土壤侵蝕原理課件

土壤侵蝕原理

第一章緒論1.2.2與其他課程關(guān)係

在土壤侵蝕規(guī)律方面，土壤侵蝕原理以與影響土壤侵蝕自然因素有關(guān)的學(xué)科為基礎(chǔ)，在土壤侵蝕防治方面，隨著新技術(shù)的不斷應(yīng)用，與許多學(xué)科發(fā)生了相互滲透、相互促進(jìn)的作用。土壤侵蝕原理與氣象學(xué)、水文學(xué)的關(guān)係主要體現(xiàn)在各種氣象因素和不同氣候類型對(duì)土壤侵蝕都有直接或間接的影響，並形成不同的水文特徵。土壤侵蝕原理與地學(xué)的關(guān)係主要體現(xiàn)在地貌、地質(zhì)及地理對(duì)土壤侵蝕量和土壤侵蝕過程的影響。

土壤侵蝕與土壤學(xué)及土地資源學(xué)的關(guān)係體現(xiàn)在土壤、母質(zhì)及淺層基巖是土壤侵蝕作用破壞的主要對(duì)象。不同的土壤具有不同的蓄水、透水和抗蝕能力。土壤侵蝕與流體力學(xué)、水力學(xué)、水文學(xué)學(xué)科的關(guān)係更為密切，無論是水力侵蝕、風(fēng)力侵蝕還是重力侵蝕導(dǎo)致的徑流、泥沙、風(fēng)沙流等，都與以上學(xué)科有緊密聯(lián)繫。土壤侵蝕與環(huán)境科學(xué)的關(guān)係在於土壤侵蝕所研究的問題正是山區(qū)、丘陵區(qū)和風(fēng)沙區(qū)的生態(tài)環(huán)境問題。1.3土壤侵蝕及其危害

1.3.1我國土壤侵蝕概況我國是世界土壤侵蝕最嚴(yán)重的國家之一，其範(fàn)圍遍及全國各地。土壤侵蝕的成因複雜，危害嚴(yán)重，主要侵蝕類型有水力侵蝕、風(fēng)力侵蝕、重力侵蝕、凍融侵蝕和冰川侵蝕等。土壤侵蝕的發(fā)生除自然因素影響外，另一重要原因就是人類不合理的活動(dòng)。雖經(jīng)幾十年的不斷努力，土壤侵蝕的綜合治理取得了顯著成效。但由於種種人為不合理活動(dòng)，導(dǎo)致土壤侵蝕面積和侵蝕程度不斷擴(kuò)大加劇的趨勢還沒有從根本上得到遏制。1.3.2土壤侵蝕危害

破壞土地吞食農(nóng)田

西北黃土區(qū)、東北黃土區(qū)和南方化崗巖“崩崗”地區(qū)土壤侵蝕最為嚴(yán)重。黃土高原的侵蝕溝頭一般每年前進(jìn)1～3m。遼寧省12個(gè)市建國以來由於土壤侵蝕已損失土地71.2萬hm2（1068萬畝）。

嚴(yán)重的土壤侵蝕導(dǎo)致土地“沙化”。在我國西北乾旱草原和與風(fēng)沙區(qū)相鄰的黃土丘陵區(qū)，常因風(fēng)蝕危害造成土地“沙化”現(xiàn)象。

降低土壤肥力加劇乾旱發(fā)展

土壤中含有大量氮、磷、鉀等各種營養(yǎng)物質(zhì)，土壤流失也就是肥料的流失。據(jù)湖北省有關(guān)部門觀測分析，坡耕地每年流失土壤約2.1億t，其中含有機(jī)質(zhì)273萬t，氮、磷、等養(yǎng)分231萬t。坡耕地水、土、肥流失後，土地日益瘠薄，田間持水能力降低，加劇了乾旱發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)全國多年平均受旱面積約1960萬hm2（2.94億畝），成災(zāi)面積約673.3萬hm2（1.01億畝）。

淤積抬高河床加劇洪澇災(zāi)害

土壤侵蝕使大量坡面泥沙被沖蝕、運(yùn)搬後沉積在下遊河道，消弱了河床洩洪能力，加劇了洪水危害。淤塞水庫湖泊影響開發(fā)利用新中國成立以來，初步估計(jì)全國各地由於土壤侵蝕而損失的各類水庫、山塘等庫容歷年累計(jì)在200億m3以上。

1.4土壤侵蝕原理研究歷史與現(xiàn)狀

1.4.1國際上研究歷史與現(xiàn)狀

前蘇聯(lián)

前蘇聯(lián)土壤侵蝕學(xué)科始於18世紀(jì)中葉，進(jìn)入19世紀(jì)，開展了土壤侵蝕調(diào)查，編繪了部分區(qū)域面蝕和溝蝕分佈圖。

1917年10月前蘇聯(lián)革命勝利後不久，在奧爾諾夫斯克州成立了世界第一個(gè)土壤保持試驗(yàn)站—諾沃西裏試驗(yàn)站(1923)。

1967年以後，全國有200多個(gè)科研單位從事土壤侵蝕及其綜合治理的研究。這期間在侵蝕研究方法上有很大改進(jìn)。

歐洲

歐洲防治山洪、泥石流、滑坡等自然災(zāi)害最早從阿爾卑斯山區(qū)各國開始，然後推向全歐洲。1884年，奧地利制定了世界第一部有關(guān)防止土壤侵蝕的《荒溪治理法》，總結(jié)出一套綜合防治土壤侵蝕的森林―工程措施體系。到現(xiàn)在，歐洲已建立起生物措施、工作措施、土地利用調(diào)整、法律措施等綜合治理體系。

美國

美國從19世紀(jì)50年代後期逐漸興起土壤侵蝕的防治工作，19世紀(jì)30年代在美國土壤保持局第一任局長貝內(nèi)特博士(H.H.Bennett)的積極支持下，美國設(shè)立19個(gè)保土試驗(yàn)站。

1956年後威斯邁爾(W.H.Wischmeier)推出了通用土壤流失方程式(簡稱USLE)。近年來美國主要研究內(nèi)容為研製評(píng)估、預(yù)測和監(jiān)測土地生產(chǎn)能力和土地資源變化的新技術(shù)。

日本

17世紀(jì)後期，學(xué)者河村瑞賢提出荒山恢復(fù)建議，要把造林與工程措施相結(jié)合，被政府採納。1897年為防治山區(qū)災(zāi)害，制定了《森林法》。第二次世界大戰(zhàn)後，日本重又開始治山工作，並於1953年設(shè)立水土保持對(duì)策協(xié)議會(huì)，制訂基本對(duì)策。儘管日本防止土壤侵蝕的工程措施、工程施工方法較為先進(jìn)，但其理論研究相對(duì)來說較為滯後。1.4.2國內(nèi)研究歷史與現(xiàn)狀

早在西元前10世紀(jì)的西周時(shí)期，就有“平治水土”之說，《詩經(jīng)》中記述了樸素的土壤侵蝕防治原理及合理土地利用的重要性。

1940年舊黃河水利委員會(huì)的一些科技人員針對(duì)治黃工作，提出了防治泥沙問題，並成立了林墾設(shè)計(jì)委員會(huì)，開展水土保持造林工作。

新中國成立後，1956年成立了國務(wù)院水土保持委員會(huì)，1991年，第七屆全國人大常務(wù)委員會(huì)第20次會(huì)議一致通過了《中華人民共和國水土保持法》，至此我國的水土保持工作逐步走向了法制化、規(guī)範(fàn)化和科學(xué)化的道路。

在土壤侵蝕防治和水土保持教研方面，建國初期在原北京林學(xué)院林業(yè)專業(yè)首先設(shè)置了“森林改良土壤學(xué)”課程，1980年北京林業(yè)大學(xué)成立了水土保持系，1985年開始培養(yǎng)博士研究生。其後西北林學(xué)院、山西農(nóng)業(yè)大學(xué)、甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)和華北水電學(xué)院等高等院校相繼成立了水土保持專業(yè)或開設(shè)了水土保持課程。1985年中國水土保持學(xué)會(huì)成立。到目前為止我國土壤侵蝕方面的研究取得了豐碩成果，某些理論研究成果已步入世界前沿或達(dá)到國際領(lǐng)先水準(zhǔn)。

第2章土壤侵蝕類型

土壤侵蝕原理第2章土壤侵蝕類型教學(xué)目的掌握土壤侵蝕、水土流失、水土保持等的基本概念，掌握土壤侵蝕應(yīng)力、土壤侵蝕類型及類型劃分，土壤侵蝕形式、土壤侵蝕程度及強(qiáng)度。教學(xué)方法課堂講授計(jì)畫學(xué)時(shí)約2學(xué)時(shí)第2章土壤侵蝕類型

2.1土壤侵蝕及其與水土流失關(guān)係2.2導(dǎo)致土壤侵蝕的營力2.3土壤侵蝕類型及類型劃分2.4土壤侵蝕形式2.5土壤侵蝕程度及強(qiáng)度2.1土壤侵蝕及其與水土流失關(guān)係

土壤侵蝕

《中國大百科全書·水利卷》（1992.3）對(duì)土壤侵蝕(soilerosion)的定義為：土壤及其母質(zhì)在水力、風(fēng)力、凍融、重力等外營力作用下，被破壞、剝蝕、搬運(yùn)和沉積的過程。

水土流失

水土流失（waterandsoilloss）在《中國水利百科全書·第一卷》（1990.12）中定義為在水力、重力、風(fēng)力等外營力作用下，水土資源和土地生產(chǎn)力的破壞和損失，包括土地表層侵蝕及水的損失，亦稱水土損失。

從土壤侵蝕和水土流失的定義中可以看出，二者雖然存在著共同點(diǎn)，即都包括了在外營力作用下土壤、母質(zhì)及淺層基巖的剝蝕、運(yùn)搬和沉積的全過程；但是也有明顯差別，即水土流失中包括了在外營力作用下水資源和土地生產(chǎn)力的破壞與損失，而土壤侵蝕中則沒有。

水土流失與土壤侵蝕關(guān)係

水土保持

在《中國大百科全書·農(nóng)業(yè)卷》（1990.9）中水土保持的定義為：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，以利於充分發(fā)揮水土資源的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，建立良好生態(tài)環(huán)境的事業(yè)。

