水土保持学

绪论

一、土壤侵蚀：土壤及其母质或其他地面组成物质在外营力的作用下，被剥蚀、破坏、分离、搬运和沉积的过程。

二、水土流失：在水力、重力、风力等外营力的作用下，水土资源和土地生产力遭受的破坏和损失，包括土地表层侵蚀及水的损失。

三、水土保持：防治水土流失，保护、改良与合理利用水土资源，维护和提高土地生产力，以利于充分发挥水土资源的效益和建立良好的生态环境。

四、水土流失的危害

（1）破坏资源：表土层流失，土层变薄，地形破碎；（2）河道、水库淤浅，加剧洪涝灾害；（3）影响交通运输；（4）危及人民生命财产安全；

五、水土保持的意义（不考）

①保护土地资源，维护土地生产力。②充分利用降水资源，提高抗旱能力。

③改善区域生态环境，促进当地社会和经济发展。④减少江河湖库泥沙淤积，减轻下游洪涝灾害。⑤减少江河湖库非点源污染，保护与改善水质。

第一章水土保持基本原理

一、影响水土流失的因素主要有：

气候:降雨，风等；地质：地貌：岩石、构造、坡度等；土壤：透水性、蚀性和抗冲性等；植被：覆盖度、植被类型等；人为因素。其中自然地理要素在地球表面是成带性分布的。

二、风化作用：指暴露在地表的岩石，由于受到各种因素的作用，其形状、结构和成分发生改变的现象。

三、搬运作用：将风化的松散物质由原来的地方搬运到附近或很远的地方并堆积起来的过程。

四、沉积作用：风化产物经过一段时间的搬运后，由于介质的搬运能力减弱而沉积下来的过程。

第一章土壤侵蚀的基本类型

一、土壤侵蚀：土壤及其母质在水力、风力、冻融、重力等外营力作用下，

被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程。

二、水土流失与土壤侵蚀关系

水土流失中包括了在外营力作用下水资源和土地生产力的破坏与损失，而土壤侵蚀中则没有。

三、导致土壤侵蚀的营力

1）内营力作用是由地球内部能量所引起的。其主要表现是地壳运动、岩浆活动、地震等。

地壳运动运动形式有垂直运动、水平运动、褶皱运动和断裂运动四种形式。2）外营力作用的主要能源来自太阳能。包括风化作用、剥蚀作用、搬运作用和堆积作用等形式。

四、土壤侵蚀类型按导致土壤侵蚀的外营力种类划分

（1）水力侵蚀类型（2）风力侵蚀类型（3）重力侵蚀类型（4）冻融侵蚀类型（5）冰川侵蚀类型（6）混合侵蚀类型（7）化学侵蚀类型（8）生物侵蚀类型五、水力侵蚀(water erosion) ：指在降雨雨滴击溅、地表径流冲刷和下渗水分作用下，土壤、土壤母质及其他地面组成物质被破坏、剥蚀、搬运和沉积的全部过程。

