土壤侵蚀原理笔记整理.pdf

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1、土壤侵蚀原理 笔记 整 理 第一章 绪论 土壤 侵蚀 ： 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。 土壤 侵蚀 量： 土壤 在外 营力作 用下 产生 位移 的物 质量。 土壤 侵蚀 速率 （速 度） ： 单位面 积单 位时 间内 的土 壤侵蚀 量。 水土 流失 ： 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 蚀和 水的损 失。 水土 保持 ： 防 治水 土流 失， 保 护、 改良 与合 理利 用山丘 和风 沙区 水土 资源 ，

2、维护 和提 高土地 生产 力 ， 以利 于充 分发挥 水工 资源 的生 态效 益， 以及 社会 效益 ， 建 立 良好的 生态 环境 事业。 土壤 侵蚀 基本 营力 ：1 内营力 ： 内营 力作用 是由 地球内 部能 量所 引起 的， 包括地 壳 运 动、 岩 浆活动 、 地震 。2 外营力： 外营 力作 用的 主 要能量 来源 于太 阳， 包 括 风化作 用， 剥 蚀 作用， 搬运 作用 ，沉 积作 用。 第二章 土 壤 侵蚀 类 型 （1） 土壤 侵蚀 ：土 壤及 其 母质在 水力 、风 力、 冻融 、重力 等外 劳力 作用 下， 被破坏 、 剥蚀、 搬运 和沉 积的 过程 。 （2） 水

3、土 流失 ：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。 （3） 土壤 侵蚀 量： 土壤在 外营 力作 用下 产生 位移的 物质 量， 称土 壤侵 蚀量 。 （4） 土壤 侵蚀 速度 ： 单位面 积单 位时 间内 的土 壤侵蚀 量成 为土 壤侵 蚀速 度（或 土壤 侵蚀 速率 ） 。 （5） 水土 保持 ：防 治水 土 流失， 保护 、改 良与 合理 利用山 丘区 和风 沙区 水土 资源， 维 护和提 高土 地生 产力 ， 以 利于充 分发 挥水 土资 源的 经济效 益和 社会

4、效益 ， 建 立良好 生态 环境 的事业 。 水土流 失与 土壤 侵蚀 关系 从土壤 侵蚀 和水 土流 失的 定义中 可以 看出 ， 二 者虽 然存在 着共 同点 ， 即 都包 括了在 外营 力作用 下土 壤、 母质 及浅 层基岩 的剥 蚀、 运搬 和沉 积的全 过程 ； 但 是也 有明 显差别 ， 即 水土 流失中 包括 了在 外营 力作 用下水 资源 和土 地生 产力 的破坏 与损 失， 而土 壤侵 蚀中则 没有 。 水 保持 与土 壤侵 蚀关 系 显然土 壤侵 蚀是 水土 保持 的工作 对象 ， 水 土保 持就 是在合 理利 用水 土地 资源 基础上 ， 组 织运用 水土 保持 林草 措

5、施 、 水 土保 持工 程措施 、 水 土保持 农业 措施 、 水 土保 持管理 措施 等构 成水土 保持 综合 措施 体系 ， 以 达到 保持 水土 、 提 高 土地 生 产力 、 改善山 丘区 和风沙 区生 态环 境的目 的。 第 一节 导致 土壤 侵蚀的 营力 一、内 营力 作用 内营力 作用 的主 要表 现是 地壳运 动、 岩浆 活动 、地 震等。 1. 地壳 运动;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 。 （2） 类型 根据地 壳运 动的 方向 ，可 分为垂 直运 动和 水平 运动 两类。 （3） 垂直 运动 垂直运 动也

6、 叫升 降运 动或 振荡运 动。 运动 方向 垂直 于地表 （即 沿地 球半 经方 向） 。 这种 运动表 现为 地壳 大范 围地 区的缓 慢上 升与 下降 。 它 出现于 大陆 和洋 底， 具有 此起彼 伏的 补偿 运动性 质。 垂直 运动 的一 个显著 特点 是作 用时 间长 影响范 围广 。 （4） 水平 运动 水平运 动的 方向 平行 于地 表，即 沿地 球切 线方 向运 动。 （5） 褶皱 运动 褶皱运 动是 使岩 层发 生波 状弯曲 的地 壳运 动 。 垂 直运 动和水 平运 动都 可以 使岩 层发生 褶 皱。 （6） 断裂 运动 断裂运 动可 分为 水平 断裂 运动和 垂直 断裂

7、 运动 。 实 际上两 者很 难严 格区 分， 它们往 往是 伴生的 。 2. 岩浆 活动 岩浆活 动是 地球 内部 的物 质运动 （地 幔物 质运 动） 。 3. 地震 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。 二、外 营力 作用 外营力 作用 的主 要能 源来 自太阳 能。 外营 力作 用的 形式很 多， 如流 水、 地下 水、重 力 、 波浪、 冰川 、风 沙等 等。 各种作 用对 地貌 形态 的改 造方式 虽不 相同 ，但 是从 过程实 质来 看