2.2導(dǎo)致土壤侵蝕的營力

內(nèi)營力

內(nèi)營力作用是由地球內(nèi)部能量所引起的。其主要表現(xiàn)是地殼運(yùn)動(dòng)、巖漿活動(dòng)、地震等。地殼運(yùn)動(dòng)使地殼發(fā)生變形和變位，改變地殼構(gòu)造形態(tài)，因此又稱為構(gòu)造運(yùn)動(dòng)(tectonicmovement)。其運(yùn)動(dòng)形式有垂直運(yùn)動(dòng)、水準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)、褶皺運(yùn)動(dòng)和斷裂運(yùn)動(dòng)四種形式。

巖漿活動(dòng)是地球內(nèi)部的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)（地幔物質(zhì)運(yùn)動(dòng)）。

地震也是內(nèi)營力作用的一種表現(xiàn)。它往往是與斷裂、火山現(xiàn)象相聯(lián)系，世界主要火山帶、地震帶與斷裂帶分佈的一致性是這種聯(lián)繫的反映。

地殼：厚度為5～35km地幔：厚度為35～2900km地核：厚度為2900～5120km

地殼的上部為疏散沉積物,中部為沉積物和玄武巖，下部為矽鎂層。

地幔分為上地幔和下地幔兩層。上地幔由橄欖巖質(zhì)的超基性巖石組成，為巖漿源地，下地幔含有更多的鐵。地核主要由鐵和鎳組成。地球內(nèi)部構(gòu)造

外營力作用

外營力作用的主要能源來自太陽能。包括風(fēng)化作用、剝蝕作用、搬運(yùn)作用和堆積作用等形式。

風(fēng)化（weathering）作用就是指礦物、巖石在地表新的物理、化學(xué)條件下所產(chǎn)生的一切物理狀態(tài)和化學(xué)成分的變化，是在大氣及生物影響下巖石在原地發(fā)生的破壞作用。

各種外營力作用（包括風(fēng)化、流水、冰川、風(fēng)、波浪等）對(duì)地表進(jìn)行破壞，並把破壞後的物質(zhì)搬離原地，這一過程或作用稱為剝蝕(denudation)作用。風(fēng)力搬運(yùn)風(fēng)化、剝蝕後的碎霄物質(zhì)，隨著各種不同的外營力作用轉(zhuǎn)移到其他地方的過程稱為搬運(yùn)(transportation)作用。水力搬運(yùn)

被搬運(yùn)的物質(zhì)由於介質(zhì)搬運(yùn)能力的減弱或搬運(yùn)介質(zhì)的物理、化學(xué)條件改變，或在生物活動(dòng)參與下發(fā)生堆積或沉積，稱為堆積作用或沉積(deposition)作用。土石山區(qū)河道沉積黃土地區(qū)河道沉積土石山區(qū)堆積2.3土壤侵蝕類型及類型劃分

根據(jù)土壤侵蝕研究和其防治的側(cè)重點(diǎn)不同，土壤侵蝕類型（thetypeofsoilerosion）的劃分方法也不一樣。最常用的方法主要有按導(dǎo)致土壤侵蝕的外營力種類來劃分、按土壤侵蝕發(fā)生的時(shí)間劃分和按土壤侵蝕發(fā)生的速率劃分三種。

按導(dǎo)致土壤侵蝕的外營力種類劃分

在我國引起土壤侵蝕的外營力種類主要有水力、風(fēng)力、重力、水力和重力的綜合作用力、溫度(由凍融作用而產(chǎn)生的作用力)作用力、冰川作用力、化學(xué)作用力等，因此土壤侵蝕類型就有水力侵蝕、風(fēng)力侵蝕、重力侵蝕、凍融侵蝕、冰川侵蝕、混合侵蝕、化學(xué)侵蝕和生物侵蝕等類型。水力侵蝕類型冰川侵蝕類型風(fēng)力侵蝕類型凍融侵蝕類型重力侵蝕類型土壤侵蝕類型混合侵蝕類型化學(xué)侵蝕類型生物侵蝕類型

按土壤侵蝕發(fā)生時(shí)間劃分

以人類在地球上出現(xiàn)的時(shí)間為分界點(diǎn)，將土壤侵蝕劃分為兩大類，一類是人類出現(xiàn)在地球上以前所發(fā)生的侵蝕，稱之為古代侵蝕(ancienterosion)；另一類是人類出現(xiàn)在地球上之後所發(fā)生的侵蝕，稱之為現(xiàn)代侵蝕(modernerosion)。

按土壤侵蝕發(fā)生速率劃分

依據(jù)土壤侵蝕發(fā)生的速率大小和是否對(duì)土資源造成破壞，將土壤侵蝕劃分為加速侵蝕(acceleratederosion)和正常侵蝕(normalerosion)。非人為活動(dòng)影響時(shí)人類出現(xiàn)後土壤侵蝕古代侵蝕加速侵蝕地質(zhì)侵蝕加速侵蝕現(xiàn)代侵蝕正常侵蝕正常侵蝕人類出現(xiàn)前按土壤侵蝕發(fā)生時(shí)間和土壤侵蝕發(fā)生速率劃分的土壤侵蝕類型關(guān)係古代正常侵蝕-窪地現(xiàn)代加速侵蝕-侵蝕溝2.4土壤侵蝕形式

水力侵蝕形式

水力侵蝕(watererosion)是指在降雨雨滴擊濺、地表徑流沖刷和下滲水分作用下，土壤、土壤母質(zhì)及其他地面組成物質(zhì)被破壞、剝蝕、搬運(yùn)和沉積的全部過程。

雨滴擊濺侵蝕

在雨滴擊濺作用下土壤結(jié)構(gòu)破壞和土壤顆粒產(chǎn)生位移的現(xiàn)象稱為雨滴擊濺侵蝕(raindropsplasherosion)，簡稱為濺蝕（splasherosion）。

面蝕

分散的地表徑流沖走地表土粒稱之為面蝕(surfaceerosion)。按面蝕發(fā)生的地質(zhì)條件、土地利用現(xiàn)狀和發(fā)生程度不同，面蝕可分為層狀面蝕、砂礫化面蝕、鱗片狀面蝕和細(xì)溝狀面蝕。

耕地層狀面蝕耕地層狀面蝕耕地砂礫化面蝕鱗片狀面蝕鱗片狀面蝕細(xì)溝狀面蝕溝蝕

集中的地表徑流沖刷地表，切入地面帶走土壤、母質(zhì)及基巖，形成溝壑的過程稱之為溝蝕(gullyerosion)。由溝蝕形成的溝壑稱作侵蝕溝。根據(jù)溝蝕發(fā)生的嚴(yán)重程度及侵蝕溝外貌特徵，可將侵蝕溝分為黃土地區(qū)的侵蝕溝（淺溝、切溝、沖溝和河溝）和土石山區(qū)的侵蝕溝（荒溝和崩崗溝）。

第一階段的侵蝕溝形態(tài)第三階段的侵蝕溝形態(tài)第二階段的侵蝕溝形態(tài)第四階段侵蝕溝第四階段侵蝕溝俯視土石山區(qū)荒溝

山洪侵蝕

山區(qū)河流洪水對(duì)溝道堤岸的沖淘、對(duì)河床的沖刷或淤積過程稱之為山洪侵蝕(torrentialflooderosion)。

海岸浪蝕及庫岸浪蝕

在風(fēng)力作用下，形成的波浪對(duì)海岸及水庫岸庫產(chǎn)生拍打、沖蝕作用，如果岸體為土體時(shí)，使海岸及庫岸產(chǎn)生涮洗、崩塌逐漸後退，如果岸體為較硬的巖石時(shí)，岸體形成凹槽，波浪繼續(xù)作用就形成侵蝕崖。

風(fēng)力侵蝕

風(fēng)力侵蝕(winderosion)系指土壤顆?；蛏沉Ｔ跉饬餍n擊作用下脫離地表，被搬運(yùn)和堆積的一系列過程，以及隨風(fēng)運(yùn)動(dòng)的沙粒在打擊巖石表面過程中，使巖石碎屑剝離出現(xiàn)擦痕和蜂窩的現(xiàn)象。

風(fēng)力侵蝕包括石窩（風(fēng)蝕壁龕）、風(fēng)蝕蘑菇、風(fēng)蝕柱、風(fēng)蝕壟槽（雅丹）、風(fēng)蝕窪地、風(fēng)蝕穀、風(fēng)蝕殘丘、風(fēng)蝕城堡（風(fēng)城）、石漠與礫漠（戈壁）、沙波紋、沙丘（堆）及沙丘鏈（新月形沙丘鏈、格狀沙丘鏈）和金字塔狀沙丘等形式。風(fēng)蝕柱沙丘沙丘鏈半固定沙丘

重力侵蝕

重力侵蝕(gravitationalerosion)是一種以重力作用為主引起的土壤侵蝕形式。它是坡面表層土石物質(zhì)及中淺層基巖，由於本身所受的重力作用(很多情況還受下滲水分、地下潛水或地下徑流的影響)，失去平衡，發(fā)生位移和堆積的現(xiàn)象。

根據(jù)土石物質(zhì)破壞的特徵和移動(dòng)方式，一般地可將重力侵蝕分為陷穴、瀉留、滑坡、崩塌、地爬、崩崗、巖層蠕動(dòng)、山剝皮等。

陷穴瀉溜土石山區(qū)崩塌黃土區(qū)崩塌滑坡地爬山剝皮（土沙溜瀉山腹）

混合侵蝕

混合侵蝕（mixederosion）是指在水流衝力和重力共同作用下的一種特殊侵蝕形式。包括石洪、泥流和泥石流三種形式。

發(fā)生過石洪的溝道

凍融侵蝕

凍結(jié)、融化現(xiàn)象頻繁進(jìn)行，不斷使裂縫加深擴(kuò)大，以致巖體崩裂成巖屑，稱凍融侵蝕(freeze-thawerosion)。也稱冰劈作用。

冰川侵蝕

由冰川運(yùn)動(dòng)對(duì)地表土石體造成機(jī)械破壞作用的一系列現(xiàn)象稱為冰川侵蝕(glaciererosion)。包括刨蝕、掘蝕和刮蝕等形式。

化學(xué)侵蝕

土壤中的多種營養(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)致土壤肥力降低的過程稱為化學(xué)侵蝕（chemicalerosion）。主要包括水的化學(xué)侵蝕和垂直侵蝕等。2.5土壤侵蝕程度及強(qiáng)度

