水力侵蚀

水力侵蚀

一、基本概念

水力侵蚀是指地表土壤或地面组成物质在降水、径流作用下被剥离、冲刷、搬运和沉积的过程。因发生部位不同可分为面蚀和沟蚀。

土壤侵蚀是指土壤及其母质在水力、风力、冻融或重力等外营力作用下，被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程

二、侵蚀现状

全国各省土壤侵蚀轻度以上面积

　　土壤侵蚀的空间分布受侵蚀营力与环境系统的制约,表现出明显的地域分异规律。全国土壤侵蚀类型主要包括水力侵蚀、风力侵蚀和冻融侵蚀。青藏高原和新疆、甘肃、四川等地分布有现代冰川的高原、高山,是冻融侵蚀为主的类型区;新疆、甘肃的河西走廊、青海的柴达木盆地,宁夏、陕北、内蒙等地的风沙地区,是风力侵蚀为主的类型区;其余的所有山地丘陵地区,则是以水力侵蚀为主的类型区。其中,水蚀面积164.88万km2，占全国总面积的17.35%,20.07%和13.36%。涉及全国各个省、市、自治区。轻度以上水力侵蚀主要分布在我国地形的二、三级阶梯,以处于二级阶梯的中部各省最为集中,特别是大兴安岭—太行山—吕梁山—秦岭—四川盆地和云贵高原一线及其西部地区,水力侵蚀强度较大。水力侵蚀类型中,土壤侵蚀强度等级越高,占有的面积越小,主要集中在轻度和中度两个等级。

我国主要水力侵蚀区概况

1、 西北黄土高原区

绝大部分属黄河中游,是我国土壤侵蚀最严重的地区。总的来看,沟壑纵横,地形破碎,沟深坡陡是黄土地貌的主要特征。由于这一地区的黄土质地匀细,组织疏松,颗粒粒径小,抗雨滴击溅和径流冲刷的力量很弱,加之黄土高原属大陆型季风气候,冬寒夏热,气温变化剧烈。年平均降雨量一般在300mm~600 mm,且7月、8月、9月等3个月的降雨量约占全年的70%,而又多以暴雨形式出现,加之历史上长期滥伐滥垦,造成了本区十分强烈的土壤侵蚀。

2 、东北低山丘陵区和漫岗丘陵区

本类型区南界为吉林省南部,西、北、东3面为大、小兴安岭和长白山所围绕。这一类型区又可为低山丘陵区和漫岗丘陵区。在低山丘陵区就目前侵蚀危险情况来看,尚属轻度和中度的面蚀与沟蚀,但局部地方侵蚀较严重。总之,这一地区降雨量大,一旦植被破坏,就会带来严重的后果。漫岗丘陵区具有较缓的波状起伏地形,造成这一地区土壤侵蚀的原因主要有3个:1、人为开垦面积过大,垦殖指数达70%以上;2、漫岗丘陵区的坡度一般在7°以下,但坡面长,多为1 000 m~2 000 m,从而增强了径流的冲刷能力;3、降雨多集中在夏季,多为暴雨,最大日降雨量为120 mm~160 mm。

3 、北方山地丘陵区

本区指东北漫丘陵以南,黄土高原以东,淮河以北,包括东北南部,河北、山西、内蒙古、河南、山东等省、自治区内有土壤侵蚀现象的山地、丘陵。这一地区侵蚀的主要原因较为复杂,通常是由土层薄、坡度大、植被覆盖率小、雨量大、雨水集中等一个或几个因素共同作用的结果。

4、 南方山地丘陵区

恢复较容易,一般地面植被覆盖好。雨量丰沛,年降雨量达1 000 mm~2 000 mm,且多为暴雨,加之高温炎热,风化作用强烈,地面花岗岩、紫色砂页岩及红土又极易破碎,因此植被遭到破坏土壤侵蚀区主要集中在长江和珠江中游,以及东南沿海的各河流的中、上游山地丘陵。本区温暖多雨,植被破坏的浅山、丘陵岗地,土壤侵蚀就相当严重。