8、， 都经历 了风 化、 剥蚀 、搬 运和堆 积（ 沉积 ）几 个环 节。 1. 风化 作用 风化作 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 作用 可分为 物理 风化 作用和 化学 风化 作用 。 而 生物风 化就 其本 质而 言， 可归入 物理 风化 或化 学风 化作用 之中 ， 它 是通过 生物 有机 体去 完成 的。 2. 剥蚀 作用 各种外 营力 作用 （包 括风 化、 流 水、 冰 川、 风、 波 浪等） 对地 表进 行破 坏， 并

9、把破 坏后 的物质 搬离 原地 ， 这 一过 程或作 用称 为剥 蚀 作 用。 狭义的 剥蚀 作用 仅指 重力 和片状 水流 对地 表侵蚀 并使 其变 低的 作用 。 一般所 说的 侵蚀 作用 ， 是 指 各种外 营力 的侵 蚀作 用， 如 流水侵 蚀、 冰蚀、 风蚀、 海蚀 等。 鉴 于作用 营力 性质 的差 异， 作用方 式、 作用 过程、 作 用结果 不同 ， 于 是分为 水力 侵蚀 、风 力侵 蚀、冻 融侵 蚀等 类型 。 3. 搬运 作用 风化、 侵蚀 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 作用。 根据 搬运 的介 质不 同，

10、 分 为流 水搬 运、 冰川 搬运、 风力 搬运 等。 在搬 运方式 上也 存在 很多类 型， 有悬 移、 拖曳 （滚动 ）、 溶解 等。 我国 黄河每 年平 均输 沙 16 亿t ，全世 界每 年 有23 49 亿吨 溶解 质被 搬 运入海 洋。 4. 堆积 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 作 用。按 沉积 的方 式可 分为 机械沉 积作 用 、 化学沉 积作 用 、 生物 沉积 作用等 。 搬运 物堆积 于陆 地上 ， 在 一定 条件下 就会

11、 形成 “ 悬河 ” 并 导致洪 水灾 害发 生； 堆积 在 海洋 中， 会改 变海 洋环 境，引 起生 物物 种的 变化 。 第 二节 土壤 侵蚀 类型及 类型 划分 一、划 分方 法 根据土 壤侵 蚀研 究和 其防 治的侧 重点 不同 ， 土 壤侵 蚀类型 的划 分方 法也 不一 样。 最 常用 的方法 主要 有以 下 3 种， 即按导 致土 壤侵 蚀的 外营 力种类 来划 分土 壤侵 蚀类 型、 按 土壤 侵蚀 发生的 时间 划分 土壤 侵蚀 类型和 按土 壤侵 蚀发 生的 速率划 分土 壤侵 蚀类 型。 二、按 导致 土壤 侵蚀 的外 营力种 类划 分 按导致 土壤 侵蚀 的外 营力

12、种类进 行土 壤侵 蚀类 型的 划分 ， 是 土壤 侵蚀 研究 和土 壤侵蚀 防 治等工 作中 最常 用的 一种 方法 。 一 种土 壤侵 蚀形 式的 发生往 往主 要是 由一 种或 两种外 营力 导 致的， 因此 这种 分类 方法 就是依 据引 起土 壤侵 蚀的 外营力 种类 划分 出不 同的 土壤侵 蚀 类 型 。 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 蚀类 型、 风力 侵

13、蚀类 型、 重力 侵蚀 类型 、 冻融 侵蚀 类型 、 冰 川侵 蚀类型 、 混 合侵 蚀类型 和化 学侵 蚀类 型等 。 三、按 土壤 侵蚀 发生 的时 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 ；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 。人 类在 地球上 出现 的时 间从 距 今200 万 年之 前的 第四 纪开 始时算 起。 一部分 现代 侵蚀 是由 于人 类不合 理活 动导 致的 ， 另 一部分 则与 人类 活动

14、 无关 ， 主要 是在 地球内 营力 和外 营力 作用 下发生 的， 将这 一部 分与 人类活 动无 关的 现代 侵蚀 称为地 质侵 蚀 。 因此地 质侵 蚀就 是在 地质 营力作 用下 ， 地层 表面 物质 产生位 移和 沉积 等一 系列 破坏土 地资 源 的侵蚀 过程 。 地 质侵 蚀是 在非人 为活 动影 响下 发生 的一类 侵蚀 ， 包 括人 类出 现在地 球上 以前 和出现 后由 地质 营力 作用 发生的 所有 侵蚀 。 四、按 土壤 侵蚀 发生 的速 率划分 1. 加速 侵蚀 加速侵 蚀是 指由 于人 们不 合理活 动， 如滥 伐森 林、 陡坡开 垦、 过度 放牧 和过 度樵采 等

