水土保持学

水土保持：是指防治水土流失，保护、改良与合理利用水土资源，维护和提高土地生产力，以利于充分发挥水土资源的生态效益、经济效益和社会效益，建立良好生态环境的事业。

水土流失：是指在水力、风力、重力和冻融等外营力以及不合理人为活动作用下，水土资源和土地生产力的破坏和损失，包括地表侵蚀和水的损失。

水土流失的危害：:（1）威胁生态安全，危及人类生存空间；（2）泥沙淤积，加剧洪涝灾害；（3）滑坡、泥石流严重，影响公共安全；（4）毁坏耕地，影响粮食安全；（5）影响水资源开发利用，威胁饮水安全；（6）恶化人居环境。

内营力：地壳运动、岩浆活动、地震。

外营力：风化作用、剥蚀作用、搬运作用和堆积作用流水。

地下水，重力，波浪，冰川，风沙。

风化作用：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。

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。

加速侵蚀：由于人们不合理活动，再加之自然因素的影响，使土壤侵蚀速率超过正常侵蚀速率，导致土地资源的的损失和破坏。

正常侵蚀：指在不受人类活动影响的自然环境中，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。

土壤侵蚀的形式：击溅侵蚀、面蚀、沟侵蚀、山洪侵蚀按发生的地质条件、土地利用现状和发生程度不同，面蚀分为：层状面蚀、砂砾化面蚀、鳞片状面蚀、细沟面侵蚀。

沟蚀四个阶段及其特点：（1）浅沟侵蚀。

特点：在初期与细沟侵蚀相同，下切深度在0. 5 m以下，逐渐加深到1m。

沟宽一般超过沟深，以后继续加深加宽。

浅沟侵蚀是侵蚀沟发育的初期阶段，其特点是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，沟壑斜坡与坡面无明显界限。

