水土保持中文3土壤侵蚀及水蚀

1、Concepts 土壤侵蚀(soil erosion) ：在水力、风力、冻融、重力等外 营力作用下，土壤、土壤母质被破坏、剥蚀、转运和沉积 的全部过程。 流域产沙量(watershed sediment yield)：在特定时段内， 通过小流域出口某一观测断面的泥沙总量。 土壤侵蚀分类最常见的是: 按土壤侵蚀发生的时间、速度或外营力种类 不同来划分。 .按时间分类 古代侵蚀（人类出现）现代侵蚀 二、土壤侵蚀分类 .按土壤侵蚀的速度分类 正常侵蚀正常侵蚀（normal erosion）：在自然状态没有人类活：在自然状态没有人类活 动干预的情况下，纯粹由自然因素引起的地表侵蚀过程，动干预的情况下，

2、纯粹由自然因素引起的地表侵蚀过程， 其侵蚀速度非常缓慢，称为正常侵蚀，也称自然侵蚀其侵蚀速度非常缓慢，称为正常侵蚀，也称自然侵蚀 （ natural erosion ）。 加速侵蚀（accelerated erosion）：随着人类的出现， 人类的活动逐渐破坏了陆地的自然状态，加快和扩大了 某些自然因素作用所引起的地表土壤破坏和移动过程， 直接或间接地造成了土壤侵蚀速度的加剧，使侵蚀速度 大于土壤形成速度，导致土壤肥力下降，理化性质变劣， 甚至使土壤遭到严重破坏，这种侵蚀过程称为加速侵蚀。 古代侵蚀（人类出现）现代侵蚀古代侵蚀（人类出现）现代侵蚀 正常侵蚀正常侵蚀 加速侵蚀加速侵蚀 same?

3、 .按土壤侵蚀的外营力分类 土壤侵蚀的内营力有地壳运动、岩浆活动和地震等。土壤侵蚀的内营力有地壳运动、岩浆活动和地震等。 土壤侵蚀的外营力有水力、风力、重力等。土壤侵蚀的外营力有水力、风力、重力等。 土壤侵蚀按外营力不同，分为水力侵蚀、风力侵蚀、 重力侵蚀、冻融侵蚀、冰川侵蚀、混合侵蚀和植物侵 蚀。 水力侵蚀水力侵蚀 江泽民与黄河 风力侵蚀风力侵蚀 重力侵蚀（崩塌）重力侵蚀（崩塌） 云南东川泥石流 冻融侵蚀冻融侵蚀 冰川侵蚀冰川侵蚀 土壤侵蚀程度(degree of soil erosion)：是指是指任任 何一种土壤侵蚀形式何一种土壤侵蚀形式在特定外营力种类作用和一定在特定外营力种类作用和一

4、定 环境条件影响下，环境条件影响下，自其发生开始，截至到目前为止自其发生开始，截至到目前为止 的发展状况的发展状况。 土壤侵蚀强度(intensity of soil erosion)：是指 某种土壤侵蚀形式在特定外营力种类作用和其所处 环境条件不变的情况下，该种土壤侵蚀形式发生发 展可能性的大小。 问题: 土壤侵蚀程度高，侵蚀强度是不是也大？ 二者成正比吗？相关吗？ 土壤侵蚀量(amount of soil erosion) ：指土壤、母质及 地表 散松物质在外营力的破坏、剥蚀作用下产生分离和位移 的 物质量。 是土壤侵蚀作用的数量结果。是土壤侵蚀作用的数量结果。 土壤侵蚀模数土壤侵蚀模数（

5、土壤侵蚀速率速度）(soil erosion rate)：单位时间单位面积内产生的土壤侵蚀量。 水流挟沙力：在一定的水流条件下，能够挟运泥沙的数 量。 三、水力侵蚀 .溅蚀（splash erosion）：裸露的坡地受到雨滴的击 溅而引起的土壤侵蚀现象。 雨滴特性：雨滴特性： 雨滴形状、大小及分布：雨滴形状、大小及分布： 形状：圆形、纺锤性、扁平形 大小：小雨滴：D0.25mm 稳定雨滴： D5.5mm时，雨滴形状很不稳定，极易破裂或变形 雨滴分布： D50 ：不同直径雨滴所占比例曲线，累计体积为50%所对应的 雨滴直径。 一般雨强越大，一般雨强越大， D D50 50越大。 越大。 雨滴速度

