水土流失形態(tài)及土壤侵蝕計(jì)算

水土流失形態(tài)及土壤侵害計(jì)算水土流失形態(tài)及土壤侵害計(jì)算水土流失也叫土壤侵害，是指地球陸地表面的土壤及其母巖碎屑，在水力、風(fēng)力、重力、凍融等外營(yíng)力和人為活動(dòng)作用下發(fā)生的各樣形式的剝離、搬運(yùn)和再聚積的過(guò)程。水土流失是山區(qū)、丘陵區(qū)一種漸進(jìn)性災(zāi)禍，被列為人類當(dāng)前所面對(duì)的十大環(huán)境問(wèn)題之一。治理水土流失是中國(guó)的基本國(guó)策之一。一、侵害的發(fā)展土壤侵害的發(fā)展，大概分為３個(gè)階段：（一）自然侵害自然侵害也稱古代侵害、史前侵害或地質(zhì)侵害。在人類出現(xiàn)從前，就有了中國(guó)黃土高原。黃土在其堆積過(guò)程中，地面固然比較完好，但也有起伏不平，同時(shí)地面還沒(méi)有形成能克制土壤侵害的植被，加之黃土擁有易蝕性特色，暴雨和冰川融解形成徑流，即對(duì)地表產(chǎn)生侵害作用。這時(shí)侵害特別遲緩，土壤的侵害速度小于土壤形成的速度，不單不會(huì)破壞土壤構(gòu)造，還對(duì)土壤能起到必定的更新作用，這類侵害也叫正常侵害。（二）加快侵害加快侵害也叫現(xiàn)代侵害，是指土壤侵害速度大于土壤形成速度。自西漢到民國(guó)的2年間，黃土高原地區(qū)人口增添較快，移民戍邊以及農(nóng)業(yè)區(qū)漸漸由南向北、由東向西擴(kuò)展，人類開(kāi)墾草原，砍伐叢林，開(kāi)荒擴(kuò)種，加上其余不合理的經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，造成加快侵害。據(jù)觀察資料，叢林砍伐土地墾種后，年侵害模數(shù)可從每平方公里幾噸猛增到幾千噸甚至上萬(wàn)噸，有許多溝道、河流，一年的輸沙量相當(dāng)于自然侵害幾百年的輸沙量。加快侵害以致林草植被破壞，土壤肥力降落，地形更為破裂，水土流失加劇。（三）人為新增侵害新中國(guó)成立以來(lái)，特別是20世紀(jì)80年月以來(lái)，資源開(kāi)發(fā)和基本建設(shè)項(xiàng)目大大增添，開(kāi)礦、建廠、修路、蓋房（挖窯）等活動(dòng)日趨屢次，直接向溝道、河流棄土棄石棄渣。由于人口增添，需求更多農(nóng)產(chǎn)品，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，許多地方仍在破壞植被，開(kāi)荒擴(kuò)種，粗放經(jīng)營(yíng)，造成一邊治理一邊破壞，一家治理多家破壞。在受到破壞的地方，水土流失特別嚴(yán)重。二、侵害形態(tài)土壤侵害從形態(tài)上可分為水力侵害、重力侵害微風(fēng)力侵害３種。（一）水力侵害在暴雨作用下，地表徑流所惹起的土壤沖洗，即為水力侵害。水力侵害寬泛散布于坡面和溝壑，是土壤侵害的基本形式。它與降雨量的多少、降雨強(qiáng)度的大小、地面坡度的陡緩、土壤構(gòu)造的利害、地面植被疏密等要素相關(guān)。降雨多、強(qiáng)度大、坡度陡、土質(zhì)松、植被稀，水力侵害就嚴(yán)重，反之則稍微。水力侵害分為面蝕、溝蝕、潛蝕3種。1.面蝕雨滴擊濺和地表徑流沖洗作用使表層土粒被沖走的現(xiàn)象叫做面蝕。面蝕主要發(fā)生在植被較差、有必定坡度和沒(méi)有防備舉措的坡耕地或荒坡上。面蝕分為：層狀面蝕，即表層土壤比較均勻地薄層流失；鱗片狀面蝕，指在地表徑流作用下，坡面表層產(chǎn)生的很多相互大概平行擺列的花紋，其形狀如魚鱗的侵害；細(xì)溝狀面蝕，指徑流避高就低，將地表沖成深度、寬度都不超出20厘米的細(xì)溝，經(jīng)耕種后細(xì)溝能夠平復(fù)的侵害；砂礫化面蝕，指在風(fēng)蝕區(qū)和土石山區(qū)，徑流將表層土壤中細(xì)顆粒沖走而將砂礫殘積在地表，最后形成砂礫化景觀的侵害。