六、水流搬运作用：水流挟带泥沙及溶解质，并推动坡面物质移动的作用。搬运方式有悬移和推移

七、我国水力侵蚀按侵蚀形式，可划分为溅蚀、面蚀、沟蚀和河沟山洪侵蚀等类型。

1）溅蚀指在雨滴击溅作用下土壤结构破坏和土壤颗粒产生位移的现象。

2）面蚀是指由分散的地表径流冲走坡面表层土粒的一种侵蚀现象，它是土壤侵蚀中最常见的一种形式。

3）沟蚀是指由汇集成股的地表径流冲刷破坏土壤及其母质，形成切入地表以下沟壑的土壤侵蚀形式。

4）山洪侵蚀指山区河流洪水对沟道堤岸的冲淘、对河床的冲刷和淤积过程。

八、沙粒运动形式：悬移、跃移、蠕移三种形式

九、风蚀作用：风和风沙流对地表物质的吹蚀和磨蚀作用，（包括吹蚀和磨蚀）。1吹蚀作用：风将地面的松散沉积物或基岩上的风化产物吹走，使地面遭到破坏。

2磨蚀作用：风沙流以其所含沙粒作为工具对地表物质进行冲击、磨损的作用。

十、风积作用：风沙流运行过程中，由于风力减缓或地面障碍等原因，使风沙流中沙粒发生沉降堆积时。经风力搬运、堆积的物质称为风积物。（包括沉降堆积和遇阻堆积）

1）沉降堆积：在风沙搬运过程中，当风速变弱，使紊流漩涡的垂直分速小于重力产生的沉速时，风沙流中的沙粒降落堆积下来，形成沙堆。

2）遇阻堆积：在风沙搬运过程中，当遇到障碍物（如植物或地表微小起伏），以及地面结构（包括地表的急剧上升或下降）、下垫面性质改变时，影响风沙流容量而导致沙粒从气流中跌落堆积。

十一、荒漠化：指包括气候变异和人类活动在内的种种因素造成的干旱、半干旱和亚湿润干旱地区的土地退化。

十二、沙漠化：指在干旱、半干旱和部分半湿润地区，由于自然因素或人为活动的影响，破坏了自然生态系统的脆弱平衡，使原非沙漠的地区出现了以风沙活动为主要标志的类似沙漠景观的环境变化过程，以及在沙漠地区发生了沙漠环境条件的强化与扩张过程。沙漠化是荒漠化的一种表现形式。

十三、沙漠化成因

（1）气候变化与沙漠化：在沙漠化的自然因素中，气候变化（包括长期的变迁和短期的波动），气候干旱是决定性原因。

（2）人类活动与沙漠化;滥垦、滥牧、滥伐“三滥”是主要原因。

十四、重力侵蚀(gravitational erosion) ：是一种以重力作用为主引起的土壤侵蚀形式。它是坡面表层土石物质及中浅层基岩，由于本身所受的重力作用(很多情况还受下渗水分、地下潜水或地下径流的影响)，失去平衡，发生位移和堆积的现象。

