综合考试资料(北林水保研究生考试)

PAGEPAGE292006年硕士研究生入学考试水土保持学试题试述流域综合治理规划的基本内容。（40分）内容主要包括以下几个方面：土地利用规划：土地利用规划是流域管理的基础，主要内容是确定农林牧各业土地利用结构和位置，划分工矿、村镇、水利、交通等项用地的范围。水资源利用规划：目的在于实现供水和需水之间的平衡和水资源的有效利用。农林牧副特业生产规划：主要指农林牧特各业本身规划，一方面为水土资源规划提供依据，同时又受水土资源规划的限制；要保证农林牧副特各业本身内部比例合理，资源利用和转化效率高。流域生态建设措施体系布局规划：按照因地制宜、因害设防、综合管理、突出效益的原则，根据流域水土流失的空间分布特征，在土地利用规划的基础上，从上游到下游，从分水岭到坡脚，从支沟到干沟，从沟头到沟口，选择不同地貌部位、不同地类的流域管理措施，提出一套由各种流域管理措施组成的具有经济效益的、系统完整的、科学的流域生态环境建设措施体系布局规划。投资和效益估算：投资计算包括生产费用和建设费用，效益一般指经济效益、生态效益和社会效益。流域管理规划的实施进度：根据规划期内的物资、资金、劳力等情况综合平衡，合理安排各年度内实施管理措施及其面积、施工季节等，并提出实施规划的保障措施。试述我国主要水土流失防治区水土保持林体系的合理空间配置特点和小流域水土保持林的配置模式与基本原则。（40分）解答：就我国而言，山地丘陵区是我国主要的水土流失防治区。山丘区水土保持林体系作为山地丘陵区的防护林体系，其体系的组成主要分为黄土地区水土保持林和石质山地水土保持林。一、我国主要水土流失防治区水土保持林体系的合理空间配置特点：水土保持林体系的合理配置，要体现各个林种具有生物学的稳定性，显示其最佳的生态经济效益，从而达到流域治理持续、稳定、高效人工生态系统建设目标的主要作用。水土保持林体系配置的组成和内涵，其主要基础是作好各个林中在流域内的水平配置和立体配置。1、所谓水平配置，是指水土保持林体系内各个林种在流域范围内的平面布局和合理规划。对具体的中、小流域应以其山系、水系、主要道路网的分布，以及土地利用规划为基础，根据当地发展林业产业和人民生活的需要，根据当地水土流失的特点，水源涵养、水土保持等防灾和改善各种生产用地水土条件的需要，进行各个水土保持林种合理布局和配置，在规划中要贯彻“因害设防，因地制宜”“生物措施和工程措施相结合”的原则，在林种配置的形式上，在于农田、牧场及其他水土保持设计的结合上，兼顾流域水系上、中、下游，流域山系得坡、沟、川，左、右岸之间的相互关系，同时，应考虑林种占地面积在流域范围内的均匀分布和达到一定林地覆盖率的问题。2、所谓立体配置，指某一林种组成的树种或植物种的选择和林分立体结构的配合形成。林种立体配置应强调的问题：一是针对防灾需要和所处立地条件而合理选择树种或植物种；二是根据选定的树种或植物种依其生物学特性、生态学特性处理好植物种间的关系；三是林分密度的确定，除应考虑一般确定林分密度的原则之外，还要注意林分将要防护灾害的需要以及所应用树种和植物种的特性。总之，对一个完整的中、小流域水土保持林体系的配置，要考虑通过体系内各个林种的合理的水平配置和布局，达到与土地利用的等的合理结合，分布均匀，有一定的林木覆盖率，各林种间生态效益互补，形成完整的防护林体系，充分发挥其改善生态环境和水土保持功能；同时，通过体系内各个林种的立体配置，形成良好的林分结构，具有生物学上的稳定性，达到更好的生态效益和效益。二、小流域水土保持林的配置模式与基本原则水土保持林体系在小流域范围内的总体配置原则，就是通过山丘区防护林体系各林种的水平配置与立体配置的合理结合，形成多功能，多效益的农林复合生态系统，达到最高的土地利用率和土地生产力。一些分布较广的水土保持林林种主要有：①坡面水土保持林；②水文网与侵蚀沟防护林；③水库、河岸（滩）防护林。以下主要针对这些分布较广的水土保持林林种，阐述各个林种配置的主要原则和模式：1、坡面水土保持林（1）水土保持（或水源涵养）用材林水土保持用材林主要可采用以下配置形式：①主要乔木树种与灌木带的水平带状混交：沿坡面等高线，结合水土保持整地措施，先造成灌木带，带间距4-6m，等灌木成活，经第一次平茬后，再在带间栽植乔木树种1-2行，行距2-3m。②乔、灌木隔行混交：乔、灌同时栽植造林，采用乔、灌木间距混交（行距2-3m）。③结合农林间作，用乔木或灌木带间间作农作物形式。营造林带时，结合窄带反坡梯田或水平沟等整地措施，在幼林初期，行间间作一些农作物，既可取得一些弄产品，又可以耕代抚，保水保土。（2）护坡薪炭林发展护坡薪炭的目的主要在于解决农村生活用能源的同时，控制坡面的水土流失。其配置技术如下：在立地条件配置上，可选择距村庄（居民点）教近、交通便利而又不适于高经济利用，或水土流失的严重的坡地作为人工营造护坡薪炭林的土地。在树种选择上，一般应选择适应于干旱、瘠薄立地，再生能力较强，耐平茬，生物产量高，并且有较高热值的乔、灌树种。（3）护坡放牧林护坡放牧林是配置在坡面上，以放牧（或刈割）为主要经营目的，同时起着控制水土流失作用的乔、灌木林。它是破面最具明显生产特征的，利用林业本身的特点为牲畜直接提供饲料的水土保持林业生态工程。在树种选择上，应选择适应性强，耐干旱、瘠薄，适口性好、营养价值高，生长迅速、萌蘖力强、耐啃食，树冠茂密、根系发达的树种。在配置模式上，护坡放牧林（或刈割饲料林）可根据地形条件采用短带状沿等高线布设，每带长10-20m，每带由2-3行灌木组成，带间距4-6m，水平相临的带与带间留出缺口，以便牲畜通过。作为牧坡的天然草场或人工割草场，其周围配置护牧林，主要目的在于改善草场的局部小气候及牧坡的水土条件，以促进操场产量的提高，同时，护坡林林木的嫩枝叶也可作饲料之用。在牧场周围护牧林以带状或带状沿等高线配置。2、水文网与侵蚀沟防护林（1）土质沟道防护林土质侵蚀沟道系统防护林配置的主要目的是结合土质沟道（沟底、沟坡）防蚀的必要，进行林业利用，获得林业收益的同时发挥保障沟道生产持续、高效的利用。所谓土质侵蚀沟道系统一般指分布于黄土高原各个地貌类型上的侵蚀沟系统，也包括以黄土类母质为特征的，具有深厚“土层”的沿河冲积阶地、山麓坡积或部分洪积扇等土地基础上所冲刷形成的现代侵蚀沟系。可概括为3种类型来叙述其配置技术：①以利用为主的侵蚀沟：应在现有耕地范围以外，选择水肥条件较好、沟道宽阔的地段，在这一特定条件下，发展速生丰产用材林。②治理与利用相结合的侵蚀沟：此类侵蚀沟系的中下游，侵蚀发展基本停止，沟系上游侵蚀发展仍较为活跃，沟道内进行部分利用。③以封禁或治理为主的侵蚀沟：这类沟系的治理可考虑从两方面进行：一种情况是距居民点较远，现在又无力投工进行治理时，可采用封禁的办法，减少不合理的人为破坏，使其逐步自然恢复植被，或散播一些林草种子，人工促进植被的恢复。另一种情况是距居民点较远，对农业用地、水利设施（水库、渠道等），工矿交通线路等有威胁时，应采用积极治理的措施。（2）石质沟道防护林配置特点：①集水区易于发生泥石流的流域，在树种选择和配置上应该形成又深根性树种和浅根性树种混交的异龄复层林。②通过区一般沟道十分狭窄，水流湍急，泥石俱下，应以格栅坝为主。有条件的沟道，留出水路，两侧营造雁翅式配置的防护林。③沉积区位于沟道下游至沟口，沟谷渐趋开阔，应在沟道水路两侧修筑石坎梯田，并营造地坎防护林或经济林。为了保护梯田，沿梯田与岸的交接带营造护岸林。3水库、河岸（滩）防护林（1）水库防护林水库防护林的配置包括两部分：水库沿岸防护林和坝体下游以高地下水位为特征的低湿地段的造林。水库沿岸防护林有靠近水面的放浪灌木林和其上坡的防蚀林组成。