15、 ， 再加之 自然 因素 的影 响， 使土壤 侵蚀 速率 超过 正常 侵蚀 （ 或称 自然 侵蚀 ） 速 率， 导 致土 资源 的损失 和破 坏。 一般 情况 下所称 的土 壤侵 蚀就 是指 发生在 现代 的加 速土 壤侵 蚀部分 。 2. 正常 侵蚀 正常侵 蚀指 的是 在不 受人 类活动 影响 下的 自然 环境 中， 所发 生的 土壤 侵蚀 速率 小于或 等 于土壤 形成 速率 的那 部分 土壤侵 蚀。 这种 侵蚀 不易 被人们 所察 觉， 实际 上也 不至于 对土 地资 源造成 危害 。 不同侵 蚀之 间的 关系 见下 图. 第 三节 土壤 侵蚀 形式 一、水 力侵 蚀形 式 1. 概念

16、 水力侵 蚀 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。 2. 类型 （1） 雨滴 击溅 侵蚀 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 ， 简称 为 溅蚀 。 （2） 面蚀 斜坡上 的降 雨不 能完 全被 土壤吸 收时 在地 表 产 生积 水， 由 于重 力作 用形 成地 表径流 ， 开 始形成 的地 表径 流处 于未 集中的 分散 状态 ，分 散的 地表径 流冲 走地 表土 粒称 之为面 蚀 。 按面

17、蚀 发生 的地 质条 件、 土地利 用现 状和 发生 程度 不同 ， 面 蚀可 分为层 状面 蚀、 砂砾 化 面蚀、 鳞片 状面 蚀和 细沟 状面蚀 。 （3） 沟蚀 在面蚀 的基 础上 ， 尤其 细沟 状面蚀 进一 步发 展 ， 分 散的 地表径 流由 于地 形影 响逐 渐集中 ， 形成有 固定 流路 的水 流， 称作集 中的 地表 径流 或股 流。 集中 的地 表径流 冲刷 地表 ， 切 入地 面 带走土 壤、 母质 及基 岩， 形成沟 壑的 过程 称之 为沟 蚀 。 （4）山 洪 侵蚀 在山区 、 丘 陵区 富含 泥沙 的地表 径流 、 经 过侵 蚀沟 网的集 中， 形成 突发 洪水 ，

18、 冲出 沟道 向河道 汇集 ，山 区河 流洪 水对沟 道堤 岸的 冲淘 、对 河床的 冲刷 或淤 积过 程称 之为山 洪 侵 蚀 。 二、风 力侵 蚀 1. 概念 风力侵 蚀 系 指土 壤颗 粒或 沙粒在 气流 冲击 作用 下脱 离地表 ，被 搬运 和堆 积的 一系列 过 程，以 及随 风运 动的 沙粒 在打击 岩石 表面 过程 中， 使岩石 碎屑 剥离 出现 擦痕 和蜂窝 的现 象 。 风力侵 蚀简 称为 风蚀 。 2. 类型 风力侵 蚀包 括石 窝（ 风蚀 壁龛） 、风 蚀蘑 菇、 风蚀 柱、风 蚀垄 槽（ 雅丹 ）、 风蚀洼 地 、 风蚀谷 、 风 蚀残 丘、 风 蚀 城堡 （ 风城）

19、、 石漠 与砾 漠 （戈 壁） 、 沙 波纹、 沙 丘 （堆） 及沙 丘 链（新 月形 沙丘 链、 格状 沙丘链 ）和 金字 塔状 沙丘 等形式 。 三、重 力侵 蚀 1. 概念 重力侵 蚀 是 一种 以重 力作 用为主 引起 的土 壤侵 蚀形 式。 他是 坡面 表层 土石 物质 及中浅 层 基岩 ， 由 于本 身所受 的重 力作用(很 多情 况还 受下 渗 水分 、 地 下潜 水或地 下径 流的影 响)，失 去平衡 ，发 生位 移和 堆积 的现象 。 2. 类型 根据土 石物 质破 坏的 特征 和移动 方式 ， 一 般地 可将 重力侵 蚀分 为陷 穴、 泻留 、 滑坡 、 崩 塌、地 爬、

20、崩岗 、岩 层 蠕 动、山 剥皮 等。 （1） 陷穴 在 黄土地区或黄 土状 堆积 物较深 厚地 区的 堆积 层中， 地表层 发生 近于 圆柱 形土 体垂直 向 下塌落 的现 象称 之为 陷穴 。 （2） 泻溜 在陡峭 的山 坡或 沟坡 上， 由于冷 热干 湿交 替变 化， 表层物 质严 重风 化， 造成 土石体 表 面 松散和 内聚 力降 低， 形成 与母岩 体接 触不 稳定 的碎 屑物质 ， 这 些岩 土碎 屑在 重力作 用下 时断 时续地 沿斜 坡坡 面或 沟坡 坡面下 泻的 现象 称为 泻溜 。 （3） 滑坡 坡面岩 体或 土体 沿贯 通剪 切面向 临空 面下 滑的 现象 称为滑 坡