土壤侵蝕量

通常把土壤、母質(zhì)及地表散松物質(zhì)在外營力的破壞、剝蝕作用下產(chǎn)生分離和位移的物質(zhì)量，稱為土壤侵蝕量。

單位時(shí)間單位面積內(nèi)產(chǎn)生的土壤侵蝕量，稱為土壤侵蝕速率(或速度)，或稱為土壤侵蝕模數(shù)，量綱是t/km2·a。

土壤流失量土壤流失（soilloss）所至指的僅為在水力侵蝕中，由於地表徑流導(dǎo)致的土壤面蝕部分（包括層狀面蝕、鱗片狀面蝕、沙?；嫖g和細(xì)溝狀面蝕），因此土壤流失量(amountofsoilloss)所指的也就是由於發(fā)生土壤面蝕所流失的土沙數(shù)量。

土壤侵蝕程度

土壤侵蝕程度(degreeofsoilerosion)是指任何一種土壤侵蝕形式在特定外營力種類作用和一定環(huán)境條件影響下，自其發(fā)生開始，截止到目前為止的發(fā)展?fàn)顩r。

土壤侵蝕強(qiáng)度

土壤侵蝕強(qiáng)度(intensityofsoilerosion)所指的是某種土壤侵蝕形式在特定外營力種類作用和其所處環(huán)境條件不變的情況下，該種土壤侵蝕形式發(fā)生可能性的大小。按輕微、中度、嚴(yán)重等分為不同級(jí)別。

允許土壤流失量

允許土壤流失量（toleranceofsoilloss）是指小於或等於成土速度的年土壤流失量。也就是說允許土壤流失量是不至於導(dǎo)致土地生產(chǎn)力降低而允許的年最大土壤流失量。

第3章水力侵蝕的教學(xué)目的和方法教學(xué)目的：分析水力侵蝕發(fā)生機(jī)制及其發(fā)展規(guī)律，闡述影響水力侵蝕的自然因素，掌握防治水力侵蝕的基本原理。教學(xué)方法：以教師課堂講授為主，學(xué)生自學(xué)和參閱課外書為輔。計(jì)畫學(xué)時(shí)：約6學(xué)時(shí)。第3章水力侵蝕

3.1水流作用3.2濺蝕3.3面蝕3.4溝蝕3.5山洪侵蝕3.6海岸、湖岸及庫岸浪蝕3.1水流作用3.1.1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。

沙?；瑒?dòng)時(shí)受力情況分析

Px

FdaGPyVd＝K1·滑動(dòng)起動(dòng)流速式中：係數(shù)K1＝

d—泥沙粒徑

f—摩擦係數(shù)；γM—礫石的容重；γw—水的容重；λx

—推移力係數(shù)；

λy—上舉力係數(shù)；

ρ

—

水的密度。沙粒滾動(dòng)時(shí)受力分析Gα1dα2dα3dPyPxVd0＝K2·起動(dòng)流速K2＝

式中符號(hào)物理意義同前。3.1.2水流搬運(yùn)作用

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)。泥沙搬運(yùn)方式

(流速分佈，推移質(zhì)與懸移質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化)推移質(zhì)

河床床沙(靜止)懸移質(zhì)床面流速空氣水水流挾沙力

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ρs(kg/m3)相同，以符號(hào)ρ0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)於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。

3.1.3泥沙的堆積

當(dāng)泥沙的來量大於水流的挾沙力時(shí)，多餘的泥沙就要沉積下來。當(dāng)摩阻流速相當(dāng)於泥沙的沉速時(shí)，泥沙懸移運(yùn)動(dòng)才有可能產(chǎn)生。

（水流摩阻流速ν*＝，其中τ0為作用在床面上的水流切應(yīng)力）。

3.2濺蝕

3.2.1雨滴特性

雨滴特性包括雨滴形態(tài)、大小及雨滴分佈、降落速度、接地時(shí)衝擊力、降雨量、降雨強(qiáng)度和降雨歷時(shí)等，直接影響侵蝕作用的大小。

雨滴形狀、大小及分佈

一般情況下，小雨滴為圓形，大雨滴(＞5.5mm)開始為紡錘形，在其下降過程中因受空氣阻力作用而呈扁平形，兩側(cè)微向上彎曲。因此把雨滴直徑≤5.5mm時(shí)，降落過程中比較穩(wěn)定的雨滴稱穩(wěn)定雨滴；當(dāng)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，稱暫時(shí)雨滴。對(duì)於直徑＜0.25mm的雨滴稱為小雨滴。雨滴速度與能量

雨滴降落時(shí)，因重力作用而逐漸加速，但由於周圍空氣的摩擦阻力產(chǎn)生向上的浮力也隨之增加。當(dāng)此二力趨於平衡時(shí)，雨滴即以固定速度下降，此時(shí)的速度即為終點(diǎn)速度(terminalvelocity)。達(dá)到終點(diǎn)速度的雨滴下落距離，隨雨滴直徑增大而增加，大雨滴約需12m以上，終點(diǎn)速度的大小，主要取決於雨滴直徑的大小和形狀。雨滴的終點(diǎn)速度越大，其對(duì)地表的衝擊力也越大，換言之對(duì)地表土壤的濺蝕能力也隨之加大（E=0.5mv2）。雨滴侵蝕力

降雨雨滴的侵蝕力是降雨引起土壤侵蝕的潛在能力。它是降雨物理特徵的函數(shù)，降雨雨滴侵蝕力的大小完全取決於降雨性質(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)。

3.2.2濺蝕過程及濺蝕量

濺蝕過程

降雨雨滴動(dòng)能作用於地表土壤而作功，導(dǎo)致土粒分散，濺起和增強(qiáng)地表薄層徑流紊動(dòng)等現(xiàn)象稱為雨滴濺蝕作用（raindropsplasherosion）。其過程圖如下。濺蝕量

擊濺侵蝕引起土粒下移的數(shù)量稱為濺蝕量。在侵蝕力不變情況下，濺蝕量決定於影響土壤可蝕性的諸因數(shù)(包括內(nèi)摩擦力、粘著力等)。對(duì)同一性質(zhì)的土壤以及相同管理水準(zhǔn)而言，則決定於坡面傾斜情況、雨滴打擊方向和降雨性質(zhì)。

fill研究了不同性質(zhì)土壤的濺蝕，得了沙土濺蝕量與動(dòng)能的0.9次方成正相關(guān)，壤土則與降雨動(dòng)能的1.46次方成正相關(guān)。

3.2.3影響濺蝕因素

氣候因素

雨型不同雨滴大小分佈亦不同，就一定雨強(qiáng)來說，局部地區(qū)短陣性雨型比大面積的普通雨型更易引起土壤侵蝕。降雨強(qiáng)度與雨滴的各種特徵參數(shù)關(guān)係密切，因而，降雨強(qiáng)度也是影響濺蝕作用的因素之一。濺蝕作用受風(fēng)力強(qiáng)烈影響，風(fēng)的推動(dòng)作用會(huì)增加雨滴的打擊能量，並改變雨滴打擊角度。

地形因素

土粒受雨滴打擊後，其移動(dòng)方向取決於坡向和坡度。在斜坡上土粒在擊濺作用下向下坡移動(dòng)的量大於向上坡移動(dòng)的量。一般情況下坡度越大，濺蝕導(dǎo)致的移動(dòng)土粒向下坡移動(dòng)的愈多，移動(dòng)距離也愈遠(yuǎn)。埃裏林(Ellison)對(duì)濺蝕作用測量後發(fā)現(xiàn)，在10%的地面坡度上，75%的土壤濺蝕量移向下坡，在同樣條件下的沙土上，60%的濺蝕量移向下坡。

土壤因素

土壤種類不同，其粘粒、有機(jī)質(zhì)含量以及其他對(duì)土壤起粘結(jié)和膠結(jié)作用的物質(zhì)也不同，土壤糰粒粘結(jié)構(gòu)的增加能降低或減少雨滴擊濺下的土粒分散坡壞。隨著糰粒中粘土含量的增加，糰粒強(qiáng)度增大，雨滴濺蝕量減少。富含粘粒的土壤一般易於膠結(jié)，並且其糰粒較粉質(zhì)或沙質(zhì)土的糰粒大。

植被因素

植被和其枯枝落葉層在防治濺蝕過程中具有及其重要的作用枯枝落葉完全覆蓋的土壤表面能承受雨點(diǎn)降落時(shí)的衝擊力，可從根本上消除擊濺侵蝕作用。植被冠幅在大範(fàn)圍內(nèi)減小雨滴的擊濺侵蝕，像穀類和大豆這樣密集生長的農(nóng)作物能截留降雨、防止雨滴直接打擊在土壤上。

3.3面蝕3.3.1坡面徑流形成蓄滲階段蓄滲階段一般包括植物截留、下滲和填窪三個(gè)部分。植物截留是雨水在植物葉面吸著力、承托力、重力和水分子內(nèi)聚力作用下的葉面水分儲(chǔ)存現(xiàn)象。其截留量一般為幾毫米。當(dāng)降雨量大於植物截留和下滲量時(shí)，雨水便在一些分散的窪地停蓄起來，這種現(xiàn)象稱為填窪。填窪量可達(dá)10~100mm。產(chǎn)流量可用下式表示：Rs(t)—t時(shí)刻地面徑流深（mm);i—

降雨強(qiáng)度（mm/min）;In—

植物截流率（mm/min）;e—

蒸發(fā)率（mm/min）;Sd—

填窪率（mm/min）;f—

下滲率（mm/min）。

許多學(xué)者對(duì)水分下滲過程進(jìn)行了研究，得出了一些經(jīng)驗(yàn)或理論公式。具有代表性的如下。（1）Green-Ampt（格林—安普特）方程

式中：i—入滲率（mm/min）；I—累積入滲量（cm或mm）；K—濕潤層的水力傳導(dǎo)度，這裏為飽和導(dǎo)水率（cm/min）；H0—土表入滲處的壓力頭（cm）；Ht—濕潤鋒處的有效壓力頭（cm）；Lt—濕潤鋒到達(dá)的距離（cm）；zf—垂直入滲時(shí)的濕潤鋒深度（cm）。水準(zhǔn)入滲時(shí)：垂直入滲時(shí)：（2）Philip(菲利蒲)入滲方程