十五、重力侵蚀类型

根据土石物质破坏的特征和移动方式，一般地可将重力侵蚀分为陷穴、泻留、滑坡、崩塌、地爬、崩岗、岩层蠕动、山剥皮等。

十六、重力侵蚀营力作用

（1）重力

重力是促使斜坡上的物质向下运动的动力。当重力克服了物体的惯性力和

摩擦阻力时，物体就要向下移动。

（2）地表水

块体运动程中，水也是一种重要的影响因素，它能促进块体运动的发生。（3）地下水

地下水在流动中具有渗透力，这种力作用在它所流经的沉积物或岩石颗粒上，其方向与水流方向一致，能促进沉积物或岩石的破坏。

（4）地震

块体运动在地震或人工爆炸时也易于发生，这是因为震动产生的冲击力减小摩擦阻力，而触发了块体运动。

（5）其它

促进块体运动的其它因素还有斜坡的负荷超过斜坡所能担负的重量、流水或波浪的掏蚀使斜坡过陡、水的冻结和融化交替发生、滥肆开采斜坡下部的岩石等。

十七、崩塌：斜坡上的岩屑或块体在重力作用下，快速向下坡移动。崩塌过程按块体的地貌部位和崩塌形式又可分为山崩、塌岸和散落。

1、山崩

山崩是山岳地区常发生的一种大规模崩塌现象，崩塌体能达数十万立方米

山崩常阻塞河流、毁坏森林和村镇。山崩时大块崩落和小颗粒散落是同时进行的。

2、塌岸

河岸、湖岸(库岸)或海岸的陡坡，由于河水、湖水或海水的掏蚀而发生崩塌，称为塌岸。

3、散落

散落是岩屑沿斜坡向下作滚动和跳跃式地连续运动。其特点是散落的岩屑连续地撞击斜坡坡面，并带有微弱的跳动和向下作旋转运动。

十八、滑坡的地貌特征

1、滑坡体

2、滑动面或滑动带

3、滑坡壁与滑坡台阶

4、滑坡舌与滑坡鼓丘

5、滑坡湖与滑坡洼地

6、滑坡裂缝

十九、滑坡形成条件

（1）斜坡的地貌特征

斜坡的地貌特征决定了斜坡内部应力分布状态及地表流水特征，特别是斜坡的高度、陡度和外形是决定滑动力大小的主要因素。

（2）斜坡的物质组成与地质结构

斜坡的物质组成与地质结构也直接影响着滑坡的发生与否，它们的抗剪强

度、抗风化、抗软化、抗冲刷的能力不同，发生滑坡的频率也不一样。（3）地下水

地下水的作用是促使滑坡发生的极重要的因素，地下水浸湿斜坡上的物质，显著地降低其抗剪强度。

二十、错落：指陡崖、陡坎、陡坡沿一些近似垂直的破裂面发生整体下坐位移。它的特征是垂直位移量大于水平位移量。

二十一、蠕动：指土层、岩层和它们的风化碎屑物质在重力作用控制下，顺坡向下发生的十分缓慢的移动现象。

二十二、蠕动的类型

根据蠕动的规模和性质，可以将蠕动划分为两大类型，即疏松碎屑物的蠕动与岩层蠕动。

二十三、泥石流：介于崩塌、滑坡等块体运动与水流之间的一系列连续过程，泥石流的形成过程是固液两相物质在山区坡地或沟道内相互作用的过程。

二十四、泥石流的特征

（1）泥石流是一种含有大量泥沙和石块等固体物质，爆发突然、历时短、来试凶猛，具有强大破坏力的特殊洪流。

（2）泥沙石块体积超过25%，最大可达80%，容重在1.3t/m3以上，最高达2.3t/m3。（3）泥石流爆发时，象一条褐色巨龙，奔腾咆哮，巨石翻滚，激浪飞溅，石块撞击的声音雷鸣般响彻山谷。

