山体水土流失现状及对策研究

山体水土流失现状及对策研究摘要：目前我国山区水土流失情况严重，衍生的石漠化现象正以2%的速度吞噬着宝贵的土地资源。

武汉大学花草树木茂盛，自然景色极佳，但校园山体亦有不同程度的水土流失现象。

美好的生态环境需要得到保护，为研究山体水土流失机理与相应治理对策，以武汉大学校园内珞珈山、狮子山为研究对象，调查其水土流失现状，分析成因并提出可行性对策。

关键词：水土流失；治理对策；校园山体 1 山体水土流失现状水土流失的学术定义为：“在水力、风力、重力等外营力作用下，水土资源和土地生产的破坏和损失。

”它包括土壤表层侵蚀和水的损失。

结合定义实地调查得出，在校园内珞珈山、狮子山范围内，存在着水力侵蚀、风力侵蚀、重力侵蚀及一定的人为侵蚀类型，以水力侵蚀为主。

但由于山体近乎100%的植被覆盖，起着防蚀固土的特殊作用，因此校园内山体总体水土保持良好，部分区域存在土壤侵蚀，侵蚀类型包括水力侵蚀、重力侵蚀、混合侵蚀与风力侵蚀。

①水力侵蚀。

校园山体土壤侵蚀的主要类型为水力侵蚀，在强降雨条件下，地面表层土壤组成物质被破坏、搬运和沉积。

水力侵蚀以沟蚀、面蚀为主要表现形式。

②重力侵蚀。

在狮子山北坡、珞珈山南坡部分坡段较陡峭，地面岩体和土体物质在重力作用下失去平衡而产生位移，流向地势较低地方。

在考察中发现陡坡上的土石岩体表面松散，与下层土体有明显分层现象，高差达20～40 cm。

③混合侵蚀。

沿东西轴线方向，珞珈山沿程分布共5个大型水土流失区。

共同特点是：植被覆盖率低、坡度角大（﹥45°）、遇强降雨极易汇流冲蚀土壤，系在水流冲力和重力共同作用下的土壤侵蚀。

但总体珞珈山植被覆盖率高，松软堆积物少，石块体积较大不易冲走，因此混合侵蚀规模与强度较小。

④风力侵蚀。

校园山体由于其极高的植被覆盖率，风力侵蚀面积较小，主要集中在狮子山顶部樱顶老图前面的平台。

土粒、沙粒或岩石碎屑在强大的气流冲击作用下被搬运和堆积。

2 水土流失原因分析水土流失的影响因素可分为自然因素和人为因素两大类，自然因素包括气候、地质、地形地貌、土壤和植被分布等因素。

气候因素：武汉属亚热带季风湿润气候，表现为雨量充沛，年降雨量1 204.5 mm。

雨量大，会增大水土流失量。

同时雨水集中在初夏梅雨季节（6～8月），雨强大，持续时间较长，造成土壤含水量增大，坡面汇流形成强大的径流，沿着已有的浅沟冲刷土层造成水土流失。

地质因素：珞珈山由十几个相连的小山组成，海拔高118.5 m，狮子山海拔69 m，四季较明显，植物茂盛。

山体基岩主要为下古生代页岩、泥盆纪砂岩、下石炭纪石英岩（本区面积最大）和珞珈火石岩。

其上覆盖一层厚薄不均的棕黄色粘土，由山顶至山麓，粘土层逐渐增厚。

狮子山土层较厚，水力侵蚀易带走表层松软土壤质；而珞珈山顶岩石出露较多，分布较广，抗侵蚀能力强、风化速度慢，表层土壤层较薄。

地形地貌因素：狮子山段坡度整体偏缓，考察发现只有小部分区域偏陡，近乎垂直分布；珞珈山整体偏陡，凹形坡上部陡，下部缓，中部土壤侵蚀强烈，下部侵蚀减弱，存在淤积现象。