对于坝体下游低湿地，宜用做培育速生丰产林，选择一些耐水湿和盐渍化土壤的造林树种。（2）河岸（滩）防护林为了防止河岸的破坏，护岸林和护滩林必须密切结合起来，只有在河岸滩地营造起森林的条件下方能减弱水浪对河岸的冲淘和侵蚀。简述风蚀荒漠化地区植被保护与建设的技术体系。（40分）解答：风蚀作用是由风的动压力及风沙流中沙粒的冲蚀、磨蚀作用，使地表物质被吹蚀和磨蚀，造成土壤养分流失、质地粗化、结构变差、生产力降低、沙丘及劣地形成等土地退化的作用过程。因而风蚀荒漠化的实质就是土地的风蚀退化过程。风蚀荒漠化地区的植被建设技术主要是指生物措施。它包括封沙育林育草恢复天然植被、飞机播种造林种草固沙、植物固沙措施、沙结皮固沙及干旱区绿洲防护林体系等。具体介绍如下：1、封沙育林育草恢复天然植被：在干旱半干旱地区，原有植被遭到破坏或有条件生长植被的地段，实行一定的保护措施，建立必要的保护组织，把一定面积的地段封禁起来，严禁人畜破坏，给植被以繁衍生息的时间，逐渐恢复天然植被。封沙育林育草的面积大小与位置考虑与可能，封育时间长短要看植被恢复情况。封育要注重时效性，封育区必须存在植物生长的条件，且必须有种子传播、残存植株、幼苗、萌芽、根蘖植物的存在。在以往植被遭到大面积破坏，或存在植物生长条件，附近有种子传播的广大地区，都可以考虑采取封育恢复植被的措施以改善生态环境。封育不仅可以固定部分流沙地，更可以恢复大面积因植被破坏而衰退的林草地，尤其是因过牧而沙化退化的牧场。因此这一技术在恢复建设植被方面有重要意义。2、飞机播种造林种草固沙：飞机播种造林种草固沙恢复植被是治理风蚀荒漠化土地的重要措施，也是绿化荒山荒坡的有效手段。具有速度快、用工少、成本低、效果好的特点。飞播必须解决的技术问题有：①流沙地飞播植物的选择：要求飞播植物种子择易发芽、生长快、根系扎得深的，地上部分有一定的生长高度及冠幅，在一定的密度条件下，形成有抗风蚀能力的群体。同时还要求植物种子、幼苗适应流沙环境，能忍耐沙表高温。②沙地飞播种子的发芽条件及种子处理：就种子本身而言，扁平种子易覆沙，大粒、轻而圆的种子覆沙较差。就种子发芽条件来看，需要有一定的温度、水分条件和氧气。另外，为防止某些体积大而轻的种子被风吹跑，可在种子外面包一层黏土，使种子重量增加5-6倍，即种子大粒化处理。③飞播期选择：适宜的飞播期要保证种子发芽所必须的水分和温度条件和苗木生长足够的生长期。④飞播量的确定：播量大小影响造林密度、郁闭时期、林分质量、防护效益，在一定程度上决定着飞播的成败。⑤飞播立地条件选择：飞播区立地条件是影响飞播成效的重要因素。榆林流动沙丘可分为两类：一种是沙丘高大密集，沙丘丘间地较窄，地下水较深；另一种是的沙丘比较稀疏，丘间地较宽阔，地下水较浅。后者水分条件较好，飞播出苗率、保存率高，植株生长量大，易形成大面积幼苗群体，因而飞播成效高。前者相反。⑥兔鼠虫害的防治：飞播花棒等豆科植物种子受兔鼠虫害严重，应对鼠虫害采取一定捕杀措施。⑦飞播区的封禁管护：为防止人畜破坏，应对播区封禁和管护。3、植物固沙技术措施：在荒漠化地区通过植物播种、扦插、植苗造林种草固定流沙是最基本的措施。主要有以下几个措施：①直播固沙：直播是用种子作材料，直接播于沙地建立植被的方法。播种方式分为条播、穴播、散播3种。播种深度一般根据种子大小而定。②植苗固沙：是以苗木为材料进行植被建设的方法。由于苗木种类不同，植苗可分为一般苗木、容器苗、大苗深栽3种方法。③扦插造林固沙：扦插造林的优点是便于推广，生长迅速，固沙作用大，可就地取条，不必培育苗木。适于扦插造林的植物是营养繁殖力强的植物，沙区主要是杨、柳、黄柳、沙柳、柽柳、花棒等。4、沙结皮固沙：以低等生物藻类等为主形成的沙结皮对固沙有重要作用，它固定了植物之间的沙表，越是植丛下面沙结皮越厚，这也是加速流沙固定的有效途径。5、风沙区防护林体系（1）干旱区绿洲护林体系：绿洲护林体系可分为三部分，绿洲外围的封育灌草固沙带、骨干防沙林带、绿洲内部农田林网及其他有关树种。（2）沙地农田防护林：沙区护田林除了一般的护田外，最重要的任务就是控制土壤风蚀，保证比表不起沙。这主要取决于主林带间距即有效防护距离。主林带距大致为15-20H（H为成年树高）。（3）沙区牧场防护林：树种选择可与农田林网一致，但要注意其饲用价值，另外，营造护牧林时，草原造林必须整地。（4）沙区铁路防护林：①为草原沙区铁路防护体系：本区条件稍好，有植物生长条件，以植物固沙为主，机械固沙为辅。防护带宽度取决于风沙危害程度。防护重点在迎风面。一般以多带式组成防护体系。本区选择的乔木主要有（主要指东部）适合当地条件的杨树、沙柳、油松等，灌木有拧条、花棒等。配置上，东部应乔灌草相结合，条件好的地段可乔木为主，较差地段以灌木为主；西部以灌木为主，能灌溉地段应乔灌草结合。②半荒漠沙区铁路防护林体系：该体系包括固沙防火带（放火平台）、灌溉造林带（水林带）、草障植物带（旱林带）、前沿阻沙带（人工阻沙堤）、封沙育草带（自然繁殖带）。③荒漠地区铁路防护林体系：树种选择上，灌溉造林可选用较多树种，乔木有新疆杨、银白杨、沙枣等；灌木有柽柳、拧条、锦鸡儿、花棒等。配置上乔灌结合，形成前紧后疏结构。试述泥石流灾害综合防治措施体系。（30分）解答：泥石流是山区介于挟沙水流和滑坡之间的土（泛指固体松散物质）、水、气混合流。泥石流具有土体的性质结构性、水体的性质流动性、发生在山区的性质加大的流动坡降。对泥石流的防治应采取综合措施，包括土地利用规划措施、工程措施、生物措施及预防性措施。工程措施（一）径流调节工程：水是泥石流得以形成的不可缺少的动力条件之一，径流调节工程旨在控制、削弱产生泥石流的水动力条件。①蓄水工程：在泥石流形成区的上游，选择适宜的地点建造水库、水塘或其他形式的蓄水池以调节洪水，削减泥石流形成的水动力条件。②引排水工程：兴建于泥石流形成区的上方或侧方，有排水渠、泄水涵洞等形式。具有调蓄洪水的功能。（二）挡拦工程：目的在于控制或抑制松散固体物质的活动性和其数量的增加，促使泥石流衰退并走向死亡。①拦沙坝、谷坊工程：是治理泥石流的骨干工程。目的在于拦蓄泥沙，利用回淤泥沙埋压滑坡的滑动面，以稳定滑坡，促进山坡稳定，提高泥石流支沟的侵蚀基准面。②挡土墙工程：是靠墙后被动土压力制止滑坡下滑及通过改变泥石流流向，防止水流、泥石流顶冲不稳定坡段的坡脚。③护坡工程：稳定泥石流的源地。④变坡工程：不仅有利于山坡的稳定，还有利于山坡资源的开发利用。⑤潜坝工程：建于沟床中，抑制泥石流发生的作用。（三）排导工程：泥石流治理中占有重要的位置，能直接保护某一工程设施或建筑群。①导流堤与顺水坝：导流堤始于泥石流堆积扇扇顶或山口直至沟口。目的为控制泥石流流向。②排导沟：以沟道形式引导泥石流顺利地通过防护区段排向下游泄入主河的工程。③渡槽、急流槽：排泄泥石流的工程措施；④明硐：渡槽的一种，工程量远比渡槽大；⑤改沟工程：因某种需要而将泥石流的出口改向相邻的沟道或另辟一出口的工程。（四）停淤工程①停淤场工程：人为地将泥石流引向开阔平缓地带，使泥石流停积在某一开阔地带。②拦泥库：存放泥石流的工程。（五）农地工程①水改旱：水田改为旱地；②水渠防渗；③坡改梯；④夯实滑坡裂缝。二、生物措施：由于生物措施防治泥石流具有阶段性和有限性故需与工程措施密切配合，方能有最佳效果。（一）林业措施：在荒溪流域内营造森林，按其目的和作用可分为四类，即水源涵养林、水土保持林、护床防冲林、防堤固滩林。这些森林类型既可削减泥石流泥沙补给量，又可控制形成泥石流的水动力条件。（二）农业措施：为减少水土流失和根治泥石流灾害，需要建立山区生态农业和经济良性循环，改善大农业生产的基础条件。