21、。 滑 坡的 特征 是滑 坡体与 滑 床之间 有较 明显 的滑 移面 ， 滑落 后的 滑坡 体层 次虽 受到严 重扰 动， 但其 上下 之间的 层次 未发 生改变 。 滑坡 在天然 斜坡 或人工 边坡 、 坚硬或 松软 岩土体 都可 能发 生， 它是 常见的 一种 边 坡 变形破 坏形 式。 （4） 崩塌 与坠 石 在陡峭 的斜 坡上 ， 整 个山 体或一 部分 岩体 、 块 石、 土体及 岩石 碎屑 突然 向坡 下崩落 、 翻 转和滚 落的 现象 称为 崩塌 。 （5） 地爬 （土 层蠕 动） 寒温带 及高 寒地 带土 壤湿 度较高 的地 区在 春季 土壤 解冻时 ， 上层 解冻 的土 层与

22、 下层冻 结 的土层 之间 形成 两张 皮， 解冻的 土层 在重 力分 力作 用下沿 斜坡 蠕动 ， 在 地表 出现皱 褶 ， 称 地 爬或土 层蠕 动。 （6） 崩岗 山坡剧 烈风 化的 岩体 受水 力与重 力的 混合 作用 ，向 下崩落 的现 象称 之为 崩岗 。 （7） 岩层 蠕动 岩体蠕 行是 斜坡 上的 岩体 在自身 重力 作用 下， 发生 十分缓 慢的 塑性 变形 或弹 性变形 。 （8） 山剥 皮 土石山 区陡 峭坡 面在 雨后 或土体 解冻 后， 山坡 的一 个部分 土壤 层及 母质 层剥 落， 裸 露出 基岩的 现象 称之 为山 剥皮 。 四、混 合侵 蚀 1. 概念 混合侵

23、 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 。 2. 类型 （1） 石洪 石洪是 发生 在土 石山 区暴 雨后形 成的 含有 大量 土砂 砾石等 松散 物质 的超 饱和 状态的 急 流。 其中 所含 土壤粘 粒和 细沙较 少 ， 不 足以影 响到 该种径 流的 流态 。 石 洪中 已经不 是水 流 冲 动的土 沙石 块， 而是 水和 水沙石 块组 成的 一个 整体 流动体 。 因 此石 洪在 沉积 时分选 作用 不明 显，基 本上 是按 原来 的结 构大小 石砾 间杂 存在 。 （2） 泥流 泥流是 发生 在黄 土

24、地 区或 具有深 厚均 质细 粒母 质地 区的一 种特 殊的 超饱 和急 流， 其所 含 固项物 质以 粘粒 、 粉 沙等 一些细 小颗 粒为 主。 泥流 所具有 的动 能远 大于 一般 的山洪 ， 流体 表 面显著 凹凸 不平 ，已 失去 一般流 体特 点， 在其 表面 经常可 浮托 、顶 运一 些较 大泥块 。 （3） 泥石 流 泥石流 是一 种饱 含大 量泥 沙石块 和巨 砾的 固液 两项 流体。 泥石 流发 生过 程复 杂、 爆 发突 然、 来 势凶 猛、 历时 短暂， 是我国 山区 常见 的一 种破 坏力极 大的 自然 灾害 。 泥 石流不 仅需 要 短时间 内汇 集大 量地 表径

25、流， 而且 还需 要在 沟道 或坡 面上储 备有 大量 松散 固项 物体 ， 而 面蚀 、 沟蚀及 各种 形式 重力 侵蚀 的发生 是产 生大 量松 散固 项物体 的条 件 ， 因 此泥 石流 的发生 是山 区 严重土 壤侵 蚀的 标志 之一 。 五、冻 融侵 蚀 当温度 在 0 上 下变 化时 ， 岩石孔 隙或 裂缝 中的 水在 冻结成 冰时 ， 体 积膨 胀 （ 增大 左右 ） ， 因 而它 对围 限它 的岩石 裂缝 壁产 生很 大的 压力， 使裂 缝加 宽加 深； 当冰融 化时 ， 水 沿扩大 了的 裂缝 更深 地渗 入岩体 的内 部， 同时 水量 也可能 增加 ，这 样冻 结、 融化频

26、 繁进 行 ， 不断使 裂缝 加深 扩大 ，以 致岩体 崩裂 成岩 屑， 称冻 融侵蚀 。也 称冰 劈作 用。 六、冰 川侵 蚀 由冰川 运动 对地 表土 石体 造成机 械破 坏作 用的 一系 列现象 称为 冰川 侵蚀 。 高山 高原雪 线 以上的 积雪 ， 经过外 力作 用， 转化 为有 层次的 厚达 数十米 至数 百米 的冰 川冰 。 而 后冰 川冰 沿 着冰床 作缓 慢塑 性流 动和 块体滑 动， 冰川 及其 底部 所 含的 岩石 碎块 不断 锉磨 冰床。 同时 在冰 川下因 节理 发育 而松 动的 岩块突 出部 分有 可能 和冰 川冻结 在一 起 ， 冰 川移 动时 将岩块 拔出 带