面蝕是溝蝕的基礎(chǔ)，可使土壤質(zhì)地變粗，熟土層變薄，肥力減退，形成砂礫化，使農(nóng)業(yè)產(chǎn)量降低，生態(tài)環(huán)境更為惡化。依據(jù)山西省水土保持科學(xué)研究所資料，不一樣地類年水土流失狀況如表1－1。表1－1不一樣地類年水土流失狀況說(shuō)明：坡耕地年徑流量、年沖洗量系加權(quán)均勻值；荒坡指黃土荒坡；簡(jiǎn)略土路的年徑流量、年沖洗量指路面的徑流量和沖洗量。2.溝蝕跟著坡長(zhǎng)增添，地表徑流漸漸聚集成為股流，沖洗力增大，在細(xì)溝侵害基礎(chǔ)上，漸漸發(fā)展為切溝、沖溝、支溝、干溝直至成為河流，形成蛛絲密布的水道網(wǎng)絡(luò)，組成千溝萬(wàn)壑的地貌景觀。溝蝕的主要形式為溝頭行進(jìn)、溝床下切、溝壁擴(kuò)充。溝谷依其形狀可分為V形溝、U形溝和梯形溝3種。在現(xiàn)代加快侵害作用下，黃土丘陵溝壑區(qū)和殘塬溝壑區(qū)，地形已十分破裂，溝壑面積占總面積的４０％～５０％，正在發(fā)育的侵害溝頭每年行進(jìn)可達(dá)3～5米。沒(méi)到基巖的溝底持續(xù)下切，溝壁坍塌擴(kuò)充，溝蝕已成為現(xiàn)在主要泥沙根源。據(jù)山西省水土保持科學(xué)研究所在離石市羊道溝觀察，溝沿線以上的坡面即溝間地面積占流域面積的５０.３%，溝谷地面積占４９.７%，但后者的來(lái)沙量卻占總來(lái)沙量的86.2%，前者的來(lái)沙量只占13.8%，泥沙主要來(lái)自于溝壑。在溝壑面積所占比重較大的狀況下，只管能夠做到雨水徑流不下坡，而溝壑自己的雨水徑流，也足以造成溝壑的持續(xù)坍塌破壞，持續(xù)蠶食坡面。潛蝕也叫洞窟侵害或陷穴侵害，是地面侵害轉(zhuǎn)變?yōu)榈叵虑趾Φ囊环N形式。黃土擁有垂直節(jié)理，含有可溶性鹽類，構(gòu)造松懈，孔隙度高，透水性強(qiáng)，因?yàn)樵谲?、溝邊、梯田地坎鄰近常存在洼地或裂隙，雨水聚集處黃土濕陷或雨水沿土體裂隙集中下滲，在土體中出現(xiàn)漏斗、豎井，以致四周土體垂直向下滑落，形成潛蝕洞窟。有的地方從坡上到坡下，從上游到下游，有若干個(gè)陷穴連續(xù)產(chǎn)生，穴底有暗道連通，成為串珠狀洞窟，有時(shí)也可形成上實(shí)下空的天橋，洞窟連續(xù)坍塌，可直接成為深溝，而且擴(kuò)展很快，簡(jiǎn)單造成嚴(yán)重水土流失。據(jù)實(shí)地檢查，河曲縣道黃溝均勻每平方公里有陷穴4.7個(gè)，興縣蔡家崖溝有3.6個(gè)，離石市王家溝有11.6個(gè)，有些洞窟體積很大，人能夠爬著進(jìn)去。黃土梯田發(fā)生陷穴很普遍，有的從登臺(tái)梯田出現(xiàn)陷穴口，隔幾臺(tái)梯田或在下部溝坡下才出露陷穴出口。洞窟在地面以下，防治很困難。山西省水土保持科學(xué)研究所，采納從美國(guó)引進(jìn)的煙幕彈技術(shù)測(cè)定洞穴發(fā)育、構(gòu)造與變化，為洞窟產(chǎn)沙研究開(kāi)拓了新的門路。（二）重力侵害山坡和懸崖的巖石或土體在自己重力作用下，失掉穩(wěn)固而產(chǎn)生位移的現(xiàn)象叫重力侵害。依照侵害的方式和形態(tài)特色，重力侵害可分為坍塌、滑坡、倒塌、瀉溜、山剝皮等幾種種類，嚴(yán)重的滑坡、坍塌、倒塌可擁塞溝道，形整天然水庫(kù)，民眾稱為“聚湫”。有的滑坡可淹沒(méi)鄉(xiāng)村，隔離交通。產(chǎn)生重力侵害的主要原由有：地面坡度大于土壤自然安眠角；暴雨過(guò)大過(guò)猛，沖洗力極強(qiáng)；土體上部為透水層，下部為不（或弱）透水層，中間成為滑動(dòng)區(qū)；溝底下切，深寬比增大；土體含水量增大或飽和，凝集力和抗剪力減??；巖鄉(xiāng)俗化、天氣干濕變化、凍融作用都能引起松懈的碎塊碎屑向坡下散落；地震影響。