6、与能量雨滴速度与能量：雨滴终点速度越大，对地表的冲击力 越大。 雨滴侵蚀力雨滴侵蚀力：是降雨引起土壤侵蚀的潜在能力。其大小 完全取决于降雨性质，即雨量、雨强、雨滴大小等。 溅蚀分为个阶段：溅蚀分为个阶段： 干土溅散阶段：降雨初期，先溅起干土 湿土溅散阶段：降雨历时长，溅起湿土 泥浆溅散阶段：土壤团粒结构被破坏，泥浆阻塞土壤 孔隙，影响水分下渗，促使地表径流产生。 地表板结：土壤表层结构破坏，降雨后板结。 在奥地利在奥地利elk修道院修道院 附近的葡萄园，出现附近的葡萄园，出现 了土壤表层板结。了土壤表层板结。 原因原因? ? 对策对策? ? 把把苜蓿苜蓿(alfalfa)引进葡萄园引进葡萄园

7、影响溅蚀的因素？ 气候因素：雨强、雨型、风力 短阵雨短阵雨 大面积普通降雨：雨滴直径大，来势猛。大面积普通降雨：雨滴直径大，来势猛。 降雨期间保持固定方向的大风降雨期间保持固定方向的大风 地形因素：坡度 土壤因素：土壤种类（团粒结构、粘土含量） 植被因素：植被及枯枝落叶层能防治溅蚀 截留降雨，防止雨滴直接打击土壤表面； 防止了不利于水分下渗的土壤板结； 渗透水分增加，减少径流。 .面蚀面蚀（surface erosion）：由于分散的地表径流冲 走坡面表层土粒的一种侵蚀现象。 面蚀是土壤侵蚀最常见的一种形式，主要发生在没有 植被覆盖或植被稀少的土地上，对农业生产危害很大。 两阶段：蓄渗阶段（植

8、被截留和下渗） 坡面漫流阶段全面漫流 面蚀分为层状面蚀、鳞片状面蚀、沙砾化面蚀和细沟状面蚀种。 哪种水力侵蚀? 层状面蚀层状面蚀：均质土坡面上（农耕地），降雨形成 薄层分散的地表径流，把土壤可溶性物质及比较 细小的土粒带走，使土层变薄，肥力下降。 （1）层状面蚀）层状面蚀 我国东北黑土区坡耕地 鳞片状面蚀鳞片状面蚀：（在非均质土坡面上）非农耕地的 坡面，植被遭到破坏，在有植被处和无植被处受 冲蚀的程度不同，局部面蚀呈鱼鳞状斑点分布。 （2）鳞片状面蚀）鳞片状面蚀 沙砾化面蚀沙砾化面蚀：即在土石山区农耕地上发生的层状 面蚀，土壤表层细粒被冲蚀后，土壤质地明显变 粗，表土中沙砾含量过高。命运命运弃

9、耕！弃耕！ （3）沙砾化面蚀）沙砾化面蚀 贵州坡耕地 细沟状面蚀细沟状面蚀： 在较陡的坡耕 地上，暴雨过 后，坡面被分 散的小股径流 冲成许多细密 小沟。耕作能 平复。 （4）细沟状面蚀）细沟状面蚀 美国的坡耕地 坡面侵蚀的影响因素坡面侵蚀的影响因素 气候气候因素：雨强、前期降雨 为什么降雨量大而强度小的降雨对面蚀影响不大？ 地形地形因素：坡度、坡长、坡形、坡面粗糙度 有利于雨水汇集。 土壤土壤因素：抗蚀性和抗冲性 质地、结构、水稳性、土壤孔隙、剖面构造、土层厚 度、湿度、土地利用类型 植被植被因素：蓄水、渗透 植被残体进入土壤，提高土壤有机质含量；植物毛根 固结网络，也可以提高土壤抗蚀性。

10、人为人为因素：土地利用不合理 黑土地滥垦主要产生哪种的水蚀黑土地滥垦主要产生哪种的水蚀? 以东北漫岗丘陵区为例以东北漫岗丘陵区为例 在我国，以水蚀为主的类型区中，东北低山丘陵和漫岗 丘陵区主要分为：大兴安岭区、小兴安岭区、低山丘陵 区和漫岗丘陵区。其中东北黑土侵蚀的代表性类型为东 北漫岗丘陵区。 哈尔滨市所在的东北漫岗丘陵区具有较缓的波状起伏地 形。这一带原来是繁茂的草甸草原，近六七十年来进行 开垦，垦殖指数达70以上。 东北漫岗丘陵区土壤侵蚀严重的原因？ （1）东北漫岗丘陵的坡度多小于2-4度，但坡面较长坡面较长，汇水 面积很大，使流量和流速增大，从而增强了径流的冲刷能 力。 （2）黑土在多

