水土保持與荒漠化防治概論

1、水土保持學(xué)：是一門研究水土流失規(guī)律和水土保持綜合措施，防治水土流失，保護(hù)、改良與合理利用山丘區(qū)和風(fēng)沙區(qū)水土資源，維護(hù)和提高土地生產(chǎn)力，以利于充分發(fā)揮水土資源的生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，建立良好生態(tài)環(huán)境的一門應(yīng)用技術(shù)科學(xué)。2、水土流失的特點(diǎn)：(1)分布范圍廣、面積大(2)流失成因復(fù)雜，區(qū)域差異明顯，治理難度大(3)流失強(qiáng)度大，侵蝕嚴(yán)重區(qū)比例高。3、水土流失的危害：(1)導(dǎo)致土地退化，毀壞耕地，威脅國(guó)家糧食安全；(2)導(dǎo)致江河湖庫(kù)淤積，加劇洪澇災(zāi)害，對(duì)我國(guó)防洪安全構(gòu)成巨大威脅；(3)惡化生存環(huán)境，加劇貧困，成為制約山丘區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要因素；(4)削弱生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能，加重旱災(zāi)損失和面源污染，對(duì)我國(guó)生態(tài)安全和飲水安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅；(5)影響航運(yùn)，破壞交通安全被等(2)人為不合理活動(dòng)——主導(dǎo)因素：包括對(duì)土地資源的不合理利用、對(duì)水資源5、5、水土保持策略：(1)堅(jiān)持與時(shí)俱進(jìn)的思想，積極調(diào)整工作思路，不斷探索加快防止水土流失的新途徑(2)預(yù)防為主，依法防治水土流失(3)以小流域?yàn)閱卧?，科學(xué)規(guī)劃，綜合治理(4)堅(jiān)持治理與開發(fā)利用相結(jié)合，生態(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益相統(tǒng)一(5)優(yōu)化配置水資源，合理安排好生產(chǎn)、生活與生態(tài)用水的關(guān)系(6)依靠科學(xué)技術(shù)，提高治理的水平和效益(7)建立政府行為和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)相結(jié)合的運(yùn)行機(jī)制(8)廣泛宣傳，提高全民水保意識(shí)。第二章土壤侵蝕的類型運(yùn)和沉積的過程。水土流失：在水力、重力、風(fēng)力等外營(yíng)力作用下，水土資源和土地生產(chǎn)力的破壞和損失，土地表層侵蝕：在水力、風(fēng)力、凍融、重力以及其他外營(yíng)力作用下，土壤、土壤木質(zhì)及巖土壤侵蝕量：土壤在外營(yíng)力作用下產(chǎn)生位移的物質(zhì)數(shù)量。土壤侵蝕模數(shù)：?jiǎn)挝幻娣e單位時(shí)間內(nèi)的土壤侵蝕量。土壤侵蝕的基本營(yíng)力：內(nèi)營(yíng)力(由地球內(nèi)部引起)有：地殼運(yùn)動(dòng)，巖漿活動(dòng)，地震。外營(yíng)力(主要能源來(lái)于太陽(yáng)能)：風(fēng)化，剝蝕，搬運(yùn)，沉積。