（2）切沟侵蚀。

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，即因水流的不断冲刷，使沟头前进和沟底下切。

加之重办作用，沟岸亦不断坍塌。

沟头进行溯源侵蚀，跌水高度变大，这种跌水是切沟最活跃的侵蚀部分，跌水既冲刷它所跌入的沟底面，又击溅或淘刷水面。

跌水面的底部被冲蚀淘空之后，使留下来的上部土体悬空，悬空的土体很快崩塌，随之出现一个新的垂直跌水面，开始新的循环。

切沟侵蚀是浸蚀沟发育的盛期阶段，是沟头前进、沟底下切和沟岸扩张均甚激烈的阶段，所以，这时是防治沟蚀最困难的阶段。

（3）冲沟侵蚀。

特点：切沟侵蚀进一步发展，使水流更加集中，下切深度越来越大向两侧扩展。

横断面呈“U”型并逐渐定型。

沟底纵断面与原坡面有明显差异，上部较陡，下部已日渐接近平衡断面。

（4）停止阶段。

特点：在这一阶段，沟顶接近分水岭，沟底纵坡接近于或相当接近于临界侵蚀曲线，沟岸大致接近于自然倾角，因此沟顶已停止朔源侵蚀，沟底不再下切，沟岸停止扩张。

风力侵蚀：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。

风力侵蚀形式：吹蚀和磨蚀。

吹蚀作用：是指风力将地表的松散沉积物或者基岩上的风化产物吹走，使地面遭到破坏的作用。

磨蚀作用：指的是疏松物质在搬运过程中对周围边界的机械侵蚀、磨削作用。

重力侵蚀：是以单个落石、碎屑流或整块土体、岩体沿坡向下运动的一系列现象。

由于坡地重力所移动的物质多系块体形式，故也称为块体运动。

重力侵蚀的形式或类型：（1）陷穴。

特点：有时单个出现，有时呈珠串状从坡上部向坡下部排列且下部连通，为侵蚀沟的发育创造了条件。

（2）泻溜。

特点：常发生在黄土地区及有黏重红土的斜坡上，在易风化的土石山区也有发生。

（3）滑坡。

特点：滑坡体与滑床之间有比较明显的滑坡面，滑落后的滑坡体层次虽然受到严重扰动，但其上下之间的层次未发生改变。

（4）崩塌与坠石。

特点：崩落面不整齐。

（5）崩岗。

特点：主要发生在我国南方的一些花岗岩地区。

（6）地爬（土层蠕动）。

特点：（7）岩层蠕动。

特点:主要出现在页岩、片岩、千枚岩等柔性岩层组成的山坡上，少数也可以出现在坚硬岩石组成的山坡上。

（8）山剥皮。

特点：山体变成岩石裸露的不毛之地。

泥石流侵蚀形式：（1）石洪，（2）泥流，（3）泥石流冻融侵蚀：冻结、融化现象频繁进行，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。

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。

化学侵蚀形式：（1）岩溶侵蚀，（2）淋溶侵蚀，（3）土壤盐渍化土壤侵蚀量：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。

土壤侵蚀速率：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，量纲是t/km2·a。

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(amount of soil loss)所指的也就是由于发生土壤面蚀所流失的土沙数量。

土壤侵蚀程度：指任何一种土壤侵蚀形式在特定外营力种类作用和一定环境条件影响下，自其发生开始，截止到目前为止的发展状况。

土壤侵蚀强度：指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。

土壤侵蚀的影响因素分析：1气候因素；2地形因素；坡度，坡长。

3地质因素；4土壤因素；5植被因素；6人为因素。

以水力侵蚀为主的类型区各区的特点：1西北黄土高原区：涉及青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南七省（区）。

.土层深厚疏松、沟壑纵横、气候干旱、植被稀少，降水时空分布不均，土壤侵蚀强度之大、流失量之多堪称世界之最。

2.东北黑土区：松花江、辽河两大流域。

地形多为漫岗长坡，顺坡耕作导致水土流失加剧。

冻融侵蚀较剧烈，冻融侵蚀与水力侵蚀、重力侵蚀交织在一起。

3.北方土石山区：涉及海河、淮河、松辽、黄河四个流域。

该区降雨集中，土层浅薄，山丘区一半以上耕地土层厚度小于50cm。

水土流失对土地生产力破坏极大，同时作为面源污染的载体加剧水源污染，威胁下游饮水安全。

4.南方红壤区：涉及海南、广东、福建、湖南、浙江、江西以及鄂东南和皖南地区。

水土流失表现三大特点：一是岩层高度风化后，风化壳深厚，在强降雨作用下极易产生崩岗侵蚀；二是近年来荒坡地林产品开发强度大，引发严重人为水土流失；三是该区不少人工林为纯林，林下缺少灌、草覆盖，土壤表面裸露，保持水土能力很弱。

5.长江上游及西南诸河区：涉及四川、重庆、云南、西藏、贵州、甘肃、陕西和湖北等8个省（市、区）。

基本情况：地质构造复杂而活跃，山高坡陡，人口密集，降雨集中，坡耕地比重大，水土流失严重，滑坡、泥石流等山地灾害频发。

6.西南岩溶石漠化区：本区包括云南、贵州及湖南西部、广西西部的高原、山地和丘陵。

本区的土壤侵蚀营力主要是流水，仅西昌安宁河流域有显著的风蚀现象，高山峡谷和某些地区有重力侵蚀发生。

云贵高原四周都是崎岖的山岭，中央部分岩层比较平缓。

高原西部横断山脉最显著的特点是，高山与峡谷相间，相对高差达千米以上，由此造成的土壤侵蚀也较严重。

7.北方农牧交错区。

本区降水稀少，风力较强，以高原丘陵为主，气候土壤和植被过渡性特征明显。

沙土黄+土由西向东组成变细，黄土由南向北为零星覆沙黄土、片状覆沙黄土、盖沙土和沙土。

水土保持调查内容：1自然因素调查：（1）地质；（2）地貌地形；（3）气象；（4）地面组成物质；（5）植被；（6）水文水资料；（7）其他资源：矿产资源，旅游资源，动物资源。