27、走。冰 川侵 蚀活 跃于 现代 冰川地 区， 我国 主要 发生 在青藏 高原 和高 山雪 线以 上。 七 、化 学侵 蚀 土壤中 的多 种营 养物 质在 下渗水 分作 用下 发生 化学 变化和 溶解 损失 ， 导致 土壤 肥力降 低 的过程 称为 化学 侵蚀 。 进 入土壤 中的 降水 或灌 溉水 分， 当 水分 达到 饱和 以后 受重力 作用 沿土 壤孔隙 向下 层运 动， 使土 壤中的 易溶 性养 分和 盐类 发生化 学作 用， 有时 还伴 随着分 散悬 浮于 土壤水 分中 的土 壤粘 粒、 有机和 无机 胶体 （包 括 他 们吸附 的磷 酸盐 和其 它离 子） 沿土 壤孔 隙 向下运 动

28、等 ，这 些作 用均 能引起 土壤 养分 的损 失和 土壤理 化性 质恶 化， 导致 土壤肥 力下 降 。 在酸性 条件 下碳 酸岩 类在 地表径 流作 用下 的溶 蚀也 属于化 学侵 蚀类 的一 种。 第 四节 土壤 侵蚀 程度及 强度 一、土 壤侵 蚀量 与土 壤流 失量 1. 概念 土壤侵 蚀量 把土 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， 称为 土壤 侵蚀 量。 单位时 间单 位面 积内 产生 的土壤 侵蚀 量， 称为 土壤 侵蚀速 率( 或速 度)， 或称 为土壤 侵蚀 模数. 2. 区别 需要指 出的 是土 壤 侵

29、蚀和 土壤流 失是 两个 不同 的概 念， 关于 土壤 侵蚀 前面 已经 作了比 较 多的阐 述 。 土 壤流失 所至 指的仅 为在 水力 侵蚀 中， 由于地 表径 流导 致的 土壤 面蚀部 分 （包 括 层状面 蚀、 鳞片 状面 蚀、 沙粒化 面蚀 和细 沟状 面蚀 ） ， 因 此土 壤流 失量 所指 的也就 是由 于发 生土壤 面蚀 所流 失的 土沙 数量。 三、土 壤侵 蚀强 度 1. 概念 土壤侵 蚀强 度 所 指的 是某 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 可能 性的 大小 。 常用 单位 面 积

30、 上在 一定 时间内 土壤 及土 壤母质 被侵 蚀的 重量 来表 示。 2. 分级 土壤侵 蚀强 度是 根据 土壤 侵蚀的 实际 情况 ， 按 轻微 、 中度 、 严 重等 分为 不同 级别。 由于 各国土 壤侵 蚀严 重程 度不 同， 土 壤侵 蚀分 级强 度也 不尽一 致， 一般 是按 照允 许土壤 流失 量与 最大流 失量 值之 间进 行内 插分级 。土 壤侵 蚀强 度也 称为土 壤侵 蚀潜 在危 险性 。 四、允许土壤流失量 1. 概念 允许土 壤流 失量 是指 小于 或等于 成土 速度 的年 土壤 流失量 。 也就 是说 允许 土壤 流失量 是 不至于 导致 土地 生产 力降 低而允

31、 许的 年最 大土 壤流 失量。 第三章 水 力 侵蚀 第一 节 水流 搬运 作用 泥沙的 搬运 形式 可分 为推 移和悬 移两 大类 。 这两 种形 式运动 的泥 沙分 别称 为推 移质及 悬 移质， 它们 各自 遵循 不同 的规律 。 1. 泥沙 搬运 方式 泥沙起 动以 后 ， 在水 流上 举力作 用下 可以 跳离 床面 ， 与 速度 较高 的水流 相遇 ， 被 水流 挟 带前进 。 但 泥沙 颗粒 比水 重 ， 它又 会逐 渐落 回到 床面， 并对床 面上 的泥 沙产 生一 定冲击 作用 ， 作用的 大小 取决 于颗 粒的 跳跃高 度和 水流 流速 ， 如沙 粒跳跃 较低 ， 由于 水

32、流 临底 处流速 较小 ， 泥沙自 水流 中取 得的 动量 也较小 ， 在落 回床面 以后 就不会 再继 续跳 动； 如沙 粒跳跃 较高 ， 自 水流中 取得 的动 量较 大， 则 落于床 面以 后还 可以 重新 跳起。 流速 继续 增加， 紊动 进一步 加强 ， 水流中 充满 着大 小不 同的 旋涡， 这时 泥沙 颗粒 自床 面跃起 后， 有可 能被 旋涡 带入离 床面 更高 的流区 中， 随着 水流 以相 同速度 向前 运动 ，这 样的 泥沙称 为悬 移质 。 2. 水流 挟沙 力 在一定 的水 流条 件下 ， 能 够挟运 泥沙 的数 量， 称为 挟沙力 。 水流 挟沙力 应该 包括推 移

33、 质 和悬移 质的 全部 沙量 。 由 于推移 质运 动要 比悬 移质 运动复 杂得 多， 当前 的测 验工作 仅限 于悬 移质方 面 ， 对 于推移 质测 验还有 不少 困难 ， 并 且在 天然河 流中 ， 悬移质 一般 成了全 部运 动 泥 沙的主 体， 因此 ，对 于平 原冲积 性河 流一 说， 常以 悬移质 输沙 率代 替水 流的 全部 挟 沙力 。 第 二节 溅蚀 一、雨 滴特 性 雨滴特 性包 括雨 滴形 态、 大小及 雨滴 分布 、 降 落速 度、 接 地时 冲击 力、 降雨 量、 降 雨强 度和降 雨历 时等 ，直 接影 响侵蚀 作用 的大 小。 1. 雨滴 形状 、大 小及