5、 四川盆地及周围山地丘陵区

四川盆地大致在北以广元,南以叙永,西以雅安,东以奉节为4个顶点连成的一个菱形地区内,盆地西部为成都平原,其余部分为丘陵。四川盆地气候温和,雨量丰富,大部分地区年降雨量为1 000 mm左右,但季节分配不均,夏季降雨集中,且

多为暴雨。盆地中多紫色砂页岩,加之大量的深丘和浅山不合理的开垦,在植被受到明显破坏、地面缺乏植被覆盖的山地和丘陵,土壤侵蚀十分严重。

6、 云贵高原区[1]

本区包括云南、贵州及湖南西部、广西西部的高原、山地和丘陵。高原上温暖多雨,年降雨量一般为1 000 mm上下,最多达2 000 mm,雨量年内分配也不均。在云南,5月~10月的降雨量占全年降雨的80%。在贵州季降雨量占全年降雨量的一半。高原上的盆地、宽谷和缓坡上分布青紫红色砂页岩,坡耕地及荒山上存在着比较严重的面蚀和沟蚀。在云南西双版纳等热带季雨林——砖红壤地区,因为雨量集中,径流量大,在开垦时如不注意保护土壤,会导致严重的土壤侵蚀。

三、水力侵蚀的发生特点

水力侵蚀是世界范围内分布最广泛的一种侵蚀形式，在山区、丘陵区和一切有坡度的地面，降雨时都会产生水力侵蚀。

它的主要特点是以地面的水为动力冲走土壤。主要分为面蚀和沟蚀两大类，在我我国黄土高原地区常伴有蚀沟蚀，常发生洞穴侵蚀。　

面蚀又可分为溅蚀（雨滴打击地面溅起土粒，在地表形成一个薄泥浆层，汇合成小股地表径流）、片蚀和细沟侵蚀。细沟为薄层径流汇集成细小股流对地面的侵蚀，属于线状或沟状侵蚀过程，与地面薄层水流均匀的面状侵蚀过程不同。细沟侵蚀均发生于坡耕地，侵蚀深度不超过耕层，经犁耕后地面不留痕迹，也称为面蚀。

沟蚀：黄土高原丘陵、山地起伏，且沟谷发育活跃，形成地球上罕见的沟谷纵横、地形起伏的特殊的梁峁状丘陵沟壑区，有不同的沟蚀类型。切沟侵蚀是发生在坡耕地上的一种特殊沟蚀类型，主要是人为不断耕作所致，在大于25度的坡耕地上最为普遍，一般由细沟演变而来。当浅沟下切深度超过耕层，无法耕作而不得不弃耕时，浅沟即发展为切沟。坡耕地一旦发生浅沟，侵蚀量可增长1-3倍。切沟进一步发展，径流更加集中，下切深度愈来愈大，沟谷两侧侵蚀加强，伴随崩塌、滑坡和泥石流等重力侵蚀过程，沟壁不断扩张，沟槽不断加宽，形成深度可达数十米至百米的冲沟，此为冲沟侵蚀。黄土高原典型的沟道小流域即是

以河沟为主系，由不同级别沟谷组成的水路网系统。

潜蚀是黄土和黄土状土中特有的侵蚀方式，它通常是地表水沿黄土中的缝隙渗入

地下，进行地下侵蚀。它塑造了各种特异的地貌形态。

陷穴是最主要的一种潜蚀形态，多发生在塬边或台地边缘积水的地方。陷穴的形态多是呈漏斗状，也有条带状的，如果相邻几个陷穴的潜流水路互相联通，就形成了独特、令人赞叹不已的黄土喀斯特地貌和地貌艺术珍品。这里有笔直挺拔的黄土柱、雄伟状观的黄土墙，路面险要的黄土桥 ，还有深深的黄土洞，有雄伟的黄土门，还有象珊瑚状的黄土基岩和蘑菇状的基岩残堆悬沟沟壁。

