土壤侵蚀与水土保持

第七章土壤侵蚀与水土保持土壤侵蚀概念；土壤侵蚀过程；土壤侵蚀计算；水土保持。§1土壤侵蚀的概念一、土壤侵蚀(soilerosion)

土壤及其母质在水力、风力、冻融、重力等外营力的作用下，被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程。简单的说，侵蚀是土壤物质从一个地方移动至另一个地方的过程。按速度正常侵蚀按时间加速侵蚀古代侵蚀现代侵蚀土壤侵蚀量土壤在外营力作用下产生位移的物质量。土壤流失量土壤侵蚀量中被输移出特定地段的泥沙量。流域产沙量在特定时段内，通过小流域出口某一观测断面的泥沙总量。土壤的侵蚀模数单位面积上的土壤侵蚀量。导致土壤侵蚀的基本营力

促使土壤侵蚀发生的基本营力有内营力和外营力的作用。内营力作用地球内部能量地壳运动岩浆活动地震水平运动垂直运动外营力作用太阳能风化剥蚀搬运堆积水力侵蚀风力侵蚀冻融侵蚀重力侵蚀混合侵蚀等

植物侵蚀层状土壤侵蚀正常侵蚀加速侵蚀水力侵蚀溅蚀面蚀鳞片沙砾化细沟状沟蚀浅沟切沟冲沟山洪侵蚀重力侵蚀陷穴泻溜崩塌滑坡冻融侵蚀冰川侵蚀混合侵蚀风力侵蚀二、土壤侵蚀形式

1.水力侵蚀由于大气降水，尤其是降雨所导致的侵蚀过程及其一系列土壤侵蚀形式称为水力侵蚀。（1）溅蚀(splasherosion)（2）面蚀(surfaceerosion)面蚀是指由于分散的地表径流冲走坡面表层土粒的一种侵蚀现象。根据面蚀发生的地质条件、土地利用现状的不同及其表现的形态差异，又可以分为以下四种：面蚀层状面蚀鳞片状面蚀沙砾化面蚀细沟状面蚀层状面蚀鳞片状面蚀坡面径流将细小的土壤颗粒以悬移的方式带走，造成土层减薄，质地变粗放牧种植等不合理沙砾化面蚀细沟状面蚀面蚀反复进行，表土中的细粒减小，留下的是粗砂砾耕地砂砾化面蚀

鳞片状面蚀

细沟状面蚀（3）沟蚀(gullyerosion)沟蚀是指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。根据沟蚀程度及表现形式，可分为以下三种类型：浅沟侵蚀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面。浅沟侵蚀浅沟侵蚀切沟侵蚀：浅沟侵蚀继续发展，冲刷力量和下切力量增大，沟深切入母质中，有明显的沟头，并形成一定高度的跌水。

特点横断面呈“V”字形，沟头有一定高度的跌水，长宽深三方面的侵蚀同时不同程度地进行，加之重力作用，沟岸不断坍塌。这种侵蚀在质地疏松、透水性好和具有垂直节理的地区，发展非常迅速。冲沟侵蚀