11、年旧耕作方法影响下，在固定的耕层以下形 成一个厚为56厘米的犁底层犁底层，异常坚实，且心土层及母心土层及母 质层质层多为深厚的黄土性粘土黄土性粘土，透水缓慢，表土含水量接近 饱和时，就容易发生面蚀和沟蚀。 （3）冬季长而寒冷，有保持半年的冻土层冻土层，深2米左右，在 土层中形成隔水层，春季积雪的融冻及夏季的大量雨水， 一时来不及下渗，就往往在坡面上造成较大的地表径流， 从而引起土壤流失。 （4）降水多集中在夏季降水多集中在夏季，且多暴雨，这种降雨特性也助 长了黑土地区的土壤侵蚀。 （5）黑土含有较多的有机质较多的有机质，耕垦以后表土比较疏松， 特别是冬季干旱和冰冻后，表土更为细碎，春季干旱多春

12、季干旱多 风风，常引起严重的风蚀。 （6）生态环境的破坏生态环境的破坏，也致使土壤的水蚀、风蚀强烈发 生。 钙积层：在土壤剖面的某一层位上碳酸钙、碳酸氢钙淀积， 形成有特殊结构和特征的土壤层。 钙积层在我国华北、西北地区土壤中广泛存在。钙积层在我国华北、西北地区土壤中广泛存在。 枯枝落叶层 腐殖质层 耕作层 表土层犁底层 古熟化层 底土层心土层粘化层 钙积层 母质层母质层 （森林土） （西北娄土） 土壤剖面分层示意图 钙积层 . .沟蚀沟蚀（gully erosion） 由汇集在一起的地表径流冲刷、破坏土壤及母质， 形成切入地表以下沟壑的土壤侵蚀形式。 耕作不能平复。 分为浅沟侵蚀、切沟侵蚀和

13、冲沟侵蚀种。 浅浅沟侵蚀沟侵蚀：细沟状面蚀浅沟 冲刷表土，下切底土，沟道的横断面为宽浅槽形，一 般 宽深。耕作不能平复，但未形成明显的沟头跌水。 内蒙古兴安盟境内的侵蚀沟内蒙古兴安盟境内的侵蚀沟 切沟侵蚀切沟侵蚀：浅沟切沟，冲刷力，下切力， 切入母质。 有一定高度的沟头跌水。 横断面“”字形。 侵蚀强度大，破坏耕地，是最难治理的阶段。 发展方式包括沟头前进、沟底下切和沟岸扩张。 在黄土高原发展迅速？ 大兴安岭山区出现切沟大兴安岭山区出现切沟 黄土丘陵土壤质地疏松，透水性好，具有垂直节理。 溯源侵蚀溯源侵蚀：流水经沟顶形成跌水进入沟道，它是侵蚀 沟发展最为活跃的部分，其发展方向与径流方向相反，

14、因此称为溯源侵蚀。 侵蚀基准面侵蚀基准面：侵蚀沟所能达到的最低水平面。在沟口与 河流交汇处。 沟头跌水沟头跌水 冲沟侵蚀冲沟侵蚀：切沟冲沟，下切深度，沟 壑向两侧扩展，横断面呈“”形。是侵蚀沟 发育的末期，但还未达到稳定，沟底下切变缓， 沟头的溯源侵蚀和坡岸坍塌还在发生。 侵蚀沟内的水道侵蚀沟内的水道 荒溪荒溪（Wildbache） 山洪山洪 20082008年年6 6月月1010日，江西省婺源县沱川村，洪水漫日，江西省婺源县沱川村，洪水漫 过村中石桥。据气象部门监测，过村中石桥。据气象部门监测，6 6月月8 8日日8 8时到时到1010 日日1010时，婺源县沱川乡降水量达时，婺源县沱川乡降

15、水量达327.3mm327.3mm。 . .山洪侵蚀山洪侵蚀（torrent erosion） 山区河流洪水对沟道堤岸的冲淘、对河床的 冲刷或淤积过程。 特点：流速快、冲刷力大、暴涨暴落 山洪破坏力大，能搬运和沉积泥沙石块，冲毁 建筑物和交通设施、掩埋农田和房屋。 年珠江洪水淹没民居年珠江洪水淹没民居 山洪按成因分类山洪按成因分类： 暴雨暴雨引起的山洪：是主要类型：是主要类型 融雪融雪引起的山洪：高纬度或高山积雪区：高纬度或高山积雪区 水库坝体溃决水库坝体溃决引起的山洪：决堤，流量极大，：决堤，流量极大， 来势迅猛，危害极大来势迅猛，危害极大 山洪形成的影响因素：山洪形成的影响因素： 暴雨 地

