第二章 流域土壤侵蚀与泥沙输移
水土保持学全
可编辑修改精选全文完整版水土保持学第二章土壤侵蚀1.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。
2.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,包括土地表层侵蚀及水的损失,亦称水土损失。
3.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位移,改变地壳构造形态,因此又称为构造运动,根据地壳运动的方向,可分为垂直运动和水平运动两类。
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)。
地球内部软流圈的熔融物质会在压力、温度改变的条件下,沿地壳裂或脆弱带侵入或喷出,岩浆侵入地壳形成各种侵入体,喷出地表则形成各种类型的火山,改变原来形态,造成新的起伏。
3)地震:地震也是内营力作用的一种表现,它往往与断裂、火山现象相联系。
4.外营力作用的主要能源来自太阳能。
地壳表面直接与大气圈、水圈、生物圈接触,它们之间发生复杂的相互影响和相互作用,从而使地表形态不断发生变化,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。
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,并把破坏后的物质搬离原地,这一过程或作用称为剥蚀作用。
3)搬运作用:风化、侵蚀后的碎屑物质,随着各种不同的外营力作用转移到其他地方的过程称为搬运作用。
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物理、化学条件的改变,或在生物活动参与下发生堆积或沉积,称为堆积作用。
5.土壤侵蚀的类型1)按导致土壤侵蚀的外营力种类划分土壤侵蚀类型:水力侵蚀类型风力侵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化学侵蚀类型生物侵蚀类型2)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:古代侵蚀:人类出现在地球上以前所发生的侵蚀现代侵蚀:人类出现在地球上之后所发生的侵蚀3)按土壤侵蚀发生的速度划分:土壤侵蚀类型:加速侵蚀、正常侵蚀6.水力侵蚀的作用方式,按侵蚀作用方向,可分为下蚀和侧蚀。
黄河流域水量水质综合模拟与评价
水质联合评价方法 , 并首次从“ 断面水” 片水 ” 和“ 两方 面综合评价流域水资源的数量与质量。结果 表明 : 黄河流域 的“ 片
水” 水质状况要优于“ 面水” 断 水质情况 。
关 键 词 :WE P—L ;分 布 式 水文 模 型 ;水 质模 拟 ;水 量 水 质 联 合 评 价 ;黄 河流 域
国的黑河流域得到验证 和应用 。为 了克服采 用小 网格单元带
来的计算灾难 , 以及采 用过粗 网格单元产 生 的计 算失真 问题 ,
采 用“ 子流域 内的等高程 带” 为计算单元 , 用 GS技术将黄河 应 I 流域划分成具有 空间拓扑关系 的 84 5个子流 域 , 8 将各 子流域 划分成 1~1 0个等高带 , 黄河流域共划分为 3 2 87 0个等 高带 ,
采 用 WE L Wa r n nryt s r r essi Lrer e P— ( t dE eg a f Po se ag vr ea r e n c n i
式 中: 为子流域溶 解态 污染物入河量 ;。 。 C 为溶解 态污染物 的
浓度 ; 为子流域地 表径流量 ; 为溶 解态污染 物沿地表 向子
L D= 0 1 D T .C R D () 2
型、 污染物迁移 转化子 模 型与分 布式 水文 模 型相互 嵌套 的方
式, 实现对 流域水循环 、 土壤侵 蚀和泥沙 输移 以及污染 物迁移
转化的综合模拟。
1 1 分布 式水 文模型 .