切沟侵蚀进一步发展，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”形并逐渐定型，沟底纵断面与原坡面有明显的差异，上部较陡，下部已日渐接近平衡断面。冲沟侵蚀冲沟侵蚀形成的侵蚀沟是侵蚀沟发育的末期，但没有达到相对稳定的程度，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。冲沟侵蚀冲沟侵蚀（4）山洪侵蚀(torrentialflooderosion)山洪侵蚀是指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。山洪侵蚀2.重力侵蚀(gravitationalerosion)重力侵蚀是一种以重力作用为主引起的土壤侵蚀形式。以重力为主要外营力的侵蚀形式主要有：重力侵蚀泻溜陷穴滑坡崩塌陷穴泻溜由于地表水汇集到黄土裂隙中，下渗水流进行机械侵蚀，并将可溶性盐类带走，致使下边掏空。崩塌崩塌滑坡滑坡和崩塌的区别：发生的坡度不同崩塌主要出现在地势高差大，有临空面高山地区，特别是河流侵蚀地带，滑坡一般发生在12～32度坡度范围内有无滑动面滑坡发生后，可以看见明显的滑动面，滑坡体的层次未大乱，而崩塌没有明显的滑动面，层次被打乱堆积物滑坡的堆积物有明显的分选性，而崩塌的堆积物则没有。3.冻融侵蚀(freeze-thawerosion)也称冰劈作用冻融侵蚀在我国北方寒温带较为广泛。冻融侵蚀（1）.冻融使边坡上的土体含水量增大，加重了土体的不稳定性。（2）.冻融使土体发生机械变化，破坏了土壤内部的凝聚力。（3）.土壤解冻的时空差异性，形成不透水层。4.冰川侵蚀(glaciererosion)由于现代冰川的活动对地表造成的机械破坏作用称为冰川侵蚀。可分为剥蚀和拔蚀两种。5.混合侵蚀（mixederosion）混合侵蚀是指在水流冲力和重力共同作用下的一种特殊侵蚀形式，在生产上常称混合侵蚀为泥石流。根据其所含固体物质的比例，可分为泥石流、石洪和泥流。混合侵蚀泥石流石洪泥流固体物质以粘土和粉沙等细颗粒为主，并含有一定量的砾石

仅含有少量石块、且粘度较大的称为泥流

泥石流中固体物质主要是质地坚硬的大块石，泥浆浓度很稀时称为石洪

石洪堆积泥流流动6.风力侵蚀(winderosion)主要包括空气干旱和害风，风沙流、沙尘暴等。风力侵蚀风沙流沙尘暴沙尘暴§2土壤侵蚀过程当土壤侵蚀发生时，其演进过程大致均可被分为四个阶段，即土体的破碎、松散、位移及停止。一、雨滴击溅引起的土壤侵蚀雨滴的特性与土壤侵蚀雨滴特性包括雨滴形态、大小、降落速度、接地时的冲击力、降雨量、降雨强度和降雨历时等。雨滴的大小与溅蚀成正相关；雨滴降落的速度与溅蚀成正相关；溅蚀过程：破坏土壤表层结构；堵塞土壤孔隙；阻止雨水下渗；为产生坡面径流和层状侵蚀创造条件；干土溅散湿土溅散阶段泥浆溅散阶段地表板结溅蚀的危害：

2.溅蚀形成过程（1）.雨滴势能转化为动能（2）.降雨动能的经验公式

Wischmeier和Smith建立的经验公式

E—降雨动能，J/（M2.CM）

i—降雨强度，CM/H二、地表径流侵蚀作用1.水流的基本特性（1）层流与紊流层流没有垂直于水流方向上分力作用，一般不能卷起泥沙；紊流的水质点呈不规则的运动，并互相干扰，在水层与水层之间夹杂了大小不一的旋涡运动，易卷起泥沙。（2）坡面水流水流在向下流动的过程中，由于雨水和雪水的补充，一般顺坡流量会逐渐增大。当流量增大到一定值后，成层的流动便不再能够保持，变成紊流。（3）沟槽水流沟槽水流均属紊流。2.水流的侵蚀作用水流侵蚀也就是地表泥沙为水流带走，因此，是否发生侵蚀可以根据泥沙启动条件来判断。例如：砾石三轴长分别为a、b、d，其上受到三个方向力的作用。重力:水的推移力:上举力:砾石启动时应满足的平衡方程为：f—摩擦系数整理后滑动启动流速为整理后的滚动流速为3.水流的搬运作用泥沙的搬运形式可分为推移和悬移两大类。（1）泥沙的搬运方式推移质搬运方式:它的运动行程是间歇的，它被水流搬运一段距离后，便在床面上静止下来，转化为床沙的一部分，然后等待合适时机，再一次开始第二个行程。悬移质搬运方式：悬浮于水中，随水流动，泥沙分布比较均匀。交换作用：推移质和悬移质之间，以及它们与河床上的泥沙之间存在着不断交换现象。各部分泥沙之间的交换作用，使含沙量在垂线上分布成为一条连续曲线。（2）水流的挟沙能力在一定的水流条件下，能够挟运泥沙的数量，称为挟沙力。它包括推移质和悬移质的全部沙量，如果上游来水的含沙量小于该水流的挟沙力，水流就有可能从本段河床上获得更多的泥沙，造成床面的冲刷。反之，将发生沉积。4.水流的堆积作用（1）泥沙的沉速在下沉的开始，球体的运动速度较小，重力大于阻力，这时圆球以加速度前进，球体所承受的阻力在行进中不断加大。经过一定距离以后，阻力大到和重力相等，此后球体即以等速运动向下沉降。一般所谓物体的沉速，都是达到等速运动以后的下沉速度。因此。在F恒等于G时，得到沉速公式如下：面蚀的防治面蚀是水土流失的初期阶段，采取耕作、林草、工程措施可有效控制水土流失。1、工程措施（1）整治坡面水系，在坡面上开挖排洪沟，顺坡改为横坡.（2）坡改梯2、农业技术措施（1）等高耕作（横坡耕作）（2）沟垄耕作（3）间作套作轮作（4）改良轮作制度和草田轮作。3、林草措施三、重力侵蚀作用过程