34、分布 一般情 况下 ，小 雨滴 为圆 形，大 雨滴(5.5mm) 开 始 为纺锤 形， 在其 下降 过程 中因受 空 气阻力 作用 而呈 扁平 形， 两侧微 向上 弯曲 。 因 此把 雨滴直 径 5.5m m 时 ， 降 落 过程中 比较 稳 定的雨 滴称 稳定 雨滴 ；当 雨滴直 径5.5mm 时 ，雨 滴形状 很不 稳定 ，极 易发 生碎裂 或变 形 ， 称暂时 雨滴 。对 于直 径0.25mm 的雨 滴称 为小 雨滴 。 3. 雨滴 侵蚀 力 降雨雨 滴 的 溅蚀 是降 雨和 土壤相 互作 用的 结果 ， 任何 一次降 雨发 生的 溅蚀 都受 到这两 方 面的 制 约。 研究 降雨 溅蚀

35、 作用， 需要 首先 研究 雨滴 的侵蚀 力和 土壤 的可 蚀性. 二、溅 蚀过 程及 溅蚀 量 1. 溅蚀 过程 （1） 概念 降雨雨 滴动 能作 用于 地表 土壤而 作功 ， 导 致土 粒分 散， 溅 起和 增强 地表 薄层 径流紊 动等 现象称 为雨 滴溅 蚀作 用。 或击溅 侵蚀 。 三、 影响溅蚀因素 1. 气候 因素 （1） 降雨 雨型不 同雨 滴大 小分 布亦 不同。 如黄 土地 区降 雨分 为两种 形式 ， 一 种是 由局 部地形 和气 候影响 产生 的来 势猛 、历 时短(1 小 时左 右)的 小面 积降雨 ，称 短阵 雨型 ，其 雨滴直 径较 大 ； 另一种 主要 是 锋

36、面影 响的 大面积 普通 降雨 雨型 ， 其 雨滴直 径相 对较 小。 就一 定雨强 来说 ， 局 部地区 短阵 性雨 型比 大面 积的普 通雨 型更 易引 起土 壤侵蚀 。 降雨强 度与 雨滴 的各 种特 征参数 关系 密切 ， 因 而， 降 雨强度 也是 影响 溅蚀 作用 的因素 之 一。 （2） 风力 溅蚀作 用受 风力 强烈 影响 ， 风的推 动作 用会 增加 雨滴 的打击 能量 ， 并改 变雨 滴打 击角度 。 风还把 击溅 起的 土粒 吹到 更远的 地方 。 在 整个 降雨 期间保 持固 定方 向的 大风 ， 对土 壤侵 蚀的 影响更 大。 2. 地形 因素 土粒受 雨滴 打击 后

37、， 其移 动方向 取决 于坡 向和 坡度 。 在斜 坡上 土粒 在击 溅作 用下向 下坡 移动的 量大 于向 上坡 移动 的量。 一般 情况 下坡 度越 大， 溅 蚀导 致的 移动 土粒 向下坡 移动 的愈 多，移 动距 离也 愈远 。 3. 土壤 因素 土壤种 类不 同， 其粘 粒、 有机质 含量 以及 其他 对土 壤起粘 结和 胶结 作用 的物 质也不 同 ， 土壤团 粒粘 结构 的增 加能 降低或 减少 雨滴 击溅 下的 土粒分 散坡 坏 。 随 着团 粒中 粘土含 量的 增 加， 团 粒强 度增 大， 雨滴 溅蚀量 减少 。 富 含粘 粒的 土壤一 般易 于胶 结， 并且 其团粒 较粉

38、 质或 沙质土 的团 粒大 。 4. 植被 因素 植被是 地面 的保 护者 ， 植 被和其 枯枝 落叶 层在 防治 溅蚀过 程中 具有 及其 重要 的作用 ， 枯 枝落叶 完全 覆盖 的土 壤表 面能承 受雨 点降 落时 的冲 击力， 可从 根本 上消 除击 溅侵蚀 作用 。 植 被冠幅 在 大 范围 内减 小雨 滴的击 溅侵 蚀， 像谷 类和 大豆这 样密 集生 长的 农作 物能截 留降 雨 、 防止雨 滴直 接打 击在 土壤 上。 地被 物不 但能拦 截降 雨， 防止 雨滴 击溅分 离土 粒， 同时 也防 止 了不利 于水 分下 渗的 土壤 板结， 使渗 透水 份增 加减 少径流 。 第