水準(zhǔn)入滲時(shí)：垂直入滲時(shí)：

式中：i—入滲率（mm/min）；I—累積入滲量（cm或mm）；，A—土壤基摸的吸著率（LT-1/2）；t—入滲時(shí)間（min）；B=。（3）Kostiakov（考斯恰可夫）方程

I=Cta

式中：i—入滲率（mm/min）；I—累積入滲量（cm或mm）；C和a均為從實(shí)驗(yàn)求得的參數(shù)，它們?nèi)Q於土壤質(zhì)地和土壤物理性質(zhì)。（4）Horton(霍頓方程)

式中：fp

—入滲能力；fc—穩(wěn)定入滲率；f0—初始入滲率；—參數(shù)。（5）Holtan(霍爾坦方程)f—入滲率；GI—作物生物指數(shù)；Sa—地表層有效蓄水量；fc—穩(wěn)定入滲率。

坡面上的地表徑流流量為：

Q=ωV

式中：Q

為流量（m3/s);

v為斷面平均流速(m/s)；

若將坡面水流看作均勻流，可利用謝才公式（ChezyFormula）計(jì)算其流速。

式中：v為斷面平均流速(m/s)；R為斷面的水力半徑(m)；

J為水力坡度(%)；C為謝才係數(shù)。

謝才係數(shù)C可用曼寧公式(ManningFormula)計(jì)算：式中：n為衡量邊壁形狀的不規(guī)則性和粗糙影響的一個(gè)綜合性係數(shù)，叫做粗糙係數(shù)。R為水力半徑。坡面漫流階段

坡面水流主要來源於超滲的降雨，在重力與摩阻力支配下的水流運(yùn)動(dòng)。坡面水流的能量主要耗用於克服沿程阻力，其運(yùn)動(dòng)可用坡面流運(yùn)動(dòng)方程和連續(xù)方程來描述。假定坡面流為單向水流時(shí)，運(yùn)動(dòng)方程採用如下形式。h=Kqp連續(xù)方程為式中：h—水深（m）；q—單寬流量；i—降雨強(qiáng)度（mm/min）；f—下滲強(qiáng)度（mm/min）；ie—超滲雨強(qiáng)（mm/min）；—坡面傾角（度）；p=3/5；，其中n為糙率。

將兩式聯(lián)解，其特性方程為3.3.2坡面徑流能量分析

坡面流流速

坡面流的流動(dòng)情況十分複雜，沿程有下滲、蒸發(fā)和降水補(bǔ)給，再加上坡度的不均一，使流動(dòng)總是非均勻的。為了使問題簡化，不少學(xué)者在人工降雨條件下，研究了穩(wěn)滲後的坡面水流，得到了各自的流速公式。但均可以歸納成如下形式

V＝Ｋ·qn·Ｊm

式中：V—流速；q―單寬流量；J―坡度；n、m―指數(shù)；K―係數(shù)。

徑流量

坡面徑流量的形成可用下式計(jì)算

W＝Σ（it-ft）Δt

式中：W—徑流量；it—不同時(shí)刻的降雨強(qiáng)度；ft—入滲率的差值與時(shí)段乘積來也可通過量算降雨——入滲曲線所包圍區(qū)域的面積來確定。坡面徑流能量公式

坡面徑流能量公式無論是經(jīng)驗(yàn)式還是理論式，均是上述二因素或影響其的相關(guān)因素的函數(shù)。典型的有：(1)拉爾(R.Lal)式E＝ρɡsinθ·Q·L式中θ為坡面傾角，Q為單位面積上的徑流量，L為坡長。(2)赫爾頓(R.E.Hartan)式

式中：G0為每立方米含沙水流的重量(kg/m3)；hx為距分水嶺X處徑流深(mm)；V為X處的流速(m/s)；θ為坡度。3.3.3坡面侵蝕過程

坡面水流形成初期，水層很薄，速度較慢能量不大，沖刷力微弱，只形成層狀侵蝕。但當(dāng)?shù)乇韽搅餮仄旅媛鲿r(shí)，坡面水流的沖刷能力便大大增加，產(chǎn)生強(qiáng)烈的坡面沖刷，稱細(xì)溝侵蝕。

3.3.4影響因素

氣候因素

面蝕與降雨量之間的關(guān)係不很顯著，而與降雨強(qiáng)度之間的關(guān)係十分密切。當(dāng)降雨強(qiáng)度很大時(shí)，雨滴的直徑和末速都很大，因而它的動(dòng)能也很大，對(duì)土壤的擊濺作用也表現(xiàn)的十分強(qiáng)烈。前期降雨使土壤水分飽和，再繼續(xù)降雨就很容易產(chǎn)生徑流而造成土壤流失。

地形因素

地形因素包括坡度、坡長、坡形、坡向。陳永宗研究了黃土區(qū)域，提出水蝕的臨界坡度為28.5°，小於28.5°時(shí)，侵蝕程度與坡度呈正相關(guān)；大於28.5°時(shí)，侵蝕強(qiáng)度與坡度呈反相關(guān)。坡長之所以能夠影響到土壤的蝕侵，主要是當(dāng)坡度一定時(shí)，坡長越長，其接受降雨的面積越大，因而徑流量越大，當(dāng)坡越長時(shí)，其將有較大的重力位能，因此當(dāng)其轉(zhuǎn)化為動(dòng)能時(shí)能量也大，其沖刷力也就增大。除此以外，坡形的影響也較明顯。

土壤因素

通常利用土壤的抗蝕性和抗沖性作為衡量土壤抵抗徑流侵蝕的能力。影響土壤抗蝕性和抗沖性的因素有土壤質(zhì)地、土壤結(jié)構(gòu)及其水穩(wěn)性、土壤孔隙、剖面構(gòu)造、土層厚度、土壤濕度，以及土地利用方式等。一般來看，質(zhì)地較粗，有降低侵蝕的作用。土壤結(jié)構(gòu)性愈好，總孔隙率愈大，其透水性和持水量就愈大，土壤侵蝕就愈輕。

植被因素

森林、草地中有一厚層枯枝落葉，具有很強(qiáng)的涵蓄水分的能力。隨凋落物量的增加，其平均蓄水量和平均蓄水率都在增加，一般可達(dá)20～60kg/m2。由於凋落物的阻擋，蓄持以及改變土壤的作用，提高了林下土壤的滲透能力。

上述幾種作用，使得有較好植被分佈區(qū)域，徑流量減小，且延長了徑流歷時(shí)，起到了減小徑流量，延緩徑流過程進(jìn)而減小徑流能量的作用。

人為因素

歷史上，不能合理地利用土地，甚至是掠奪式地利用土地資源，在坡地上就引起了水土流失。影響破壞土壤侵蝕發(fā)生和發(fā)展及控制土壤侵蝕的有關(guān)各因素的改變，都會(huì)影響破壞力與土體的抵抗力的消長。

因此，可以通過改變有利於消除破壞力的因素，有利於增強(qiáng)土體抗蝕能力的因素，來達(dá)到保持水土的作用。也就是說人類的活動(dòng)既有引起水土流失的一面，又有通過人的活動(dòng)控制土壤侵蝕的一面。3.4溝蝕

3.4.1侵蝕溝的形成侵蝕溝是在水流不斷下切、側(cè)蝕，包括由切蝕引起的溯源侵蝕和沿程侵蝕，以及侵蝕物質(zhì)隨水流懸移、推移搬運(yùn)作用下形成的。在易侵蝕地方首先出現(xiàn)侵蝕溝穀，並逐漸演化為大型溝穀。通常把晚更新世以前形成的溝穀稱古老溝穀，把全新世以來形成的溝穀稱現(xiàn)代侵蝕溝穀。每一條侵蝕溝可分為溝頂，溝底，水道，溝沿，沖積園錐及侵蝕溝岸地帶等幾個(gè)部分。3.4.2侵蝕溝的發(fā)育

侵蝕溝縱斷面形成侵蝕溝開始形成的階段，向長髮展最為迅速，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?，溝底的縱剖面線與當(dāng)?shù)氐钠旅嫫露认嘁恢碌臓顟B(tài)就明顯的表現(xiàn)出來，水流的衝力表現(xiàn)在下切溝底的作用亦較明顯。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。侵蝕溝的發(fā)育階段

（1）水蝕溝階段

侵蝕溝的第一階段是屬於沖刷範(fàn)圍的，形成的水蝕穴和小溝通過一般耕作不能平復(fù)，此階段向長髮展最快，向?qū)挵l(fā)展最慢。其深度一般不超過0.5m。(2)侵蝕溝頂?shù)那懈铍A段

由於溝頭繼續(xù)前進(jìn)，侵蝕溝出現(xiàn)分支現(xiàn)象，集水區(qū)的地表徑流從主溝頂和幾個(gè)支溝頂流入侵蝕溝內(nèi)。結(jié)果在溝頂下部形成明顯跌水。通常以溝頂?shù)黠@與否作為第一、第二階段劃分的主要依據(jù)，它的縱剖面與原來的地面線不相一致，溝底縱坡甚陡且不光滑。第二階段是侵蝕溝發(fā)展最為激烈的階段，因此它是防治最困難的時(shí)期。(3)平衡剖面階段

發(fā)展到這一階段由於受侵蝕基底的影響，不再激烈的向深沖刷，而兩岸向?qū)挵l(fā)展卻成為主要形式，溝底縱坡雖然較大，但溝底下切作用已經(jīng)甚微，以溝岸局部擴(kuò)張為主，其外形具有最嚴(yán)重的侵蝕形態(tài)。(4)停止階段

在這一階段，溝頂接近分水嶺，溝底縱坡接近於或相當(dāng)接近於臨界侵蝕曲線，溝岸大致接近於自然傾角，因此溝頂已停止朔源侵蝕，溝底不再下切，溝岸停止擴(kuò)張。3.4.3影響溝穀發(fā)育自然因素

溝穀的發(fā)育主要受地形及水流形態(tài)的影響，而匯水面積的大小影響到徑流量，坡度、坡長影響到徑流流速及溝穀的發(fā)育空間。匯水面積

匯水面積是保證淺溝形成發(fā)育的首要條件，有了足夠大的匯水面積，才能夠形成足以進(jìn)行淺溝侵蝕的水流。一般地說，集水面積在降雨量大的地區(qū)比降雨量小的地區(qū)小；坡度平緩地區(qū)的淺溝匯水面積大於坡度較陡地區(qū)；黃土高原砂黃土分佈區(qū)較細(xì)黃土區(qū)大。