重力侵蚀形式的发生，其主要外营力是由地心引力而产生的重力作用，但是土体下渗水分、土体性质、岩石结构、地形条件等也不可忽视。1.块体运动力学分析坡地上的风化碎屑或不稳定的岩体、土体在重力为主的作用下，以单个落石、碎屑或整块岩体、土体的向下运动称为块体运动。GNT摩擦阻力：F=N·tgθ平衡条件是：θ≤φ

内摩擦角反映了块体沿坡面下滑刚好起动时的坡角，代表松散物质的休止角。岩屑和砂、土的内摩擦角随颗粒大小、形状和密度而异。粗大并呈棱角状而密实的颗粒，休止角大。一般情况下，随风化碎屑离源地愈远，其颗粒随着变小，棱角被磨蚀，圆度增大，摩擦力减小，休止角变缓，因此，愈向坡角，坡度愈趋缓和。土的内摩擦角还随含水量多寡而异。土粒间的孔隙被水充填后增加滑润性，减少摩擦力，因而休止角也相应变缓，在同一斜坡上，坡顶远离地下水面较干燥，而坡脚接近地下水较润湿，因此，坡度有向坡脚变缓的趋势。Φ

2.滑坡的力学机制

根据块体其受力情况，需要求得土坡得稳定系数K为K=总抗滑力矩/滑动力矩=（G2·d2+Tf·AB·R)/（G1·d1）当K＞1时，抗滑力大于滑动力，斜坡稳定；当K＜I时，滑动力大于抗滑力，发生滑动当K=1时，滑动力与抗滑力相等，斜坡处于极限平衡状态。四、冻融及冰川侵蚀作用过程1.冻土作用冻融作用：由于温度周期性地发生正负变化，冻土层中的地下冰和地下水不断发生相变和位移，使土层产生冻涨、融沉、流变等一系列应力变形。这一复杂过程称为冻融作用。它使岩石遭受破坏，松散沉积物受到分选和干扰，冻土层发生变形，从而塑造出各种类型的冻土地表类型。石环冻胀丘冰锥2.冰川作用重要有拔蚀作用和剥蚀作用,还有搬运作用。（1）刨蚀（磨蚀）作用：冰川滑动过程中，其底部所含的岩石碎块不断锉磨冰川床，就是刨蚀作用。（2）拔蚀作用：冰川下因节理发育而松动了的岩块的突出部分，可能和冰冻结在一起，冰川移动时把岩石拔出带走，这就是拔蚀作用。冰川的搬运能力是惊人的。大陆冰川可以把大片基岩从原地搬走，波罗的海南部平原上就有冰川从另一岸搬运来的4KMx2kmx0.12KM的大岩块。山岳冰川的搬运能力也不小，喜马拉雅山中即有直径达28m，重量超过万吨的大漂砾。五、风力侵蚀1、风沙流特征含沙的气流称为风沙流，它是一种气固两相流。风速达到一定程度时，泥沙才能运动，称为起沙风。起沙风速与沙粒粒径、地表性质、沙土含水率等有关。风沙流是一种贴近地面的泥沙搬运现象，一般在离地面0－30cm，集中在0－10cm。风沙流中含沙量与高度、风速有关。粒径（mm)不同含水率起动风速干燥含水率1％2％3％4％2.0～1.09.010.812.0--1.0～0.56.07.09.512.0-0.5～0.254.85.87.512.0-0.25～0.1753.84.66.010.512.02、风沙侵蚀作用风沙对地表的侵蚀作用，包括吹蚀作用和磨蚀作用。（一）吹蚀作用风吹过地表，产生紊流，使沙粒离开地表，造成地面的破坏，称为吹蚀作用。吹蚀作用与泥沙粒径有关，根据研究表明，粒径在0.1mm左右的泥沙最易遭受吹蚀作用。与下垫面条件有关,覆盖0.5%、15%，风蚀强度分分别为4.03g/(cm.min)、0.51g/(cm.min)。（二）磨蚀作用由于风沙流紧贴地表，沙粒对地表物质产生的冲击和磨损作用，称为磨蚀作用。沙粒集中在距地面30cm，使沙漠区电线杆下部磨损折断。3风沙搬运作用地表松散碎屑物，不断由源地转移到别处的作用，称为风沙的搬运作用。风沙的搬运作用分为三种形式：悬移（悬浮）、跃移(跳跃）和蠕移（推移）的方式。风沙搬运量——输沙率。§3土壤侵蚀的估计和预测土壤侵蚀量的计算是定量评价土壤侵蚀水平的依据，它是了解和评估侵蚀环境影响的重要基础。不同的研究者提出了不同的土壤侵蚀估计模型，但应用最为广泛的是Wischmeier等提出的通用土壤流失方程（USLE）20世纪90年代提出的WEPP(WaterErosionPredictionProject)也应用比较普遍。