二十五、泥石流形成条件

1）充足的固体碎屑物质: 固体碎屑物质是泥石流发育的基础之一，通常决定于地质构造、岩性、地震、新构造运动和不良的物理地质现象。

2）充分的水源：降雨、冰雪融化、地下水、湖库溃决等都可形成泥石流，最多

的是降雨发生的泥石流。

3）地形条件：地形条件典型的泥石流沟，从上游到下游可划分为三个区，即侵蚀区、过渡区、堆积区。

二十六、泥石流分类

1、按固体物质的组成分类：泥石流、泥流、水石流。

2、按泥石流的性质：稀性泥石流、粘性泥石流、过度泥石流。

3、按形成泥石流的原因或主导因素分类：冰川泥石流、降雨泥石流。

二十七、泥石流发生特点（不考）

1、突发性和灾变性

2、波动性和周期性

3、群发性和强烈性

4、夜发性

第二章土壤侵蚀程度和强度分级

一、土壤侵蚀程度：土壤原生剖面被剥蚀的厚度。

反映了：侵蚀结果；目前的发展阶段；土壤肥力水平。

二、土壤侵蚀强度：地壳表层土壤在自然营力和人类活动作用下，单位面积和单位时段内被剥蚀并发生位移的土壤侵蚀量。

三、土壤侵蚀模数：单位面积土壤及土壤母质在单位时间内侵蚀量的大小。

五、侵蚀深：侵蚀区域每年平均地表侵蚀的厚度（mm）。

六、土壤侵蚀强度分级

七、水力侵蚀模数的确定方法

1、根据资料确定侵蚀模数

根据研究机构所代表的区域取得的实测径流泥沙资料进行计算和分析获得

这些资料包括：标准径流场的资料；坡面大型径流场资料；各类实验小流的资料。

2、野外和室内人工模拟降雨

室内：国内有中科院水土保持研究；国外有美国国家侵蚀研究实验室。

第三章影响土壤侵蚀的因素

一、哪些因素影响土壤侵蚀？

E=f（c·t·g·s·pc·m）

E：土壤侵蚀 c：气候 t：地形 g：地质 s：土壤 pc：植被 m：人类活动

二、降雨对土壤的作用

雨滴打击地面：溅蚀和堵塞土壤孔隙（与雨滴特征有关）；

产流冲刷：水蚀区的侵蚀动力（与降雨量、雨强、降雨侵蚀力等有关）。

三、降雨侵蚀力：指降雨引起土壤侵蚀的潜在能力。

四、降雨量

1）降雨量的年际分布特征

最大年降雨量一般为平均降雨量的1.3～1.5倍

最大年降雨量一般为最小年降雨量的1.7～2.0倍

2）降雨量的年内分布特征

有三种模式：温带降雨热带降雨亚热带降雨

五、降雨强度：单位时间的降雨量。

平均雨强：一场降雨的单位历时降雨量。

时段雨强：均匀雨强段内的单位历时降雨量。

最大时段雨强：一场雨中的时段最大降雨量。

六、地形主要受坡度、坡长、坡向、坡形、沟壑密度等次级因子的影响。

七、土壤是侵蚀作用的主要对象，所以它的特性，尤其是透水性、抗蚀性和抗冲性对土壤侵蚀有很大影响。

八、植被作用

1）、拦截雨滴 2）、调节地表径流 3）、固结土体 4）、改良土壤性状5）、降低风速，防止风害

九、人类加剧土壤侵蚀的活动

破坏森林陡坡开荒过度放牧不合理的耕作方式工程建设十、人类控制土壤侵蚀的积极作用

改变地形改良土壤改善植被

第四章水土保持工程措施

一、水土保持工程措施：指为达到保持水土，合理利用山区水土资源，防治水土流失而修筑的各种建筑物。

二、水土保持工程措施类型

1、山坡防护工程

2、山沟治理工程

3、山洪导排工程

4、小型水利工程1、山坡防护工程

指为防止山坡水土流失而修筑的一些工程措施。

如梯田、山边沟、边栅护坡、拦水沟埂、水平沟、水平阶、鱼鳞坑、蓄水池等。

2、山沟治理工程

指为固定沟床、拦蓄泥沙、防止或减轻山洪及泥石流灾害而在山区沟道中修筑的各种工程措施。

如沟头防护工程、谷坊工程、各种拦沙坝等。

3、山洪导排工程

指为了防止山洪、泥石流的危害，保护村庄、道路、工矿企业及生产安全的各种工程。

如排洪沟、泄水建筑物等。

4、小型水利工程：如小水库、塘坝等。

三、水土保持工程的作用

1、改变小地形，防止土壤侵蚀：这是山坡防护工程的作用。

2、防止沟头前进，沟床下切：山沟治理工程的作用。

3、防止山洪和泥石流危害：山洪导排工程的作用。

4、拦蓄坡地径流，减轻水土流失：小型水利工程的作用。

第五章水土保持生物措施

一、水土保持生物措施：指在山地丘陵区以控制水土流失、保护和合理利用水土资源、改良土壤、维持和提高土地生产潜力为主要目的所采取的造林种草措施。也叫水土保持林草措施。

二、山地丘陵区水土保持林的配置

在小流域范围内，水土保持林体系的合理配置，要体现各个林种具有生物学的稳定性，显示其最佳的生态经济效益，从而达到流域治理持续、稳定、高效人工生态系统建设目标的主要作用。

水土保持林体系配置的组成和内涵，其主要基础是作好各个林种在流域内的水平配置和立体配置。

1.水平配置

是指水土保持林体系内各个林种在流域范围内的平面布局和合理规划。

在规划中要贯彻“因害设防，因地制宜” “生物措施和工程措施相结合”的原则；

在林种配置的形式上，兼顾流域水系上、中、下游，流域山系的坡、沟、川，左、右岸之间的相互关系；

同时，应考虑林种占地面积在流域范围内的均匀分布和达到一定林地覆盖率问题。

2.立体配置

是指某一林种组成的树种或植物种的选择，和林分立体结构的配合。

根据林种的经营目的，要确定林种内树种、其他植物种及其混交搭配，形成林分合理结构，以加强林分生物学稳定性和形成开发利用其短、中、长期经济效益的条件。要注意当地适生的植物种的多样性及其经济开发的价值。