流域水循环过程是伴生 的水沙过程和水化学过程 的基础 , 而且降雨径流过程是形成非点源污染 的直接驱动力 , 因此流域 水循环 过程 的模拟是 整个水量 水质评价 的基本 前提。研究 中
中图分类 号:T 2 3 T 82 1 V 1 ;V 8 。
关于河流泥沙的几个问题与解答(课后思考题)
黄河下游冲积平原型河道,测验河段的泥沙分布特性,不单取决于本断面的水流挟沙能力的横向分布,而且,在很大程度上受其上游河道的平面几何形态和水流结构影响,因此经常出现最大水深、流速和含沙量三者不相应的分布情况,完全不同于人工渠道中的分布规律。要通过不同水沙条件下的测站特性分析,弄清三者的位置。输沙率测验时,在最大水深流速和含沙量处,均应布设测沙垂线。
河流泥沙的影响因素
就河流形成的整个历史过程来看,河流中运动的泥沙是从流域地表冲蚀而来的.也就是说河流泥沙是土壤侵蚀或称水土流失的结果。土壤侵蚀是指在地表层内,外应力及人类生产活动作用下,地表土壤及其母质发生的侵蚀、输移及沉积的过程。土壤侵蚀的方式可分为:水力侵蚀、重力侵蚀、风力侵蚀、溶解侵蚀等,而一般以水力侵蚀和重力侵蚀最为突出。土壤侵蚀可分为两类:自然侵蚀和加速侵蚀。自然侵蚀是在人类前的地史时期,在构造运动等所造成古地形基础上进行的侵蚀作用.加速侵蚀是人类生产活动所引起的侵蚀,
悬移质输沙率测验的方法
断面输沙率测验的目的是建立单沙与断沙的关系或者说是悬移质输沙率与流量之间的关系,以便由单沙和流量资料推求悬移质输沙率变化过程。
测验方法如下:
布置测沙垂线→测量垂线含沙量→测验单沙→悬移质输沙率计算
悬移质输沙率测验方式的利用必须始终符合流量加权相关原理与测验数据精度的基本要求。
在布设测沙垂线时,需要考虑的问题
第二章-土壤侵蚀(2)可编辑全文
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4
4.1水力侵蚀
水力作用
水流作用力:水体流动对床面上的泥沙 产生的作用。
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Fsh Ff
Ft
α
P1
α
N
P2 G
5
4.1水力侵蚀
水力作用
侵蚀起动流速、滑动起动流速
搬动沙砾的体积或重量与流速6次方成正比关系
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4.1水力侵蚀
水流作用
(1)冲刷:水流的侵蚀作用 下蚀(下切侵蚀、切蚀) 侧蚀 (旁蚀) 溯源侵蚀
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4.1水力侵蚀
泥沙堆积 当泥沙的来量大于水流的挟沙力时,多余的 泥沙就要沉积下来。
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4.1水力侵蚀
侵蚀、搬运和沉积的关系
40
F
10
1侵蚀
C D
v*
1 3搬运 O
w 0.1
2沉积
E 0.01
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0.01
0.1
1
100
18
d
4.1水力侵蚀
坚硬岩体的粘结力C值很大,一般不易发生移动。但岩层中常常 存在软弱的结构面(层面、软弱夹层、断层面、节理面、劈裂面 等)。软弱结构面的内摩擦角φ和粘结力C都显著减小。
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4.3重力侵蚀
重力侵蚀强度分级
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床面
河床
床沙(静止)
14
4.1水力侵蚀
水流搬运作用
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4.1水力侵蚀
水流搬运作用
水流挟沙能力:在一定的水流条件下,能够挟运泥沙 的数量。它的单位与含沙量ρs(kg/m3)相同,以符号 ρ0 表示。
我国流域泥沙输移比研究进展
中图分类号 :P3 33
文 献标 识码 : A
文章编号 :00 17 ( 0 8 0 — 0 60 10 — 3 9 20 )9 0 3 -2
流域泥沙输移 比反映 了流域 内泥沙的输移状 况 , 连接流 是 域 地面侵蚀与河道输沙 的纽 带和研 究 流域侵 蚀与 产沙关 系 的 重要数 据。泥沙 输移 比涉及流域侵蚀与 泥沙堆 积 , 大小直接 其
11 流域 面 积与 泥沙 输移 比 .