土壤侵蚀模型方法的主要任务是土壤侵蚀因子的参数化和定量化。3.1USLEUSLE全面的表达了土壤水蚀的影响因子和流失量计算方法（主要针对坡面侵蚀）(UniversalsoilLossEquation)A=RKLSCP式中，A代表侵蚀量；R代表降雨因子，反映了降雨能量对侵蚀的影响；K代表土壤可蚀性因子，表征土壤自身抵御侵蚀能力的一个因子，即土壤性质对侵蚀强度的影响；C因子反映了作物的栽培管理对土壤侵蚀的影响，C代表地表覆盖因子；LS则是坡长-坡度复合因子；P因子反映了水土保持措施对侵蚀的影响。一、通用土壤流失方程USLE((UniversalSoilLossEquation))的定型模式为A=R×K×L×S×C×P其中:A--代表某一具体农地或坡面在特定的降雨、作物管理方法及所采用的水保措施的条件下单位面积上产生的土壤流失量，单位是吨/喵或吨/公顷。R--降雨因子，表示在标准条件下即标准小区，坡长=72.6呎，宽=6呎，即L=22.1米，宽为1.82米，坡度为9%，顺坡耕种，连续休闲地（L=S=C=P=1）,降雨对土壤的侵蚀能力，也称侵蚀力。研究指出，土壤流失量与降雨特性的乘积--暴雨总能量（E）与该暴雨的最大30分钟降雨强度（I30）成正比，即EI30，可由降雨资料通过计算得出。K--土壤可蚀性因子。对于一定的土壤，它等于单位R因子在为72.6呎、坡度为9%的无草犁耕休闲地产生的土壤流失量。单位是吨/公顷或吨/喵，当其它因素不变时，反映了不同土壤类型的侵蚀速度。它是方程式右边唯一有单位的因子。K值也可以在其他坡度条件下测定，但必须用坡度效应公式将它校正到9%的标准条件。LS--坡长坡度因子，也称地形因子。L是坡长因子，它表示在土壤和坡度条件相同条件下，从一定坡长的农地中产生的土壤流失量与从相同土壤和坡长为72.6呎的农地下产生的土壤流失量之比值。坡度因子S表示已知坡度与特定坡度（9%）条件下产生的土壤流失量的比值。本来坡长和坡度可以分别求得，但因坡长与坡度经常是结合在一起共同对水土流失产生作用的，因此，在通用土壤流失方程式中，把坡长与坡度归并为一个因子以LS表示。标准状态下LS=1。C--作物管理因子，表示在相同的土壤、坡度、坡长及相同的降雨条件下，某种作物和农业措施与标准状况（裸露休间）下土壤流失量之比值。P--侵蚀防止措施因子，表示水土措施的效果。它是采用了水土保持措施如等高耕作或修筑缓坡梯田的农地的土壤流失量与顺坡犁耕、连续休间地的土壤流失量的比值。如果知道了方程式右边六个因子的数值，即可迅速计算出土壤流失量来。这六个因子中，P、K因子对于特定地区和土质是一个常数，一般人为不易改变，但L、S、C、P四个因子则可人为地通过一些措施加以改变，使土壤流失量达到允许的范围内。修正通用土壤流失方程式(RevisedUniversalSoilLossEquation—RUSLE)由美国农业部自然资源保护局(USDA—ARS)开发研制于1993年首次颁布,主要用于预报长时期平均的土壤流失量。按照模型开发研制的先后顺序,RUSLE具有不同的版本:在DOS界面下操作的版本有:RUSLE1.05模型主要用于农地和荒草地年土壤流失量(细沟间侵蚀和细沟侵蚀);RUSLE1.06除预报农地和和荒草地年土壤流失量外,还可预报矿区、建筑工地和开垦地的土壤流失量。在WINDOWS界面操作下的版本有:RUSLE2.0,也是最新板本,是对早期版本的修正和完善,于2000年颁布。目前美国农业部泥沙研究实验室的科学家正在对该版本进行修正与完善,预计2004年底完成。该模型可以预报不同农田生态系统的农地、矿区、建筑工地和林地的土壤流失量。WEPPWEPP(WaterErosionPredictionProject)也是一个重要的侵蚀估计模型，它可以计算每次降雨事件的土壤侵蚀量：Di=KiVISfAdj式中，Di是沟间剥离速率；Ki沟间可蚀性；V是径流速率；I降雨强度；Sf坡度调节因子；Adj是所有其他因子的调节项。欧洲土壤侵蚀模型(EROSEM)