2社会经济调查：（1）土地利用；（2）社会经情况3水土流失及现状调查：（1）水土流失现状调查；（2）水土流失危害调查；（3）水土流失成因调查；（4）水土保持调查。

水土保持规划原则：（1）符合国民经济发展、环境保护、生态建设、水土保持等方面的基本方针和政策。

（2）统筹兼顾、协调平衡。

（3）区域性经济社会发展和生态安全宏观战略与水土保持生态建设主攻方向相结合。

（4）因地制宜、分区分类规划。

（5）预防保护、治理措施、生态修复、监督、治理与开发利用相结合，工程措施、植物措施和农业措施相结合的原则，进行水土保持措施总体布局。

水土保持措施的主要内容：（1）工程措施；（2）林草措施；（3）农业措施。

水土保持措施设计要求：以《水土保持综合治理技术规范》（GB/T 16453—1996）为标准。

水土保持工程4种措施：（1）坡面防护工程；（2）沟道治理工程；（3）小型水库工程；（4）山地灌溉工程。

坡面固定工程7种措施：（1）挡墙；（2）抗滑桩；（3）削坡和反压土；（4）排水工程;（5）护坡工程；（6）滑动带加固措施；（7）植物固坡措施。

梯田的分类：按修筑的断面分类：水平梯田、坡式梯田、反坡梯田、隔坡梯田、波浪式梯田。

按田坎构筑材料分类：土坎梯田、石坎梯田、植物坎梯田。

按土地利用方向分类：农田梯田、水稻梯田、果园梯田、林木梯田。

按灌溉方法分类：旱地梯田、灌溉梯田。

按施工方法分类：人工梯田、机修梯田。

根据沟头防护工程的作用，可将其分为：蓄水式沟头防护工程、排水式沟头防护工程。

谷坊的作用：谷坊的主要作用是防止沟床下切。

①固定与抬高侵蚀基准面，防止沟床下切；②抬高沟床，稳定山坡坡脚，防止沟岸扩张及滑坡；③减缓沟道纵坡，减小山洪流速，减轻山洪或泥石流灾害；④使沟道逐渐淤平，形成坝阶地，为发展农林业生产创造条件。

谷坊的分类：按所使用的建筑材料，分为：土谷坊、浆砌石谷坊、干砌石谷坊、混凝土谷坊、钢筋混凝土谷坊、插柳谷坊等。

按使用年限，分为：永久性谷坊和临时性谷坊。

浆砌石谷坊、混凝土谷坊和钢筋混凝土谷坊为永久性谷坊，其余基本上属于临时性谷坊。

按透水性，分为：不透水性谷坊和透水性谷坊。

不透水性谷坊，如土谷坊、浆砌石谷坊、混凝土谷坊、钢筋混凝土谷坊等。

透水性谷坊，如插柳谷坊、干砌石谷坊等。

拦沙坝：是以拦蓄山洪及泥石流沟道中固体物质为主要目的，防治泥沙灾害的拦挡建筑物。

它是沟道治理主要的工程措施，坝高一般为3—15米。

拦沙坝的作用：（1）拦蓄泥沙，以免泥沙对下游的危害；（2）提高侵蚀基准，减缓坝上游淤积段河床比降，加宽河床，并使流速和径流深减小，从而大大减小了水流的侵蚀能力；（3）淤积物淤满上游两岸坡脚，由于坡面比降降低，坡长减小，坡面冲刷作用和岸坡崩塌作用减弱，最终趋于稳定；（4）拦沙坝在减少泥沙来源和拦蓄泥沙方面能起很大作用。

淤地坝的分类：（1）按筑坝材料可分为土坝、石坝、土石混合坝等；（2）按坝的用途可分为缓洪骨干坝、拦泥生产坝等；（3）按建筑材料和施工方法可分为夯碾坝、水力冲填坝、定向爆破坝、堆石坝、干砌石坝、浆砌石坝等。