流域 的空间 尺度 会对 泥 沙输 移产 生不 同的影 响 , 流域 越
长江上游 、 黄河 中游主要支流及任意 流域 3个层 面 的流 域输沙 模数与流域 面积 的关 系 , 认为黄河 中游输沙模 数与流域 面积不 呈反 比关 系 , 而长江上游无论是干流还 是支流 或任意流 域的流
输移 比
1o .o
4. 6 2 21 0 . 8 7 0 38 3 9
0. 4 9 O. 6 8 0. 0 8 O. 3 8
以及检验水土保持措施 的实施效果 , 为小 流域综合 治理规划及 工程设计提供科学依据 。
川叭 m∞OO Hl5O , 姗
(. 1 黄河水利科 学研 究院, 河南 郑州 4 0 0 ; . 50 3 2 重庆 市环 境科学研 究院 , 重庆 4 10 ) 0 10
摘
要: 从研 究 内容和研 究方法两个 角度 , 详细阐述 了我 国在 泥沙输移比研究 中取得 的主要 成果 , 出: 泥 沙输移 比的 指 ①
研究 涉及到土壤侵蚀 学、 地貌学、 地质 学、 态学和环境 学等 多门学科 , 国研 究者所进行 的泥沙输移 比的研 究还很 不成 生 我
S DR = 1 2 + 1 3 1 R .9 . 7 n 一 0 0 5 I . 2 nA
(完整版)河流动力学三基试题参考答案
河流动力学三基试题参考答案一、基本概念1.泥沙输移比:某流域出口控制站实测的河流泥沙总量St与该流域的地表物质侵蚀总量Se之比,称为泥沙输移比。
2.推移质:泥沙以群体形式运动时,以滚动(包括层移)、跃移形式运动的颗粒统称为推移质。
3.悬移质:把悬浮在水流中,基本上与水流以相同速度作悬移运动的泥沙统称为悬移质。
4.高含沙水流:是指水流挟带的泥沙颗粒非常多,含沙量很大,以至于该挟沙水流在物理特性、运动特性和输沙特性等方面基本上不再像一般挟沙水流那样用牛顿流体描述。
5.异重流运动:两种或两种以上的流体相互接触,而流体间有一定的但是较小的重度差异,如果其中一种流体沿着交界面方向流动,在流动过程中不与其它流体发生全局性掺混现象的运动。
6.泥沙的水下休止角:将静水中的泥沙颗粒堆积起来,其堆积体边坡形成的稳定倾斜面与水平面的夹角称为泥沙的水下休止角。
7.含沙量:单位体积浑水中固体泥沙颗粒所占的比例,一般有重量含沙量和体积比含沙量。
8.等容粒径:与泥沙颗粒体积相同的球体直径。
9.中值粒径D50:累计频率曲线上纵坐标取值为50%时所对应的粒径值。
10.算术平均粒径D m:各粒径组平均粒径的重量百分比的加权平均值。
11.风化作用:岩石和矿物在地表环境中,受物力、化学和生物作用,发生体积破坏和化学成分变化的过程,称为风化作用。
12.泥沙的沉速:泥沙在静止清水中沉降速度达到恒定极限速度时,对应的沉速叫做泥沙的沉速。
13.泥沙的干容重:一般把单位体积沙样干燥后的重量称为干容重。
14.泥沙的容重:泥沙颗粒的实有重量于实有体积的比值(即排出空隙率在外)。
15.推移质输沙率:在一定水力、泥沙条件下,单位时间内通过过水断面的推移质数量称为推移质输沙率,用G b表示,单位一般用kg/s或者t/s。
16.泥沙的起动:设想在具有一定泥沙组成的床面上,使水流的速度由小到大逐渐增加,直到使床面泥沙(简称床沙)由静止转入运动,这种现象称为泥沙的起动。
水土保持学
水土保持学第二章土壤侵蚀1.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。
2.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,包括土地表层侵蚀及水的损失,亦称水土损失。
3.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位移,改变地壳构造形态,因此又称为构造运动,根据地壳运动的方向,可分为垂直运动和水平运动两类。
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)。
地球内部软流圈的熔融物质会在压力、温度改变的条件下,沿地壳裂或脆弱带侵入或喷出,岩浆侵入地壳形成各种侵入体,喷出地表则形成各种类型的火山,改变原来形态,造成新的起伏。
3)地震:地震也是内营力作用的一种表现,它往往与断裂、火山现象相联系。
4.外营力作用的主要能源来自太阳能。