土壤侵蝕類型：(1)按土壤侵蝕發(fā)生的速率劃分，分為正常侵蝕和加速侵蝕(2)按土壤侵蝕的時(shí)間劃分，分為古代侵蝕和現(xiàn)代侵蝕(3)按引起土壤侵蝕的外營(yíng)力種類劃分，分為水力侵蝕類型、風(fēng)力侵蝕類型、重力侵蝕類型、凍融侵蝕類型、混合侵蝕類型、冰川侵蝕類型和化學(xué)侵蝕類型，生物侵蝕類型等土壤侵蝕形式：在一定土壤侵蝕外營(yíng)力的作用下(或稱在同一侵蝕類型中)，由于影響土壤侵蝕的自然因素、土地利用方式和土壤侵蝕發(fā)生的條件不同，因而所造成的侵蝕外部特征、作用方式和過程也不同。一、水力侵蝕：指在降雨、地表徑流和地下徑流作用下，土壤、土壤母質(zhì)及其他地面組成常見的水力侵蝕形式主要有雨滴擊濺侵蝕、面蝕、溝蝕、山洪侵蝕、庫(kù)岸波浪侵蝕和海波雨滴擊濺侵蝕過程：干土濺散階段、濕土濺散階段、泥漿濺散階段和地表板結(jié)坡面徑流形成階段：一是坡面漫流階段二是全面漫流階段水道、溝口、沖擊堆二、重力侵蝕：是一種以重力作用為主引起的土壤侵蝕形式。重力侵蝕的發(fā)生，是與其他外營(yíng)力，特別是在水力侵蝕及下滲水分的共同作用下，以重力為其直接原因所導(dǎo)致的地表物質(zhì)移動(dòng)根據(jù)引起重力侵蝕發(fā)生的原因及其表現(xiàn)方式，可分為陷穴、瀉溜、崩塌、滑坡、山剝皮、地爬、崩崗、巖層蠕動(dòng)三、凍融侵蝕：當(dāng)溫度在零攝氏度左右變化時(shí)，對(duì)土體或巖石所造成的機(jī)械破壞作用。四、冰川侵蝕：由于現(xiàn)代冰川的活動(dòng)對(duì)地表造成的機(jī)械破壞作用，包括刨蝕、掘蝕刮蝕等五、混合侵蝕：指在水流沖力和重力共同作用下的一種特殊侵蝕形式，在生產(chǎn)上常稱混合六、風(fēng)力侵蝕是指土壤顆?；蛏暗[在氣流沖擊作用下脫離地表，被搬運(yùn)和堆積的過程，以及隨風(fēng)運(yùn)動(dòng)的土砂礫對(duì)地表物質(zhì)的吹蝕和磨蝕作用。七、化學(xué)侵蝕：土壤中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在下滲水分作用下發(fā)生化學(xué)變化和溶解損失，導(dǎo)致土壤1.降1.降水侵蝕力：是降水引起土壤侵蝕的潛在能力，是降水物理特征的函數(shù)，而與土壤性30302.水流的侵蝕作用：水流的搬運(yùn)作用：搬運(yùn)方式：懸移、推移(水流的挾沙力)水流挾沙能力：在一定水流條件下，水流挾沙能力：在一定水流條件下，能夠搬運(yùn)泥沙的最大量稱為水流挾沙能力或飽和其挾沙能力，則沖刷；若>，則沉積；若=，則不沖不淤。條件：=k√d(k=k√d(k為系數(shù))d11d022二、水力侵蝕的影響因素1.氣候因素:①降水量與土壤侵蝕的直線關(guān)系不明顯；②降水強(qiáng)度是造成土壤侵蝕的重要因子，與土壤侵蝕量呈正相關(guān)；③前期降雨多，土壤含水量大，滲透作用下降，易產(chǎn)生徑流；前期干旱，侵蝕弱；④雨滴質(zhì)量：土壤侵蝕隨雨滴質(zhì)量的增2.水文因素：主要指降水及冰雪融水形成的坡面徑流的侵蝕作用。3.地質(zhì)因素①巖性(巖石的風(fēng)化性、堅(jiān)硬性、透水性)與地面組成物質(zhì)；②新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)：引起侵蝕基準(zhǔn)變化的根本原因。4.地貌因素①坡度②坡長(zhǎng)③坡形④坡向5.土壤因素①土壤滲透性②抗蝕性③抗沖性6.植被因素7.人類活動(dòng)速防速防止風(fēng)害。四、侵蝕溝的發(fā)育過程(外形指標(biāo))：1.水蝕溝階段(溯源侵蝕作用為主)2.