坡度與坡長

地貌條件也是影響淺溝發(fā)育的重要因素，尤以坡度、坡長最大。在有的凹斜形坡上，切溝在坡度較大地段出現(xiàn)，沿坡向下，坡度變緩，切溝隨之消失。如果緩坡下方坡度再次變陡，又可以出現(xiàn)切溝。一般情況下，切溝長度隨坡度和坡長增加而增加。3.5山洪侵蝕

3.5.1山區(qū)洪水類型依按照成因不同，可將山洪分為以下幾種。①由短歷時(shí)大暴雨形成的局地性山洪；②由中等歷時(shí)的一次暴雨過程所形成的區(qū)域性山洪；③由長時(shí)間大範(fàn)圍的連續(xù)淫雨，並有多個(gè)地區(qū)多次暴雨組合產(chǎn)生的大範(fàn)圍淫雨性山洪。3.5.2山洪時(shí)空分佈

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，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)分佈

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。

年際變化

山洪在年際分佈上表現(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。

3.5.3影響山洪因素

山洪發(fā)生的影響因素很多，其中較為密切的有暴雨、地形、植被和人類活動(dòng)等。暴雨

在我國，暴雨是引起山洪的主要原因。一次高強(qiáng)度的暴雨，降水強(qiáng)度遠(yuǎn)大於土壤入滲速率，降水來不及入滲即產(chǎn)生地表徑流。地表徑流從坡面到溝道不斷彙聚，產(chǎn)生山洪。

地形

流域形狀對(duì)山洪也有著很大的影響。狹長形流域，其溝系單一，主溝較長，支溝少，等流時(shí)線短，產(chǎn)生徑流歷時(shí)長，洪峰流量小。圓形、扇形、輻射形流域，主溝較短，支溝多，等流時(shí)線長，匯流快，洪峰流量大。

植被

植被，尤其是森林植被，具有涵養(yǎng)水源，保持水土的作用，它對(duì)水迴圈中的降雨、下滲和徑流三個(gè)環(huán)節(jié)都有調(diào)節(jié)和控制作用。因此，它可以消減洪峰流量，增加枯水流量，使河(溝)徑流在年內(nèi)分配趨於均勻。

人類活動(dòng)

森林被砍伐後，暴雨之後不能蓄水於山上，使洪峰來勢迅猛，峰高量大，增加了水災(zāi)頻率。城市化加大了洪水成災(zāi)因素。

庫壩興建之初，由於種種原因可造成洪水漫頂潰壩。潰壩洪水所造成的損失要比暴雨洪水大的多。3.5.4山洪侵蝕特徵

發(fā)生山洪的河溝，以主溝道為準(zhǔn)，可分為上游、中游、下游。上游徑流量小，產(chǎn)生的徑流以衝力為主。中游匯水面積大，形成偏態(tài)流動(dòng)，產(chǎn)生側(cè)蝕，沖淘河岸。

下游段，坡降緩，但流量更集中，沖淘兩岸，使河流表現(xiàn)為蛇形前進(jìn)。

3.5.5山洪沉積物特徵

砂物質(zhì)的沉積包括流路中的沉積和山口的沉積。當(dāng)山洪行進(jìn)到山口地帶時(shí)，地勢突然變得開闊，所帶土砂石塊沉積下來。在山前出現(xiàn)了傾斜的半圓扇形堆積體，即洪積扇。山前的洪積物質(zhì)分選作用較明顯，距溝口越近，組成物質(zhì)越粗，距溝口越遠(yuǎn)，組成物質(zhì)越細(xì)小。3.6海岸、湖岸及庫岸浪蝕

3.6.1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?、潮間帶和水下岸坡三部分。3.6.2海浪、湖浪及庫浪形成

海洋中的波浪主要是風(fēng)作用於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於波浪的能量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)。

3.6.3波浪在淺水區(qū)的變形

波浪到達(dá)淺水區(qū)後，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、後坡緩的不對(duì)稱形態(tài)，最終導(dǎo)致波峰傾倒，波浪破碎，形成激浪流。3.6.4

海浪、湖流及庫流

當(dāng)波浪以巨大的能量衝擊海岸時(shí)，水體本身的壓力和被其壓縮的空氣，對(duì)海岸產(chǎn)生強(qiáng)烈的破壞，即沖蝕作用。當(dāng)波浪水體夾帶巖塊或礫石時(shí)，其侵蝕力更大，這即是磨蝕作用。若海岸為含有易溶礦物的巖石，如石灰?guī)r等，還要發(fā)生溶蝕作用。3.6.5影響海岸侵蝕作用因素

由於各地海岸所受動(dòng)力強(qiáng)弱的不同以及巖性、構(gòu)造等方面的差異，海岸侵蝕發(fā)育的速度很不相同。原始海岸類型原始海岸類型對(duì)侵蝕作用的影響由山地、丘陵受海侵而成的海岸岬角突出，島嶼孤立，海岸帶水下岸坡陡峻，海水較深，稱為曲折陡峻海岸。

構(gòu)造運(yùn)動(dòng)

構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)海岸侵蝕作用的影響構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈的地區(qū)，侵蝕速度快於構(gòu)造穩(wěn)定區(qū)。如持續(xù)上升或持續(xù)下降的海岸區(qū)，水動(dòng)力作用於海岸的位置難於穩(wěn)定，各種海蝕地貌發(fā)育不典型。氣候條件

氣候條件對(duì)海岸侵蝕作用的影響在不同的氣候區(qū)，風(fēng)力的大小，風(fēng)的持續(xù)時(shí)間，風(fēng)向及其與岸線的交角不同，也會(huì)影響海岸侵蝕作用的強(qiáng)弱。

在下滲過程中，層流水分運(yùn)動(dòng)一般遵循達(dá)西（DarcysLaw）定律，其方程為：

式中：Q—通過斷面A（m2）的流量（m3/s）；

ΔH—長度為Δl(m)的土柱兩端水頭差（m）；

K—比例常數(shù)，為水力傳導(dǎo)度（m/s）。第4章風(fēng)力侵蝕的教學(xué)目的和方法教學(xué)目的：分析風(fēng)力侵蝕發(fā)生機(jī)制及其發(fā)展規(guī)律，闡述風(fēng)力侵蝕形式及影響風(fēng)力侵蝕的自然因素。教學(xué)方法：以學(xué)生課外自學(xué)為主，教師輔導(dǎo)和參閱課外書為輔。計(jì)畫學(xué)時(shí)：約4學(xué)時(shí)。第4章風(fēng)力侵蝕

4.1風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)

4.2風(fēng)蝕與風(fēng)積作用

4.3沙漠化成因與類型

4.4沙塵暴4.1風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)

風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)是一種貼近地面的氣流對(duì)沙粒的搬運(yùn)現(xiàn)象。

4.1.1近地層風(fēng)的性質(zhì)

大氣對(duì)流層中貼近地面100m範(fàn)圍內(nèi)的氣層稱為近地層，一切風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)都與本層大氣的性質(zhì)及活動(dòng)狀況有關(guān)，因此也是風(fēng)力侵蝕學(xué)研究的重點(diǎn)。

層流和紊流

層流的空氣質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡平穩(wěn)，鄰近的空氣質(zhì)點(diǎn)平衡運(yùn)動(dòng)，互不干擾。紊流的空氣質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)不規(guī)則，並且互相干擾，各氣流層層間夾雜了大小不同的渦旋運(yùn)動(dòng)。層流大氣是否失去其穩(wěn)定性取決於流體的慣性力與粘滯力之間的比例關(guān)係。

湍流與地表粗糙度

湍流運(yùn)動(dòng)是一種疊加在一般流動(dòng)上的不規(guī)則的旋渦狀的混合運(yùn)動(dòng)。湍流發(fā)生時(shí)，通過旋渦運(yùn)動(dòng)進(jìn)行風(fēng)的動(dòng)能的傳遞和交換。風(fēng)吹過地表時(shí)，受地面磨擦阻力的影響，風(fēng)速減小，並把這種阻力向上層大氣傳遞。

風(fēng)速不與高度、而是與高度的對(duì)數(shù)值成正比，說明風(fēng)速廓線是隨高程呈對(duì)數(shù)分佈的。

4.1.2沙粒的運(yùn)動(dòng)

沙粒起動(dòng)的機(jī)制

半個(gè)多世紀(jì)以來，中外科學(xué)家對(duì)靜止沙粒受力起動(dòng)機(jī)制進(jìn)行了深入的研究，並形成了多種假說，如衝擊碰撞說，壓差升力說及湍流的擴(kuò)散作用說等，但都沒有圓滿地解決這一問題。

1980年吳正和淩裕泉在風(fēng)洞中用高速攝影方法對(duì)沙粒運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行了研究。沙粒碰撞所產(chǎn)生的衝擊力在沙粒起跳中起主導(dǎo)作用。

臨界風(fēng)速與起沙風(fēng)

假定地表風(fēng)力逐漸增大，達(dá)到某一臨界值後，地表沙粒脫離靜止?fàn)顟B(tài)開始運(yùn)動(dòng)，這時(shí)的風(fēng)速稱為臨界風(fēng)速或起動(dòng)風(fēng)速，一切大於起動(dòng)風(fēng)速的風(fēng)稱為起沙風(fēng)。起動(dòng)風(fēng)速與沙粒粒徑、地表性質(zhì)、沙粒含水率等多種因素有關(guān)。國內(nèi)外專家研究證實(shí)，在一般情況下起動(dòng)風(fēng)速和沙粒粒徑的平方根成正比。

沙粒運(yùn)動(dòng)形式

據(jù)觀測研究，風(fēng)沙流中沙粒依風(fēng)力大小、顆粒粒徑、品質(zhì)不同而以懸移、躍移、蠕移三種形式向前運(yùn)動(dòng)。當(dāng)沙粒起動(dòng)後以較長時(shí)間懸浮於空氣中而不降落，並以與風(fēng)速相同的速度向前運(yùn)動(dòng)時(shí)稱為懸移。懸移運(yùn)動(dòng)的沙粒稱為懸移質(zhì)。