英国Morgan等人开发了用于描述和预报田间和流域的土壤侵蚀预报模型(EROSEM—EuropeanSoilErosionModel。其模型的建立主要是根据欧洲平原地区的侵蚀特点,尤其是考虑到壤中流在欧洲自然景观中所起的重要作用,并根据区域降雨特征采用与RUSLE不同的计算方法计算降雨侵蚀力。EUROSEM模型是一个以缓坡为主的小流域模型,以预报次暴雨造成的土壤流失量为目标的过程模型。目前欧盟开发研制EUROSEM模型在暴雨条件下对侵蚀过程的模拟,以增强该模型对大强度暴雨侵蚀的预报精度。产沙模型分类按模型应用的地理范围分类若按模型应用的地理范围分类，产沙模型可分成四类：（1）坡面产沙模型；（2）沟道产沙模型；（3）小流域产沙模型；（4）一个国家或某一区域的产沙模型。按模型应用的时间范围分类若按模型应用的时间范围分类，产沙模型可分成三类：（1）次暴雨产沙模型；（2）年产沙量计算模型；（3）多年平均产沙量计算模型。按模型描述的因果关系分类若按模型描述的因果关系分类，产沙模型可分成两类：（1）线性模型；（2）非线性模型。产沙模型分类按模型的参数分类若按模型的参数分类，产沙模型也可分成两类：（1）时变模型；（2）时不变模型。按模型的建立方法和用途分类若按模型的建立方法和用途分类，产沙模型可分成五类：（1）单位线模型；（2）经验模型；（3）土壤侵蚀——泥沙输移比法计算模型；（4）随机模型；（5）确定性模型。按模型的结构分类若按模型的结构不同进行分类，产沙模型可以分成两类：（1）集中性模型；（2）分散性模型。