地壳表面直接与大气圈、水圈、生物圈接触,它们之间发生复杂的相互影响和相互作用,从而使地表形态不断发生变化,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。
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,并把破坏后的物质搬离原地,这一过程或作用称为剥蚀作用。
3)搬运作用:风化、侵蚀后的碎屑物质,随着各种不同的外营力作用转移到其他地方的过程称为搬运作用。
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物理、化学条件的改变,或在生物活动参与下发生堆积或沉积,称为堆积作用。
5.土壤侵蚀的类型1)按导致土壤侵蚀的外营力种类划分土壤侵蚀类型:水力侵蚀类型风力侵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化学侵蚀类型生物侵蚀类型2)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:古代侵蚀:人类出现在地球上以前所发生的侵蚀现代侵蚀:人类出现在地球上之后所发生的侵蚀3)按土壤侵蚀发生的速度划分:土壤侵蚀类型:加速侵蚀、正常侵蚀6.水力侵蚀的作用方式,按侵蚀作用方向,可分为下蚀和侧蚀。
第二章4-SWAT模型
SWAT 地表水过程
SWAT 针对 HRU 计算汇流时间,包括河道汇流和坡面汇流时间。河道汇流 时间计算如下:
0.62 L n0.75 ct
A 0.125 cs 0.375 式中:ct 为河道汇流时间,h;L 为河道长度,km;n 为河道曼宁系数;A 为 HRU 面积,km2;cs 为河道坡度,m/m。坡面汇流时间用下式计算:
2 SWAT 原理概述
水循环的陆面部分
营养物质
SWAT模拟流域内几种不同形式的氮、磷的运动与转换。氮、磷营 养物质可以通过地表径流和壤中流进入主河道传输到下游河段。
2 SWAT 原理概述
水循环的陆面部分
杀虫剂
杀虫剂可以用来研究流域内化学物质的运动。SWAT模拟杀虫剂 经由地表径流进入河网,通过下渗进入土壤和地下含水层的运动 过 程 , 所 用 的 模 拟 方 程 来 自 GLEAMS 模 型 ( Leonard et al.,1987)。
提纲
1 SWAT 起源与发展 2 SWAT 原理概述 3 SWAT 结构与功能 4 SWAT 面临的问题与挑战
(1)SWAT 结构
SWAT可以对流域内一系列复杂的物理过程进行模拟,例如水循环和 营养物迁移转化等。流域内泥沙、营养物的产生与迁移等都是建立 在流域内水循环的基础之上。
四大子模块
SWAT原理——地表水过程
水量平衡方程如下:
t
SWt SW0 (Rday Qsurf Ea Wseep Qgw ) i 1 式中:SWt 为时段末土壤含水量,mm;SW0 为时段初土壤含水量,mm;t 为计算时段;
Rday 为第 i 天的降雨量,mm;Qsurf 为第 i 天的地表径流,mm;Ea 为第 i 天的蒸发量,mm; Wseep 为第 i 天渗漏量,mm;Qgw 为第 i 天基流量,mm。
水土保持学第二章
⽔⼟保持学第⼆章第⼆章⼟壤侵蚀的基本特征⼟壤侵蚀是指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。
因此,它的本质也是地球的外营⼒对地表的塑造与夷平。
这⼀过程从陆地形成以后就在不断地进⾏着,只是在⼈类的出现与参与下,发⽣了根本变化,故通常将地史时期纯⾃然条件下发⽣和发展的侵蚀作⽤与过程,称为⾃然侵蚀或正常侵蚀(normal erosion)。
它的特点是侵蚀速率缓慢,不受⼈为活动影响的纯⾃然过程,因⽽⼜可称为常态侵蚀。
⼈类出现以后,他们为了⽣存,就⾃觉与不⾃觉地加⼊到了改造⾃然的过程中,在⽣产⽅式落后,效益低下的情况下,这⼀作⽤往往加快了⼟壤侵蚀的过程。
所以,有史以来(距今约5000年左右),⼈类⼤规模的⽣产活动逐渐形成,改变和促进了⾃然侵蚀过程,这种快速的侵蚀作⽤过程,称为加速侵蚀(accelerated erosion)。
其特点是侵蚀速度快、破坏⼤、影响深远,除了有常态侵蚀作⽤外,还有⼈类活动的参与,两者作⽤相迭加,⼤⼤加速了侵蚀的发⽣与发展。
另外,按⼟壤侵蚀发⽣的时代⼜可划分为古代侵蚀(ancient erosion)和现代侵蚀(human erosion)。