沙粒在風(fēng)力作用下脫離地表進(jìn)入氣流後，降落到沙面時(shí)有相當(dāng)大的動(dòng)能，能使其降落點(diǎn)周圍的一部分沙粒受到撞擊而飛濺起來，造成沙粒的連續(xù)跳躍式運(yùn)動(dòng)。沙粒的這種運(yùn)動(dòng)方式稱為躍移，躍移運(yùn)動(dòng)的沙土顆粒稱為躍移質(zhì)。沙粒在地表滑動(dòng)或滾動(dòng)稱為蠕移，蠕移運(yùn)動(dòng)的沙粒稱為蠕移質(zhì)。

4.1.3風(fēng)沙流及其結(jié)構(gòu)特徵

風(fēng)沙流是氣流及其搬運(yùn)的固體顆粒（沙粒）的混合流。它的形成依賴於空氣與沙質(zhì)地表兩種不同密度物理介質(zhì)的相互作用，而它的特徵對(duì)於風(fēng)蝕風(fēng)積作用的研究及防沙措施的制定有重要意義。含沙量隨高度的分佈

風(fēng)沙流中沙粒隨高度的分佈稱為風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)。根據(jù)野外觀測，氣流搬運(yùn)的沙量絕大部分（90%以上）是在沙面以上30cm的高度內(nèi)通過的，尤其是集中在0～10cm的高度（約占80%），

風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特徵值

近地表氣流層沙粒分佈性質(zhì)，即風(fēng)沙流的結(jié)構(gòu)決定著沙粒吹蝕與堆積過程的發(fā)展。前蘇聯(lián)學(xué)者茲納敏斯基提出了採用Qmax/Q的比值（用S表示）作為風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)的指標(biāo)（Qmax為氣流中0～1cm層的沙量），稱之為風(fēng)沙流的結(jié)構(gòu)數(shù)，並以此作為判斷風(fēng)蝕過程的方向性。

為了說明風(fēng)沙流的結(jié)構(gòu)特徵與沙粒吹蝕、搬運(yùn)和堆積的關(guān)係，吳正等人引用了特徵值λ作為判斷的指標(biāo)，風(fēng)沙流結(jié)構(gòu)特徵值λ（無量綱）為：λ＝Q2-10/Q0-1式中:Q0-1―0～1cm高度氣流層內(nèi)搬運(yùn)的沙量（g/min或%）；

Q2-10―2～10cm高度氣流層內(nèi)搬運(yùn)的沙量（g/min或%）。

風(fēng)沙流的固體流量

氣流在單位時(shí)間通過單位寬度或面積所搬運(yùn)的沙量叫做風(fēng)沙流的固體流量，也稱為輸沙率。影響輸沙率的因素是很複雜的，它不僅取決於風(fēng)力的大小、沙粒粒徑、形狀和其比重，而且也受沙粒的濕潤程度、地表狀況及空氣穩(wěn)定度的影響。4.2風(fēng)蝕與風(fēng)積作用

4.2.1風(fēng)蝕與風(fēng)積作用的概念

風(fēng)和風(fēng)沙流對(duì)地表物質(zhì)的吹蝕和磨蝕作用，統(tǒng)稱為風(fēng)蝕作用。風(fēng)沙流運(yùn)行過程中，由於風(fēng)力減緩或地面障礙等原因，使風(fēng)沙流中沙粒發(fā)生沉降堆積時(shí)稱風(fēng)積作用。經(jīng)風(fēng)力搬運(yùn)、堆積的物質(zhì)稱為風(fēng)積物。4.2.2風(fēng)沙蝕積作用與沙丘的運(yùn)動(dòng)

沙丘移動(dòng)方向沙丘移動(dòng)的方向取決於有一定延續(xù)時(shí)間的起沙風(fēng)的風(fēng)向，移動(dòng)總方向與大於起沙風(fēng)的年合成風(fēng)向大體相一致，但不完全重合，二者之間有一交角。

沙丘移動(dòng)方式

沙丘移動(dòng)方式取決於風(fēng)向及其變化，它可分為三種方式。其一為前進(jìn)式，即在單一的風(fēng)向作用下終年保持向某一方向移動(dòng)；其二為往復(fù)前進(jìn)式，即在兩個(gè)風(fēng)向相反而風(fēng)力大小不等的情況下往復(fù)向前移動(dòng)；其三為往復(fù)式，即它是風(fēng)力大小相等而風(fēng)向相反的情況下產(chǎn)生的往復(fù)移動(dòng)。

沙丘移動(dòng)速度

沙丘移動(dòng)速度主要取決於風(fēng)速和沙丘本身的高度，沙丘移動(dòng)速度與其高度成反比，而與輸沙量成正比，所以沙丘移動(dòng)的速度也就同樣和風(fēng)速的三次方成正比。橫向沙丘由於走向與主風(fēng)向垂直，在同等風(fēng)力條件下有效作用面積最大，因此在各種類型的沙丘中移動(dòng)速度是最快的。

縱向沙丘除橫向移動(dòng)外，還有縱向移動(dòng)的特點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)的總方向與沙壟構(gòu)成一個(gè)斜交的角度，交角介於25～40°之間，移動(dòng)速度比橫向沙丘要慢的多。複合型沙壟的運(yùn)動(dòng)是通過覆蓋其上的新月形沙丘和沙丘鏈的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。金字塔沙丘是多向風(fēng)作用下的一種典型沙丘類型。沙丘來回?cái)[動(dòng)，但總的移動(dòng)量並不大。

複合型橫向沙丘的移動(dòng)則是通過複蓋在其上的次一級(jí)沙丘的移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。這種複合型沙丘移動(dòng)速度比簡單類型沙丘慢許多。沙丘移動(dòng)速度除了受風(fēng)速和沙丘本身高度的影響外，還與沙丘的水分含量、植被狀況及下伏地貌條件的差異性等多種因素有關(guān)。

4.3沙漠化成因與類型

4.3.1荒漠化的概念荒漠化（Desertification）

1993～1994年，防治荒漠化公約上確定的定義為：“荒漠化是指包括氣候變異和人類活動(dòng)在內(nèi)的種種因素造成的乾旱、半乾旱和亞濕潤乾旱地區(qū)的土地退化?！?/p>

中國科學(xué)家提出沙漠化的定義是：“在乾旱、半乾旱和部分半濕潤地區(qū)，由於自然因素或人為活動(dòng)的影響，破壞了自然生態(tài)系統(tǒng)的脆弱平衡，使原非沙漠的地區(qū)出現(xiàn)了以風(fēng)沙活動(dòng)為主要標(biāo)誌的類似沙漠景觀的環(huán)境變化過程，以及在沙漠地區(qū)發(fā)生了沙漠環(huán)境條件的強(qiáng)化與擴(kuò)張過程。簡言之，沙漠化也就是沙漠的形成和擴(kuò)張過程?！?/p>

沙漠化（Desertization）風(fēng)沙化

風(fēng)沙化是朱震達(dá)等人根據(jù)我國情況提出的名詞術(shù)語。其內(nèi)涵與沙漠化基本一致，外延是指半濕潤、濕潤地區(qū)的沙質(zhì)幹河床與河流泛淤三角洲、古河谷和古代河流決口扇及海濱沙地等因風(fēng)力作用，產(chǎn)生風(fēng)沙活動(dòng)並出現(xiàn)類似沙漠化地區(qū)的沙丘起伏地貌景觀。

4.3.2沙漠化成因

沙漠化的形成與發(fā)展既有自然因素的作用，又有人類活動(dòng)的干擾與影響。在自然因素中，沙源與氣候變化是最主要的因素。氣候變化與沙漠化

在沙漠化的自然因素中，氣候乾旱是決定性的。撒哈拉地區(qū)的研究資料表明，沙漠化過程主要是在持續(xù)乾旱期間發(fā)生和加強(qiáng)的。眾多學(xué)者認(rèn)為只有對(duì)土地及其資源給予合理的正確使用，才能避免由於乾旱而引起沙漠化的巨大災(zāi)難。

人類活動(dòng)與沙漠化

乾旱地區(qū)、特別是半乾旱地區(qū)（包括部分半濕潤地區(qū)），自然生態(tài)系統(tǒng)具有脆弱性和敏感性。人為過度的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，除了直接破壞生態(tài)環(huán)境，對(duì)沙漠化的自然因素起誘發(fā)和促進(jìn)作用以外，還能夠?qū)е戮植亢偷乇硇夂虻膼夯?/p>

4.4.1沙塵暴的概念

沙塵暴是大風(fēng)揚(yáng)起地面沙塵，使空氣變得混濁，水準(zhǔn)能見度低於1000m的惡劣天氣現(xiàn)象。在氣象學(xué)中規(guī)定，凡水準(zhǔn)方向有效能見度小於1000m的風(fēng)沙現(xiàn)象，稱為沙塵暴。

4.4沙塵暴

黑風(fēng)暴是大風(fēng)天氣中的一種特強(qiáng)沙塵暴天氣，其標(biāo)準(zhǔn)是大風(fēng)吹揚(yáng)起的沙塵使最小水準(zhǔn)能見度降到0級(jí)（≤50m），瞬間風(fēng)速大於25m/s的一種災(zāi)害性天氣現(xiàn)象。沙塵暴前鋒呈高牆狀稱其為沙塵壁，沙塵壁移動(dòng)迅速，呈現(xiàn)上黃、中紅、下黑三種顏色的旋轉(zhuǎn)式沙塵團(tuán)。

4.4.2沙塵暴形成因素

沙塵暴形成的基本條件一是大風(fēng)，二是地面上有裸露沙塵物質(zhì)，三是不穩(wěn)定的空氣，三者同步出現(xiàn)時(shí)方能產(chǎn)生沙塵暴。三因素中強(qiáng)風(fēng)是起沙塵的動(dòng)力，豐富的沙塵源是形成沙塵暴的物質(zhì)基礎(chǔ)，而不穩(wěn)定的空氣乃是局地?zé)崃l件所致，使沙塵卷揚(yáng)得更高。

天氣因素

乾旱少雨，大風(fēng)頻繁，冷熱劇變，寒潮過境，不穩(wěn)定的空氣在對(duì)流層底部形成強(qiáng)對(duì)流天氣等，均為沙塵暴的形成提供了有利的天氣背景。

