定量觀測一直在探索中，尚未能取得突破性的進展。最初的研究是間接地分析重力侵蝕現象與高含沙水流之間的關系（王興奎，錢寧，胡維德.黃土丘陵溝壑區高含沙水流的形成及匯流過程[J].水利學報，1982，(7):26-35）。目前主要用三種數據反映重力侵蝕的強度：一種數據是一定區域一定時間內遭受重力侵蝕的土方量，二是一定區域一定時間內發生重力侵蝕的面積，三是一定區域一定時間內發生重力侵蝕現象的次數（王德甫，趙學英，馬浩祿，等.黃土重力侵蝕及其遙感調[J].中國水土保持,1993，(12):26-28）。研究中一般依據重力侵蝕發生后的幾何形態反求重力侵蝕量，如Larsen等（Larsen?MC&Torres-Sanchez?AJ,The?frequency?and?distribution?of?recent?landslides?in?three?montane?tropical?regions?of?Puerto?Rico[J].Geomorphology,1998,24,309-331）、Haflidason等（Haflidason?H,Lien?R,Sejrup?HP,et?al.The?dating?and?morphometry?of?the?Storrega?Slide[J].Marine?and?Petroleum?Geology,2005,22:187-194）的研究。李裕厚等（李裕厚,康學林,岳新發.羅玉溝流域重力侵蝕特征研究初報∥黃土丘陵溝壑第三副區水土流失原型觀測及規律研究[C]，鄭州:黃河水利出版社,2004，32-37）采用逐溝幾何形態測量的方法，Yamada等（Yamada?S.The?role?of?soil?creep?and?slope?failure?in?the?landscape?evolution?of?a?head?water?basin:field?measurements?in?a?zero?order?basin?of?northern?Japan[J].Geomorphology,1999,28:329-344）、Iverson等（Iverson?R.M.,et?al.Acute?sensitivity?of?landslide?rates?to?initial?soil?porosity[J],Science,2000,290:513-516）在現場布設測針，量測或預測了重力侵蝕的過程。由于在重力侵蝕的過程中，下落的土壤中一部分已被水流沖走，或者從上游輸入的部分土壤沉積在崩落體中，即“崩落體”中包含部分水力侵蝕量。可以看出，上述事后觀測的方法無法將重力侵蝕過程中的水力輸移量分離出來，更無法表述重力侵蝕的發生過程。

近年來，遙感、示蹤元素法等非接觸式測量方法已經運用到重力侵蝕觀測中。然而，由于任何一種遙感影像都有一定的比例尺，實際上能不能看得清、能不能解譯制圖都有一定條件（郭長寶,張永雙.陜北砂黃土高邊坡可靠度分析及邊坡優化設計[J].中國地質災害與防治學報,2005，16(4):5-10）；而且，遙感技術畢竟不能深入到地質體的內部，它得到的只是表層的信息，因此，遙感技術無法完全取代現場的勘察、試驗工作，而只能作為一種有效的輔助手段（吳圣林.崩塌—推覆滑移地質體成因機理及其穩定性研究：[博士學位論文].江蘇省徐州市：中國礦業大學，2009）。

尤其應該注意的是，重力地貌過程是一個非連續過程，因而其作用強度就成了和頻率密切相關的問題，為定點觀測帶來了困難（張春山，張業成，張立海.中國崩塌、滑坡、泥石流災害危險性評價[J].地質力學學報，2004，10(1):27-32）。天然降雨條件下的現場監測試驗的觀測周期較長，且受現場條件限制，難以觀測到重力侵蝕的發生過程，不利于探索其微觀機理。