其含意与上述概念基本相同。
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。
据其危害程度的⼤⼩,本章主要讨论⽔⼒侵蚀、风⼒侵蚀、重⼒侵蚀和混合侵蚀的⼀些主要问题。
第⼀节⽔⼒侵蚀⼀、⽔⼒作⽤从动⼒⾓度来讲,⽔⼒侵蚀是降⾬侵蚀⼒与径流冲刷⼒共同作⽤的结果。
(⼀)降⾬侵蚀⼒降⾬侵蚀⼒是降⾬引起⼟壤侵蚀的潜在能⼒,它是降⾬物理特征的函数,在下垫⾯特征相对⼀致的条件下,降⾬侵蚀⼒越⼤,引起的⼟壤侵蚀越剧烈。
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/m 2·mm ),I 30是该次暴⾬过程中出现的最⼤30分钟强度(吋/⼩时或mm/h )。
长江上游紫色丘陵区土壤侵蚀与泥沙输移比研究——以涪江流域为例
中 国 水 土 保 持 科 学
S inc fS i a d W ae ns r ain ce e o o l n trCo e v t o
Vo . No 5 18 . 0c . 01 t2 0
8( ):— 5 17
长 江 上 游 紫 色 丘 陵 区 土 壤 侵 蚀 与 泥 沙 输 移 比研 究
算单元 , 计算 每个 流域 发生 侵蚀 的地 块 ( 旱 坡 地 、 即 陡坡 旱 地 、 有林 地 、 林 地 、 地 、 木 地 和裸 地 ) 蚀 量 , 到 全 疏 草 灌 侵 得 流域年均侵蚀量为 2 6 0万 ta年 均 侵 蚀 模 数 为 83 9t(m ・ ) 上 游 山 地 区侵 蚀 模 数 >1 0 ( m ・ ) 紫 色 丘 4 /, 1. k a , / 0/ k a , 0 t 陵 区侵 蚀 模 数 50~ 0 t( m ・ ) 流 域 平 均 泥 沙 输 移 比为 08 , 游 泥 沙 输 移 比 > .0 中 下 游 丘 陵 区 泥 沙 输 移 0 80/ k a ; .3上 09 ,
irg td se p l p ln ria e t e so e a d, fr s l n o e t a d, o e fr s l n p n oet a d
,
g a sa d, s r b a d n ba e a d r s ln h u l n a d r l n we e r
A bsr c Ba e n t e a ay i ft o tol d a e fh d o o ia tto s m o p oo i a d c p ta t s d o h n lss o he c n rle r a o y r lg c lsai n , r h l gc l n s a e
水利工程中的泥沙运移与治理
水利工程中的泥沙运移与治理一、泥沙运移的重要性泥沙是水利工程中的常见问题,对于水利工程的稳定运行和可持续发展具有重要影响。
泥沙的运移不仅会造成水道淤积、水位上升等问题,还会影响水质以及生态环境。
因此,有效治理泥沙运移成为了水利工程建设和管理的重要任务。
二、泥沙运移的机理1. 水动力机制:水流的流速和流量是泥沙运移的关键因素。
当水流速度较大时,泥沙颗粒的底部剪切力增大,使之产生运动;而流速较小时,泥沙颗粒则容易沉积。
此外,河道的形状、坡度等因素也会影响泥沙的运移。
2. 颗粒特性:泥沙颗粒的大小、密度、形状等特性也会影响泥沙的运移。
一般来说,较大的颗粒容易沉积,而较小的颗粒则更容易被水流携带。
3. 河床底质:河床底质的不同也会影响泥沙的运移。
当河床底质颗粒较粗时,泥沙的运移能力较强;反之,河床底质颗粒较细时,泥沙的运移能力较弱。
三、控制泥沙运移的治理措施1. 水土保持措施:合理的水土保持措施是减少泥沙运移的有效手段。
通过植被覆盖、梯田建设、植被护坡等方式,可以减少雨水的冲刷力,防止土壤侵蚀,从而减少泥沙的产生和运移。
2. 河道管理措施:对于河道的管理和维护也是控制泥沙运移的关键。
定期清淤、疏浚河道,确保河道的通畅,减少淤积现象的发生。
此外,还可以通过修建堤坝、挂墩、设置固床构筑物等方式来改变河道的形状和流速,控制泥沙运移。
3. 耕地治理措施:合理的耕地管理可以减少农田泥沙的流失。
选择适宜的耕作方式,控制农田坡度,减少农药和化肥的使用,都可以减少泥沙的产生和流失。
4. 堰坝治理措施:对于水利工程中的堰坝,可以通过设置泥沙消能设施、泄流坎等措施,减少泥沙对于堰坝的冲刷和淤积,保证水利工程的安全和正常运行。