地形因素

沙塵暴的路徑除受高空氣壓場制約外，地形是不可忽視的因數(shù)。我國沙塵暴路經(jīng)一般分為4條，西路、西北路沙塵暴東移，主要是受秦嶺及陰山緯向構(gòu)造山系的導(dǎo)向作用。北路、東路沙塵暴所以能爆發(fā)式南下，主要是內(nèi)蒙古高平原地形坦蕩，使源於貝加爾湖的冷空氣能長驅(qū)直入，

物質(zhì)因素

一類是自然的第四紀(jì)沉積物，如沙漠風(fēng)成沙、戈壁沙礫、第三紀(jì)紅色砂礫巖、現(xiàn)代流水沖積物、湖積物、黃土、沙黃土，另一類是人類生產(chǎn)活動(dòng)的人工堆積物。

人為因素

人為過度墾荒、過度放牧、濫伐森林、不合理利用水資源、土地不合理經(jīng)營方式、工業(yè)廢棄物的堆放等，是加強(qiáng)和誘發(fā)沙塵暴的重要因素。

第5章重力侵蝕的教學(xué)目的和方法教學(xué)目的：分析重力侵蝕發(fā)生機(jī)制及其發(fā)展規(guī)律，闡述重力侵蝕形式及影響重力侵蝕的自然因素。掌握防治重力侵蝕的基本原理。教學(xué)方法：以教師課堂講授為主，學(xué)生自學(xué)、參閱課外書及野外實(shí)習(xí)為輔。計(jì)畫學(xué)時(shí)：約4學(xué)時(shí)。第5章重力侵蝕

5.1重力侵蝕作用分析

5.2崩塌5.3滑坡5.4錯(cuò)落5.5蠕動(dòng)5.6陷穴與瀉溜5.1重力侵蝕作用分析

5.1.1坡面重力侵蝕作用重力侵蝕是以單個(gè)落石、碎屑流或整塊土體、巖體沿坡向下運(yùn)動(dòng)的一系列現(xiàn)象。由於坡地重力所移動(dòng)的物質(zhì)多系塊體形式，故也稱為塊體運(yùn)動(dòng)。

當(dāng)重力克服了物體的慣性力和摩擦阻力時(shí)，物體就要向下移動(dòng)。在塊體運(yùn)動(dòng)中地表水、地下水以及地震等因素往往起促進(jìn)和觸發(fā)作用。5.1.2坡面重力侵蝕應(yīng)力

土粒巖屑或石塊運(yùn)動(dòng)坡面上塊體的重力G可分解為與坡面平行的下滑力T與垂直坡面的法向力N，其關(guān)係為：T＝GsinθN＝Gcosθ

式中：θ―坡角。從以上分析知坡面上塊體愈重，則下滑力T愈大。同時(shí)坡面上坡角愈陡，則其下滑力也愈大。

摩擦阻力τ增大到塊體與坡面間最大摩擦阻力τf時(shí)塊體處於極限平衡狀態(tài)。這時(shí)下滑力T

剛好等於摩擦阻力τf。與此相應(yīng)的坡角為臨界坡角。將臨界坡角稱為該塊體與該坡面間的內(nèi)摩擦角（φ

），以φ來表示。若τf為鬆散塊體的抗滑強(qiáng)度，則有τf＝N·tgφ＝Gcosθ·tgφ

這時(shí)，坡面上的土粒、石塊等的穩(wěn)定條件應(yīng)是：

T≤τfGsinθ≤Gcosθ·tgφTgθ≤tgφθ≤φ

塊體的整體位移

塊體運(yùn)動(dòng)有時(shí)還遇到另外一種阻力，即土層或巖層的粘結(jié)力C。此時(shí)其塊體運(yùn)動(dòng)的抗滑強(qiáng)度為：τf＝N·tgφ十C·A

式中：C―粘結(jié)力(kg／cm2)；A―運(yùn)動(dòng)塊體與坡面的結(jié)觸面積(cm2)。土體的粘結(jié)力與組成物質(zhì)的成分、結(jié)構(gòu)及土體含水量多少有密切關(guān)係。

總之，坡地上的塊仲運(yùn)動(dòng)主要受重力引起的下滑和巖土塊體的內(nèi)摩擦力及粘結(jié)力的相互關(guān)係而定。其穩(wěn)定係數(shù)K

為K＝抗滑阻力/下滑力=N·tgφ+C·A/T

當(dāng)K＝1時(shí)，巖體或土體處於極限平衡狀態(tài)；當(dāng)K＜1時(shí)，巖體或土體處於不穩(wěn)定狀態(tài)；

當(dāng)K＞1時(shí)，巖體或土體是穩(wěn)定的。工程上一般採用K＝2～3為安全穩(wěn)定係數(shù)。

5.2崩塌

5.2.1崩塌作用方式斜坡上的巖屑或塊體在重力作用下，快速向下坡移動(dòng)稱為崩塌。崩塌過程按塊體的地貌部位和崩塌形式又可分為山崩、塌岸和散落。

山崩是山嶽地區(qū)常發(fā)生的一種大規(guī)模崩塌現(xiàn)象，崩塌體能達(dá)數(shù)十萬立方米。河岸、湖岸(庫岸)或海岸的陡坡，由於河水、湖水或海水的掏蝕而發(fā)生崩塌，稱為塌岸。

散落是巖屑沿斜坡向下作滾動(dòng)和跳躍式地連續(xù)運(yùn)動(dòng)。5.2.2崩塌分類

根據(jù)組成坡地的物質(zhì)結(jié)構(gòu)

崩積物崩塌，山坡上已經(jīng)過崩塌的巖屑和沙土等物質(zhì)，處於很鬆散狀態(tài)。

表層風(fēng)化物崩塌，在地下水沿風(fēng)化層下部的基巖面流動(dòng)時(shí)，引起風(fēng)化層沿基巖面崩塌。

沉積物崩塌,由厚層的冰積物、沖積物或火山碎屑物組成的陡坡，由於結(jié)構(gòu)鬆散，形成的崩塌。

基巖崩塌，在基巖山坡上沿節(jié)理面、層面或斷層面等發(fā)生的崩塌。根據(jù)崩塌體移動(dòng)形式和速度

散落型崩塌，在節(jié)理或斷層發(fā)育的陡坡，或是軟硬巖層相同的陡坡，或是由鬆散沉積物組成的陡坡，常常形成散落型崩塌。

滑動(dòng)型崩塌，這類崩塌沿一滑動(dòng)面發(fā)生，有時(shí)崩塌土體保持了整體形態(tài)，這種類型的崩塌和滑坡很相似。

流動(dòng)型崩塌，降雨時(shí)斜坡上的鬆散巖屑、砂和粘土，受水浸透後產(chǎn)生流動(dòng)崩塌。5.2.3崩塌形成條件

地形條件

地形條件包括坡度和坡地相對(duì)高度。坡度對(duì)崩塌的影響最為明顯,一般大於33°的山坡不論巖屑大小都將有可能發(fā)生移動(dòng)。坡地的相對(duì)高度和崩塌的規(guī)模有關(guān)，一般當(dāng)坡地相對(duì)高度超過50m時(shí)，就可能出現(xiàn)大型崩塌。

地質(zhì)條件

巖石中的節(jié)理、斷層、地層產(chǎn)狀和巖性等都對(duì)崩塌有直接影響。在節(jié)理和斷層發(fā)育的山坡巖石破碎，很易發(fā)生崩塌。當(dāng)?shù)貙觾A向和山坡坡向一致，而地層傾角小於山坡坡度角時(shí)，常沿地層層面發(fā)生崩塌。

氣候條件

氣候可使巖石風(fēng)化破碎，加快坡地崩塌形成的時(shí)間，在日溫差、年溫差較大的乾旱、半乾旱地區(qū)，物理風(fēng)化作用較強(qiáng)，在較短時(shí)間內(nèi)巖石就會(huì)風(fēng)化破碎。

地震及其它

地震是崩塌的觸發(fā)因素。地震時(shí)能形成數(shù)量多而規(guī)模很大的崩塌體。在山區(qū)進(jìn)行各種工程建設(shè)時(shí)，如不顧及自然地形條件，任意開挖、常使山坡平衡遭到破壞而發(fā)生崩塌。另外任意砍伐森林和在陡坡上開墾荒地也常引起崩塌。5.3滑坡

5.3.1滑坡的地貌特徵滑坡體斜坡上向下滑動(dòng)的那部分土體或巖體稱之為滑坡體。由於整體下滑，土體大體還保持著原有結(jié)構(gòu)，它以滑動(dòng)面與下伏未滑地層分割開來，滑坡體與其周圍不動(dòng)土體在平面上的分界線稱之為滑坡周界，它圈定了滑坡作用範(fàn)圍。

滑動(dòng)面或滑動(dòng)帶

滑坡體沿之下滑的面稱為滑動(dòng)面。在均質(zhì)土體中其剖面為一個(gè)近似半圓弧形，通常上陡下緩，中部接近水準(zhǔn)，前緣出口處常常形成逆向的反坡。

滑動(dòng)面附近的土體有明顯的擾動(dòng)或拖曳褶皺等現(xiàn)象構(gòu)成滑動(dòng)帶?；瑒?dòng)帶的厚薄不一，從數(shù)釐米到數(shù)米不等。

滑坡後壁與滑坡臺(tái)階

滑坡體與坡上方末動(dòng)土石體之間，由一半圓形的圍椅狀陡崖分開，這個(gè)陡崖稱為滑坡壁。一般坡度為60°～80°，高度從數(shù)釐米至數(shù)米不等?；麦w下滑時(shí)，因滑體各段移動(dòng)速度的差異產(chǎn)生分支滑動(dòng)面，使滑坡體分裂成為幾個(gè)錯(cuò)臺(tái)，稱之為滑坡臺(tái)階。

滑坡舌與滑坡鼓丘

滑坡體前緣常呈舌狀突出稱為滑坡舌。由於滑坡舌是被推動(dòng)的，故稱被動(dòng)主體?；w上部則稱為主動(dòng)主體。滑體在滑動(dòng)過程個(gè)滑坡舌前面常因受阻、擠壓而鼓起，稱滑坡鼓丘。

滑坡湖與滑坡窪地

滑坡滑動(dòng)後，在滑坡壁下部和滑坡臺(tái)階的後緣，即滑坡臺(tái)階的反坡處，常常形成滑坡窪地。有時(shí)因地面積水或地下水出露而形成滑坡湖或濕地。

