高健健，艾琦森，韓立欽，高璐媛，楊磊，馬勝平，張耀南

1.黃河水土保持綏德治理監(jiān)督局（綏德水土保持科學(xué)試驗站），陜西榆林 719000

2.中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院，蘭州 730000

3.國家冰川凍土沙漠科學(xué)數(shù)據(jù)中心，蘭州 730000

引 言

重力侵蝕是指巖體或土體在重力作用下失去平衡而發(fā)生位移的過程[1]。辛店溝流域重力侵蝕類型主要有滑塌、崩塌、瀉溜等?；鷦t是下滑土體發(fā)生了破碎甚至翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，崩塌是土體在重力作用下向下傾倒的現(xiàn)象。瀉溜是坡面表層土體在風(fēng)化作用下破碎后滑落或滾落的現(xiàn)象，是坡面土體風(fēng)化剝蝕的過程[2]。坡度陡峭的黃土坡面上重力侵蝕往往非?；钴S，直接或間接地向溝道中輸送了大量的泥沙，增加了溝道的產(chǎn)沙量。

本數(shù)據(jù)集是綏德站2017–2018 年連續(xù)兩年利用測針法和兜土法觀測辛店溝流域野外重力侵蝕觀測點獲得的數(shù)據(jù)，是研究黃土丘陵溝壑區(qū)第一副區(qū)的重力侵蝕規(guī)律和不同侵蝕類型影響因素的重要數(shù)據(jù)，為黃土高原地區(qū)防災(zāi)減災(zāi)和水保措施的合理規(guī)劃提供重要的科學(xué)依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)采集和處理方法

1.1 研究區(qū)概況

辛店溝流域（110°16′45″–110°20′00″E、37°29′00″–37°31′00″N）位于榆林市綏德縣城區(qū)1.5 km處，呈西北–東南流向，流域總面積約1.44 km2。研究區(qū)內(nèi)海拔840–1040 m，以梁峁坡地貌為主，溝壑密度7.26 km/km2，表層土壤類型以黃綿土為主，約占65%以上，屬于典型黃土丘陵溝壑區(qū)第（一）副區(qū)。氣候為大陸性溫帶半干旱季風(fēng)氣候，年平均氣溫9.7℃，年平均降雨量475.1 mm，70%以上集中于6–9 月，且多以暴雨形式出現(xiàn)，增加了發(fā)生重力侵蝕的可能性。

1.2 數(shù)據(jù)采集

1.2.1 測針法

（1）觀測點布設(shè)

根據(jù)辛店溝流域整體地形地貌、土壤侵蝕特點，針對重力侵蝕發(fā)生的影響因素（自然和人為），通過實地考察調(diào)研，2017 年選取在辛店溝流域的梁峁坡、溝谷坡、溝谷底、道路和梯田埂中，設(shè)置12 個重力侵蝕觀測點（每種類型設(shè)置兩個平行觀測樣點），共布設(shè)測針367 根，每個觀測點采用測針法觀測，測針左右間距為2 m、上下間距1 m，埋深0.5 m（圖1）。每年觀測兩次，暴雨后加測，觀測點位布設(shè)見表1。

圖1 測針布設(shè)

表1 觀測點布設(shè)表

（2）測量

測針法主要觀測坡度、坡向、垂直位移、重力侵蝕類型、侵蝕面積5 項指標(biāo)。各項指標(biāo)數(shù)據(jù)采集方法如下：

坡度：測量時，將羅盤直面靠在斜坡上，然后旋轉(zhuǎn)刻度盤，直到水平氣泡調(diào)到水平位置，這時刻度盤上的刻度值就是該斜坡的坡度。每年汛期前后各測一次，暴雨后加測。

坡向：測量時，將羅盤北端指向傾斜方向，羅盤南端緊靠著坡面并轉(zhuǎn)動羅盤，使底盤水準(zhǔn)器水泡居中，讀指北針?biāo)缚潭燃礊槠孪颉Ｃ磕暄雌谇昂蟾鳒y一次，暴雨后加測。

垂直位移：測針的垂直位移指的是垂直于坡面方向測針的出露距離（注：正值為出露，負(fù)值為掩埋）。用鋼尺測量并拍照記錄（圖2），每年汛期前后各測一次，暴雨后加測。