四、泥沙运移与治理的技术进展随着科技的发展,泥沙运移与治理的技术也不断提升。
如今,通过遥感技术、地理信息系统等手段,可以精确监测和预测泥沙的运移情况,有针对性地制定治理方案。
此外,还出现了各种泥沙治理设施和装备,如泥沙分选机、泥沙捕集工程等,为泥沙治理提供了更多的选择。
土壤侵蚀原理教学大纲
《土壤侵蚀原理》课程教学大纲Elements of Soil Erosion一、课程的性质和目的课程性质:《土壤侵蚀原理》是高等农林院校水土保持与荒漠化防治专业和生态环境类专业本科生的骨干性专业基础课,是必修课。
主要任务:通过本课程的学习,使学生获得水土保持与荒漠化防治的基本理论、基本知识和基本技能,了解水土保持与荒漠化防治的发展概况,为学习后继课程以及从事与本专业有关的水土保持与荒漠化防治课程建立坚实的基础。
二、课程教学内容及学时分配第1章:绪论(讲课2学时)《土壤侵蚀原理》课程性质、目的和任务,课程涉及范围及与其他课程的关系,土壤侵蚀及其危害,土壤侵蚀原理研究历史与现状。
第2章土壤侵蚀类型(讲课2学时)2.1 土壤侵蚀及其与水土流失关系,土壤侵蚀,水土流失与土壤侵蚀,水土保持与土壤侵蚀。
2.2 导致土壤侵蚀的营力,内营力作用,外营力作用。
2.3 土壤侵蚀类型及类型划分,按导致土壤侵蚀的外营力种类划分,按土壤侵蚀发生的时间划分,按土壤侵蚀发生的速率划分。
2.4 土壤侵蚀形式,水力侵蚀形式,雨滴击溅侵蚀,面蚀,沟蚀,山洪侵蚀,海岸浪蚀及库岸浪蚀,风力侵蚀,重力侵蚀,混合侵蚀,冻融侵蚀,冰川侵蚀,化学侵蚀。
2.5 土壤侵蚀程度及强度,土壤侵蚀量与土壤流失量,土壤侵蚀程度,土壤侵蚀强度,允许土壤流失量第3章水力侵蚀(讲课4学时,实验4学时)3.1 水流作用,水流剥蚀作用,水流搬运作用,泥沙的堆积。
3.2 溅蚀,雨滴特性,溅蚀过程及溅蚀量,影响溅蚀因素。
3.3 面蚀,坡面径流形成,坡面径流能量分析,坡面侵蚀过程,影响因素。
3.4 沟蚀,侵蚀沟的形成,侵蚀沟的发育,影响沟谷发育自然因素。
3.5 山洪侵蚀,山区洪水类型,山洪时空分布,影响山洪因素,山洪侵蚀蚀特征,山洪沉积物特征3.6 海岸、湖岸及库岸浪蚀,海岸带划分,海浪、湖浪及库浪形成,波浪在浅水区的变形,海浪、湖流及库流,影响海岸侵蚀作用的因素第4章风力侵蚀(讲课4学时,实验4学时)4.1 风沙运动,近地层风的性质,沙粒的运动,风沙流及其结构特征。
小流域治理措施对泥沙输移比的影响
t i o n o f a r t i ic f i l a c o n t r o l me a s u r e s a r e e x t r e me l y i mp o r t a n t .Un d e r n a t u r a l s u f r a c e c o n d i t i o n s s e d i me n t d e l i v e r y r a t i o i n J i u y ua n g o u s ma ll wa t e r s h e d i s
减 少、 沉积和输移 比的改 变, 在 水土保持措施 达到 一定程度 时才逐 步显现 出来, 小流域泥沙输移比 变化 的影响 因素 中, 流 域 内人为沉积汇 ( 淤积 ) 的作用明显大于坡 面水土保持措 施 的效果。 因此 , 现行 生 态环境 建设 中, 在 注重坡 面治理措施
合理配置的基础上 , 更要 加 强 小 流域 沟道 泥 沙拦 截 工程 的 建设 。
关
键
词 :土壤侵蚀 ;下垫面;泥 沙输移 比;韭 园沟 小流域
文献 标 志 码 : A d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 0 — 1 3 7 9 . 2 0 1 3 . ( ) 1 . 0 2 5
中 图 分 类 号 :S 1 5 7
