专业知识136期课件

第二章土壤侵蚀的基本特征第一节土壤侵蚀及其与水土流失关系土壤侵蚀

《中国大百科全书·水利卷》（1992.3）对土壤侵蚀(soilerosion)的定义为：土壤及其母质在水力、风力、冻融、重力等外营力作用下，被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程。

水土流失

水土流失（waterandsoilloss）在《中国水利百科全书·第一卷》（1990.12）中定义为在水力、重力、风力等外营力作用下，水土资源和土地生产力的破坏和损失，包括土地表层侵蚀及水的损失，亦称水土损失。

内营力内营力作用是由地球内部能量所引起的。其主要表现是地壳运动、岩浆活动、地震等。地壳运动使地壳发生变形和变位，改变地壳构造形态，因此又称为构造运动(tectonicmovement)。其运动形式有垂直运动、水平运动、褶皱运动和断裂运动四种形式。第二节导致土壤侵蚀的营力

岩浆活动是地球内部的物质运动（地幔物质运动）。

地震也是内营力作用的一种表现。它往往是与断裂、火山现象相联系，世界主要火山带、地震带与断裂带分布的一致性是这种联系的反映。

外营力作用

外营力作用的主要能源来自太阳能。包括风化作用、剥蚀作用、搬运作用和堆积作用等形式。

风化（weathering）作用就是指矿物、岩石在地表新的物理、化学条件下所产生的一切物理状态和化学成分的变化，是在大气及生物影响下岩石在原地发生的破坏作用。

风化、剥蚀后的碎霄物质，随着各种不同的外营力作用转移到其它地方的过程称为搬运(transportation)作用。被搬运的物质由于介质搬运能力的减弱或搬运介质的物理、化学条件改变，或在生物活动参与下发生堆积或沉积，称为堆积作用或沉积(deposition)作用。

土石山区河道沉积土石山区堆积第三节土壤侵蚀类型及类型划分

根据土壤侵蚀研究和其防治的侧重点不同，土壤侵蚀类型（thetypeofsoilerosion）的划分方法也不一样。最常用的方法主要有按导致土壤侵蚀的外营力种类来划分、按土壤侵蚀发生的时间划分和按土壤侵蚀发生的速率划分三种。

按导致土壤侵蚀的外营力种类划分

在我国引起土壤侵蚀的外营力种类主要有水力、风力、重力、水力和重力的综合作用力、温度(由冻融作用而产生的作用力)作用力、冰川作用力、化学作用力等，因此土壤侵蚀类型就有水力侵蚀、风力侵蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀、冰川侵蚀、混合侵蚀、化学侵蚀和生物侵蚀等类型。水力侵蚀类型冰川侵蚀类型风力侵蚀类型冻融侵蚀类型重力侵蚀类型土壤侵蚀类型混合侵蚀类型化学侵蚀类型生物侵蚀类型

按土壤侵蚀发生时间划分

以人类在地球上出现的时间为分界点，将土壤侵蚀划分为两大类，一类是人类出现在地球上以前所发生的侵蚀，称之为古代侵蚀(ancienterosion)；另一类是人类出现在地球上之后所发生的侵蚀，称之为现代侵蚀(modernerosion)。

按土壤侵蚀发生速率划分

依据土壤侵蚀发生的速率大小和是否对土资源造成破坏，将土壤侵蚀划分为加速侵蚀(acceleratederosion)和正常侵蚀(normalerosion)。

非人为活动影响时人类出现后土壤侵蚀古代侵蚀加速侵蚀地质侵蚀加速侵蚀现代侵蚀正常侵蚀正常侵蚀人类出现前按土壤侵蚀发生时间和土壤侵蚀发生速率划分的土壤侵蚀类型关系现在人们研究的土壤侵蚀（或水土流失），均是指加速侵蚀（或现代侵蚀）而言的。按侵蚀营力土壤侵蚀可分为：水力侵蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀、冰川侵蚀、混合侵蚀、风力侵蚀、生物侵蚀等。本章将就以上问题逐一讲解。第四节土壤侵蚀形式

一、水力侵蚀形式

水力侵蚀(watererosion)是指在降雨雨滴击溅、地表径流冲刷和下渗水分作用下，土壤、土壤母质及其他地面组成物质被破坏、剥蚀、搬运和沉积的全部过程。

侵蚀力的计算，经过国内外许多学者的研究，已有很大进展。威斯迈尔（W.H.Wischmeier）经过大量的寻优计算，找到了用一个复合参数R为指标来表示，其表达式为：R＝EI30（2－1）式中：E为该次降雨的总动能（英尺·英寸或J/m2·mm），I30是该次暴雨过程中出现的最大30分钟强度（吋／小时或mm/h）。2、水流作用力水体流动，对床面上的泥沙产生作用。作用于泥沙的力既包括水流作用力，也包括泥沙的重力及其分力（如图），其中水流作用力有水流推移和上举力。设一边长为d的正立方体泥沙处于坡面上，并被埋于水体中，水流以速度υ流动，则该泥沙体的受力状况为：坡面水流作用力