“立体配置”除了上述林种内的植物选择、立体配置之外，还应注意在水土保持与农牧用地，河川、道路、四旁、庭院，水利设施等结合中的植物种的立体配置。

总体上，林种立体配置应强调以下几点：

针对防灾需要和所处立地条件而合理选择树种或植物种；

根据选定的树种或植物种，依其生物学特性、生态学特性处理好植物种间的关系；

林分密度的确定，除应考虑一般确定林分密度的原则之外，还要注意林分将要防护灾害的需要以及所应用树种和植物种的特性。

通过林种的“水平配置”与“立体配置”达到：

使林农、林牧、林草、林药的合理结合形成多功能、多效益的农林复合生态系统；形成林中有农、林中有牧、利用植物共生、时间生态位重叠，充分发挥土、水、肥、光、热等资源的生产潜力，不断培肥地力，以达到最高的土地利用率和土地生产力。

三、坡面水土保持林（或水源涵养）

(1)目的

通过人工营造水土保持林或封山育林防止坡面土壤侵蚀，增加坡面的稳定性，同时获取一些小径级用材。

（2）配置特点

A. 人工营造水土保持林

一是要保障和增加树种的生长速度和生长量；二是要力图长短结合，及早获得其他经济效益。

B. 封山育林

在这类山坡地依托残存的次生林或草、灌植物等，通过封山育林措施达到恢复水源涵养林，形成稳定林分的目的。

封山育林除了政策、管理保护等措施外，技术上主要是林分密度管理和林分结构调整等。

四、山地农林复合系统

（1）目的

合理规划基本农田田面，田边和梯田埂坎实行以农作物栽培为主的农林间作，在稳定基本农田、培肥地力、巩固固持梯田埂坎的同时，通过农作物、经济作物、经济林、果树等的合理立体配置，充分利用单位面积农田上的光、热、水、肥等条件，大幅度地提高土地生产力和总体经济效益。

（2）配置特点

①梯田埂坎上的农林间作

A.梯田地坎上栽植经济林或其他小乔木

B.梯田地坎上栽植灌木

②坡耕地上的农林间作

A. 坡耕地上建立生物地埂

B. 坡耕地林粮间作

五、山区水文网、侵蚀沟道防护林

1.土质侵蚀沟道防护林

2.石质山地沟道防护林

3.山地池塘、水库防护林

4.河川两岸护岸护滩林

六、水土保持种草

1）草种的选择与配置

按适地适草的原则，因地制宜，选择适生的草种，同时考虑种植和管理成本。 2）选择草种有两种方法：

对现状草地进行调查，选出不同生境条件下的适生草种；

种植和引进不同草种进行对比，筛选出适宜的草种。

七、种植技术

1、播种方式

条播：开沟、播种、复土；

撒播：把种子均匀地撒在土壤表面并轻耙复土；

带肥播种：播种时把肥料条施在种子下4-6cm处；

犁沟播种：把种子条播进沟底湿润土层的抗旱播种方法。适用于干旱和半干旱区。

2、播种要求

水分条件：豆科要求为田间持水量的40—80%；禾本科要求为田间持水量的20—60%。

播种深度：开沟深度：依土壤墒情而定；覆土深度：一般小粒种1-2cm；

中粒种不超过3-4cm。

播种量：适量播种，合理密植

第六章水土保持农业技术措施

一、水土保持农业技术措施：用增加地面糙率、改变坡面微小地形、增加植物被覆、地面覆盖或增强土壤抗蚀力等方法，保持水土、改良土壤，以提高农业生产的技术措施，又称水土保持农业耕作措施。

二、水土保持农业技术措施包括

水土保持耕作技术水土保持栽培措施土壤培肥技术旱作农业技术三、水土保持农业技术措施

四、水土保持农业技术措施的特点（不考）

生产性易于推广受人为因素控制与水土保持工程措施、林草措施相互配合

五、水土保持农业技术措施种类

第七章水土保持效益估算与评价

一、水土保持效益：是对实施水土保持措施后所获得的利益或收益的预测和计算。

目的：分析措施当前的效益；检验原规划、设计的合理性；预测规划措施的效益。

二、水土保持效益根据水土保持效益的性质，分为：

蓄水保土效益；经济效益；社会效益；生态效益。

第九章水土保持动态监测与管理