农业措施主要有水土保持与耕作措施。（三）牧业措施：山区草坡草场退化是导致泥石流灾害愈演愈烈的重要因素，牧业措施主要包括草种选繁、合理放牧、改良草场、改放牧为圈养以及分区轮牧等。泥石流防治，应以防为主，开展预防监测，宣传普及泥石流的知识，重视制止诱发泥石流的人为活动，保护山地生态环境，防患于未然。开展坡面治理，搞好水土保持，实行合理耕作活动，从根本上解决泥石流的灾害。对易发生泥石流地区的工程防护措施主要是：（1）稳：用排水、拦挡、护坡等稳住松散物质、滑塌体及坡面残积物；（2）拦：在中上游设置谷坊或拦挡坝，拦截泥石流固体物；（3）排：在泥石流流通段采取排导渠(槽)，使泥石流顺畅下排；（4）停：在泥石流出口有条件的地方设置停淤场，避免堵塞河道；（5）封：即封山育林，退耕还林。造林增加植被复盖率。第二章荒漠化概况第一节世界荒漠化概况三、非洲的荒漠化现状及其成因（一）非洲荒漠化现状非洲总面积的1/3是沙漠，仅撒哈拉沙漠面积就达777万km2，非洲的荒漠化面积占土地总面积的34%。（二）荒漠化的成因＊水文环境差＊非洲的地表水资源分布不一，地区差异很大＊气候环境恶劣＊土壤条件差＊干旱＊非洲的灌溉＊非洲的土壤流失第二节中国荒漠化地区概况干旱、半干旱和亚湿润干旱区分布于新疆、内蒙古、西藏、青海、甘肃、河北、宁夏、陕西、山西、山东、辽宁、四川、云南、吉林、海南、河南、天津、北京18个省市（自治区、直辖市）的大部分或一部分，共涉及471个县（市、旗）。一、荒漠化地区的气候●日照充足，热量资源较为丰富●气候干燥●冷热剧变●风大沙多，风能资源丰富第三节中国土地荒漠化的成因一、人为活动＊人口增长对土地的压力，是土地荒漠化的直接原因＊过度放牧是草地退化的主要原因＊陡坡垦耕是导致耕地退化的主要原因＊樵采、乱挖中草药、毁林等则是直接导致土地荒漠化的人类活动＊不合理灌溉方式是造成耕地次生盐渍化的直接原因二、自然成因（一）地理环境因素中国干旱、半干旱及亚湿润干旱地区深居大陆腹地，成为全球同纬度地区降水量最少、蒸发量最大、最为干旱脆弱的环境地带。（二）气候因素第四节中国土壤荒漠化类型、面积及分布一、风蚀荒漠化（一）风蚀荒漠化的面积及分布风蚀荒漠化面积160.7万km2，其中分布在干旱地区的占总面积的54.5%；半干旱地区的占30.6%；亚湿润干旱地区的占14.9%（二）风蚀荒漠化的程度风蚀荒漠化中，轻度占风蚀荒漠化面积的27.4%；中度占15.6%；重度占57.0%。风蚀荒漠化的程度分布规律充分显示出风蚀荒漠化的进程受气候、特别是受干湿程度的影响较大。二、水蚀荒漠化（一）水蚀荒漠化土地的面积及分布总面积为20.5万km2，占荒漠化土地面积的7.8%。（二）水蚀荒漠化的程度在水蚀荒漠化土地中，轻、中、重度的面积分别为13.5万km2、4.6万km2和2.4万km2，分别占水蚀荒漠化土地面积的66.0%、22.4%和11.6%。三、冻融荒漠化冻融荒漠化土地总面积共36.3万km2，占荒漠化土地总面积的13.8%。四、盐渍荒漠化（一）盐渍荒漠化的面积及分布总面积23.3万km2，占荒漠化土地总面积的8.9%。盐渍荒漠化比较集中连片分布的地区有塔里木盆地周边绿洲以及天山北麓前冲积平原地带、河套平原、银川平原、华北平原及黄河三角洲。（二）盐渍荒漠化的程度以干旱区最为严重，半干旱区居中，亚湿润干旱区则相对较轻。第五节荒漠化危害（一）土地退化＊生态环境破坏，植被覆盖率降低，表层土壤发生退化，由于水蚀、风是作用，使植被赖以生存的肥沃表层土壤荒漠化＊沙漠蔓延，吞噬绿洲、农田，直接造成农牧业减产＊洪涝灾害引起大量土体搬运、沉积＊土壤肥力降低＊土壤发生次生盐渍化、酸化（使用过多的某种化肥）＊土壤污染，这是由于工业、城市的废弃物堆放或过量使用化肥造成的（二）生物群落退化（三）气候变化（四）水文状况的恶化＊洪峰流量增大，形成洪涝灾害，枯水流量减少，断流时间增加。＊地上径流增加，地下径流减少，水蚀作用加大，水质变坏，甚至在一些地方，地下水位下降，为土地资源的退化创造了恶性循环的条件。＊一些地区地下水位提高，土壤发生次生盐渍化，有些河湖滩地天然绿洲的沼泽土、草甸土逐渐向盐渍化土壤演变。（五）污染环境(六）毁坏生活设施和建设工程第三章荒漠化防治原理第一节风蚀荒漠化防治的风沙物理学原理一、风力侵蚀作用（一）沙粒的起动（二）风力作用过程1．风力侵蚀作用2．风力输移作用当风速大于启动风速时，土壤和沙粒物质随风运动其运动方式有悬移、跃移、蠕移3种形式3．风力沉积作用土壤颗粒被风搬运的距离取决于风速大小、土壤颗粒或团聚体的粒径和重量，以及地表状况。（1）沉降堆积（2）阻遇堆积（三）影响风蚀的因素1．土壤抗蚀性我国干旱区风成沙的力度成分，以细沙为主，很难形成抗风蚀的结构单位，易被吹蚀。土壤抵抗风蚀的性能主要取决于土粒质量及土壤质地、有机质含量等。土壤有机质能促进土壤团聚体的形成并提高其稳定性，提高抗蚀能力。2．地表土袭由耕作过程形成的地表土袭，能够通过降低地表风速和拦截运动的泥沙颗粒来减慢土壤风蚀。3．降雨降雨使表层土壤湿润而不能被风吹蚀。降雨还通过促进植物生长间接地减少风蚀。降雨还有促进风蚀的一面。因为雨滴击坏了土块和团聚体，提高了土壤的可蚀性。4．土丘坡度5．裸露地块长度风力侵蚀强度随被侵蚀地块长度而增加，对于一定的风力，挟沙能力是一定的。土壤可蚀性越高（抗蚀性越低），则饱和路径长度越短。6．植被覆盖增加地面植被覆盖（生长的作物或作物残体），是降低风的侵蚀性最有效的途径。植被的保护作用与植物种类（决定覆盖度和覆盖季节）、植物个体形状和群体结构、行的走向等有关。二、风沙运动规律（一）风沙流结构特征1．沙粒粒径随高度的分布特征2．含沙量随高度的分布特征3．含沙量随风速变化（二）沙丘的移动1.沙丘移动的方向和方式（1）沙丘移动的方向移动的总方向是和起沙风的年合成风向大致相一致。2）沙丘移动的方式取决于风向及其变率，分为3种情况：前进式、往复前进式、往复式。2、沙丘移动的速度沙丘移动的速度取决于风速和沙丘本身的高度。三、风蚀与沙质荒漠化（一）土地风蚀退化土壤退化表现在如下几个方面：（1）土壤流失（2）土壤质地变化（3）养分流失（4）生产力降低（5）磨蚀四、风蚀荒漠化防治的基本原理风蚀荒漠化的实质就是土地的风蚀退化过程。制定风蚀荒漠化防治的技术措施主要依据土壤风蚀原因及风沙运动规律，即蚀积原理。原理和途径概括为下述几个方面：（1）增大地表粗糙度，降低近地层风速（2）阻止气流对地面直接作用（3）提高沙粒起动风速，增大抗蚀能力（4）改变风沙流蚀积规律第二节风蚀荒漠化防治的生态学原理植物治沙成为防治土地沙质荒漠化最有效的首选措施。利用植物改造沙质荒漠化土地，首要问题是植物在流沙上如何成活与保存，及其改造流沙环境的生态功能。一、植物对流沙环境的适应性原理可以利用天然植物在流沙地区去恢复和建立植被，这便是植物治沙的物质条件和理论基础。干旱和流沙的活动性是影响植物最普遍、最深刻的2个限制因素，是制定各项植物治沙技术措施的主要依据。（一）植物对干旱的适应性在长期干旱气候条件下，流沙上分布的植物，产生一定的适应干旱的特征，表现为：（1）萌芽快，根系生长迅速而发达（2）具有旱生形态结构和生理机能（3）植物化学成分发生变化（二）植物对风蚀、沙埋的适应流动沙丘上的植物对风蚀、沙埋的适应能力可归纳为以下4种类型：1．速生型适应2．稳定型适应3．选择型适应4．多种繁殖型适应（二）植物对风蚀、沙埋的适应沙生植物对流沙环境活动性的适应途径主要是避免风蚀，适度沙埋。沙埋的适度范围可用沙埋厚度与灌木本身高度之比值（A）来衡量。A=0~0.7为适度沙埋，A>0.7为过度沙埋天然灌木、半灌木产生灌丛沙堆效应，以消除风蚀。