重力侵害在黃土山區(qū)和土石山區(qū)廣泛存在，特別是在黃土殘塬溝壑區(qū)，重力侵害更為嚴(yán)重。據(jù)隰縣水土保持試驗(yàn)站在西埝溝觀察，溝頭每年均勻行進(jìn)2.4米，黃土溝床每年平均下切0.28米，紅土溝床每年均勻下切0.12米，溝坡每年每平方公里坍塌、瀉溜、滑坡等重力侵害量3740米３。侵害的巖屑和土體，常聚積在坡腳或溝底，若遇暴雨和大暴雨，就會(huì)出現(xiàn)危害嚴(yán)重的泥石流。泥石流常常是水力侵害和重力侵害共同作用產(chǎn)生的。泥石流暴發(fā)時(shí)，洪水與泥石混在一同涌動(dòng)行進(jìn)，流速每秒高達(dá)十幾米，有很高的“龍頭”，固體物質(zhì)處于超飽和狀態(tài)，其含量大于40%，泥石流容重要于1.6噸/米３，全斷面流速基本一致，不產(chǎn)生疏選現(xiàn)象。泥石流流速時(shí)快、時(shí)慢，表面明顯不平，能浮托、頂運(yùn)大的土、石塊或其余固體物質(zhì)，破壞力驚人，常造成毀壞性災(zāi)禍。1956年平順縣車當(dāng)村雨大且猛，發(fā)生大滑坡，死98人?；艨h峪口村位于北張溝溝口，該溝系土石山區(qū)，面積1.2公里２，溝底比降20%，因?yàn)榘镀禄?、坍塌、瀉溜等重力侵害，溝底聚積3～4米厚的松懈土石，平常徑流量小沖不動(dòng)。1982年7月30日至8日1日，降雨200毫米左右，溝坡表層和溝底聚積物含水量都達(dá)飽和狀態(tài)，8月2日清晨又發(fā)生高強(qiáng)度暴雨，30分降雨90毫米，突然一聲巨響，山洪、泥石混在一同一擁而下，形成濃度很高的泥石流，龍頭高達(dá)6～7米，60多噸重的大石頭也被沖了下來(lái)，幾秒鐘內(nèi)峪口村12個(gè)院子的43孔窯洞進(jìn)泥，村民宋河生、張大孩兩家被泥石封了門窗，悶死11人，此中4具尸體被泥石流沖走十多公里，死亡大牲口3頭，沖垮溝條地6.0公頃多，沿霍山溝道泥石流聚集一同，沖入辛置鎮(zhèn)街道，18個(gè)商鋪和10戶居民76間（孔）房窯進(jìn)泥，火車站被淹，直接經(jīng)濟(jì)損失7.6萬(wàn)元。（三）風(fēng)力侵害空氣流動(dòng)形成風(fēng)，風(fēng)擁有很大的動(dòng)能，作用于物體時(shí)就形成風(fēng)力。當(dāng)風(fēng)力大于土粒、沙粒的抗蝕力時(shí)，就會(huì)使其離開(kāi)地表，被搬運(yùn)和聚積到其余地方，這類風(fēng)吹土（沙）粒走的現(xiàn)象叫風(fēng)力侵害。風(fēng)力侵害因土（沙）粒粗細(xì)微風(fēng)速大小呈3種不一樣的侵害形式：粒徑0.50～2.00毫米的，只好順風(fēng)向在地面作短距離轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng)；粒徑0.25～0.50毫米的，可在地面上凌空跳躍行進(jìn)；粒徑小于0.25毫米的，則被風(fēng)吹揚(yáng)在高空中，隨風(fēng)向作遠(yuǎn)距離挪動(dòng)。據(jù)右玉水保試驗(yàn)站觀察，這3種形式的起動(dòng)風(fēng)速大概分別是10.8米/秒、9.3米/秒和6.0米/秒。風(fēng)蝕在山西省西北部地區(qū)比較嚴(yán)重，此地土質(zhì)松懈，天氣干燥，風(fēng)力較大，特別在強(qiáng)風(fēng)季節(jié)，刮蝕表土，破壞青苗，土地沙化，或落沙、流沙壓蓋農(nóng)田，形成沙壟、沙丘和沙坡，出現(xiàn)小面積荒漠化。神池縣每年有8級(jí)以上狂風(fēng)30～40場(chǎng)，沙暴日數(shù)10～13天，最狂風(fēng)速29.7米/秒，常造成激烈風(fēng)力侵害。