第三章3壤侵蝕原理(土壤侵蝕影響因素)

1、幻燈片1第三章 土壤侵蝕原理 第四節(jié) 土壤侵蝕規(guī)律幻燈片4幻燈片5一 氣候因素(一)降雨（precipitation）降雨諸要素包括降雨量,降雨強度,降雨類型,降雨歷時,雨滴大小及其下降速度等.它們都與土壤侵蝕量及其侵蝕過程有著密切的關(guān)系.1 降雨強度:單位時間內(nèi)的降雨量稱為降雨強度。常用mm/h表示。根據(jù)其強度的大小. 降雨可分為小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨等。一般暴雨以上就能造成嚴(yán)重的水力侵蝕, 而且降雨強度是降雨因素中對土壤侵蝕影響最大的因子?；脽羝?一 氣候因素(一)降雨（precipitation） 1 降雨強度:N.H.Neal 與P.C.Ekern通過大量實測與實驗資

2、料研究,得到降雨強度與土壤侵蝕量間的關(guān)系為􀉲E土壤侵蝕量􀀜A與土壤性質(zhì)和地表坡度有關(guān)的系數(shù)􀀜I降雨強度􀀜b指數(shù)􀀚( b 1)􀀛幻燈片7降雨強度對徑流量和侵蝕量的影響降雨日期降雨量(mm)降雨歷時(分)平均降雨強度(mm/h)徑流量(m3/hm2)侵蝕量(t/hm2)某年7/343.48053.246.680.60某年/7/2240.02928.22103.0222.36某年/8/849.315019.74292.13139.82幻燈片8一 氣候因素(一)降雨（precipitation）

3、 2 雨滴質(zhì)量大質(zhì)量的雨滴具有較大的落地終點速度,對土壤造成影響也較大.根據(jù)W.D.Ellison的試驗,雨滴降落于地表時的終點速度與其半徑之間的關(guān)系為􀉲v雨滴終點速度􀉳 C系數(shù)􀉰水取1334􀉰冰取1246􀉳 R雨滴半徑􀉳 P空氣的密度􀉳 S雨滴的比重􀉮水=1􀉯􀉳幻燈片9一 氣候因素(一)降雨（precipitation） 2 雨滴質(zhì)量W.D.Ellison還實測得到30min降雨的土壤侵蝕量,隨降雨終點速度的4.3

4、3次方成正比,與雨滴直徑的1.07次方亦成正相關(guān)關(guān)系。其表達式Sp土壤沖刷量(g/30min) Vk雨滴終點速度􀉰(m/s) d雨滴直徑􀉰(mm) i 降雨強度􀉰(cm/h) K 取決于土壤條件的參數(shù)􀉳幻燈片10一 氣候因素(一)降雨（precipitation） 3 降雨的類型與降雨歷時 降雨類型系指降雨強度隨時間的變化過程.在一場降雨中,由于降雨強度及其峰值出現(xiàn)的時間不同,而形成不同的降雨類型.充分的前期降雨是導(dǎo)致暴雨形成較大地表徑流和產(chǎn)生嚴(yán)重沖刷的重要條件之一.均勻型、 超前型、 中間型、 延后型 降雨歷時是指一場降

5、雨所經(jīng)歷的時間.歷時長，侵蝕強幻燈片11雨強與歷時的倒數(shù)關(guān)系 幻燈片12一 氣候因素(一)降雨（precipitation） 4 降雨總量 一般來說,隨著降雨總量的增大,土壤侵蝕也增大,但實際中并不完全是這樣. 據(jù)觀測低于1030mm/h的降雨不至于導(dǎo)致土壤侵蝕的發(fā)生. 如果一個地區(qū)多以低強度形式出現(xiàn). 即使其年降雨量較大, 也不會導(dǎo)致土壤侵蝕量的增加。但這種情況會為下一步的土壤侵蝕創(chuàng)造條件􀉲具體來說有以下幾個方面􀉲l 入滲的水分消除了顆粒之間的吸附力l 水溶解了顆粒之間的膠結(jié)物,使顆粒喪失了粘結(jié)力l 水進入巖土孔隙,增加了單位體積的重量l 使?jié)撍嫔?孔

6、隙水壓力對潛在破裂面以上的土石體起著浮托作用.l 大量雨水下滲將使巖層軟化幻燈片13一 氣候因素(一)降雨（precipitation） 4 降雨總量降水量與侵蝕量: 降水量大，發(fā)生侵蝕的潛在危險大;同一地區(qū)正相關(guān);不同地區(qū)相關(guān)性不明顯l 日降雨量世界紀(jì)錄：非洲尼旺島1870mm。l 臺灣為我國日降雨量最大的地方：阿里山1104mm，百新1248mm，新寮1672mm。l 大陸大多數(shù)省區(qū)出現(xiàn)過日降雨量100200mm的大暴雨，超過400mm的很少。l 我國最大兩場暴雨：l 1963.8.4河北省內(nèi)丘縣950mm；l 1975.8.7河南省方城縣1054.7mm，泌陽縣12小時954.4mm?；?/p>