（三）植物对流沙环境变异性的适应植物对环境变异的适应性变化，亦即沙地植被演替规律，这是恢复天然植被和建立人工植被各项技术措施的理论基础。二、植物对流沙环境的作用原理（一）植物固沙作用植物以其茂密的枝叶和聚积枯落物庇护表层沙粒，降低近地层风速，加速土壤形成过程，提高临界风速值，起到固沙作用。当沙面逐渐稳定以后，便开始了成土过程。（二）植物的阻沙作用输沙量与风速的三次方成正相关，风速的降低，起到阻沙作用。植被阻沙作用大小与覆盖度有关，不同植物固沙和阻沙能力取决于近地层枝叶分布状况。灌木固沙和阻沙能力较强。（三）植物改善小气候作用在植被覆盖下，反射率、风速、水面蒸发量显著降低，相对湿度提高。小气候改变后，加速成土过程。（四）植物对风沙土的改良植物对风沙土的改良作用，主要表现在以下几个方面：①机械组成发生变化。②物理性质发生变化。③水分性质发生变化。④有机质含量增加⑤氮、磷、钾三要素含量增加。⑥碳酸钙含量增加，PH值提高⑦土壤微生物数量增加。⑧沙层含水率减少。第三节水蚀荒漠化的防治原理一、水力侵蚀作用（一）侵蚀起动流速起动流速或临界流速分为滑动起动和滚动起动2种（二）水力侵蚀作用过程1．水流侵蚀作用水力侵蚀作用分为下蚀和侧蚀2种方式。2．水流搬运作用水流搬运作用有悬移和推移2种。3．泥沙堆积二、土壤侵蚀规律水力侵蚀过程中剥蚀、搬运和沉积3种状态的发生是在不同条件下，水的破坏力大于土体的抵抗力的结果。（一）雨滴击溅侵蚀雨滴溅蚀主要表现在下列3个方面：（1）破坏土壤结构，形成“板结”。（2）直接打击地面，产生土粒飞溅和沿坡面迁移。（3）雨滴打击增强地表薄层径流的紊动强度，导致了侵蚀和输沙能力增大。（二）地表径流侵蚀1．坡面径流侵蚀2．沟蚀侵蚀沟谷分为浅沟、切沟、冲沟、坳沟4个不同发育阶段。坡面径流集中向下切入底土，形成深度超过1m，宽度超过深度0.5~1倍以上（在生产影响下可达几倍到几十倍）的宽而浅的沟道，即浅沟。浅沟径流集中切入地面很深，出现沟头，即为切沟。切沟的深度为10~50m，横断面呈“V”字型。切沟进一步发育，跌水出现在上游，横断面一般呈“V”型或宽“U”型，下游出现堆积物及冲积物，即冲沟阶段冲沟发育到一定阶段时，侵蚀沟逐步停止发育，坡脚形成稳定的坡积物，沟头和沟坡上逐渐长出植物，称为坳沟阶段或安息阶段。（三）下渗侵蚀水流下渗，增加了土体重力，土体颗粒之间凝聚力减弱，发生滑坡、崩塌、泻溜等，造成土壤侵蚀。水力对土壤侵蚀还有混合侵蚀。最常见的混合侵蚀就是泥石流。三、影响土壤水蚀的因素（一）降雨对土壤水蚀的影响1．雨型2．降雨强度3．降雨量（二）地形对土壤水蚀的影响1．坡度坡面坡度是决定径流冲刷能力的基本因素之一。条件相同时，坡度愈大，流速愈大，土壤侵蚀量愈大。坡度对雨滴的击溅侵蚀也有一定影响。2．坡长条件相同时，坡面长度直接影响水力侵蚀强度。结合降雨条件，归纳起来有三种情况：⑴特大及较大暴雨情况下，坡长与径流量、冲刷量均成正相关；⑵降雨平均强度小，或平均强度较大而持续时间较短的情况下，坡长与径流量成反相关，而与冲刷量成正相关；⑶一次降雨量很小，历时也很短的情况下，坡长与径流量、冲刷量均成负相关。3．地形地形对水力侵蚀的影响，是坡度和坡长综合作用的结果。4．坡向坡向不同，太阳辐射不同，从而影响土壤环境因子的不同，其侵蚀过程也有差异。（三）土壤条件对水力侵蚀的影响土壤是影响径流的因素。影响土壤的因素有土壤质地、土壤结构及水稳性、土壤孔隙、剖面结构、土层厚度、土壤湿度及土地利用方式等。（四）植被对土壤侵蚀的影响植被对抑制土壤侵蚀发生起积极作用。1．拦截降雨2．调节径流3．团结土体4．改良土壤性状（五）人为活动对水力侵蚀的影响人为活动的影响有2个作用：1、是人为过度的经济活动，成为水蚀荒漠化发生、发展的主导因素；2、是人们促进退化土壤逆转。第四节盐渍荒漠化的防治原理一、盐渍土的形成与分布（一）盐渍土的形成盐渍土形成条件主要有：1．物质来源岩石风化物；含盐地层风化和再循环；火山活动的产物；深层盐水外冒；风蚀风积盐类；生物累积的盐分等等2．地形条件土壤盐分的累积必须具有适宜的地形条件。从大中地形来看，低洼地区积盐形成渍土。从小地形来看，高处积盐，形成盐斑3．水文条件地下水位高，矿化度高是形成盐渍化的重要条件4．气候条件干旱、半干旱地区或季节性干旱地区，易于积盐5．生物条件植被稀疏或光板地极易积盐形成盐渍化。6．人为因素灌溉地区，人为用水不当，造成或加强盐渍化。（二）我国盐渍土的分布我国盐渍土主要分布在干旱、半干旱和亚湿润的干旱地区，主要有滨海、华北、西北、东北、灌区次生等五大盐渍土区。其中三北防护林地区是我国盐渍土集中分布区，盐碱地2170.48万hm2，占全区土地总面积的5.3%。三北地区境内共有5个亚类：旱盐土草甸盐土沼泽盐土碱化盐土（苏打盐土）滨海盐土二、水肥盐运动规律（一）水盐运动规律1．垂直运动水盐垂直运动有积盐和脱盐2种。2．水平运动大地形在洼处形成盐渍化小地形洼地边缘或平地中局部高地形成盐斑（二）肥盐关系肥料对土壤盐类的克制作用表现在：有机质使碱性盐被吸附固定对作物起到缓冲作用有机质利于脱盐，活化钙镁盐类，中和土壤，释放养分施肥可以补充和平衡阳离子，提高作物的抗盐性。水肥盐的运动规律是盐渍化防治重要理论依据，治水是基础，培肥是根本。三、土壤次生盐渍化的成因及特点（一）土壤次生盐渍化的成因含有可溶性盐类的地下水位上升是形成土壤次生盐渍化的根本原因。引起灌区地下水位上升的原因主要有：（1）渠系渗漏水大量补给地下水（2）缺少充分的出流条件（3）过量灌水促使地下水位上升利用高矿化度的咸水、碱性水灌溉也是引起次生盐渍化的因素之一。工业废水（污水）大量排放，也造成土壤盐分积累。（二）次生盐渍化发生的特点和规律次生盐渍化常具有如下发生和分布规律：（1）灌区的地上河道或输水道两侧，次生盐渍化沿河、渠呈条带状分布。（2）洪积扇扬水灌区的下部或多级扬水灌区的一级扬水地区，大面积成片发生。（3）耕种的条田中，插花盐斑，呈点片状分布。（4）平原水库、湖泊，常年积水的洼地和插花种稻的稻田周围地带，由内向外呈辐射状分布。（5）渠道交岔的三角地带易发生盐渍化（6）垦殖盐渍土而发展的自流灌区，盐斑多分布于条田中间，仅在干、支渠两侧呈带状分布。（三）盐斑的成因形成盐斑的因素有自然因素，也有人为因素。冲积平原，土壤分布不均匀，使土壤水盐重新分配，运行速度发生差异，形成盐斑。灌溉中，土壤分布不均匀，使水盐重新分配，产生盐斑。可见土壤的不均匀性是盐斑形成的基础。四、土壤盐渍化的防治原理盐渍化的防治概括为以下几个方面：（1）控制盐源（2）消除过多的盐量（3）调控盐量（4）转化盐类（5）适应性种植第四章荒漠化地区植被建设技术第一节封沙育林育草恢复天然植被中国防沙治沙工程十年规划要求全国封育治沙面积达266.7万hm2，占治沙面积的40%。在干旱半干旱地区，实行保护措施，建立保护组织，给植物以繁衍生息的时间，逐步恢复天然植被。半干旱风沙地区，封育措施在几年内可使流沙地达到固定、半固定状态。我国东北沙区和西北干旱区重点植被的封育措施＊沙地樟子松封育该地樟子松林的迅速恢复，反映了森林、草原之间的变化规律：＊梭梭林的封育梭梭是亚洲荒漠区分布最广泛的植被类型，有良好的防风固沙改善小气候环境的生态效益。＊干旱区绿洲边缘天然植被封育我国在营造林带林网的同时，绿洲边缘封沙育草，保护天然植被成为绿洲防护体系，形成固沙植物带。第二节飞机播种造林种草固沙飞机播种造林种草固沙恢复植被具有速度快、用工少、成本低、效果好的特点，对偏远荒沙、荒山地区恢复植被意义更大。一、飞播必须解决的技术问题＊流沙地飞播植物种选择因流动沙丘迎风坡有剧烈风蚀，背风坡有严重沙埋，故要求飞播植物种子易发芽、生长快、根系扎得深。