水力侵蝕的發(fā)展過程及特點(diǎn)

1、 水力侵蝕的發(fā)展過程與特點(diǎn)水土保持學(xué)水力侵蝕的定義 水力侵蝕是指地表土壤或地面組成物質(zhì)在降水、水力侵蝕是指地表土壤或地面組成物質(zhì)在降水、徑流作用下被剝離、沖刷、搬運(yùn)和沉積的過程。徑流作用下被剝離、沖刷、搬運(yùn)和沉積的過程。擊 濺 分 散徑 流 沖 刷 分 散顆 粒 分 散 階 段降 雨 擊 濺 搬 運(yùn)徑 流 搬 運(yùn)顆 粒 搬 運(yùn) 階 段坡 耕 地 侵 蝕 過 程水蝕機(jī)制概述目 錄一 、 水流作用 二 、 濺蝕 三 、 面蝕 四 、 溝蝕 五 、 山洪侵蝕 六 、 海岸、湖岸及庫岸浪蝕 水流作用(1)沖刷：水流的侵蝕作用 下蝕（下切侵蝕、切蝕） 側(cè)蝕 （旁蝕） 溯源侵蝕 (2) 搬運(yùn)（輸移）：搬運(yùn)

2、方式 懸移 懸移質(zhì) 水流挾沙能力 推移 推移質(zhì) (3 ) 泥沙堆積（沉積） (4 ) 侵蝕、搬運(yùn)、沉積的關(guān)系 水流剝蝕作用 水流剝蝕也就是地表泥沙被水流帶走，沙?？梢猿驶瑒?dòng)或滾動(dòng)形式運(yùn)動(dòng)。是否發(fā)生剝蝕可根據(jù)泥沙起動(dòng)條件來判斷。 起動(dòng)流速：水流能夠沖刷推動(dòng)泥沙運(yùn)動(dòng)的最小流速，又稱為臨界流速。 泥沙的搬運(yùn)形式可分為推移和懸移兩大類。這兩種形式運(yùn)動(dòng)的泥沙分別稱為推移質(zhì)及懸移質(zhì)。v泥沙搬運(yùn)方式 (流速分布，推移質(zhì)與懸移質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化)水流搬運(yùn)作用 在一定的水流條件下，能夠挾運(yùn)泥沙的數(shù)量，稱為挾沙力。它的單位與含沙量s(kg/m3)相同，以符號(hào)0 表示。 水流挾沙力應(yīng)該包括推移質(zhì)和懸移質(zhì)的全部沙量。 但在

3、天然河流中，懸移質(zhì)一般成了全部運(yùn)動(dòng)泥沙的主體，因此，對(duì)于平原沖積性河流一說，常以懸移質(zhì)輸沙率代替水流的全部挾沙力。v水流挾沙力 泥沙的堆積 當(dāng)泥沙的來量大于水流的挾沙力時(shí)，多余的泥沙就要沉積下來。 當(dāng)摩阻流速相當(dāng)于泥沙的沉速時(shí)，泥沙懸移運(yùn)動(dòng)才有可能產(chǎn)生。 （水流摩阻流速* ，其中0為作用在床面上的水流切應(yīng)力）。 0濺 蝕雨滴特性 （一）雨滴的形狀、大小及分布形狀：小雨滴為圓形，大雨滴為紡錘形和扁平形，兩側(cè)微向上彎曲。穩(wěn)定雨滴 雨滴直徑5.5mm時(shí)，降落過程中比較穩(wěn)定的雨滴；暫時(shí)雨滴 雨滴直徑 5.5mm時(shí)，雨滴形狀很不穩(wěn)定，極易發(fā)生碎裂或變形。大小：對(duì)于直徑0.25mm的雨滴稱為小雨滴。 對(duì)于

4、直徑 0.25mm的雨滴稱為大雨滴。分布：大小不同雨滴所占的比例，一般用雨滴累積體積百分曲線來表示。累積體積為50%所對(duì)應(yīng)的雨滴直徑稱為中數(shù)直徑D50。不同的雨滴分布，降雨強(qiáng)度不同。通常雨強(qiáng)愈大，D50愈大，降雨強(qiáng)度變小，D50也相應(yīng)減小。(二) 雨滴的速度與能量 終點(diǎn)速度主要取決于雨滴的直徑，隨雨滴直徑的增大而增加。由于雨滴的動(dòng)能受雨滴的直徑及終極速度決定，故雨滴的大小實(shí)際上就決定了雨滴的動(dòng)能（三）降雨侵蝕力 降雨雨滴的侵蝕力是降雨引起土壤侵蝕的潛在能力。它是降雨物理特征的函數(shù)，降雨雨滴侵蝕力的大小完全取決于降雨性質(zhì)，即該次降雨的雨量、雨強(qiáng)、雨滴大小等，而與土壤性質(zhì)無關(guān)。干土濺散 濕土濺散