環(huán)狀拉張裂縫，由滑坡體向下滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的拉力造成的，屬拉張裂縫。剪切裂縫，因滑動(dòng)土體與相鄰不動(dòng)土體之間相對(duì)位移產(chǎn)生剪切力造成。鼓張裂縫，分佈在滑體的下部，因滑體下滑受阻，使土體隆起形成的張開裂縫。扇形張裂縫，在滑坡體最前緣，因滑坡舌向兩側(cè)擴(kuò)散而形成的扇形或放射狀張裂縫。

滑坡裂縫

5.3.2滑坡的力學(xué)機(jī)制及滑坡形成條件

滑坡滑動(dòng)的力學(xué)機(jī)制土坡的穩(wěn)定係數(shù)K為

總抗滑力矩

K＝—————————

滑動(dòng)力矩對(duì)於均質(zhì)土坡來說，滑動(dòng)面上各點(diǎn)的抗滑阻力為:τf=N·tgφ十C。式中：C和φ為常數(shù)。N為重力垂直於坡面的分力，φ為內(nèi)摩擦角。

滑坡形成條件

斜坡的地貌特徵決定了斜坡內(nèi)部應(yīng)力分佈狀態(tài)及地表流水特徵，特別是斜坡的高度、陡度和外形是決定滑動(dòng)力大小的主要因素。斜坡的物質(zhì)組成與地質(zhì)結(jié)構(gòu)也直接影響著滑坡的發(fā)生與否，它們的抗剪強(qiáng)度、抗風(fēng)化、抗軟化、抗沖刷的能力不同，發(fā)生滑坡的頻率也不一樣。地下水的作用是促使滑坡發(fā)生的極重要的因素，地下水浸濕斜坡上的物質(zhì)，顯著地降低其抗剪強(qiáng)度。

5.3.3滑坡類型及其發(fā)展階段

滑坡類型根據(jù)滑坡的物質(zhì)，可劃分為黃土滑坡、粘土滑坡、碎屑滑坡和基巖滑坡。根據(jù)滑坡和巖層產(chǎn)狀、巖性和構(gòu)造等，可劃分為順層面滑坡、構(gòu)造面滑坡和不整合面滑坡等。根據(jù)滑坡體的厚度，可劃分為淺層滑坡(數(shù)米)、中層滑坡(數(shù)米到二十米)和深層滑坡(數(shù)十米以上)。根據(jù)滑坡的觸發(fā)原因，可劃分為人工切坡滑坡、沖刷滑坡、超載滑坡、飽和水滑坡、潛蝕滑坡和地震滑坡等。

滑坡發(fā)展階段

第一階段為蠕動(dòng)變形階段，在斜坡內(nèi)部某一部分因抗剪強(qiáng)度小於剪切力而首先變形，產(chǎn)生微小的滑動(dòng)。第二階段為蠕動(dòng)變形階段，這一階段長的可達(dá)數(shù)年，短的僅數(shù)月或幾天。第三階段為劇烈滑動(dòng)階段，在這一階段中滑動(dòng)面業(yè)已形成，巖體完全破裂，處於極限平衡狀態(tài)。

第四階段為漸趨穩(wěn)定階段，經(jīng)劇烈滑動(dòng)之後，滑坡體變形重心降低，趨向停止。斜坡形態(tài)的改變

山區(qū)斜坡常常因河流凹岸側(cè)蝕和人工開挖坡腳，造成高陡的邊坡而發(fā)生滑坡，或是在坡頂堆積棄土，或建造工程建築物。這些不但改變了斜坡的外形，也加大了承載力，使基部的土體加大下滑力，可能發(fā)生滑坡。

5.3.4影響滑坡因素的分析

大氣降水和地下水變化

大雨、暴雨以及相隨的大量地下水活動(dòng)，使土體容量驟增，加大滑動(dòng)力，減小抗滑力導(dǎo)致滑坡發(fā)生。

山區(qū)河流水位具有很大變幅，高水位時(shí)滑帶浸水範(fàn)圍擴(kuò)大，增加土體容重，降低抗滑強(qiáng)度。震動(dòng)影響

砂層或粗粉砂層如遇到震動(dòng)，顆粒將重新排列，這種過程如發(fā)生在地下水面以上，可引起地面沉陷，如發(fā)生在地下水面以下，則引起浸水的砂或粉砂的液化發(fā)生流動(dòng)，所以濕潤的砂質(zhì)斜坡受到震動(dòng)後就很不穩(wěn)定。

5.4錯(cuò)落

5.4.1錯(cuò)落的特徵

錯(cuò)落是指陡崖、陡坎、陡坡沿一些近似垂直的破裂面發(fā)生整體下坐位移。它的特徵是垂直位移量大於水準(zhǔn)位移量。錯(cuò)落體比較完整，大體上保持了原來的結(jié)構(gòu)和產(chǎn)狀。

5.4.2發(fā)生條件和原因

形成條件

地貌條件是影響錯(cuò)落發(fā)生的因素之一，錯(cuò)落主要出現(xiàn)在山區(qū)峽谷河道兩側(cè)受到強(qiáng)烈側(cè)蝕的部位。地質(zhì)條件是影響錯(cuò)落發(fā)生的因素之二，錯(cuò)落主要發(fā)生在粘結(jié)力較大的地層或堅(jiān)硬巖層組成的陡崖或陡坡上常有大斷層、大節(jié)理的地方。大量統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明坡角θ、內(nèi)摩擦角φ和錯(cuò)落破裂面的角度A的經(jīng)驗(yàn)關(guān)係式為

A＝（θ+φ）/2影響因素

山坡下部減少了支撐力量，如原為接近極限平衡的山坡，當(dāng)河流下切側(cè)蝕或波浪強(qiáng)烈擊撞，或人工開挖路塹，造成隱伏的傾斜軟弱面下端處於臨空狀態(tài)，都是引起錯(cuò)落的因素。

5.5蠕動(dòng)

5.5.l蠕動(dòng)特徵蠕動(dòng)主要是指土層、巖層和它們的風(fēng)化碎屑物質(zhì)在重力作用控制下，順坡向下發(fā)生的十分緩慢的移動(dòng)現(xiàn)象。移動(dòng)的速度每年小的只有若於毫米，大的可達(dá)幾十釐米。

根據(jù)蠕動(dòng)的規(guī)模和性質(zhì)，可以將蠕動(dòng)劃分為兩大類型，即疏鬆碎屑物的蠕動(dòng)與巖層蠕動(dòng)。

5.5.2鬆散層蠕動(dòng)(土屑或巖屑蠕動(dòng))

斜坡上鬆散巖屑或表層土粒，由於冷熱、幹濕變化而引起體積脹縮，並在重力作用下常常發(fā)生緩慢的順坡向下移動(dòng)。引起鬆散土?；驇r屑蠕動(dòng)的因素是多方面的。溫差和幹濕變化

在溫濕地區(qū)主要是因溫差變化(包括凍融過程)或幹濕變化引起土?；驇r屑發(fā)生脹縮。膨脹時(shí)碎屑顆粒垂直於斜坡方向上抬，收縮下落時(shí)卻是沿重力方向直落而下。在寒冷地區(qū)，凍融作用是引起土屑或巖屑蠕動(dòng)的主要因素。

粘土含量

碎屑中粘土含量越多，蠕動(dòng)現(xiàn)象越明顯。幹濕變化對(duì)巖塊碎屑體積脹縮的影響是微小的，而對(duì)粘上的影響特別大，對(duì)塑性指數(shù)較高的膨潤粘土影響則更大。

坡度

蠕動(dòng)雖然可以出現(xiàn)在各種坡度的坡面上，但以在25°～30°左右的坡地上最明顯。除此之外，蠕動(dòng)還受到植物的搖動(dòng)、動(dòng)物踐踏以及人類活動(dòng)等因素的影響。5.5.3基巖巖層蠕動(dòng)

暴露於地表的巖層在重力作用下也發(fā)生十分緩慢的蠕動(dòng)。蠕動(dòng)的結(jié)果使巖層上部及其風(fēng)化碎屑層順坡向下呈弧形彎曲。巖層雖然發(fā)生彎曲，但並不擾亂層序，甚至在蠕動(dòng)了的碎屑層中，層次都依然可見。5.6陷穴與瀉溜

由於土層表面受濕幹、熱冷、凍融等的變化而引起的漲縮作用，造成表土的剝裂，在重力作用下順坡瀉溜。雨水或片流沿黃土的垂直節(jié)理下滲，通過潛蝕作用，使裂隙逐漸擴(kuò)大，形成陷穴等重力侵蝕形式。

5.6.1陷穴形成機(jī)制、分佈與類型

陷穴形成機(jī)制及分佈

地表水沿黃土中的裂隙或孔隙下滲，對(duì)黃土產(chǎn)生溶蝕和侵蝕，並把可溶性鹽類帶走，致使下邊掏空，當(dāng)上邊的土體失去頂托時(shí)，引起黃土的陷落，形成陷穴。陷穴多分佈在地表水容易彙集的溝間地邊緣地帶和穀坡的上部，特別是沖溝的溝頭附近最為發(fā)育。陷穴類型

漏斗狀陷穴，呈漏斗狀深度不超過10m，主要分佈在穀坡上部和墚峁的邊緣地帶。豎井狀陷穴，呈井狀口徑小而深度大。深度可達(dá)20m以上，主要分佈在塬邊地帶。串珠狀陷穴，幾個(gè)陷穴連續(xù)分佈成串珠狀，陷穴的底部常有孔道相通，常見於切溝溝床上或坡面長、坡度大的梁峁斜坡上。

5.6.2瀉溜及其形成過程

在石質(zhì)山區(qū)、紅土或黃土地區(qū)，土體表面受幹濕、冷熱和凍融等變化影響而引起物體的脹縮，造成碎土和巖屑的疏鬆破碎，在重力作用下順坡而下地滾落或滑落下來，形成陡峭的錐體，這種現(xiàn)象稱為瀉溜。

瀉溜形成過程

黃土地區(qū)，當(dāng)農(nóng)耕地坡度超過35°時(shí)，會(huì)發(fā)生耕土瀉溜，並留下明顯的溜土痕跡。第四紀(jì)紅色粘土的陡坡巖體，由於冬、春凍融變化中的脹縮以及物理風(fēng)化作用，常引起瀉溜的發(fā)生。

剖析紅土