＊沙地飞播种子的发芽条件及种子处理飞播在沙表的种子能否顺利发芽于地表性质、粗糙度、小气候及种子大小、形状等许多因素有关。＊飞播期选择适宜的飞播期要保证种子发芽所必须的水分和温度条件和苗木生长足够的生长期，还要考虑种子发芽后能避开害虫活动盛期。＊飞播量的确定N=ng/(5×105×P1×P2×P3×P4)式中N—公顷播量（㎏/h㎡）n—667x(x为每平方米面积计划有苗数)g—种子千粒重（g)P1—种子纯度（用小数表示）P2—种子发芽率（用小数表示）P3—种子受鼠鸟虫害后保存率（小数表示，经验值）P4—苗木当年保存率（小数表示，经验值）＊飞播区立地条件选择＊兔鼠虫病害的防治＊飞播区的封禁管护二、飞播作业＊播前准备工作＊航向与作业方式航向应与主风向一致。作业方式为单程式、复程式、交叉式。＊航高与播＊播后调查用路线（航带中央）调查方法，飞播当年在发芽后和生长季结束后各调查1次，调查路线上每隔5m（背风坡6m）设1㎡样方。第三节植物固沙技术措施一、直接固沙＊播种方式分条播、穴播、散播3种。＊播种深度一般根据种子大小而定，播小粒种子，覆土1~2cm；播大粒种子应覆土3~5cm。＊播种量散播用种最多，穴播用种最少，条播用种居中。二、植苗固沙＊苗木质量影响成活率的重要因素，必须选用健壮苗木。＊苗木保护＊苗木定植一般用穴植，穴直径不小于40cm，穴深大于40cm。＊植苗季节＊树种选择栽植固沙成功的树种有沙蒿、紫穗槐、花棒、杨柴。三、扦插造林固沙优点：方法简单，便于推广；生长迅速，固沙作用大；就地取条、干，不必培育苗木。＊选插条（穗）＊插条（穗）处理＊造林季节和方法一般在春秋两季扦插，多用倒坑栽植，插深多与地面平。沙柳扦插固沙；黄柳、杨柴网格活沙障固沙。第四节沙结皮固沙流沙表面这种藻类形成的沙结皮最早由Varming和Groebner指出。土壤藻类的生态作用，在于它是植物演替最初阶段的先锋植物，强调它有助于土壤的形成。人工沙结皮培养技术：（1）用0.01mm细土1kg/m2；（2）1kg细土加10g沙蒿粉；（3）不加措施的沙丘作对照。将上述（1）、（2）中的物质撒于沙表使之与表面1cm的沙粒混合均匀，经6~8m/s风速吹杨及1mm降雨湿润又蒸发后，除对照外，上述处理的沙面均出现结皮。第五节风沙区防护林体系一、干旱区绿洲防护体系封育灌草固沙沉沙带防风阻沙带式中L—安全距离（m）h—沙丘高度（m）k—苗高（m）s—苗木年生长量（m）v—沙丘年前进距离（m）c—沙埋苗木高1/2处的水平距离（m），据生长快慢取0.4或0.8。绿洲内部农田林网二、沙地农田防护林沙区护田林任务是控制土壤风蚀，主带距大致为15~20H(H为成年树高)，透风系数0.6~0.7；林带宽度有3~6行乔木，5~15m宽即可。半湿润地区主带距300m左右；半干旱地区主带距150~200m；旱作区主带距仅50m左右。三、沙区牧场防护林草地荒漠化表现：☆地表形态的变化☆植被的变化☆地表机械组成和理化性质变化护牧林营造技术营造护牧林时，草原造林必须整地。可带状、穴状整地，带宽1.2~1.5m，用2~4年大苗造林，3年保护。牧牧区其他林种纳入防护体系之内。牧场防护林体系的效益四、沙区铁路防护林＊铁路沙害主要是风蚀路基，线路积沙，腐蚀机械传动部分、沿线通讯设备和钢轨等3种形式。＊铁路防护体系建设（1）草原沙区铁路防护体系（2）半荒漠沙区铁路防护体系第七节沙地造林方法及樟子松造林技术一、干旱区、半干旱区沙地育苗技术容器育苗优越性：☆缩短了育苗期；☆延长了造林期；☆苗木质量高；☆容器苗培养便于机械化和工厂化。二、沙（丘）地造林方法＊前挡后拉造林法＊大苗深栽与长插条深插＊抗旱造林系列技术＊2行1带造林法＊撵沙腾地造林法＊沙地杨树嫁接更新法＊沙地乔木萌蘖苗更新法＊背风坡高杆造林＊沙地乔木根蘖苗更新法＊钻孔深植造林技术＊沙地樟子松造林第八节沙地造林密度、混交与配置一、沙地造林密度要解决好风沙区植物固沙密度和水分不足这一矛盾。流沙地制约植物成活的首先是风蚀，其次才是水分。确定适宜密度方法：由植物根系确定；由植物耗水特点确定；调查各种密度的人工林地及天然植被，比较其生物量、生长势、盖度等来确定。二、固沙林的混交与配置选择耐旱植物和前期先锋植物混交；提高固沙效果和林分稳定性。在配置形式上，半荒漠沙地采用不同树种带状混交，可以节约水分，又可保证固沙效果。第十节水蚀荒漠化地区植被建设技术概况与危害据水利部1990年调查，我国有水蚀土地面积179万k㎡，其中20.5万k㎡是处于干旱、半干旱及干旱的亚湿润地区的水蚀荒漠化土地。

危害：破坏水土资源，蚕食农田，群众生存受到威胁削弱地力，加剧干旱发展泥沙淤积河、湖、水库，加剧洪涝灾害影响水运，破坏交通安全水土流失与贫困同步发展，形成恶性循环林草的水土保持作用水土保持林（草）的水文效应水土保持林（草）通过对降雨的再分配在很大程度上调节了地表径流枯枝落叶层对降雨截留作用林地土壤水文性质改良作用林地土壤入渗能力较高改良土内径流状况林草地土体贮水能力提高消减洪峰与涵养水源作用林草植被防止土壤侵蚀和改良土壤作用林草植被对水蚀控制作用林草根系对土体固持作用林草植被改善小气候环境作用水土保持林（草）的配置与营造技术坡面水土保持林☆坡面水土（或水源涵养）用材林配置特点：1.营造坡面水土保持用材林2.小流域水涵养用材林的封山育林（草）☆坡面薪炭林配置特点：1.地点选择2.营造关键是树种选择3.经营☆复合林牧护坡林配置特点：1.放牧护坡林树种选择（树种特点：适应性强；适口性好；营养价值高；生长快。）2.配置山地水文网、侵蚀沟道防护林☆土质侵蚀沟道防护林☆石质山区沟道防护林配置当坡面得到治理，主沟道开阔，纵坡平缓山脚土厚时应进行农业、经济林利用。飞播是快速、优质、大面积进行植被建设和发展生态大农业的有效途径盐碱地的植被恢复与建设植被改良盐渍化土地的作用抗御干热风；降低地下水位；提高肥力选择耐盐植物盐碱地造林种草植苗造林☆围埝、挖坑、压盐、冬秋栽树☆客土整地造林☆垄沟整地造林☆沟底造林☆沟畦整地造林播种造林☆开沟播种☆催芽浸种☆适当增加播量☆雨后及时灌水☆及时松土☆施用有机肥和磷肥种植牧草第六章荒漠化地区生态农业建设技术第一节中国生态农业产生与发展的客观必然性生态农业的内涵和特点生态农业是把农业生产、农村经济发展和生态环境治理与保护、资源培育和高效利用融为一体的新型综合农业体系。有机质在农田养分循环中的重要作用有机质是各种养分的载体为土壤微生物提供生活物质具有吸附阳离子的能力农田土壤有机质的积累和分解土壤中有机质的来源主要是作物残体。有机氮与无机氮的合理配比有利于保持土壤养分平衡。第十一章荒漠化防治工程的效益评价一、生态效益的系统分析（一）植物措施的生态效益1、小气候效益治沙植被过程中会对其控制区的局部气象因子如气温、空气湿度、地温等产生影响，能够产生对环境的某些改善和某些有利于植物生长的因素和降低风速的效应，是固沙生态效益中最首要的，最重要的指标。2、防风固沙阻沙效益（1）植被降低风速的作用灌木林降风作用（3）植被的固沙作用①排除风对沙的直接作用②降低近地层作用③增加沙粒径或粘结力（4）植物的阻沙作用3、植物对风沙土的改良作用沙结皮层可抗11级大风4、光能利用植物的光能利用率是单位土地面积上一定时间内植物光合作用积累的有机物所含能量与同期照射土地面积上太阳辐射量之比。植物对光能的吸收和作用是系统稳定、平衡和发展的基础。5、水分利用林冠截留蒸发6、植物种的优势度对沙地植被影响植物种重要值可以反映种群在群落中的重要程度和优势程度（二）工程措施的生态环境影响1、机械沙障的生态作用沙障可分为平铺式和直立式两大类，平铺式沙障属固沙型，直立式沙障大多属积沙型。