16、形： ）坡度 ）流域形状 圆形、扇形、辐射形流域，支沟多，汇流快圆形、扇形、辐射形流域，支沟多，汇流快 植被：消减洪峰流量，增加枯水流量消减洪峰流量，增加枯水流量 人类活动：森林砍伐、城市化、溃坝森林砍伐、城市化、溃坝 山洪侵蚀特征山洪侵蚀特征： 山洪具有强大的动能，可将沿途的土沙物质侵蚀、 搬运到下游，并在沟口开阔部位沉积下来。 上游上游：径流量小，沟道两侧坡面陡，汇流速度快，沟 底纵比降大，流速更大，所以径流以冲力为主，下切 侵蚀最明显。 中游中游：汇水面积大，有较多支流的径流汇集于沟道， 流量增加，因支沟汇流与主沟径流流向不一致，使主 沟径流向彼岸流去，形成偏态流动，产生侧蚀，冲淘 河岸

17、。 下游下游：坡降缓，但流量更集中，因下游支流汇入主沟 道中，同样影响主沟道径流流向，存在侵蚀作用。在 冲淘两岸时，由于曲流和侧蚀作用，形成凹岸和凸岸， 河流蛇形前进。 山洪沉积物特征：包括流路中的沉积和山口的沉山洪沉积物特征：包括流路中的沉积和山口的沉 积。积。 （1）流路中的沉积流路中的沉积：山洪行进到中下游，河道受曲流和 侧蚀，出现凹岸和凸岸，泥沙在凸岸沉积下来。 （2）山口的沉积山口的沉积：山洪行进到山口地带，地势突然变得 开阔，流速很快降下来，所带土沙石块沉积下来，在山 前出现了洪积扇。分选较明显，在近沟口处组成物质粗， 远则细。 湖南山洪暴发湖南山洪暴发 死亡死亡2222人人 植被

18、破坏造成水土流失图植被破坏造成水土流失图 Primary Factors Influencing Water Erosion Factors of Water Erosion Environmental conditions determine the types and rates of erosion operating in a particular area. These conditions consist of four factors: (1) climate, (2) topography, (3) soil, and (4) land cover and use. 1. Cl

19、imate Precipitation varies throughout the world. Two important rainfall variables that determine storm erosivity are rainfall amount and rainfall intensity. Rainfall Raindrop Forces applied to the soil by raindrop is related to drop size. The important geometric variables are slope length, steepness

20、 and shape. 2. Topography Slope Length Erosion increases along uniform slopes because of the accumulation of runoff along the slope. Erosion is also related to the steepness of the uniform slope. Steeper, more erosion. Slope Steepness Nonuniform slope is different. Sediment delivered from the end of

21、 the convex slope is greater than that from the uniform slope, while for the concave slope, it is opposite. Slope Shape 3. Soil Soil texture is the most important soil property in many applications, especially in erosion. Soil Texture Soils that are high in clay have low soil erodibility values beca

22、use these soils are resistant to detachment. Soil Texture Soils that are high in sand also have low soil erodibility values, since they produce less sediment because of reduced runoff from high infiltration. Soil Texture Medium-textured soils, especially soils very high in silt, are the most erodibl

23、e. Type of vegetation is determined primarily by climate and soil, but the amount of vegetation is determined by management on farmed and grazing land. 4. Land Use Land Use Land use can be a totally undisturbed area by excluding all human activity. Land use can also be a disturbed area with human ac

24、tivities, especially when there is a large population. Water Erosion on Water Erosion on Loess PlateauLoess Plateau TypesTypes of Water Erosion of Water Erosion on Loess Plateau on Loess Plateau 1. Splash erosion 2. Surface erosion 3. Gully erosion Influencing Factors Influencing Factors of Water Er

25、osion of Water Erosion on Loess Plateauon Loess Plateau 1. Climate: Rainfall amount, intensity 2. Topography: Slope length, steepness 3. Soil: medium-texture, high in silt 4. Land cover and use: Little land cover and large population Thanks for your attention! 土壤侵蚀程度(degree of soil erosion)：是指是指任任 何一种土壤侵蚀形式何一种土壤侵蚀形式在特定外营力种类作用和一定在特定外营力种类作用和一定 环境条件影响下，环境条件影响下，自其发生开始，截至到目前为止自其发生开始，截至到目前为止 的发展状况的发展状况。 土壤侵蚀强度(intensity of soil