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水土保持基礎(chǔ)知識
1、水土流失的形成與危害
地球上人類賴以生存的基本條件就是土壤和水分。在山區(qū)、丘陵區(qū)和風(fēng)沙區(qū)，由于不利的自然因素和人類不合理的經(jīng)濟(jì)活動，造成地面的水和土離開原來的位置，流失到較低的地方，再經(jīng)過坡面、溝壑，匯集到江河水電站內(nèi)去，這種現(xiàn)象稱為水土流失。水土流失是不利的自然條件與人類不合理的經(jīng)濟(jì)活動互相交織作用產(chǎn)生的。不利的自然條件主要是：地面坡度陡峭，土體的性質(zhì)松軟易蝕，高強(qiáng)度暴雨，地面沒有林草等植被覆蓋；人類不合理的經(jīng)濟(jì)活動諸如：毀林毀草，陡坡開荒，草原上過度放牧，開礦、修路等生產(chǎn)建設(shè)破壞地表植被后不及時恢復(fù)，隨意傾倒廢土棄石等。水土流失對當(dāng)?shù)睾秃恿飨掠蔚纳鷳B(tài)環(huán)境、生產(chǎn)、生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展都造成極大的危害。水土流失破壞地面完整，降低土壤肥力，造成土地硬石化、沙化，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，威脅城鎮(zhèn)安全，加劇干旱等自然災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展，導(dǎo)致群眾生活貧困、生產(chǎn)條件惡化，阻礙經(jīng)濟(jì)、社會的可持續(xù)發(fā)展。
我國的環(huán)境問題是多方面的，如城市空氣污染、河流水質(zhì)污染、工業(yè)的廢水、水利、廢渣（三廢）污染等，但是，分布zui廣泛、危害zui嚴(yán)重的是水土流失。我國山區(qū)、丘陵區(qū)面積約占國土總面積的2/3，大部分面積都有水土流失。據(jù)2000年水井部水土保持監(jiān)測中心用先進(jìn)的遙感技術(shù)調(diào)查，全國的水土流失面積約占國土總面積的40%。水土流失不僅破壞當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，造成群眾生活貧困，而且為下游江河帶來嚴(yán)重的洪水泥沙危害。被洪水淹沒的地方，不論城鎮(zhèn)和廢氣，人民的生命財產(chǎn)都遭受嚴(yán)重?fù)p失。泥沙淤積在湖泊、水庫、河床，對整個國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)造成的危害更是十分深遠(yuǎn)，在全國各省（區(qū)）不同程度地都存在這樣的問題。所以說，水土流失是我國的頭號環(huán)境問題。
3、水土流失有多種類型
根據(jù)產(chǎn)生水土流失的“動力”，分布zui廣泛的水土流失可分為水力侵蝕、重力侵蝕和風(fēng)力侵蝕三種類型。水力侵蝕分布zui廣泛，在山區(qū)、丘陵區(qū)和一切有坡度的地面，暴雨時都會產(chǎn)生水力侵蝕。它的特點(diǎn)是以地面的水為動力沖走土壤。重力侵蝕主要分布在山區(qū)、丘陵區(qū)的溝壑和陡坡上，在陡坡和溝的兩岸溝壁，其中一部分下部被水流淘空，由于土壤及其成土母質(zhì)自身的重力作用，不能繼續(xù)保留在原來的位置，分散地或成片地塌落。風(fēng)力侵蝕主要分布在我國西北、華北和東北的沙漠、沙地和丘陵蓋沙地區(qū)，其次是東南沿海沙地，再次是河南、安徽、江蘇幾省的“黃泛區(qū)”（歷史上由于黃河決口改道帶出泥沙形成）。它的特點(diǎn)是由于風(fēng)力揚(yáng)起沙粒，離開原來的位置，隨風(fēng)飄浮到另外的地方降落。
4、水力侵蝕、 重力侵蝕、風(fēng)力侵蝕各具特點(diǎn)