水土保持工程学是应用工程之原理，防治山区、丘陵区、风沙区水土流失，保护、改良与合理利用水土资源，以利于充分发挥水土资源的经济效益和社会效益，建立良好生态环境的科学。水土保持工程措施是小流域水土保持综合治理措施体系的组成部分，根据兴修目的及其应用条件，可以分为以下4种类型：（1）山坡防护工程；（2）山沟治理工程；（3）山洪排导工程；（4）小型蓄水用水工程。一、山坡防护工程的作用山坡防护工程的作用在于用改变地形的方法防止坡地水土流失，将雨水及雪水就地拦蓄，使其渗入农地、草地或林地，减少或防止形成坡面径流，增加农作物、牧草以及林木可利用的土壤水分。同时，将未能就地拦蓄的坡地径流引入小型蓄水工程。在有发生重力侵蚀危险的坡地上，可以修筑排水工程或支撑建筑物防止滑坡作用。属于山坡防护工程的措施有：梯田、拦水沟埂、水平沟、水平阶、水簸箕、鱼鳞坑、山坡截留沟、水窑（旱井）、蓄水池以及稳定斜坡下部的挡土墙等。坡面集水保水工程水是农业的命脉,尤其是旱农地区,水资源的状况对旱地农业生产更有着特别重要的意义。集水技术是在干旱地区充分利用降水资源为农业生产和人畜生活用水服务的一种技术措施。本章主要介绍的是集水蓄水工程，包括水窖(又名旱井)、涝池(又名蓄水池)、山边沟渠工程、鱼鳞坑和保水工程技术等。1.1水窖1.1.1水窖的定义与功能定义：修建于地面以下并具有一定容积的蓄水建筑物叫水窖，水窖由水源、管道、沉沙、过滤、窖体等部分组成。功能：1．拦蓄雨水和地表径流2．提供人畜饮水和旱地灌溉的水源3．减轻水土流失。1.1.2水窖的类型水窖可分为井窖、窑窖、竖井式圆弧形混凝土水窖和隧洞形（或马鞍形）浆砌石窖等形式。可根据实际情况采用修建单窖、多窖串联或并联运行使用，以发挥其调节用水的功能。井窖在黄河中游地区分布较广。主要由窖筒、旱窖、散盘、水窖、窖底等部分组成。窑窖与西北地区群众居住的窑洞相似，其特点是容积大，占地少，施工安全，取土方便，省工省料。窑窖容积一般为300～500m3。窑高2m以上，窖长6～25m。上宽2.0～3.5m，底宽0.5～2.5m，根据其修筑方法不同又可分为挖窑式和屋顶式两种。1.1.3水窖的规划与设计修建水窖要根据年降水量、地形、集雨坪（径流场）面积等条件因地制宜进行合理布局。水源高于供水区的，采取蓄、引工程措施；水源低于供水区的，采取提、蓄工程措施；无水源的采取建塘库、池窖，分散解决的工程措施。（一）水窖的设计1．设计所需材料（1）气象资料，附近雨量站（气象站）的多年降雨量（以月为单位），年最大24h平均降雨量，以及年最低、最高气温，日照天数，最大蒸发量等。（2）水源的水位资料，包括枯流量、基流量、丰水期流量及最大洪水流量，干旱期实测值和水质化验报告。（3）水源工程、输水工程及窖体的地质地形图。（4）当地建材的分布调查。（5）当地的社会经济情况调查。（6）1:10000或1:50000地形图。（7）灌溉面积（需水）分布情况及人畜饮用需水调查。（8）现有水利设施情况。2．工程布置原则（1）以饮用水为主的窖池，应远离污染源。（2）水源地（或调节池）应置于高位点，以便自压供水。（3）应避开不良地质地段。3．水源工程水窖的水源有雨水、泉水、裂隙水、山沟水、库水以及提水入窖（池）等。（1）雨水作为水窖水源。可利用现有的房屋、晒坝（坪）、冲沟、道路等集水，也可修建集雨坪、拦山沟等工程拦截雨水，汇流入窖。（2）库水作为水窖水源时，水库就是水窖的调节池、沉淀池。（3）泉水、裂隙水、河水作为水窖水源。在水源处修建一集水池或取水口，将水集中起来，通过输水管或暗（明）渠进入水窖。（4）渠水作为水窖水源。一般来说，渠水水源均能满足水窖对水量的需求。（5）输配水工程输水形式，一般采取暗渠、陡坡、管道三种形式输水。（6）净化设施利用自然山坡汇集雨水，必须经沉沙过滤后方能进入水窖。过滤池下方应设一集水沟，再用管道（或）进入窖内。（二）水窖总容积的确定水窖总容积是水窖群容积的总和，应与其控制面积相适应。水窖群的布置形式有以下几种1．梅花形：将若干水窖按梅花形布置成群，用暗管连通，从中心水窖提水灌溉。2．排子形水窖群：这种水窖群布置在窄长的水平梯田内，顺等高线方向筑成一排水窖群，窖底以暗管连通，在水窖群的下一台梯田地坎上设暗管直通窖内，窖水可自然灌溉下方农田。（四）窖址的选择1．有足够的水源。2．有深厚而坚硬的土层；水窖一般应设在质地均匀的土层上，以粘性土壤最好，黄土次之。3．在石质山区，多利用现有地形条件，在无泥石流危害的沟道两侧的不透水基岩上，加上修补，做成水窖。4．窖址应便于人蓄用水和灌溉农田。1.2涝池1.2.1涝池的定义与功能定义:以拦蓄地表径流为主而修建的，蓄水量在50m3～1000m3的蓄水工程,称为涝池（蓄水池）。功能:拦蓄地表径流，充分和合理利用自然降雨或泉水，就近供耕地、经济林、果浇灌和人畜饮水需要，减轻水土流失。1.2.2涝池的类型按材料可分为土池、三合土池、浆砌条石池、浆砌块石池、砖砌池和钢筋混凝土池等;按形式可分为圆形池、矩形池、椭圆形池等几种类型。此外，蓄水池还可分为封闭型和敞开式两大类。1.2.3涝池位置的选择涝池一般都修在乡村附近、路边、梁峁坡和沟头上部。池址土质应坚实，最好是粘土或粘壤土。此外选择涝池的位置还应注意以下几点：1、有足够的来水量。2、涝池池底稍高于被灌溉的农田地面，以便自流灌溉。不能离沟头、沟边太近，以防渗水引起坍塌。1.2.4涝池的规划蓄水池一般规划布设在坡面水汇流的低凹处，并与排水沟、沉沙池形成水系网络。以满足农、林用水和人畜饮水需要为规划设计依据。规划布设中应尽量考虑少占耕地，来水充足，蓄引方便，造价低，基础稳固等条件。蓄水池的配套设施有：引水渠、排水沟、沉沙池、过滤池（有人畜饮水要求的蓄水池）、进水和取水设施（放水管或梯步）。房屋前后或道路旁的开敞式蓄水池还应加栏杆或围坪。人畜饮水用的蓄水池一般为封闭式，确保用水清洁卫生和安全。1.2.5涝池的布置形式（一）平地涝池：修在平地的低凹处，一般是把凹处再挖深些，将挖出的土培在周围。（二）结合沟头防护：在沟头附近适当距离处挖涝池，拦蓄坡面汇集的地表径流，防止沟头前进。（三）开挖小渠将地下水引入涝池：沟底坡脚常有地下水渗出，给很多地方造成泥流及滑塌。可在附近挖涝池，并开小渠使地下水引入涝池，用以灌溉或人蓄饮用，也可避免塌岸。（四）结合山地灌溉，开挖涝池：其布置形式渠道联结涝池在山地渠道上，每隔适当的距离挖一个涝池，涝池与渠道连接处设立闸门，将多余的水蓄在池内，以备需水时灌溉。（五）连环涝池：涝池与涝池之间用小水渠联接起来，多修在道路的一侧，以防止道路冲刷，有时也修在坡面上的浅凹地上，一般为方形或长方形，蓄水量可达10～15m3。1.2.7涝池的养护涝池的养护和管理要遵循以下几点原则：（一）按谁建设、谁使用、谁管理原则落实养护责任制。（二）应尽量避免涝池干涸，以免池底和四周的防渗层干裂而导致其漏水。（三）涝池修成后，如果来水量比预先估计的少，应另设法开辟水源，或开挖引水沟。把可能引入沟的水引入涝池，增加来水量，以充分发挥涝池的作用。（四）暴雨前后应及时修补养护，及时清淤保持蓄水容积，并对蓄水池上下沉沙池、排水沟进行养护。1.3山边沟渠工程1.3.1沟渠工程的定义与功能定义：为防治坡面水土流失而修建的截排水设施，统称坡面沟渠工程。坡面沟渠工程是坡面治理的重要组成部分。功能：1．拦截坡面径流，引水灌溉；2．排除多余来水，防止冲刷；3．减少泥沙下泻，保护坡脚农田；4．巩固和保护治坡成果。1.3.2沟渠工程的类型（一）截水沟（水平沟、沿山沟、拦山沟、环山沟、山圳以及梯田内的边沟、背沟）；（二）排水沟（撇水沟、天沟、排洪沟）（三）蓄水沟（水平竹节沟）；（四）引水渠（堰沟）；（五）灌溉渠。