沿轴向分布的5个混合侵蚀区其坡度近45°～60°，水流冲刷能力强，水土流失集中。

土壤和植被：校园山体植被覆盖率高，接近100%。

在具备水、土、坡条件后，植被因素就显得尤为重要。

其冠层截留降雨，削弱雨滴能量；枯枝落叶层覆盖地表，防止雨滴溅蚀，滞缓地表径流，增强土壤的透水和蓄水性能；根系具有固持网络土体，增强土壤抗冲性和抗剪强度的作用。

人为因素：山体位于校园内，被较好的保存，植被得以很好的生长。

但也存在一些问题，建设过后，未及时采取保护措施。

在狮子山顶，是武大老建筑群的代表——樱顶老图书馆。

其前的空地坑洼分布，细粒土壤易受风力侵蚀；管线铺设，开挖埋线，破坏了土壤结构，经水力冲刷极易形成浅沟，加速水土流失，管线也随之显露。

此外，学生沿浅沟行走，压实地表裸露面，产生地表结皮，也会影响到坡面的入渗和产流。

3 水土流失产生机理各种岩土物质都具有不同的抗侵蚀能力。

当外营力一定时，水土流失的状况和强度，一般取决于地面岩土物质的抵抗侵蚀的能力。

当岩土体受外营力作用时，若外营力大于岩土抵抗力，其结构即发生破碎，若外营力继续增加，超过岩土的重量和摩擦阻力时，岩土即可能发生移动。

水力侵蚀机制：水力侵蚀主要包括雨滴击溅、线状侵蚀、坡面径流冲刷、沟槽水流冲刷三种外营力。

第一，雨滴溅蚀可以压实地表，同时使部分土粒向四周击溅和搬运，面状水流的冲刷作用可破坏表层结皮。

在这种形成与破坏的反复过程中，水流随汇集量的增加冲刷作用加大，溅蚀为产生坡面径流和层状侵蚀创造了条件。

第二，坡面径流起始于降雨强度大于土壤入渗强度而产生的坡面薄层水流，随降雨历时的延长，薄层水流开始分离形成细沟流。

地表流相对集中于细沟之后，薄层水流与细沟流水体相连，向低凹处、下坡部位集中。

总结坡面径流的发展，表现为由沿程侵蚀—侵蚀斑痕—细沟侵蚀三个阶段。

第三，槽流侵蚀能力取决于流速，紊流状态的沟槽水流在沟床周界附近流速梯度较大，易产生漩涡，使得各水层的性质不断进行交换。

同时水流运动受到沟床周界的限制，产生横向环流与螺旋流。

按侵蚀方向可分为下切侵蚀、溯源侵蚀、和侧向侵蚀三种类型。

下切侵蚀主要见于松散废弃物的坡面，狮子山岩土松散，坡度部分较陡，大雨过后，沟蚀发展较快；溯源侵蚀为向沟头的后退侵蚀，常与下切侵蚀同时发生；侧向侵蚀是沟谷流水及其所携带的泥沙，对沟谷两侧侵蚀导致沟谷展宽的过程。