7、燈片14降雨歷時,降水量,降雨強度歷時 min降水量 mm雨強 mm/min53.90.78105.50.55156.70.45309.50.326013.40.2212018.70.1618022.80.1372042.80.06144055.00.04幻燈片15一 氣候因素(二)降雪(三)氣溫溫度引起結(jié)冰和解凍溫度溫度引起巖石的分化溫度影響植被恢復(fù)幻燈片16一 氣候因素(四)風(fēng)力 風(fēng)是土壤侵蝕和風(fēng)沙流動的動力。風(fēng)蝕的強弱首先取決于風(fēng)速。受地面摩擦阻力的影響，距地面越近，風(fēng)速越小，紊流和渦動作用越強，距離地面越高，風(fēng)速越大，氣流也較穩(wěn)定。 風(fēng)速：首要因素持續(xù)時間：第二因素風(fēng)的次數(shù)風(fēng)向嚴(yán)重風(fēng)蝕

8、的兩個條件： 土地集中、地面廣闊平坦 干燥的土壤幻燈片17二 地形因素(一)坡度 坡度是決定徑流沖刷能力的基本因素之一。坡度越大，徑流的流速越大，土壤的侵蝕量也較大。但在陜西綏德的試驗研究發(fā)現(xiàn)，在徑流量一定的條件下，隨坡度的增加，沖刷量增加；當(dāng)增加到一定的坡度后，隨著坡度的增加，沖刷量減少；在黃土溝壑丘陵區(qū)，這個轉(zhuǎn)折坡度大致是 25°28.5°。幻燈片18二 地形因素(一)坡度1 影響入滲和徑流 入滲量與坡度成反比 滲透率很大時，徑流量與坡度成正比 滲透率很小時，徑流量與坡度成反比2 影響徑流速度與產(chǎn)流時間 坡度增大，徑流速度指數(shù)增加 V=khmJn k 系數(shù)，h 徑流深，

9、J 坡度，m,n 指數(shù) 坡度增大，提早產(chǎn)流幻燈片19二 地形因素(一)坡度3 影響徑流量和侵蝕量 坡度增大，徑流量和侵蝕量增加坡度與土壤侵蝕的關(guān)系試驗坡度5°10°15°20°降雨雨量（mm）46.7歷時（min）36.0雨強（mm/min)1.3侵蝕量（g/m2）1210237057206310比例（）100196472521幻燈片20坡度與土壤侵蝕的關(guān)系坡度年徑流量（L/hm2）年侵蝕量（mm土層）5°31305.80.217°40262.30.3014°182.40.4717°160.50.56幻燈片21二

10、地形因素(一)坡度4 侵蝕轉(zhuǎn)折坡度臨界坡度（critical slope）：坡地侵蝕量隨地面坡度增加而增加的關(guān) 系超過一定坡度時就不存在，即超過該坡度后侵蝕量反而減少，這個極限坡度稱臨界坡度或侵蝕轉(zhuǎn)折坡度。在黃土溝壑丘陵區(qū)，這個轉(zhuǎn)折坡度大致是 25°28.5°。我國觀測結(jié)果 045°，侵蝕量隨坡度增加而增加； 4590°，侵蝕量隨坡度增加而減少。5 坡度與其它侵蝕 影響濺蝕 影響溝蝕發(fā)育 影響重力侵蝕幻燈片22二 地形因素(二)坡長 一般來說􀉰坡長與徑流量、沖刷量成正比􀉰但應(yīng)結(jié)合降雨條件進行考慮􀉲1

11、在特大和較大暴雨情況下，坡長與徑流量、沖刷量均成正相關(guān)。􀉳2 在降雨強度較小，或降雨強度大，但持續(xù)時間短的情況下，坡長與徑流量成反比，與沖刷量成正比。3 強度很小，歷時也很短的情況下，坡長與徑流量、沖刷量均成負相關(guān)。􀉳幻燈片23二 地形因素(三)坡形 坡形一般來說，可以分為四種：直線型、凸形坡、凹形坡、階梯形坡。l 直線型l 嚴(yán)重侵蝕僅在坡面下部出現(xiàn)平行排列的細溝、淺溝幻燈片24二 地形因素(三)坡形l 凸型l 坡長增加，坡度增加，侵蝕量增加下部侵蝕嚴(yán)重幻燈片25二 地形因素(三)坡形l 凹型l 中部侵蝕較劇烈下部出現(xiàn)堆積幻燈片26二 地形因素(三)坡形l