39、三节 面蚀 一、坡 面径 流形 成 坡面径 流的 形成 是降 水与 下垫面 因素 相互 作用 的结 果， 降 水是 产生 径流 的前 提条件 ， 降 水量、 降水 强度 、 降 水历 时、 降 水面 积等 对径 流的 形成产 生较 大的 影响 。 由 降水而 导致 径流 的形成 可以 分为 蓄渗 阶段 和坡面 漫流 阶段 。 1. 蓄渗 阶段 2. 坡面 漫流 阶段 分散的 地表 径流 亦可 称为 坡面径 流 ， 它 的形成 分两 个阶段 ， 一是 坡面漫 流阶 段， 二是 全 面漫流 阶段 。 虽然层 状面 蚀也可 能发 生 ， 但因 自然 界完全 平坦 的坡 面很 少， 而地表 径流 又

40、常 常稍行 集中 之后 ， 才 具有 可以冲 动表 层土 壤的 冲力 ， 因 此由 地表 引起的 面蚀 ， 主 要是 细沟 状 面蚀。 四、影 响因 素 坡面侵 蚀受 自然 因素 和人 为因素 的综 合影 响， 自然 因素中 主要 有降 雨、 径流 、 地形 、 地 面物质 组成 、植 被等 ，人 为因素 包括 人类 活动 对侵 蚀的促 进作 用和 抑制 作用 。 1. 气候 因素 降雨强 度 ， 面 蚀与降 雨量 之间的 关系 不很 显著 ， 而 与降雨 强度 之间 的关 系十 分密切 。 这 是由于 当降 雨量 大而 强度 小时 ， 雨 滴直 径及末 速度 都较小 ， 因此 它只有 较小

41、的动能 ， 所以 对 土壤的 破坏 作用 就较 轻。 强度较 小的 降雨 大部 或全 部被渗 透、 植物 截留 、 蒸 发所消 耗， 不能 或者只 能形 成很 少径 流； 当降雨 强度 小到 与土 壤的 稳渗速 率相 等时 ，地 面就 不会产 生径 流 。 因此径 流冲 刷破 坏土 壤的 力就不 存在 。 前期降 雨 ， 本 次降雨 以前 的降雨 称前 期降 雨， 前期 降雨使 土壤 水分 饱和 ， 再 继续降 雨 就 很容易 产生 径流 而造 成土 壤流失 。 在 各种 因素 相同 的情况 下， 前期 降水 的影 响主要 表现 为降 雨量的 影响 。 2. 地形 因素 地形因 素之 所以 是

42、影 响土 壤侵蚀 的重 要因 素， 就在 于不同 的坡 度 、 坡长 、 坡 形及坡 面糙 率是否 有利 于坡 面径 流的 汇集和 能量 的转 化 而 决定 ， 当 坡度 、 坡 形有 利于 径 流汇集 时 ， 则 能 汇集较 多的 径流 ， 而 当坡 面糙率 大则 在能 量转 化过 程中， 消耗 一部 分能 量用 于克服 粗糙 表面 对径流 的阻 力， 径流 的冲 刷力就 要相 应的 减小 ， 因 此地形 是影 响降 到海 平面 以上降 雨在 汇集 流动过 程中 能量 转化 最主 要的因 素， 地形 影响 能量 转化的 主要 因子 是坡 度、 坡长、 坡形 、 坡 向。 3. 土壤 因素 土

43、壤是 侵蚀 的对 象又 是影 响径流 的因 素， 因此 土壤 的各种 性质 都会 对面 蚀产 生影响 。 通 常利用 土壤 的抗 蚀性 和抗 冲性作 为衡 量土 壤抵 抗径 流侵蚀 的能 力 ， 用 渗透 速率 表示对 径流 的 影响。 影响 土壤 上述 性质 的因素 有土 壤质 地、 土壤 结构及 其水 稳性 、土 壤孔 隙、剖 面构 造 、 土层厚 度、 土壤 湿度 ，以 及土地 利用 方式 等。 4. 植被 因素 生长的 植物 ， 以其具 有的 覆盖地 面 ， 防 止雨滴 击溅 ， 枯 枝落 叶及 其形成 的物 质改变 地 表 径流的 条件 和性 质， 促进 下渗水 分的 增加 ， 并

44、以其 根系直 接固 持土 体等 作用 ， 与风 、 水 所具 有的夷 平作 用相 制约 ， 抵 抗平衡 的结 果， 就形 成了 相对稳 定的 坡地 。 上 述几 种作用 ， 使 得有 较好植 被分 布区 域， 径流 量减小 ， 且 延长 了径 流历 时， 起 到了 减小 径流 量， 延缓径 流过 程进 而减小 径流 能量 的作 用。 5. 人为 因素 当破坏 力大 于土 体的 抵抗 力时， 必然 发生 土壤 侵蚀， 这是不 以人 们的 意志 而转 移的客 观 规律 。 但 是， 影响 破坏 土 壤侵蚀 发生 和发 展及 控制 土壤侵 蚀的 有关 各因 素的 改变 ， 都 会影 响 破坏力 与土