據(jù)右玉水保試驗(yàn)站多年觀察資料：當(dāng)風(fēng)速達(dá)到6米/秒時(shí)，可在沙土上惹刮風(fēng)蝕；風(fēng)速達(dá)到8米/秒時(shí)，可在黑壚土上惹刮風(fēng)蝕；風(fēng)速達(dá)到10米/秒時(shí)，風(fēng)蝕量為6米/秒時(shí)的6.5倍；風(fēng)速達(dá)到17米/秒時(shí)，風(fēng)蝕量是10米/秒時(shí)的43倍。全省風(fēng)蝕量中有84.6%的是由5級(jí)以上狂風(fēng)惹起。整年風(fēng)蝕量中有84%的產(chǎn)生在3～5月份，此時(shí)天氣干旱，地表無(wú)植被，土壤含水量低，易刮狂風(fēng)。據(jù)多年觀察資料均勻，農(nóng)耕地年均風(fēng)蝕量１２７.８噸/公頃，植被度60%的人工林地年均風(fēng)蝕量12.0噸/公頃，植被度90%以上的人工草地基本未發(fā)生風(fēng)蝕現(xiàn)象。五寨縣1985年普查，全縣風(fēng)蝕危害及影響面積已達(dá)10.66萬(wàn)公頃，占全縣總面積76.7%。據(jù)1979年衛(wèi)星照片和50年月末航空照片對(duì)照剖析，毛烏素荒漠已向東和向東南方向推動(dòng)3～10公里，嚴(yán)重地段擴(kuò)進(jìn)20公里，現(xiàn)已超出古長(zhǎng)城持續(xù)南進(jìn)，形成沙進(jìn)人退的嚴(yán)重局勢(shì)，使許多良田沙化，甚至變?yōu)樯城?。山西省北部地區(qū)，受風(fēng)蝕影響的已有36個(gè)縣，此中風(fēng)沙危害嚴(yán)重的有左云、右玉、平魯、神池、河曲、五寨、岢嵐7縣，面積1.05萬(wàn)公里２。（四)土壤侵害強(qiáng)度分級(jí)土壤侵害強(qiáng)度是確立土地利用方向、治理舉措規(guī)劃設(shè)計(jì)和進(jìn)行土壤侵害動(dòng)向監(jiān)測(cè)的主要依照。1997年2月13日，水利部公布了土壤侵害分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，自1997年5月1日起實(shí)行。１．水力侵害強(qiáng)度分級(jí)（１）主要侵害種類區(qū)的土壤允許流失量。鑒于全國(guó)地區(qū)遼闊，自然條件復(fù)雜，各地區(qū)成土速率不一樣，各侵害種類區(qū)應(yīng)采納不一樣的土壤允許流失量。各侵害種類區(qū)土壤同意流失量數(shù)值見(jiàn)表１－２。表１－２各侵害種類區(qū)年土壤允許流失量（２）土壤侵害強(qiáng)度分級(jí)。土壤侵害強(qiáng)度分級(jí)，一定以年均侵害模數(shù)為鑒別指標(biāo)。土壤侵害強(qiáng)度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表１－３。缺乏實(shí)測(cè)及檢查侵害模數(shù)資料時(shí)，經(jīng)過(guò)剖析，能夠運(yùn)用相關(guān)侵害方式(面蝕、溝蝕、重力侵害)的指標(biāo)進(jìn)行分級(jí)，各分級(jí)的侵害模數(shù)與土壤水力侵害強(qiáng)度分級(jí)同樣。土壤侵害強(qiáng)度面蝕(片蝕)、溝蝕、重力侵害分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表１－４～表１－６。表１－３土壤侵害強(qiáng)度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)明：本表流失厚度系按土壤容重1.35克／厘米３折算，各地可按當(dāng)?shù)赝寥廊葜赜?jì)算之。表１－４面蝕分級(jí)指標(biāo)表１－５溝蝕分級(jí)指標(biāo)表１－６重力侵害強(qiáng)度分級(jí)指標(biāo)２．風(fēng)蝕強(qiáng)度分級(jí)日均勻風(fēng)速大于或等于5米／秒的年內(nèi)日累計(jì)風(fēng)速達(dá)200米／秒以上，或這一同沙風(fēng)速的天數(shù)