四、影响因素 

影响土壤侵蚀的水力侵蚀因素分为自然因素和人为因素。 

自然因素是水土流失发生、发展的先决条件，或者叫潜在因素，人为因素则是加剧水土流失的主要原因。 

（一）自然因素 

1.气候：气候因素特别是季风气候与土壤侵蚀密切相关。季风气候的特点是降雨量大而集中，多暴雨，因此加剧了水力侵蚀。最主要而又直接的是降水，尤其是暴雨的引起水土流失最突出的气候因素。所谓暴雨是指短时间内强大的降水，一日降水量可超过50mm或1小时降水超过16mm的都叫做暴雨。一般说来，暴雨强度愈大，水土流失量愈多。  

2.地形：地形是影响水土流失的重要因素，而坡度的大小、坡长、坡形等都对水力侵蚀强度有影响，其中坡度的影响最大，因为坡度是决定径流冲刷能力的主要因素。坡耕地植使土壤暴露于流水冲刷是土壤流失的推动因子。一般情况下，坡度越陡，地表径流流速越大，水土流失也越严重。  

3.土壤：土壤是侵蚀作用的主要对象，因而土壤本身的透水性、抗蚀性和抗冲性等特性对土壤侵蚀也会产生很大的影响。土壤的透水性与质地、结构、孔隙有关，一般地，质地沙、结构疏松的土壤易产生侵蚀。土壤抗蚀性是指土壤抵抗径流对它们的分散和悬浮的能力。若土壤颗粒间的胶结力很强，结构体相互不易分散，则土壤抗蚀性也较强。土壤的抗冲性是指土壤对抗流水和风蚀等机械破坏作用的能力。据研究，土壤膨胀系数愈大，崩解愈快，抗冲性就愈弱，如有根系缠绕，将土壤团结，可使抗冲性增强。  

4.植被：植被破坏使土壤失去天然保护屏障，成为加速土壤侵蚀的先导因子。据中国科学院华南植物研究所的试验结果，光板的泥沙年流失量为26902kg/hm2，桉林地为6210kg/hm2，而阔叶混交林地仅3kg/hm2。因此，保护植被，增加地表植物的覆盖，对防治土壤侵蚀有着极其重要意义。 

（二）人为因素 

人为活动是造成土壤流失的主要原因，表现为植被破坏（如滥垦、滥伐、滥牧）和坡耕地垦植（如陡坡开荒、顺坡耕作、过度放牧），或由于开矿、修路未采取必要的预防措施等，都会加剧水土流失

五、防治措施 

防治水土流失，保护和合理利用水土资源是改变山区、丘陵区、风沙区面貌，治理江河、减少水、旱、风沙灾害，建立良好生态环境，走农林业生产可持续发展的一项根本措施，是国土整治的一项重要内容。水土保持是山区生态建设的生命线，必须采取行之有效的水土保持综合治理措施。国内外通过大量的生产实践和科学研究，总结出了以水利工程、生物工程和农业技术相结合的水土保持综合治理经验，经推广应用取得了良好的效果。 

（一）水利工程措施 

  1.坡面治理工程  

  按其作用可分为梯田、坡面蓄水工程和截流防冲工程。梯田是治坡工程的有效措施，可拦蓄90%以上的水土流失量。梯田的形式多种多样，田面水平的为水平梯田，田面外高里低的为反坡梯田，相邻两水平田面之间隔一斜坡地段的为隔坡梯田，田面有一定坡度的为坡式梯田。坡面蓄水工程主要是为了拦蓄坡面的地表径流，解决人畜和灌溉用水，一般有旱井、涝池等。截流防冲工程主要指山坡截水沟，在坡地上从上到下每隔一定距离，横坡修筑的可以拦蓄、输排地表径流的沟道，它的功能是可以改变坡长，拦蓄暴雨，并将其排至蓄水工程中，起到截、缓、蓄、排等调节径流的作用。    