坡面产沙经验方程坡面产沙经验方程美国穆斯格雷夫（Musgrave）公式（8.3）式中，E是土壤侵蚀量；f是土壤可冲性因子；C是无因次的植被因子，为目前植被状态下的土地侵蚀率与连续休耕状态下的侵蚀率的比值；S是坡度；L是坡长；P是两年一遇的降水频率。黄科院经验公式：西北所公式：沟道产沙经验方程

美国汤普森（ThompsonJ.R）公式

美国比尔（BeerC.E）和约翰逊（JohsonH.P）公式这也是预报冲沟增长的经验关系式，于1965年建立，

式中，是在给定时间内冲沟表面积的增长；是年降雨量与正常降雨量的离差；是地表径流指标；是流域内的梯田面积；时段开始时的冲沟长度；是冲沟末端至流域分水岭的长度。小流域产沙经验方程

黄委会水科院公式式中，是一次洪水流域产沙模数；M是一次洪水径流模数；是洪峰模数；J0是坡降；L是流域长度。中科院西北水保所公式

式中，是流域产沙模数；M是流域产流模数；J是流域平均坡度；K是土壤可蚀性因子，以黄土中砂粒和粉粒占总量比表示；P是与流域植被度有关的植被作用系数。

§4土壤侵蚀的防治防治水土流失，保护和合理利用水土资源是改变山区、丘陵区、风沙区面貌，治理江河、减少水、旱、风沙灾害，建立良好生态环境，走农林业生产可持续发展的一项根本措施，是国土整治的一项重要内容。

水土保持工程是应用工程的原理，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，并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一项重要措施。削力坎4.1水土保持工程梯田

通过改变小地形的方法防止坡地水土流失，将雨水就地拦蓄，减少水土流失。同时，将未能拦蓄的坡地径流引入小型蓄水工程；在发生重力侵蚀的坡地上，可以修筑排水工程或支撑建筑物防止滑坡作用。

梯田水平阶山坡防护工程在于防治沟头前进、沟床下切、沟岸扩张，减缓沟床纵坡，调节山洪洪峰流量，减少山洪或泥石流的固体物质含量，使山洪安全排泄，对沟口的冲积锥不造成灾害。山沟治理工程谷坊群拱坝在于防止山洪或泥石流危害沟口冲积锥上的房屋、工矿企业、道路及农田等具有重大经济意义及社会意义的防护对象。山洪排导工程导流槽排洪沟4.1.1斜坡固定工程 指为了防止斜坡岩、土体运动，保证斜坡稳定而布设的工程措施。包括：挡墙、抗滑桩、削坡、反压填土、排水工程、护坡工程、滑动带加固工程和植物固坡措施。（一）挡墙：又叫挡土墙，可防止崩塌、小规模滑坡及大规模滑坡前缘的再次滑动。挡墙的构造：（二）抗滑桩：指穿过滑坡体将其固定在滑床的桩柱l—抗滑桩2—滑坡体3—不透水层

（三）削坡和反压填土：指穿过滑坡体将其固定在滑床的桩柱削去主滑部分填在阻滑部分1—削土减重部位2—卸土修堤反压

3—渗沟4—滑坡体5—不透水层排除地表水包括防渗工程和水沟工程。排出地下水工程包括渗沟、明暗沟、排水孔、排水洞和截水墙等。暗沟明沟（四）排水工程拦截病害斜坡以外的地表水防止病害斜坡内的地表水大量渗入，并尽快汇集排走山坡截流沟混凝土格框护坡4.1.2

梯田工程地块顺坡按等高线排列呈阶梯状而得名截短坡长，减少径流，增加入渗，减少土壤侵蚀量；改良土壤，增加产量；改善生产条件和生态环境等。（一）作用按修筑的断面分：水平梯田、坡式梯田、反坡梯田、隔坡梯田、波浪式梯田等按建筑材料分：土坎、石坎、植物田坎梯田按利用方向分：农用梯田、果园梯田、林木梯田按施工的方法分；人工梯田和机修梯田（二）分类4.1.3