圖2 測量過程

侵蝕面積：利用鋼尺分別測量侵蝕的長和寬，計算得侵蝕面積=長×寬。每年汛期前后各測一次，暴雨后加測（瀉溜因其隨機(jī)性和微小性，只測量并記錄其侵蝕的垂直位移即瀉溜深度）。

2017 和2018 年均對辛店溝流域發(fā)生的重力侵蝕進(jìn)行了定點觀測，填寫并記錄野外觀測調(diào)查表格，并對每個點位拍攝照片。通過傳統(tǒng)的觀測手段，掌握侵蝕相關(guān)信息，力求客觀真實的反應(yīng)小流域尺度重力侵蝕狀況。

1.2.2 兜土法

（1）觀測點布設(shè)

根據(jù)土壤侵蝕類型和地形地貌特點，結(jié)合專家意見及建議在辛店溝小流域共選取 4 處觀測點布設(shè)塑料觀測布，分別為小石溝5#壩、小石溝6#壩道路旁、小石溝6#壩中和走路渠3#壩（圖3）。

圖3 典型觀測點

（2）測量

辛店溝小流域重力侵蝕定點觀測—兜土法主要觀土壤含水量、重力侵蝕量2 項指標(biāo)。各項指標(biāo)數(shù)據(jù)采集方法如下：

土壤含水量：利用鋁盒在觀測點位隨機(jī)取有代表性的土樣（0–20 cm）30–80 g 左右，迅速裝入鋁盒重（注意鋁盒不可倒置，以免樣品灑落），帶回室內(nèi)在天平上稱重并烘干（圖4），每個樣品至少重復(fù)測3 次，最后分別計算原狀土和塌方土的含水量。每年汛期前后各測一次，暴雨后加測。

圖4 采樣并稱重

重力侵蝕量：對塑料觀測布內(nèi)土體進(jìn)行清掃并統(tǒng)一收集至紙箱內(nèi)，利用電子秤稱重。每年汛期前后各測一次，暴雨后加測。

1.3 數(shù)據(jù)處理

（1）體積計算，計算公式如下：

式中：V——體積（m3）；a——長（m）；b——寬（m）；c——深（m）；h同c；S——面積（m2）。

（2）土壤含水量以土壤中所含水分重量占烘干土重的百分?jǐn)?shù)表示，計算公式如下：

式中：a——鋁盒重（g）；b——鋁盒加濕土重（g）；c——鋁盒加烘干土重（g）。

2 數(shù)據(jù)樣本描述

本數(shù)據(jù)集包含兩部分：重力侵蝕定點觀測記錄表、土壤水分記錄表，文件格式分別為pdf 和word文檔。樣本展示如表2–3 所示。

表2 定點觀測記錄表

表3 土壤含水量記錄表

3 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和評估

重力侵蝕定點觀測是一項長期開展野外觀測的研究，2017–2018 年采用測針法和兜土法對辛店溝流域發(fā)生的重力侵蝕進(jìn)行了人工觀測，對重力侵蝕發(fā)生的各項指標(biāo)采用統(tǒng)一的觀測設(shè)備、規(guī)范化的觀測項目和觀測方法，保證數(shù)據(jù)的可靠性和一致性。

數(shù)據(jù)觀測過程涉及觀測點位選取、布設(shè)、采樣、現(xiàn)場測量、記錄、拍照、室內(nèi)分析以及數(shù)據(jù)錄入過程，嚴(yán)格控制。定期對觀測點位測針進(jìn)行檢查，防止觀測點遭到人為破壞。對野外觀測人員進(jìn)行外業(yè)觀測培訓(xùn)，明確觀測過程及主要步驟，以確保觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量。

4 數(shù)據(jù)使用方法和建議

本數(shù)據(jù)集可以作為探索黃土丘陵溝壑區(qū)第一副區(qū)重力侵蝕規(guī)律的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通過國家冰川凍土沙漠科學(xué)數(shù)據(jù)中心提供共享服務(wù)，為保障數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位權(quán)益，請數(shù)據(jù)使用者在使用數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的研究成果中（包括公開發(fā)表的論文、論著、數(shù)據(jù)產(chǎn)品和未公開發(fā)表的研究報告、數(shù)據(jù)產(chǎn)品等成果），對數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范引用。

致 謝

本數(shù)據(jù)集的獲取得到黃河水利委員會綏德水土保持科學(xué)試驗站觀測人員的大力支持和幫助，在此表示感謝。