水流拓宽床面的作用，称侧蚀或旁蚀。它主要发生在水流弯曲处的凹岸，其作用强度受环流离心力大小和水流冲刷力控制。向源侵蚀是沟谷源头的后退侵蚀，指向源头，亦称溯源侵蚀。实质上是下切在源头和床面坡度突变处向上发展的表现，它受水流速度、流量和床面组成物质控制。溯源侵蚀导致沟谷伸长。4、水流搬运作用水流挟带泥沙及溶解质，并推动坡面物质移动的作用，为水流搬运作用。(1)搬运方式在上举力作用下起动的较细小泥沙，进入水流以与水流相同的速度呈悬浮状态搬动，称为悬移，被搬运的物质称悬移质。它的悬浮主要受紊流的旋涡流影响，悬移质的数量与水流流速、流量及流域的组成物质有关。起动泥沙颗粒较大，可在水流中回落到床面上，对床面泥沙有一定冲击作用，使另一部分泥沙跃起进入水流，或起动泥沙沿床面滚动、滑动，称为推移，其搬运物质称推移质。推移质与悬移质之间，以及与河床上泥沙（称床沙质）之间存在着不断的交换现象，这一交换，使水流含水量分布连续，泥沙颗粒较均一。泥沙沉积条件分区(mm)当水流能量降低时，搬动泥沙就要发生沉积，亦称堆积。堆积先从推移质中的大颗粒开始，最后悬移质转化为推移质，继而在床面上停积。5、泥沙堆积（二）、水力侵蚀的分类与分级1、水力侵蚀的分类我国水力侵蚀按侵蚀形式，可划分为溅蚀、面蚀、沟蚀和河沟山洪侵蚀等类型。（1）雨滴击溅侵蚀（溅蚀）在雨滴击溅作用下土壤结构破坏和土壤颗粒产生位移的现象称为雨滴击溅侵蚀(raindropsplasherosion)，简称为溅蚀（splasherosion）。

（2）面蚀

面蚀是指由分散的地表径流冲走坡面表层土粒的一种侵蚀现象，它是土壤侵蚀中最常见的一种形式。

面蚀发生面积大，侵蚀的又都是肥沃的表土层，所以对农业生产的危害很大。根据其发生的地质条件、土地利用现状的不同及其表现的形态差异，又可分为层状面蚀、鳞片面蚀和细沟状面蚀。耕地层状面蚀①层状面蚀在土层较为深厚的黄土地区，地表径流刚刚形成时一般呈膜状，由于雨滴的击溅、振荡和浸润，膜状水层与土体混合形成泥浆状态，泥浆顺坡流动将土粒带走，使地表均匀损失一层土壤的过程称为层状面蚀(layererosion)。

耕地层状面蚀耕地砂砾化面蚀②砂砾化面蚀在富含粗骨质或石灰结核的山区、丘陵区的农地上，在分散地表径流作用下，土壤表层的细粒、粘粒及腐殖质被带走，沙砾等粗骨质残留在地表，耕作后粗骨质翻入深层，如此反复，土壤中的细粒越来越少，石砾越来越多，土地肥力下降，耕作困难，最后导致弃耕，此种过程称为沙砾化面蚀(gravelerosion)。③鳞片状面蚀

在非农业用地上，如草场、灌木林地、茶园、果园等，由于人或动物的严重踩踏破坏，地被物不能及时恢复，呈鳞片状秃斑或踏成呈网状的羊道，植被呈鳞片状分布，暴雨后，植物生长不好或没有植物生长的局部有面蚀或面蚀较严重，植物生长较好或有植物生长的局部无面蚀或面蚀较轻微，这种面蚀称之为鳞片状面蚀(sheeterosion)，有时又称鱼鳞状面蚀。