在降水、地表徑流、地下徑流作用下，土壤、土體或其他地面組成物質(zhì)被破壞、搬運(yùn)和沉積的過程，稱為水力侵蝕。根據(jù)水力作用于地表物質(zhì)形成不同的侵蝕形態(tài)，進(jìn)一步分為濺蝕、面蝕、細(xì)溝侵蝕、淺溝侵蝕和切溝侵蝕等。地面巖體或土體物質(zhì)在重力作用下失去平衡而產(chǎn)生位移的侵蝕過程，稱為重力侵蝕。根據(jù)其形態(tài)可分為崩塌、崩崗、滑坡、瀉溜等。在氣流沖擊作用下，土粒、沙粒或巖石碎屑脫離地表，被搬運(yùn)和堆積的過程，稱為風(fēng)力侵蝕。由于風(fēng)速和地表物質(zhì)組成的大小及質(zhì)量不同，風(fēng)力對土、沙、石粒的吹移搬運(yùn)出現(xiàn)揚(yáng)失、躍移和滾動三種運(yùn)動形式。
5 、水力侵蝕因發(fā)生部位的不同而分為面蝕和溝蝕
在山區(qū)、丘陵區(qū)的坡面和溝壑都有水力侵蝕，發(fā)生在坡面上的叫面蝕，發(fā)生在溝壑中的叫溝蝕。面蝕包括片狀侵蝕、細(xì)溝侵蝕、淺溝侵蝕和切溝侵蝕等現(xiàn)象。溝蝕主要以溝頭前進(jìn)、溝底下切和溝岸擴(kuò)張三種方式，分別向長、寬、深三個方向發(fā)展，不斷使溝壑加長、加寬、加深，其結(jié)果是不斷地割切和吞蝕地面，使地面變得支離破碎，溝壑的面積和體積越來越大。
6 、重力侵蝕包括崩塌、滑塌、瀉溜、陷穴、崩崗等各種現(xiàn)象
崩塌、滑塌、瀉溜、陷穴、崩崗一般都發(fā)生在侵蝕活躍的坡面和溝壑中。
崩塌：溝壑兩岸的溝坡或溝壁，坡度很陡，有的35～45度，有的甚至60～70度，處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，如果由于溝底下切，溝坡或溝壁下部被水淘空，上部的土體由于自身的重力沒有支撐，就崩塌下來。每處崩塌的土體，少的數(shù)十立方米，多的數(shù)千甚至上萬立方米。
滑塌：溝壑兩岸的溝坡，有的地方由于地質(zhì)作用表層與深層土質(zhì)不同，都向溝內(nèi)傾斜。表層數(shù)米深的土質(zhì)透水性較強(qiáng)，深層土質(zhì)透水性較差或不透水，在兩類土層的交接處形成一個“滑動面”，一般情況下能基本保持穩(wěn)定。降雨時，表層土體吸收了水分，滲到下層不透水處，不能再向下滲透，達(dá)到或超過飽和，土體的自身重量增加，就沿著“滑動面”滑塌到溝中。滑體的深度，一般4～5米，深的可到8～10米，zui深的甚至20～30米。每處滑塌的土體一般數(shù)百立方米，多的達(dá)到數(shù)萬或數(shù)十萬立方米。
瀉溜：主要發(fā)生在黃土高原地區(qū)溝壑兩岸的陡壁上，這些溝壁一般由粘性紅土組成，坡度70～80度，甚至垂直。紅土表層受風(fēng)化作用，剝蝕成粗顆粒，脫離母體，其下部沒有任何支撐，由其自身的重量經(jīng)常地、分散地瀉溜到溝中，隨水沖走。每次每處數(shù)量不大，只有數(shù)立方米，但日積月累，給下游河道增加不少泥沙。
陷穴：陷穴也是黃土高原地區(qū)特有的侵蝕現(xiàn)象。在黃土溝頭5～10米范圍內(nèi)，地面有低洼積水處容易發(fā)生陷穴。外形像土質(zhì)農(nóng)村一樣，大致呈圓形的穴口，直徑2～3米或5～6米，穴深5～6米，甚至20～30米，有的下部與溝底相通。產(chǎn)生的原因是：由于黃土有垂直節(jié)理性，而且土中富含易溶于水的碳酸鹽，當(dāng)?shù)孛娴屯萏幏e水以后，沿著垂直節(jié)理向下滲透，將土體中的碳酸鹽溶解，形成更易透水的上下通道，水流在地下與溝底相通，將土粒逐步帶到溝中，穴的下部逐漸空虛，上部土體由于自身重量沒有支撐就垂直下墜，致使陷穴越來越深。有的地方溝頭或溝邊出現(xiàn)一連串陷穴，發(fā)展的結(jié)果即成為溝壑的一部分。