侵蝕溝頂?shù)那懈铍A段(縱向侵蝕為主)3.平衡剖面階段(橫向侵蝕為主)4.停止階段五、產(chǎn)生風(fēng)蝕必須具備的兩個(gè)基本條件：一是要有強(qiáng)大的風(fēng)力，二是要有干燥的土壤六、風(fēng)及風(fēng)沙流特征((1)近地層風(fēng)的特征：氣流在近地層中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于受下墊面摩擦和熱力的作用，具有高度的紊流性，促進(jìn)氣流間的能量的傳遞與交換，因此受地表摩擦力(2)起沙風(fēng)速：能使砂粒開始移動(dòng)時(shí)的最低風(fēng)速。(3)風(fēng)沙流及其特征風(fēng)沙流：含有沙粒的運(yùn)動(dòng)氣流特征：①風(fēng)沙流中沙粒大小與高度的關(guān)系:一般離地表愈高，細(xì)粒愈多，主要是懸移，粒徑多在0.2mm以下，愈近地表粗粒愈多，主要是躍移、蠕移，躍移質(zhì)多小于2mm；②風(fēng)沙流中含沙量與高度的關(guān)系：據(jù)觀測(cè)，氣流搬運(yùn)的絕大部m速變化：當(dāng)風(fēng)速顯著超過起沙風(fēng)速后，風(fēng)沙流中的含沙量急劇增加(4)砂粒運(yùn)動(dòng)形式：分為懸移、躍移、推移3種((5)風(fēng)的沉積作用：沉降堆積、遇阻堆積七、在風(fēng)力侵蝕作用下土地退化表現(xiàn)為：①土壤流失②土壤質(zhì)地變化③養(yǎng)分流失④生產(chǎn)力降低⑤磨蝕八、沙塵暴：大風(fēng)(動(dòng)力)、地面上有裸露沙塵物質(zhì)(物質(zhì)基礎(chǔ))、不穩(wěn)定的空氣(使沙塵卷?yè)P(yáng)得更高)三者同時(shí)出現(xiàn)產(chǎn)生沙塵暴因素：天氣因素、地形因素、物質(zhì)因素、人為因素九、風(fēng)力侵蝕的影響因素：十、重力侵蝕的影響因素：1.氣候因素：氣候冷暖、干濕、溫度變化；2.地質(zhì)因素：節(jié)理和斷層、基巖滑坡、構(gòu)造：3.地貌因素：坡度和高差；4.植被因素：植被覆蓋越多越好，防止淺層滑坡；5.人為因素：邊坡開挖、土坡頂堆積棄土加速重力侵蝕。K=1：巖體或土體處于極限平衡狀態(tài)；K<1：不穩(wěn)定，發(fā)生滑坡；K>1：穩(wěn)定。十二、泥石流1.形成條件：要有充足的固體碎屑物質(zhì)(物質(zhì)基礎(chǔ))、要有充足的水源、地形條件2.泥石流溝道分區(qū)：物源區(qū)、流通區(qū)、堆積區(qū)。3.治理3.治理(分段治理)：攔截物源、溝道兩側(cè)加固、排導(dǎo)。按形成原因分類：冰川泥石流、降雨泥石流5.影響泥石流發(fā)育的因素：地質(zhì)構(gòu)造與巖性、地震及新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、人類不合理的經(jīng)濟(jì)6.泥石流的特征：突發(fā)性和災(zāi)變性、波動(dòng)性和周期性、群發(fā)性和強(qiáng)烈性一、水土保持工程措施：是指為達(dá)到保持水土，合理利用山區(qū)水土資源，防止水土流失危害，應(yīng)用工程的原理而修筑的各種建筑物。二、水土保持工程措施類型：山坡防護(hù)工程、山溝治理工程、山洪排導(dǎo)工程、小型蓄水用工程三、小型蓄水用水工程(水窖、澇池)1.水窖:修建于地面以下并具有一定容積的蓄水建筑物。2.水窖的組成：水源、管道、沉沙池、過濾網(wǎng)、窖體等部分。4.