2.沟道治理工程  

  主要有沟头防护工程、谷坊、沟道蓄水工程和淤地坝等。沟头防护工程是为防止径流冲刷而引起的沟头前进、沟底下切和沟岸扩张，保护坡面不受侵蚀的水保工程。首先在沟头加强坡面的治理，做到水不下沟。其次是巩固沟头和沟坡，在沟坡两岸修鱼鳞坑、水平沟、水平阶等工程，造林种草，防止冲刷，减少下泻到沟底的地表径流。在沟底从毛沟到支沟至干沟，根据不同条件，分别采取修谷坊、淤地坝、小型水库和塘坝等各类工程，起到拦截洪水泥沙，防止山洪危害的作用。  

  3.小型水利工程  

  主要为了拦蓄暴雨时的地表径流和泥沙，可修建与水土保持紧密结合的小型水利工程，如蓄水池、转山渠、引洪漫地等。 

（二）生物工程措施[2]。

  生物工程措施是指为了防治土壤侵蚀、保持和合理利用水土资源而采取的造林种草，绿化荒山，农林牧综合经营，以增加地面覆被率，改良土壤，提高土地生产力，发展生产，繁荣经济的水土保持措施，也称水土保持林草措施。林草措施除了起涵养水源、保持水土的作用外，还能改良培肥土壤，提供燃料、饲料、肥料和木料，促进农、林、牧、副各业综合发展，改善和调节生态环境，具有显著的经济、社会和生态效益。生物防护措施可分两种：一种是以防护为目的的生物防护经营型，如黄土地区的塬地护田林、丘陵护坡林、沟头防蚀林、沟坡护坡林、沟底防冲林、河滩护岸林、山地水源林、固沙林等。另一种是以林木生产为目的的林业多种经营型，有草田轮作、林粮间作、果树林、油料林、用材林、放牧林、薪炭林等。 

（三）农业技术措施 

  水土保持农业技术措施，主要是水土保持耕作法，是水土保持的基本措施。它包括的范围很广，按其所起的作用可分为三大类：    

1.以改变地面微小地形，增加地面粗糙率为主的水土保持农业技术措施：拦截地表水，减少土壤冲刷，主要包括横坡耕作、沟垄种植、水平犁沟、筑埂作垄等高种植丰产沟等。  

  2.以增加地面覆盖为主的水土保持农业技术措施：其作用是保护地面，减缓径流，增强土壤抗蚀能力，主要有间作套种、草田轮作、草田带状间作、宽行密植、利用秸秆杂草等进行生物覆盖、免耕或少耕等措施。  

  3.以增加土壤入渗为主的农业技术措施：疏松土壤，改善土壤的理化性状，增加土壤抗蚀、渗透、蓄水能力，主要有增施有机肥、深耕改土、纳雨蓄墒、并配合耙耱、浅耕等，以减少降水损失，控制水土流失。  

  防治土壤侵蚀，必须根据土壤侵蚀的运动规律及其条件，采取必要的具体措施。但采取任何单一防治措施，都很难获得理想的效果，必须根据不同措施的用途和特点进行综合防治。

（四）防治原则：治山与治水相结合，治沟与治坡相结合，工程措施与生物措施相结合，田间工程与蓄水保土耕作措施相结合，治理与利用相结合，当前利益与长远利益相结合。实行以小流域为单元，坡沟兼治，治坡为主，工程措施、生物措施、农业措施相结合的集中综合治理方针，才可收到持久稳定的效果。

六、预测

构成土壤侵蚀预测预报基本生态单元的基础是侵蚀环境各组成要素,而土壤侵蚀预测预报的基本生态单元又是下垫面环境因素的综合体现。通过对各土壤侵蚀因子的系统分析,根据土壤侵蚀发生原理和土壤侵蚀预测预报的目的,重点选择了地面坡度、地面物质组成、土壤类型、土地利用类型等作为土壤侵蚀预测预报基本生态单元生成的基础因子,借助于地理信息系统技术支撑[3～5],实现基本生态单元的生成。

参考文献

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[3]　陈一兵,Trouwborst K O.土壤侵蚀建模中ANSWERS及地理信息系统的应用研究[J].水土保持学报,1997(2):1-13.

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本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/f868e1b228ea81c759f57856.html