重力侵蚀机制：坡面上的风化碎屑或不稳定岩土体在重力作用下导致崩塌、错落及蠕动。

这些重力侵蚀形式的发生，主要外营力是由地心引力而产生的重力作用，土体下渗水分、土体性质、岩石结构、地形条件也有着不可忽视的影响作用。

坡面上块体运动是重力引起的下滑力与岩土块体的内摩擦力及粘结力相互作用的结果，由下滑力与抗滑力之间的对比关系决定岩土体是否能够发生位移。

狮子山海拔较低，坡度较缓，重力侵蚀表现不明显；珞珈山南坡上部坡度较大，存在3条较明显重力侵蚀带，轴线1条，北坡1条。

降雨时因无植被覆盖，常与水力侵蚀共同作用，形成混合侵蚀区。

风力侵蚀机制：由于较好的植被覆盖率，风力侵蚀的影响范围很小，主要集中在狮子山顶部。

较多的参观人数、过往车辆，使得顶部平台硬性路面磨损严重，地面松散土壤颗粒裸露。

风本身在流动时，迎面冲击力和因紊流、涡流产生的上举力的合力超过了地面上松散碎屑物和地表摩擦力时，即发生风蚀作用。

4 现有水土保持措施及其优化建议珞珈山、狮子山由于所处位置完全坐落于校园内，整体受到良好的规划与保护。

水土保持得到重视，兴建许多工程措施，总体发挥着较良好的功效。

总结有以下几点：①植被的种植与保持。

珞珈山、狮子山任何季节看上去都是那么郁郁葱葱，草木繁盛。

水土保持情况整体良好，这要得益于如此优异的植被层。

珞珈山山顶多为落叶树，山脚多为常绿树，中间则由落叶树和常绿树混交过渡；狮子山大量灌木及地被的应用，种类多样。

有效的减少了水力侵蚀与风力侵蚀的作用。

②山脚挡土截流措施。

在山脚修建挡土墙与截流排水沟，构建双重保持措施。

挡土墙能够阻挡山坡松软土质在重力作用下的下滑，固定坡脚免受水力侵蚀。

同时能够延缓坡降，使得山坡形成梯级结构；截流沟可以切断上坡产生的暴雨径流，将径流按要求引至指定区域蓄水的同时，使得径流流速在沟内减缓，沉积携带的泥沙及砾石。

③路面硬化措施。

由于行人的扰动，土壤结构易被破坏，造成土壤侵蚀。

校方在行人经过的路段修筑混凝土路面，使土壤侵蚀的沟槽通道覆盖“保护层”，保护下方土壤免受侵蚀。

虽整体良好，但部分区域水土流失依然严重，需要提出针对性的解决方案，对现存的不足之处加以改进。

改进措施应分为两方面：一为对原有设施的维护清理；二为新工程设施的修建。

①部分挡土墙高度较小，挡土的效用未完全发挥，需适当在需要区域进行加高措施；配套的截流排水沟在侵蚀严重段出现严重淤积，需要及时清理维护，保障排水通畅。

②加固措施。

在沟槽水力侵蚀严重、坡度较缓的区域可设置台阶等硬化路面的形式阻止下层土壤继续被侵蚀；已有的台阶侵蚀区需进行加固避免继续水力掏刷；樱顶老图前空地至少进行一定的修整，如有可能应重塑混凝土路面。

③排水管线部分需要重新调整，增设线路，不要直接排放在土壤上，建议在校园内修建一定容量的储水池，将暴雨产生的径流通过管线经地下排入储水池，以供它用。

在回收水资源的同时避免了土壤的水力侵蚀。

④珞珈山混合侵蚀区的专项治理。

在混合侵蚀区下部，坡度比较小，宜进行增补造林，以巩固坡底，缓流落淤；在上部岩体出露较多，立地条件差的地方，合理布置，做到乔、灌结合或灌草结合，种植时注意采用带土坨苗栽植。

若进行植物工程整治困难较大或无实施可能性，可就坡地修建登山用台阶，将陡坡成“梯级”布置，减少裸露土壤面积，防止土壤侵蚀发生。

5 结语生态环境是人类生存的保障，山区固有的脆弱性决定着生态系统的不稳定性与其破坏后难恢复性。

因此在山地资源的开发中，应注重与生态环境的协调发展，倘若不合理开发利用极易造成水土大量流失，引起生态与环境的退化。

校园内山体极高的森林覆盖率、良好的保护措施有效的抑制土壤侵蚀，构造出生态良好的开发模式。

水土流失的发生从根本上是由于人类不合理的开发利用土地资源，进而制约社会经济的可持续发展。

水土流失的防治工作刻不容缓，应以土地资源的合理利用为前提，因地制宜开展各项水土保持措施，将土地利用规划与水土保持规划有机结合起来，实现土地资源的可持续利用与社会经济的可持续发展。

参考文献：[1] 杨子生.论水土流失与土壤侵蚀及其有关概念的界定[J].山地学报,2001,56(4).[2] 景可,王万忠,郑粉莉.中国土壤侵蚀与环境[M].北京:科学出版社,2005.。