④细沟状面蚀当分散的地表径流集中成片状小股流水时，速度加快，侵蚀能力变大，带走沟中的土壤或母质，在地表出现许多许多近于与地表径流流线方向平行的细沟，这些细沟的深度和宽度均不超过20cm，称之为细沟状面蚀(rillerosion)。（3）、沟蚀（gullyerosion）沟蚀是指由汇集成股的地表径流冲刷破坏土壤及其母质，形成切入地表以下沟壑的土壤侵蚀形式。沟蚀形成的沟壑称为侵蚀沟。根据沟蚀程度及形态，分为浅蚀侵蚀、切沟侵蚀和冲沟侵蚀等类型.①浅沟侵蚀地表径流由小股径流汇集成较大的径流，既冲刷表土又下切底土，形成横断面为宽浅槽形的浅沟，这种侵蚀形式称为浅沟侵蚀。浅沟侵蚀下切深度从0.5m以下逐渐加深到1m。沟宽一般超过沟深，以后继续加深加宽。浅沟侵蚀是侵蚀沟发育的初期阶段，其特点是没有形成明显的沟头跌水，正常的耕翻已不能复平，不妨碍耕犁通过，但已感到不便。由于耕犁作用，沟壁斜坡与坡面无明显界限。浅沟继续发展，冲刷力量和下切力量增大，沟深切入母质中，有明显的沟头，并形成一定高度的沟头跌水，这种沟蚀称为切沟侵蚀。切沟侵蚀的特点是沟谷横断面呈窄“V”字形，沟头有一定高度的跌水，沟床比降比坡面比降大，侵蚀最活跃。在质地疏松、透水性好和具有垂直节理的黄土区，发展十分迅速，侵蚀量大。切沟侵蚀蚕蚀耕地，使耕地支离破碎，大大降低了土地利用率。切沟是侵蚀沟发育的盛期阶段，沟头前进、沟底下切和沟岸扩张均甚为激烈。所以这时是防治沟蚀最困难的阶段。②切沟侵蚀③冲沟侵蚀切沟进一步发展，水流更加集中，下切深度越来越大，沟壁向两侧扩展，横断面呈“U”形；沟底纵断面与原坡面有明显差异，上部较陡，下部已日渐接近平衡剖面，这种侵蚀称为冲沟侵蚀。冲沟是侵蚀沟发育的末期，这时沟底下切虽已缓和，但沟头的溯源侵蚀和沟坡沟岸的崩塌还在发生，没有达到相对稳定的程度。沟蚀虽不如面蚀涉及的面广，但其侵蚀量大、速度快，且把完整的坡面切割成沟壑密布、面积零散的小块坡地，使耕地面积减小，对农业生产的危害亦十分严重。

第一阶段的侵蚀沟形态第二阶段的侵蚀沟形态第三阶段的侵蚀沟形态侵蚀沟侵蚀沟俯视山洪侵蚀系指山区河流洪水对沟道堤岸的冲淘、对河床的冲刷和淤积过程。由于山洪具有流速高、冲刷力大和暴涨暴落的特点，因而破坏力大，并能搬运和沉积泥沙石块。山洪侵蚀改变河道形态，冲毁建筑物和交通设施，淹埋农田和居民点，可造成严重危害。

（4）、山洪侵蚀（torrenterosion）山洪侵蚀在风力作用下，形成的波浪对海岸及水库库岸产生拍打、冲蚀作用，如果岸体为土体时，使海岸及库岸产生涮洗、崩塌逐渐后退，如果岸体为较硬的岩石时，岸体形成凹槽，波浪继续作用就形成侵蚀崖。（5）、海岸浪蚀及库岸浪蚀

２、水力侵蚀强度与分级（1）、侵蚀强度土壤侵蚀强度是定量地表示和衡量某区域土壤侵蚀数量的多少和侵蚀的强烈程度，通常由调查研究和长期定位观测得到，它是水土保持规划和水土保持措施布置、设计的重要依据。①土壤侵蚀模数土壤侵蚀模数是表示侵蚀强度最直观的指标，可比性强，常为水土保持工作采用。单位面积上每年侵蚀土壤的平均重量，称为土壤侵蚀模数，单位为：t/km2·a。②沟谷密度及地面割裂度沟谷密度和地面割裂度可形象地表示侵蚀强度。通常把单位面积上沟谷的长度，称沟谷密度，单位为：公里／平方公里；把沟壑面积占流域（某区域）总面积的百分数称为地面割裂度。它们形象地表示已经侵蚀的强度大小（2）、侵蚀强度分级土壤侵蚀强度分级是研究和生产部门工作的重要依据，因而世界上土壤侵蚀严重的国家和地区，均制订了适用于本国情况的土壤侵蚀强度分级方案。侵蚀强度分级是根据土壤侵蚀强度从小到大的规律变化，划分出若干个等级序列，以便针对不同的侵蚀强度，实施不同的综合治理。我国水利部（1986）在《水土保持技术规范》中，依据不同侵蚀营力的侵蚀特点，制订出侵蚀强度分级方案，见表2－1、表2－2。级别侵蚀模数[t/(km2·a)]年平均流失厚度（mm）Ⅰ微度侵蚀（无明显侵蚀）＜200，500，1000＜0.16,0.4,0.8Ⅱ轻度侵蚀（200，500，1000）－2500（0.16,0.4,0.8）－2Ⅲ中度侵蚀2500－50002－4Ⅳ强度侵蚀5000－80004－6Ⅴ极强度侵蚀8000－150006－12Ⅵ剧烈侵蚀＞15000＞12表2－1水力侵蚀强度分级指标注：由于各流域的成土自然条件的差异，可按实际情况确定土壤允许流失量的大小，从200、500、1000t/(km2·a)起止，但允许值不得少于200t或超过1000t/(km2·a)级别面蚀沟蚀重力侵蚀坡度（坡