水窖的類型：傳統(tǒng)的水窖按其形式分為井窖、窯窖兩種基本形式，隨著材料和施工方法的發(fā)展，還有豎井式圓弧形混凝土水窖和隧洞形(或馬鞍形)漿(1)井窖(2)窯窖(3)混凝土拱底頂蓋水泥砂漿抹面窖(4)混凝土球形窖(5)塑料薄膜防滲旱井(6)水泥砂漿防滲旱井50m3；在路旁有土質(zhì)堅(jiān)實(shí)的崖坎、且需水量較大的地方，可修建窯式水窖，單窖防滲工程(整平、防滲工程(整平、夯實(shí)和鋪蓋阻水)水溝工程(排水溝)容積100-200m3。(2)因地制宜，就地取材，技術(shù)可靠，保證水質(zhì)、水量，節(jié)省投資。(3)充分開發(fā)各種水資源及水利設(shè)施，使灌溉與人畜飲水結(jié)合。(4)防止沖刷，確保工程安全。(5)為了調(diào)節(jié)水源，可將水窖串聯(lián)或并聯(lián)，聯(lián)合運(yùn)行。6．選擇澇池6．選擇澇池位置應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：有足夠的的來(lái)水量；澇池池底稍高于被灌溉的農(nóng)田地面，以便自流灌溉；不能離溝頭、溝邊太近，以防滲水引起坍塌。7．澇池的布置形式：(1)平地澇池(2)結(jié)合溝頭防護(hù)(3)開挖小渠將地下水引入澇池(4)結(jié)合山地灌溉，開挖澇池(5)連環(huán)澇池8.澇池的修筑方法：(1)挖土培岸埂(2)設(shè)置溢水口(3)附屬工程(4)防滲處理(5)池旁植樹四、河道治理工程(護(hù)岸工程、河道整治工程)1.護(hù)岸工程的種類：一般可分為護(hù)坡與護(hù)基(或護(hù)腳)兩種工程；枯水位以下稱為護(hù)基石、漿砌片石、混凝土板、鐵絲石籠、土樁排、木框架與生物護(hù)岸等。此線，它是河道整治時(shí)新河床斷面設(shè)計(jì)的依據(jù)，也是護(hù)岸工程布設(shè)的依據(jù)。3.河道的工程類型：(1)改河造地(2)整治建筑物(順壩、丁壩)五、坡面治理工程(斜坡固定工程、山坡截流溝、溝頭防護(hù)工程、梯田工程)穩(wěn)定而布設(shè)的工程措施。石防護(hù)工程地表水排除工程排水工程分利用其分側(cè)設(shè)置截水溝。3.根據(jù)溝頭防護(hù)工程的作用，分類：蓄水式溝頭防護(hù)工程(溝埂式溝頭防護(hù)、埂墻澇池式溝頭防護(hù))、泄水式溝頭防護(hù)工程。設(shè)必須注意“大彎就勢(shì)，小彎取直”，不強(qiáng)求一律順等高線。③如果梯田有自流灌溉條適當(dāng)加大，但不應(yīng)大于1/200.④地塊長(zhǎng)度規(guī)劃，有條件的地方可采用300~400m，一般是150~200m，如有地形限制，地塊長(zhǎng)度最好不要小于100m。⑤在耕作區(qū)和地塊規(guī)劃協(xié)商和調(diào)整，便于施工和耕作。所謂“最優(yōu)端面”，就是同時(shí)達(dá)到下述三點(diǎn)要求：一是要適應(yīng)機(jī)耕和灌溉要求；二是要保證安全與穩(wěn)定；三是要最大限度的省工。最優(yōu)斷面的關(guān)鍵是確定適當(dāng)?shù)奶锩鎸挾群凸】财露取?課本143頁(yè)、144頁(yè)計(jì)算)、小型水庫(kù)工程、崩崗)1.谷坊：山區(qū)溝道內(nèi)為防止溝床沖刷及泥沙災(zāi)害而修筑的橫向擋攔建筑物。(一般<3m)作用：①固定和抬高侵蝕基準(zhǔn)面，防止溝床下切；②抬高溝床，穩(wěn)定山坡坡腳，防止溝岸擴(kuò)張及滑坡；③減緩溝道縱坡，減小山洪流速，減輕山洪或泥石流災(zāi)害；④使溝道逐漸淤平，形成壩階地，為發(fā)展農(nóng)林生產(chǎn)創(chuàng)造條件。