1.3.3工程规划与设计1．坡面沟渠工程应与梯田、耕作道路、沉沙蓄水工程同时规划，并以沟渠、道路为骨架，合理布设截水沟、排水沟、蓄水沟、引水渠、灌溉渠、沉沙池、蓄水池等工程，形成完整的防御、利用体系。2．根据不同的防治对象，因地制宜确定沟渠工程的类型的数量，并按高水高排或高用、中水中排或中用、低水低排或低用的原则设计。以修梯田、保土耕作、经果林为主的坡面，应根据降雨和汇流面积合理布设截水沟、排水沟，并结合水源规划引水渠、灌溉渠；以保土耕作为主的坡面还应配合等高种植，规划若干道蓄水沟；以种植林草为主的坡面，沟渠工程应采用均匀分布的蓄水沟，上方有较大来水面积的应规划截水沟或排洪沟。3．在坡面上一般应综合考虑布设截、排、引、灌溉渠工程，截水沟、排水沟可兼做引水渠、灌溉渠。4．截水沟一般应与排水沟相接，并在连接处前后作好沉沙、防冲设施。5．梯田区域内承接背沟两端的排水沟，一般垂直等高线布设，并与梯田两端的道路同向，呈路边沟或路代沟（为凹处）状，土质排水沟应分段设置跌水，一般以每台梯面宽为水平段，每台梯坎高为一级跌水，在跌水处作好铺草皮或石方衬砌等防冲消能措施。6．截水沟和排水沟、引水渠、灌溉渠在坡面上的比降，应视其截、排、用水去处（蓄水池或天然冲沟及用水地块）的位置而定。当截、排、用水去处的位置在坡面时，截水沟和排水沟可基本沿等高线布设，沟底比降应满足不冲不淤流速；沟底比降过大或与等高线垂直布设时，必须作好防冲措施。7．一个坡面面积较小的沟渠工程系统，可视为一个排、引、灌水块。当坡面面积较大，可划分为几个排、引、灌水块或单元，各单元分别布置自己的排、引、灌去处（或蓄水池，或天然冲沟或用水地块）。8．坡面沟渠工程规划还应尽量避开滑坡体、危岩等地带，同时注意节约用地，使交叉建筑物（如涵洞等）最少，投资最省。1.4鱼鳞坑、水平沟和水平阶1.4.1鱼鳞坑鱼鳞坑是陡坡地（45°）植树造林的整地工程，多挖在石山区较陡的梁毛坡面上，或支离破碎的沟坡上。由于这些地区不便于修筑水平沟，因而采取挖坑的办法分散拦截坡面径流。鱼鳞坑的布置是从山顶到山脚每隔一定距离成排地挖月牙形坑，每排坑均沿等高线挖，上下两个坑应交叉而又互相搭接，成品字型排列。1.4.2水平沟在坡面不平、覆盖层较厚、坡度较大的丘陵坡地，采用水平沟。水平沟的设计和修筑原则是：水平沟的沟距和断面大小，应以保证设计频率暴雨径流不致引起坡面水土流失。陡坡、土层薄、雨量大，沟距应小些；反之可大些。坡陡，沟深而窄；坡缓，沟浅而宽。一般沟距为3～5m，沟口宽0.7～1m,沟深0.5～1.0m.水平沟容积比鱼鳞坑大，故蓄水量也大。为防止山洪过大冲坏地埂,每隔5～10m,设置泻洪口,使超量的径流导入山洪沟中。为使雨水在沟中均匀，减少流动，每隔5～10m,留一道土挡,其高度为沟深的1/2～1/3。1.4.3水平阶水平阶是沿等高线自上而下里切外垫，修成一台面，台面外高里低，以尽量蓄水，减少流失，但其效果不如水平沟。在山石多、坡度大（10°～25°）坡面上采用。水平阶的设计计算类同梯田，如采用断续水平阶，实际相当于窄式隔坡梯田。阶面面积与坡面面积之比为1:1～4。抑制水面蒸发的工程技术1、液态化学制剂2、石蜡蒸发抑制剂3、固态板4、砂、石填充法抑制农用水池和渠道渗漏的工程技术1、“膨润土”2、化学制剂，如聚乙烯和聚丙烯塑料薄膜及丁烯橡胶、塑料布、塑料纤维或玻璃纤维，增强的沥青和水泥等材料，也可用于水池和渠道防渗。抑制农田水分渗漏的工程技术1、建造人工地下挡水层2、施用改土物质改良土壤的保水性能用环境控制的手段抑制农田水分的蒸腾和蒸发1、封闭的温室农业2、局部开放的温室农业3、塑料棚2.梯田梯田是山区、丘陵区常见的一种基本农田，它是由于地块顺坡按等高线排列呈阶梯状而得名。在坡地上沿等高线修成阶台式或坡式断面的田地，梯田可以改变地形坡度，拦蓄雨水。增加土壤水分，防治水土流失，达到保水、保土、保肥目的，同改进农业耕地作技术结合，能大幅度地提高产量，从而为贫困山区退耕陡坡，种草种树，促进农、林、牧、副业全面发展创造了前提条件。我国规定，25°以下的坡耕地一般可修成梯田，种植农作物。25°以上的则应退耕植树种草。2.1梯田的分类由于各地的自然地理条件、治理程度、劳动力多少、土地利用方式与耕作习惯等不同，修筑梯田形式各异，其分类方法也有多种，简介如下：(一)按断面形式可分为阶台式梯田和波浪式梯田两类1.阶台式梯田在坡地上沿等高线修筑成逐级升高的阶台形的田地。中国、日本、东南亚各国对人多地少地区的梯田一般属于阶台式。阶台式梯田又可分为水平梯田、坡式梯田、反坡梯田、隔坡梯田四种。(1)水平梯田田面呈水平，适宜于种植水稻和其他旱作、果树等。(2)坡式梯田顺坡向每隔一定间距沿等高线修筑地埂而成的梯田。依靠逐年耕翻、径流冲淤并加高地埂，使田面坡度逐年变缓，终至成水平梯田，所以这也是一种过渡的形式。（3)反坡梯田田面微向内侧倾斜，反坡一般可达2°，能增加田面蓄水量，并使暴雨时过多的径流由梯田内侧安全排走。适于栽植旱作与果树。(4)隔坡梯田相邻两水平阶台之间隔一2.波浪式梯田在缓坡地上修筑的断面呈波浪式的梯田。又名软埝或宽埂梯田。斜坡段的梯田。(二)按田坎建筑材料分类按田坎建筑材料分类，可分为土坎梯田、石坎梯田、植物田坎梯田。黄土高原地区，土层深厚，年降水量少，主要修筑土坎梯田。土石山区，石多土薄，降水量多，主要修筑石坎梯田。陕北黄土丘陵地区，地面广阔平缓，人口稀少，则采用以灌木、牧草为田坎的植物田坎梯。(三)按土地利用方向分类按土地利用方向分类，有农田梯田，水稻梯田、果园梯田、林木梯田等。以灌溉与否可分为旱地梯田、灌溉梯田。(四)按施工方法分类有人工梯田、机修梯田。2.2梯田的规划与设计2.2.1梯田的规划(一)

耕作区的规划耕作区的规划，必须以一个经济单位(一个镇或一个乡)农业生产和水土保持全面规划为基础。在塬川缓坡地区，一般以道路、渠道为骨干划分耕作区在丘陵陡坡地区，一般按自然地形，以一面坡或峁、梁为单位划分耕作区，每个耕作区面积，一般以50～100亩为宜。(二)地块规划1.地块的平面形状，应基本上顺等高线呈长条形、带状布设。一般情况下，应避免梯田施工时远距离运送土方。2.当坡面有浅沟等复杂地形时，地块布设必须注意“大弯就势，小弯取直”，不强求一律顺等高线，以免把田面的纵向修成连续的“S”形，不利于机械耕作。3.如果梯田有自流灌溉条件，则应使田面纵向保留1/300～1/500的比降，以利行水，在某些特殊情况下，比降可适当加大，但不应大小1/200。4.地块长度规划，有条件的地方可采用300～400m，一般是150～200m，在此范围内，地块越长，机耕时转弯掉头次数越少，工效越高，如有地形限制，地块长度最好不要小于100m。5.在耕作区和地块规划中，如有不同镇、乡的插花地，必须进行协商和调整，便于施工和耕作。(三)梯田附属建筑物规划1.坡面蓄水拦沙设施的规划梯田区的坡面蓄水拦沙设施的规划内容，包括“引、蓄、灌、排”的坑、函、池、塘、埝等缓流拦沙附属工程。规划时既要做到各设施之间的紧密结合，又要做到与梯田建设的紧密结合。规划程序上可按“蓄引结合，蓄水为灌，灌余后排”的原则，根据各台梯田的布置情况，由高台到低台逐台规划，作到地(田)地有沟，沟沟有函，分台拦沉，就地利用。其拦蓄量，可按拦蓄区内5～10年一遇的一次最大降雨量的全部径流量加全年土壤可蚀总量为设计依据。2.梯田区的道路规划山区道路规划总的要求，一是要保证今后机械化耕作的机具能顺利地进入每一个耕作区和每一地块。二是必须有一定的防冲设施，以保证路面完整与畅通，保证不因路面径流而冲毁农田。