45、 体的 抵抗 力的 消长 。 因 此只 有了 解影 响土 壤侵蚀 的自 然因 素之 间的 相互制 约的 关 系， 在现 阶段 人类尚 不能 控制降 雨的 条件 下， 可以 通过改 变有 利于 消除 破坏 力的因 素 ， 有 利 于增强 土体 抗蚀 能力 的因 素， 来达 到保 持水土 ， 促 使水土 流失 向相 反方 向转 化， 使自 然面 貌 向人类 意愿 方向 发展 ， 这 就是水 土保 持工 作中 人的 作用。 也就 是说 人类 的活 动既有 引起 水土 流失的 一面 ，又 有通 过人 的活动 控制 土壤 侵蚀 的一 面。 第 四节 沟蚀 一、侵 蚀沟 的形 成 1. 形成 过程 侵蚀沟

46、 是在 水流 不断 下切 、 侧 蚀， 包括 由切 蚀引 起 的溯源 侵蚀 和沿 程侵 蚀， 以及侵 蚀物 质随水 流悬 移、 推移 搬运 作用下 形成 的。 坡面降 水经 过复 杂的 产流 和汇流 ， 顺 坡面 流动 ， 水 量增加 、 流 速加 大， 出现 水流的 分异 与兼并 ， 形成 许多切 入坡 面的线 状水 流 ， 称为 股流 或沟槽 流 。 水 流的分 异与 兼并是 地表 非 均 匀性和 水流 能量 由小 变大 ，共同 造成 的。 2. 形成 原因 引起地 表非 均匀 性的 原因 有： 地表 凹凸 起伏 差异； 地表 物质 抗蚀 性强 弱、 渗 透强度 、 颗粒组 成大 小的 差

47、异 ； 地表植 被覆 盖上 的差 异。 因之， 总是 先出 现细 小沟 谷， 然 后依 次出 现大型 沟谷 。 股流水 流集 中， 侵蚀 能量 增强， 下切 侵蚀 剧烈， 并不 断旁蚀 和溯 源侵 蚀， 改变 沟槽形 态。 由于冲 刷而 形成 的侵 蚀沟 具有一 定的 外形 ， 它是 一条 长而深 的水 蚀沟 ， 一般 通入 河谷或 荒溪 ， 每一条 侵蚀 沟可 分为 沟顶 ，沟底 ，水 道， 沟沿 ，冲 积园锥 及侵 蚀沟 岸地 带等 几个部 分。 二、侵 蚀沟 的发 育 1. 侵蚀 沟纵 断面 形成 侵蚀沟 开始 形成 的阶 段， 向长发 展最 为迅 速， 这是 因为股 流沿 坡面 平行

48、方向 的分力 大于 土壤抵 抗力 的结 果。 由于 在沟顶 处坡 度有 时局 部变 陡， 水流 冲力 加大 ， 结 果 在沟顶 处形 成水 蚀穴， 水蚀 穴继 续加 深扩 大， 沟 顶逐 渐形 成跌 水状 ， 跌水 一经 形成 ， 沟 顶破 坏和前 进的 速度 愈加显 著 ， 此 时沟顶 的冲 刷作用 ， 一方 面表现 为股 流对沟 顶土 体的 直接 冲刷 破坏 ， 另 一方 面 表现为 水流 经过 跌水 下落 而形成 旋窝 后有 力的 冲淘 沟顶基 部， 从而 引起 沟顶 土体的 坍塌 ， 促 使沟顶 逆源 侵蚀 的加 速进 行。 一旦沟 顶跌 水形 成之 后 ， 沟 底的纵 剖面 线与 当

49、地 的坡 面坡度 相一 致的 状态 就明 显的表 现 出来。 由于 此时 进入 沟底 的水流 充沛 ， 沟 底与 侵蚀 基准面 的高 差较 大， 纵坡 较陡， 因而 侵蚀 沟内水 流的 冲力 表现 在下 切沟底 的作 用亦 较明 显。 但沟底 下切 较沟 头前 进为 慢。 总之侵 蚀沟 纵剖 面的 形成 过程正 是沟 顶前 进， 沟底 下切的 反复 过程 。 在 整个 侵蚀作 用和 侵蚀沟 纵剖 面形 成的 过程 中，侵 蚀沟 最活 跃的 地段 始终在 沟顶 以下 一定 距离 范围内 。 2. 侵蚀 沟的 发育 阶段 依据侵 蚀沟 外形 的某 些指 标判断 侵蚀 沟的 发育 程度 和强度 ，侵 蚀沟 的发 育分 四个 阶 段 。 （1） 水蚀 沟阶 段： 侵蚀沟 的第 一阶 段是 属于 冲刷范 围的 ， 形 成的 水蚀 穴和小 沟通 过一 般耕 作不 能平复 ， 此 阶段向 长发 展最 快， 向宽 发展最 慢。 其深 度一 般不 超过 0.5m ， 尚未 形成 明显 的沟头 和跌 水， 沟底的 纵剖 面线 和当 地地 面坡度 的斜 坡的 纵断 面线 相似， 侵蚀 沟的 横断 面多 呈三角 形， 当沟 底由坚 硬母 质组 成时 ， 这 一阶段 可保 持较 长的 时间 ， 但 当沟 底母 质疏松 时 ， 很快进 入第 二阶 段。 （