2.淤地壩：是指在溝道里為了攔泥、淤地所建的橫向建筑物，壩內(nèi)所淤成的土地。組成：壩體(作用：攔泥、淤地)、放水建筑物(攔洪的清水及長(zhǎng)流水放走)、溢洪道(將多余洪水排放到下游安全地帶)③蓄水利用，解決人畜飲水和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水；④增加農(nóng)民收入，發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)；⑤促進(jìn)退耕還林，改善生態(tài)環(huán)境；⑥提高防洪減災(zāi)能力，保護(hù)下游安全；⑦以壩帶路，改善交通；⑧拉動(dòng)內(nèi)需，帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。重力共同作用下產(chǎn)生的溝道下切，溝坡崩塌、滑塌的侵蝕形式。岸固腳護(hù)坡與內(nèi)外綠化。一、水土保持生物措施：是指為保護(hù)、改良與合理利用水土資源，在水土流失地區(qū)采用的人工或飛播造林種草、封山育林育草等措施。又稱水土保持林草/植物/林業(yè)措施。見縫插針釘扣，溝臺(tái)林果穿裙鎖邊，溝底壩庫(kù)林草穿靴“說(shuō)的是山頂種混交林和柴花苜，山坡梯田水不出田，土不下山，地埂種樹種草，溝臺(tái)種經(jīng)濟(jì)林，溝底種防沖林，不同的地段實(shí)施不同的保護(hù)措施，針對(duì)性強(qiáng)。二、林種有五大類：防護(hù)林(包括水源涵養(yǎng)林，水土保持林，防風(fēng)固沙林，農(nóng)田、牧場(chǎng)防防護(hù)林草工程、水庫(kù)河岸防護(hù)林草工程。：①降雨的滯后效應(yīng)②降雨歷時(shí)延長(zhǎng)效應(yīng)③降雨總量減少和降水強(qiáng)度減弱；2.下層植被截留；3.枯枝落葉層截留。(二)枯枝落葉層水文效應(yīng)：1.截留降水，吸收和減少地表徑流；2.防止地面結(jié)皮形(三)固持和改良土壤，提高土壤的抗蝕性和抗沖性。(四)防風(fēng)及防風(fēng)蝕效應(yīng)(五)改善生態(tài)環(huán)境：1.調(diào)節(jié)小氣候；2.碳氧平衡效應(yīng)；3.凈化環(huán)境效應(yīng)；4.對(duì)生物多影響。五、森林培育技術(shù)(樹種草種選擇、人工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(純林、混交林)、造林整地、造林方法、幼林撫育管理、造林典型設(shè)計(jì)、集水造林技術(shù))立地條件：是指造林地上，凡是與林草生長(zhǎng)發(fā)育有關(guān)的自然環(huán)境因子的綜合。各種環(huán)境因子也可叫做立地因子。立地條件類型：同一類立地條件上所采取的的森林培育措施及生長(zhǎng)效果基本相近，我進(jìn)行森林立地類型劃分與立地質(zhì)量評(píng)價(jià)時(shí)，一般采用的立地因子包括三大類：1.物理因子(氣候、地形、土壤、水文)；2.森林植被因子(植被類型、指示植物種/種組、建群種/優(yōu)勢(shì)種森林優(yōu)勢(shì)高、生物量、收獲量)；3.森林立地主導(dǎo)因子。樹種選擇必須依據(jù)兩條基本原則：一是樹種的各項(xiàng)性狀(經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益性狀)