(1)丘陵陡坡地区的道路规划，重点在于解决机械上山问题。西北黄土丘陵沟壑区的地形特点是，上部多为15°～30°的坡耕地，下部多为40°～60°的荒陡坡，沟道底部比降较小。因此，机械上山的道路，也应地分上、下两部分。下部一般顺沟布设，道路比降大体接近稍大于沟底比降，上部道路，一般应在坡面上呈“S”形旋而上。(2)塬、川缓坡地区的道路规划。由于塬、川地区地面广阔平缓，耕作区的划分主要以道路为骨干划定，因此，相邻的两条顺坡道路的距离，就是梯田地块的长度，相邻的两条横坡道路的方向，可以直接影响到耕作区地块的布设，因此，必须注意以下问题。①根据前述地块长度的要求，确定顺坡道路间的距离，一般是200～400m。②若地块布设基本上顺等高线，横坡道路的方向，也应基本上顺等高线。因此，在塬、川缓坡地区，通过道路布设划分耕作区时，应根据地面等高线的走向，每一耕作区的平面形状，可以是正方形或矩形，也可以是扇形。见下页图3-7（a）这样，耕作区内的每一个地块，都可以基本上顺着等高线布置，机械修筑梯田时省工，修成的梯田又便于机耕，避免了地块呈斜角小块地或梯田施工中的远距离大土方量的搬运。3.灌溉排水设施的规划梯田建设不仅控制了坡面水土流失，而且为农业进一步发展创造了良好的生态环境，并导致农田熟制和宜种作物的改进，提高梯田效益。在梯田规划的同时必须结合进行梯田区的灌溉排水设施规划。梯田区灌溉排水设施的规划原则，一方面要根据整个水利建设的情况，把一个完整的灌溉系统所包括的：水源和引水建筑、输水配水系统、田间渠道系统、排水泄系统等工程全面规划布置；另一方面，由于梯田分布多在干旱缺水的山坡或山洪汇流的冲沟(古代侵蚀沟道)地带，常处于干旱或洪涝的威胁，因此，梯田区灌排设施规划的另一个原则，就是要充分体现拦蓄和利用当地雨水的原则，围绕梯田建设，合理布设蓄水灌溉和排洪防冲以及冬水梯田的改良工程。梯田灌排设施的重点：坡地梯田区以突出蓄水灌溉为主，结合坡面蓄水拦沙工程的规划，根据坡地梯田面积和水源(当地降水径流)情况，布设池、塘、埝、库等蓄水和渠系工程；冲沟梯田区，不仅要考虑灌溉用水，而且排洪和排涝设施也十分重要。冲沟梯田区的排洪渠系布设可与灌溉渠道相结合，平日输水灌溉，雨日排涝防冲。至于冲沟梯田区的排落空问题，由于多属土壤本身或地势低洼之故，所以，为了节省渠道占地和提高排涝效果，可以采用暗渠或明渠结合工程的排涝设施。2.2梯田的断面设计梯田的断面关系到修筑时的用工量，埂坎的稳定，机械化耕作和灌溉的方便。不少地方过去修筑的窄条梯田，田面宽度只有3-5m，不能适应机械耕作要求。有的地方则片面求大求宽，致使修筑梯田时用工过多，而且修成后埂坎高，稳定性差。梯田断面设计的基本任务，是确定在不同条件下梯田的最优断面。所谓“最优”断面，就是同时达到下述三点要求。一、是要适应机耕和灌溉要求；二、是要保证安全与稳定；三、是要最大限度地省工。最优断面的关键是确定适当的田面宽度和埂坎坡度，由于各地的具体条件不同，最优的田面宽度和埂坎坡度也不相同，但是考虑“最优”的原则和原理，是相同的。(一)水平梯田的断面要素1.梯田的断面要素2.各要素之间的关系一般根据土质和地面坡度选定田坎高和侧坡(指田坎边坡)，然后计算田面宽度，也可根据地面坡度、机耕和灌溉需要先定田面宽，然后计算田坎高。从图可以看出，田面愈宽，耕作愈方便，但田坎愈高，挖(填)土方量愈大，用工愈多，田坎也不易稳定。在黄土丘陵区一般田面宽以30m左右为宜，缓坡上宽些，陡坡上窄些，最窄不要小于8m，田坎高以1.5～3m为宜，缓坡上低些，陡坡上高些，最高不要超过4m。三山坡固定工程3.1斜坡固定工程斜坡固定工程是指为防止斜坡、岩体和土体的运动、保证斜坡稳定而布设的工程措施，主要包括：挡墙、抗滑桩、削坡和反压填土、排水工程、护坡工程、滑动带加固工程、植物固坡措施和落石防护工程等。3.2沟头防护工程蓄水式沟头防护工程泄水式沟头防护工程3.1斜坡固定工程3.1.1挡墙3.1.2抗滑桩抗滑桩是穿过滑坡体将其固定在滑床的桩柱。使用抗滑桩，土方量小，省工省料，施工方便，工期短，是广泛采用的一种抗滑措施。3.1.3削坡和反压填土削坡主要用于防止中小规模的土质滑坡和岩质斜坡崩塌。当高而陡的岩质斜坡受节理缝隙切割，比较破碎，有可能崩塌坠石时，可剥除危岩，削缓坡顶部。反压填土是在滑坡体前面的阻滑部分堆土加载，以增加抗滑力。3.1.4排水工程(一)排除地表水工程排除地表水工程的作用，一是拦截病害斜坡以外的地表水，二是防止病害斜坡内的地表水大量渗入，并尽快汇集排走。它包括防渗工程和水沟工程。防渗工程包括整平夯实和铺盖阻水，水沟工程包括截水沟和排水沟。(二)排除地下水工程排除地下水工程的作用是排除和截断渗透水。它包括渗沟、明暗沟、排水孔、排水洞，截水墙等。3.1.5护坡工程常见的护坡工程有：干砌片石和混凝土砌块护坡、浆砌片石和混凝土护坡、格状框条护坡、喷浆和混凝土护坡、锚固护坡等。3.1.6滑动带加固措施3.1.7植物固坡措施3.1.8落石防护工程3.2沟头防护工程3.2.1蓄水式沟头防护工程当沟头上部来水较少时，可采用蓄水式沟头防护工程，即沿沟边修筑一道或数道水平半圆环形沟埂，拦蓄上游坡面径流，防止径流排入沟道。沟埂的长度、高度和蓄水容量按设计来水量而定。蓄水式沟头防护工程又分为沟埂式与埂墙涝池式两种类型。3.2.2泄水式沟头防护工程泄水式沟头防护工程有悬臂跌水式沟头防护、陡坡式沟头防护、台阶式跌水沟头防护三种类型。土壤侵蚀定义：在风力、水力和重力等外营力作用下土壤物质被分散、搬运和沉积的过程。定义2：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、搬运和沉积的全部过程。土壤侵蚀是指土壤或成土母质在外力（水、风）作用下被破坏剥蚀、搬运和沉积的过程。广泛应用的“水土流失”一词是指在水力作用下，土壤表层及其母质被剥蚀、冲刷搬运而流失的过程。土壤及其母质在水力、风力、冻融或重力等外营力作用下，被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程。土壤在外营力作用下产生位移的物质量，称土壤侵蚀量。单位面积单位时间内的侵蚀量称为土壤侵蚀速度（或土壤侵蚀速率）；土壤侵蚀量中被输移出特定地段的泥沙量，称为土壤流失量。在特定时段内，通过小流域出口某一观测断面的泥沙总量，称为流域产沙量。类型划分土壤侵蚀类型的目的在于反映和揭示不同类型的侵蚀特征及其区域分异规律，以便采取适当措施防止或减轻侵蚀危害。土壤侵蚀类型的划分以外力性质为依据，通常分为水力侵蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀和风力侵蚀等。其中水力侵蚀是最主要的一种形式，习惯上称为水土流失。水力侵蚀分为面蚀和沟蚀，重力侵蚀表现为滑坡、崩塌和山剥皮，风力侵蚀分悬移风蚀和推移风蚀。水力侵蚀水力侵蚀或流水侵蚀是指由降雨及径流引起的土壤侵蚀，简称水蚀。包括面蚀、潜蚀、沟蚀和冲蚀。1.面蚀或片蚀：面蚀是片状水流或雨滴对地表进行的一种比较均匀的侵蚀，它主要发生在没有植被或没有采取可靠的水土保持措施的坡耕地或荒坡上。是水力侵蚀中最基本的一种侵蚀形式，面蚀又依其外部表现形式划分为层状、结构状、砂砾化和鳞片状面蚀等。面蚀所引起的地表变化是渐进的，不易为人们觉察，但它对地力减退的速度是惊人的，涉及的土地面积往往是较大的。土壤侵蚀2.潜蚀：是地表径流集中渗入土层内部进行机械的侵蚀和溶蚀作用，千奇百怪的喀斯特溶岩地貌就是潜蚀作用造成的，另外在垂直节理十分发育的黄土地区也相当普遍。3.沟蚀：沟蚀是集中的线状水流对地表进行的侵蚀，切入地面形成侵蚀沟的一种水土流失