c l o s e t o 1 . 0 f o r 5 0 y e a s ;t r h r o u g h a g r a d u a l s c a l e o f a ti r i f c i a l s o i l a n d wa t e r c o n s e va r t i o n,s e d i me n t t r a n s p o t r d e c r e a s e s t o 0. 2 7 .Th i s s t u d y s h o ws t h a t t h e s ma l l w a t e r s h e d s e d i me n t e r o s i o n r e d u c t i o n i n t h e d e p o s i t i o n a n d t h e d e l i v e y r r a t i o c h a n g e,t h e i f r s t s o i l a n d w a t e r c o n s e r v a t i o n me a s u r e s t o a c h i e v e a c e t r a i n e x t e n t a r e g r a d u a l l y r e v e le a d,f o l l o we d b y s ma l l wa t e r s h e d s e d i me n t t r a n s p o r t t h a n t h e v a r i a b l e s ,t h e r o l e o f a n t h r o p o g e n i c d e p o s i t i o n s i n k s wi t h i n t h e b a s i n s i g n i ic f a n t l y g r e a t e r t h a n t h e e fe c t o f s l o p e a n d s o i l C O n s e r v a t i o n me a s u r e s Th e r e f o r e,i t i s i mp o r t a n t n o t o n l y t o f o c u s
土壤侵蚀类型及形式
植物侵蚀
人工植 被退化
人工植 被退化
2.4 土壤侵蚀形式
➢ 人为侵蚀(artificial shift erosion; man-made erosion)
即工程侵蚀
2.5 土壤侵蚀程度及强度
➢ 土壤侵蚀量
通常把土壤、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,
根据搬运的介质不同,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。
堆积作用(deposition)作用指被搬运的物质由于 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。
2.4 土壤侵蚀形式
➢ 植物侵蚀
植物侵蚀(Plant erosion)也称生物侵蚀,指 植物在生命过程中引起的土壤肥力降低和土壤颗粒 迁移的一系列现象。
一般植物在防蚀固土方面有着特殊作用,但是在人为 作用下,有些植物对土壤产生一定的侵蚀作用,主要表现 在土壤肥力下降,土壤理化性质恶化。如部分针叶纯林地 土壤的通透性及其结构等物理性状,过度开垦种植导致土 壤肥力下降等。
冻融冰川作用
2.4 土壤侵蚀形式 ➢ 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(chemical erosion)。
主要包括水的化学侵蚀和垂直侵蚀等。 • 化学侵蚀表现形式:
–养分淋失(肥力下降)、土壤酸化、次生 盐渍化、喀斯特发育……
第二章 土壤侵蚀(1)
主要内容
基本概念 土壤侵蚀的动力与分类 土壤侵蚀的类型及形式 土壤侵蚀的规律 土壤侵蚀的影响因素 土壤侵蚀的预测预报模型
1基本概念
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,被剥蚀、破坏、分离、 搬运和沉积的过程。 水土流失
在外营力的作用下,水土资源和土地生 产力遭受的破坏和损失,包括土地表层 侵蚀及水的损失。
重力侵蚀(gravitational erosion)是一种以 重力作用为主引起的土壤侵蚀形式。它是坡面表 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。
三、重力侵蚀形式
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、泻溜、滑 坡、崩塌、地爬、崩岗、岩层蠕动、山剥 皮等。
风力侵蚀
3土壤侵蚀的类型及形式
重力侵蚀