5、出現(xiàn)泥漿部分板結(jié) 泥漿濺散 加速徑流濺蝕過程（一）坡面徑流的形成（二）降水過程 （三）蓄滲過程 （四）坡面漫流過程 三、 面 蝕 坡面侵蝕量的研究很多，但總體上，坡面侵蝕量與徑流量具有指數(shù)函數(shù)關(guān)系 Ms = a Mwb 隨著徑流量和流速的增大，侵蝕量和侵蝕力增大，指數(shù)b隨著各地土壤性質(zhì)、坡度和植被狀況的不同而不同，在黃土高原該值大于1。坡面侵蝕量面蝕過程及面蝕分類面蝕過程及面蝕分類 坡面侵蝕過程坡面侵蝕過程 沿途降雨匯入沿途降雨匯入 降雨降雨入滲入滲 薄層徑流薄層徑流 層狀侵蝕層狀侵蝕 斑狀侵蝕點(diǎn)斑狀侵蝕點(diǎn) 細(xì)溝侵蝕細(xì)溝侵蝕 (不連續(xù)的侵蝕點(diǎn)不連續(xù)的侵蝕點(diǎn)) （面蝕結(jié)束溝蝕開始）（面蝕結(jié)束溝蝕

6、開始）層狀面蝕：地表徑流很分散，流速、流量都很小，表層土粒均勻變薄。細(xì)溝侵蝕：地表凹凸不平和土壤抗蝕性的差異引起的坡面細(xì)小的股流。鱗片狀侵蝕：在植被破壞、棄耕或過度放牧荒地上，由于地表蓋度的不均勻所引起的面蝕不均勻分布。砂礫化面蝕：土石山區(qū)，由于中細(xì)土粒被徑流沖走，砂礫增多。土壤侵蝕的發(fā)生與演變規(guī)律為:濺蝕 面蝕 細(xì)溝侵蝕 淺溝侵蝕 切溝侵蝕 沖溝侵蝕四、溝 蝕1、侵蝕溝縱斷面形成 侵蝕溝開始形成的階段，向長發(fā)展最為迅速，首先在溝頂處形成水蝕穴，水蝕穴繼續(xù)加深擴(kuò)大，溝頂逐漸形成跌水狀。 溝頂?shù)纬芍螅瑴系椎目v剖面線與當(dāng)?shù)氐钠旅嫫露认嘁恢碌臓顟B(tài)就明顯的表現(xiàn)出來，水流的沖力表現(xiàn)在下切溝底的作用

7、亦較明顯。 侵蝕溝縱剖面的形成過程正是溝頂前進(jìn)，溝底下切的反復(fù)過程。（一）降雨因素1、降雨侵蝕力 2、徑流侵蝕力3、降雨動(dòng)能和徑流位能的綜合影響（二）地質(zhì)因素1、地面組成物質(zhì) 2、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)3、侵蝕基準(zhǔn)面變化（三）地形因素1、坡度 2、坡長3、坡度、坡長的綜合影響4、古代侵蝕地形五、山洪侵蝕一、 山區(qū)洪水類型 依按照成因不同，可將山洪分為以下幾種。 由短歷時(shí)大暴雨形成的局地性山洪； 由中等歷時(shí)的一次暴雨過程所形成的區(qū)域性山洪； 由長時(shí)間大范圍的連續(xù)淫雨，并有多個(gè)地區(qū)多次暴雨組合產(chǎn)生的大范圍淫雨性山洪。 一次山洪 在流域面積、降水強(qiáng)度、歷時(shí)相等的情況下，狹長形坡度較緩的流域匯流歷時(shí)長，洪峰流量小

8、，洪水歷時(shí)長。而漏斗形坡度較陡的流域匯流歷時(shí)短，洪峰流量大，洪水歷時(shí)短。植被條件較好的流域洪峰流量小。季節(jié)分布每年春夏之交我國華南地區(qū)暴雨開始增多，洪水發(fā)生機(jī)率隨之加大，受其影響的珠江流域在5、6月易發(fā)山洪，6、7月主雨帶北移，受其影響的長江流域易發(fā)生山洪。年際分布山洪在年際分布上表現(xiàn)為不規(guī)律性，很難準(zhǔn)確預(yù)報(bào)。就近80年的資料來看，山洪在不同時(shí)期發(fā)生頻次也很不均勻，常在某一時(shí)段形成頻發(fā)期，而在另一時(shí)期則很少發(fā)生。六、海岸、湖岸及庫岸浪蝕 一、海岸帶劃分 海洋水體與陸地的接觸稱為海岸帶。海岸帶自陸向?？煞譃楹０丁⒊遍g帶和水下岸坡三部分。二、海浪、湖浪及庫浪形成 海洋中的波浪主要是風(fēng)作用于海面將其能量傳遞給海水所發(fā)生的現(xiàn)象。 波浪對(duì)海岸作用的大小決定于波浪的能量E，其大小與波高的二次方、波長的一次方成正比，因此，波浪愈大，尤其是波高愈大，波能就愈大，其對(duì)海岸的侵蝕作用也愈強(qiáng)。波浪在淺水區(qū)的變形 波浪到達(dá)淺水區(qū)后，海底的摩擦使上下層水質(zhì)點(diǎn)之間產(chǎn)生速度差，波浪形態(tài)將由圓形變?yōu)闄E圓形，進(jìn)而變成前坡陡、后坡緩的不對(duì)稱形態(tài)，最終導(dǎo)