崩崗：崩崗是我國南方廣東、江西等省風(fēng)化花崗巖地區(qū)特有的現(xiàn)象。在這些地區(qū)，由于氣溫高、降雨多，山區(qū)、丘陵區(qū)的風(fēng)化花崗巖深50～60米或更深，由松散的石英顆粒組成。當(dāng)?shù)孛嬗辛植葜脖桓采w時，不會有崩崗發(fā)生，一旦地面植被破壞，暴雨中坡面水流集中到淺溝，很快形成切溝和沖溝。溝頭和溝壁的風(fēng)化花崗巖石英顆粒大片大片地崩塌下來形成“崩口”。開始時崩口寬、深各處 10米左右，長20～30米，逐步發(fā)展到寬、深20～30米到40～50米，長100～200米甚至400～500米。是溝壑侵蝕的一種特殊形式。
7、風(fēng)力侵蝕中的揚(yáng)起、沉積和沙丘移動現(xiàn)象
揚(yáng)起：在風(fēng)沙區(qū)和丘陵蓋沙區(qū)，風(fēng)力經(jīng)常在5～6級或7～8級以上，大風(fēng)過處把地面的沙粒、土粒刮起，隨風(fēng)搬運(yùn)到遠(yuǎn)處。
沉積：被刮起的沙粒或土粒飄浮在空中一定距離，隨風(fēng)力的逐漸減弱，沙粒和土粒就逐漸降落到地面。
沙丘移動：上述揚(yáng)起和沉積（搬運(yùn)）的結(jié)果，沙丘就不斷向順風(fēng)的方向移動。我國西北地區(qū)和長城沿線的風(fēng)沙區(qū)，風(fēng)從西北方向吹來，沙丘就向東南方向移動，每年1～3米。一般沙丘的迎風(fēng)面坡度15度左右，背風(fēng)面坡度35度左右，反映出沙粒沉落時其自然安息角在35度左右。
水土流失中的溝蝕是破壞地面完整的“元兇”。例如，黃河流域的黃土高原地區(qū)，許多地方溝頭每年平均前進(jìn)3米左右，把地面切割得支離破碎，從飛機(jī)上向下看，許多地方一半左右的地面都變成了溝壑。據(jù)黃土丘陵區(qū)許多典型小流域的調(diào)查，平均每平方公里面積上溝壑長度就有3～5公里。我國南方的廣東、江西、湖南等省境內(nèi)風(fēng)化花崗巖地區(qū)的崩崗，也有類似的情況。破壞地面完整是破壞生態(tài)環(huán)境的一個重要方面。
9、水土流失使土壤肥力衰退，嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)
暴雨中陡坡耕地的水土流失特別嚴(yán)重，據(jù)科學(xué)觀測，15～25度的坡耕地每年每公頃流失水量400～600立方米，流失土壤30～150噸；土壤中的氮、磷、鉀、有機(jī)質(zhì)等養(yǎng)分都同時流掉，造成土地日益瘠薄，田間持水能力降低，不耐旱，又加劇了干旱的發(fā)展，其結(jié)果是農(nóng)作物產(chǎn)量很低，群眾生活貧困。例如，黃土高原地區(qū)，許多地方治理前一般每年人均糧食只有250～300公斤，災(zāi)年甚至顆粒無收，靠國家從外地調(diào)進(jìn)糧食救濟(jì)。
10、水土流失嚴(yán)重影響水資源的開發(fā)利用
水土流失造成大量泥沙下泄，淤積山塘、水庫，降低了這些水利設(shè)施的蓄水功能，影響了水資源的開發(fā)利用。新中國成立以來，黃土高原各地在溝道中興建的近3000座小水庫，大部淤滿失效，被迫改作壩地使用。四川省龔嘴河道庫容3.6億立方米，原設(shè)計為蓄水發(fā)電，1976年建成，1987年已淤滿，改為徑流發(fā)電。河北省廟宮水庫，庫容1.83億立方米，1960年建成，1988年已淤積9650萬立方米，占總庫容的53%。遼寧省興修的733座小水庫中10年左右已有106座淤滿報廢。廣東省梅州市興修的3.5萬多座山塘和370座小水庫，到80年代后期已分別淤積31.6%和61.5%，其中505座山塘庫容已全部淤滿報廢。據(jù)1990年初步統(tǒng)計，全國各地由于水土流失損失水庫和山塘庫容歷年累計在200億立方米以上，按每立方米zui低造價0.5元計算，直接經(jīng)濟(jì)損失在100億元以上。至于因減少灌溉面積和發(fā)電量而造成的經(jīng)濟(jì)損失，至少應(yīng)是損失庫容造價的2～3倍。
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