3土壤侵蚀的类型及形式
冰川侵蚀
3土壤侵蚀的类型及形式
按土壤侵蚀发生时间
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(ancient erosion)
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(modern erosion)。
3、沟蚀
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(gully erosion)。
根据沟蚀发生的严重程度及侵蚀沟外貌 特征,可将侵蚀沟分为黄土地区的侵蚀沟 (浅沟、切沟、冲沟和河沟)和土石山区 的侵蚀沟(荒沟和崩岗沟)。
4、山洪侵蚀
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(torrential flood erosion)。
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2.1流域地表侵蚀与泥沙来源
泥沙按照来源可分为两类: 1.从流域地表冲蚀而来的→(输沙量模数); 2.从河床上冲起的。 以上两者在输送过程中可以相互置换。
地表侵蚀的影响因素:气候、土壤、地形地貌、人类活 动(害和利)
2.2泥沙的基本特征
泥沙的定义: 指流体在运动中受水流、风力、波浪、冰川及重力作用 移动后沉积下来的固体颗粒碎屑。 2.2.1泥沙的矿物特性及分类 1.泥沙的矿物组成 泥沙来源于岩石风化,而岩石的矿物组成不同,不同风 化作用和不同的颗粒大小,都影响着泥沙的矿物组成。
计算公式 SDR=R/T
其中: R为流域某一断面的输沙量 t/km2 T为流域断面以上单位流域总侵蚀量 t/km2 少数流域给予特别条件限制,如沟道
SDR=y/t
其中: y 为输沙量 t; t为流域侵蚀量 t。 SDR的值一般小于1 ,最大等于1。
2.3.2泥沙输移比的地域属性 地域属性:某一自然现象在陆地表面与自然地理要素的 关系。 泥沙输移比的地域规律: ① 构造抬升区,SDR较大,构造凹陷区,SDR较小。 ②高、中山区、石质山区SDR较大 ③丘陵区既是侵蚀区,又是堆积区,总体SDR较小。 2.3.3泥沙输移比的影响因素 地质地貌、流域尺度、形态及沟道特性、侵蚀物质的粒 径、土壤质地结构、植被和土地利用等。
2.泥沙的分类 分类方式:运动方式、矿物成分、粒径 ①不同粒径的颗粒形成的土壤具有不同的力学性质 ②不同粒径的颗粒具有不同的矿物组成 ③不同粒径的颗粒具有不同的物理化学特性 2.2.2泥沙的粒配特性 粒配影响泥沙的运动形式、沉速和含沙量、输移距离和 输移量。 任何河流的泥沙粒配不是固定的,而是沿程波动的(尤 其是库区上下游)。 2.2.3泥沙的絮凝特性 絮凝性:细颗粒泥沙抱成一团的现象。 影响因素:细颗粒的吸附作用
①岩石的风化和泥沙的矿物组成 物理风化:没有矿物成分变化 化学风化:有矿物成分发生变化 生物风化:可能有矿物成分变化 ②泥沙重矿物的组成 重矿物:比重大于2.9的矿物 作用:推测泥沙来源 ③矿物的物理特性 泥沙比重通常取2.65t/m3 硬度:表示矿物抵抗其他较硬物体压来自其表面的能力。
颗粒物质的沉降方式: ① 自由沉降:不受其他颗粒的干扰 ②拥挤沉降:又叫干扰沉降,较自由沉降速度小。 两种沉降方式的决定因素:含沙量的大小。 絮凝特性是形成高含沙量水流的关键因素。 2.2.4泥沙的输移特性 泥沙的运动状态可分为两大类型 推移质:运动速度远较水流速度小 悬移质:运动速度与水流速度基本相仿 ①悬移质运动:受到自身重力和紊动扩散作用。 ②推移质运动:泥沙的扬动条件。
2.3泥沙输移比
2.3.1泥沙输移比的概念 是指在一定时段内通过沟道或者河流某一断面的实测输 沙量与该断面以上流域总侵蚀量的比值。(sediment delivery ratio简称SDR) 泥沙输移是研究流域侵蚀与产沙关系的关键。
掌握流域产沙情况的应用:中小流域综合治理规划、防 治土壤侵蚀、合理利用水沙资源。
2.3.4泥沙输移比的数量界定
目前还没有准确的定量界定泥沙输移比的方法。 现阶段只是定性界定泥沙输移比,通过流域面积、河谷 形态、河床形态、河谷两侧的泥沙堆积形态、河床冲淤 态势、河谷及河床堆积物的粒径级配,以及河流纵比降 等要素的综合分析,判断流域泥沙输移比的大小。