沟头防护工程 根据沟头防护工程的作用，可分为蓄水式沟头防护工程和排水式沟头防护工程。（一）蓄水式沟头防护工程 适用于沟头上部来水较少时。沿沟边修筑一道或数道水平半圆形沟埂，拦蓄坡面径流，防止径流入沟道。如：沟埂式沟头防护（二）泄水式沟头防护工程 沟头集水面积较大，沟埂不能有效拦蓄径流，侵蚀的沟头邻近村镇，威胁交通，不允许采用蓄水式防护。泄水式沟头防护工程有：悬臂跌水式、陡坡式沟头防护和台阶式跌水。水流通过水槽直接下泄到沟底，不让水流冲刷跌水壁，沟底应有消能措施，防止冲刷。4.1.4沟床固定工程 是固定沟床，拦蓄泥沙，防止和减轻山洪和泥石流灾害采用的工程措施：如谷坊、拦沙坝、淤地坝、小型水库、护岸工程等。

主要作用：防止沟道底部下切，固定并抬高侵蚀基面，减缓沟道纵坡，减小山洪流速。谷坊：山区沟道内防止沟床冲刷及泥沙灾害而修建的横向挡拦建筑物，又称防冲坝、沙土坝、闸山坝。高度一般小于3m。（一）谷坊的作用：固定与抬高侵蚀基面，防止沟床下切抬高沟床，稳定山坡山脚减缓沟道纵坡，减小山洪流速使沟道逐渐淤平，形成坝阶地（二）谷坊分类按使用年限：分永久性和临时性谷坊，浆砌石谷坊、混凝土谷坊、钢筋混凝土谷坊为永久性。按透水性：透水性谷坊和不透水性谷坊按建筑材料：土谷坊、石谷坊、柳谷坊（三）谷坊类型的选择：取决于地形、地质、建筑材料、劳力、技术、经济防护目标等。往往一条沟道需要修建谷坊群，才能达到预期效果。谷坊在沟道里为了拦泥、淤地所建的坝，坝内所淤成的土地称为坝地。（一）组成、分类、分级标准、作用：组成：由坝体、溢洪道、放水建筑物3部分组成分类：按筑坝材料：土坝、石坝、土石混合坝按用途：缓洪骨干坝、拦泥生产坝按施工方法：夯实坝、水力冲填坝、定向爆破坝、堆石坝、浆砌石坝等石坝土坝4.1.5淤地坝工程：拦沙坝4.1.6水窖：也称旱井，干旱半干旱地区群众创造的一种集蓄雨水的设施。水窖引水渠沉沙池水窖的规划与布置窖址选择水窖总容积的确定水窖的布置

水土保持农业措施是农地普遍应用的水土保持方法，功能在于加强土壤抗蚀条件，增强水分渗入土壤的能力，为作物蓄水。 措施：水土保持耕作措施、栽培技术措施、旱作农业技术、土壤培肥技术、复合农林业技术。4.2水土保持农业措施水土保持耕作措施的种类以改变微地形为主的耕作措施包括：等高耕作、沟垄耕作、坑田耕作、半旱式耕作等。以增加地面覆盖为主的覆盖耕作法包括：留茬(或残茬)覆盖、秸秆覆盖、砂田覆盖、地膜覆盖等。以改变土壤物理性状为主的耕作方法包括：少耕（少耕深松、少耕覆盖）、免耕等。等高耕作（横坡耕作）在坡面沿等高线方向所实施的犁耕、作畦及栽培等作业（2）沟垄耕作：在坡面上沿等高线开犁，形成沟和垄，在沟内和垄上种植作物或牧草，蓄水拦泥，保水保土和增产。水土保持栽培技术措施的重要性具有因地制宜，有效利用当地自然条件的特点，在不同环境条件下，实行不同的轮作、间作、套作、混播及栽培制度，发挥多种作物优势,扬长避短,减少水土流失。水土保持栽培技术种类有轮作技术措施；间作、套作和混播技术措施；等高带状间作；等高带状轮作。水土保持栽培技术措施间作：两种作物同时在一块地上间隔种植的一种栽培方法，如玉米间作大豆，玉米间作马铃薯等。套种：同一地块上不同时间播种两种以