12、階梯型（復(fù)合型）l 臺階緩沖徑流l 增加下滲，減小徑流量和流速，降低侵蝕臺階前沿侵蝕最大幻燈片27地形因素對土壤侵蝕的影響幻燈片28地形對土壤侵蝕的影響（地表或巖石表面）沖蝕而成的水溝 溪谷；（雨水沖擊而成的）溝渠 幻燈片29二 地形因素( 四)坡向 坡向不同，所接受的太陽輻射不，從而影響土壤濕度，溫度，植被狀況等環(huán)境因子的不同，其侵蝕過程也有明顯差異。1 陽坡（南坡） 溫度高、風(fēng)化快、堆積物厚 冰雪融化快，徑流大 蒸發(fā)快，土壤含水量低，植物生長不好2 迎風(fēng)坡 濺蝕機會多 植被較好幻燈片30坡向與土壤侵蝕的關(guān)系幻燈片31三 地質(zhì)因素(一)巖性巖石本身的特性􀉰對風(fēng)化過程、風(fēng)化產(chǎn)

13、物、土壤類型及抗蝕能力都有重要影響。巖石的風(fēng)化性石漠化巖性巖石的堅硬性河谷侵蝕巖石的透水性重力侵蝕幻燈片32三 地質(zhì)因素(二)巖石的新構(gòu)造運動構(gòu)造運動：由地球內(nèi)動力引起巖石圈地質(zhì)體變形、變位的機械運動。構(gòu)造運動是由地球內(nèi)力引起地殼乃至巖石圈的變位、變形以及洋底的增生、消亡的機械作用和相伴隨的地震活動，巖漿活動和變質(zhì)作用。構(gòu)造運動產(chǎn)生褶皺、斷裂等各種地質(zhì)構(gòu)造，引起海、陸輪廓的變化，地殼的隆起和拗陷以及山脈、海溝的形成等。新構(gòu)造運動是引起侵蝕基準(zhǔn)變化的根本原因。地震，震動等幻燈片33l 新構(gòu)造運動侵蝕基準(zhǔn)變化幻燈片34幻燈片35四 土壤因素土壤是侵蝕作用的主要對象􀉰所以它的特性,

14、尤其是透水性、抗蝕性和抗沖性對土壤侵蝕有很大影響。(一)土壤的透水性 透水性決定著地表徑流的大小。所以土壤對水分的滲透能力是影響土壤侵蝕的重要因子。土壤透水能力決定于土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)性、孔隙度、剖面構(gòu)造、土壤濕度等。 質(zhì)地越粗，透水越好􀉳 結(jié)構(gòu)越好，透水性與持水量越大􀉳 持水量取決于孔隙度􀉳 透水性與孔隙大小有關(guān)􀉳 透水性較小的土層距地面越近，越易侵蝕􀉳 濕度大，透水性差?；脽羝?6 單位時間入滲土壤的水量入滲率, i幻燈片37四 土壤因素(二)土壤的抗蝕性-指土壤抵抗雨滴打擊分散和抵抗徑流懸浮的能力。其大

15、小取決于土粒和水的親和力。用土壤分散率、土壤侵蝕率、土壤的分散系數(shù)來表示。土壤入滲與貯水性能土壤質(zhì)地與孔隙性土壤結(jié)構(gòu)土壤剖面構(gòu)型土壤濕度狀況土地經(jīng)營與作物管理幻燈片38四 土壤因素(二)土壤的抗蝕性1 土壤分散率-土壤在水中的分散程度的指標(biāo)分散率越大，抗蝕能力越差耐蝕性土壤：5.2%15.0%易蝕性土壤：15%66%2 分散系數(shù)-土壤團聚體在水中破壞的指標(biāo)。隨有機質(zhì)和粘粒含量的增高而 降低。東北黑土：11.4，河田侵蝕紅壤：41.0。P136，表4-15表明，有機質(zhì)和黏粒含量較多的黑土分散系數(shù)最低，說明其抗蝕力較強?；脽羝?9四 土壤因素(三)土壤的抗沖性抗沖性是指土壤抵抗流水和風(fēng)等侵蝕力的機

16、械破壞作用和推動下移的能力。一般用土體在靜水中的崩解情況作為它的指標(biāo)。土壤的膨脹系數(shù)愈大，崩解愈快，抗沖性愈弱。如有根系纏繞，將土壤固結(jié)，可使抗沖性增強。影響因素： 結(jié)構(gòu)體的膠結(jié)力 緊實度 根系纏繞幻燈片40土壤抗沖性母質(zhì)和植被靜水中崩解速度流水中沖失情況母質(zhì)230”隨時沖走麥田>1 hr5全被沖散草地>1 hr1hr被沖失9.7%疏林>1 hr1hr被沖失15.2%密林>1 hr1hr被沖失9.25%幻燈片41五 森林植被因素(一)破壞植被帶來的后果幻燈片42五 森林植被因素(二)植被的水土保持作用植被因素是防治土壤侵蝕最積極的因素􀉰幾乎在任何條件下都有阻緩水蝕和風(fēng)蝕的作用. 具體體現(xiàn)在以下幾個方面􀉲1.攔截雨滴植被通過林冠截留和枯枝落葉截留, 在減少雨量的同時, 能大大削減降雨的動能, 減少濺蝕及集中股流量。2.調(diào)節(jié)地表徑流植被中的枯枝落葉層, 保護地表，吸收地表徑流，增加地表粗