内容简介
《水土流失与水土保持/普通高等教育“十二五”规划教材》主要内容包括:水土流失;流域土壤侵蚀与泥沙输移;水土保持;水土保持规划;结合国内外的现状介绍防治各类水土保持工程措施,如:坡面蓄排水工程、护坡工程、沟道工程、拦挡工程、一般排水工程、工程治沙工程、泥石流防治工程等;水土保持植物措施;开发建设项目水土保持方案。
《水土流失与水土保持/普通高等教育“十二五”规划教材》适用于水利水电工程、水利工程、水文水资源、港口航道及近海工程等专业,也可供土木工程、环境工程或其他相关专业作为入门教材选用,还可供从事水利工程管理、法律等专业的技术人员使用参考。
内页插图
目录
前言
第1章 水土流失
1.1 水土流失的定义、类型
1.2 水土流失的影响因素
1.3 水土流失的形成机制
1.4 我国水土流失的现状、特点及危害
第2章 流域土壤侵蚀与泥沙输移
2.1 流域地表侵蚀与泥沙来源
2.2 泥沙的基本特性
2.3 泥沙输移比
2.4 中国流域土壤侵蚀与泥沙输移比
第3章 水土保持
3.1 水土保持的概念
3.2 水土保持的重要性及意义
3.3 我国水土保持的策略与措施
3.4 水土保持科学研究的重点领域
3.5 水土保持的法律规定
第4章 水土保持规划
4.1 水土保持规划概述
4.2 水土保持综合调查
4.3 资源、环境、经济等要素评价
4.4 水土保持分区及治理措施总体布局
4.5 水土保持综合防治规划
第5章 水土保持工程措施
5.1 概述
5.2 坡面蓄排水工程
5.3 梯田
5.4 护坡工程
5.5 沟道工程
5.6 拦挡工程
5.7 一般排水工程
5.8 护岸护滩
5.9 泥石流防治工程
5.1 0 工程治沙措施
第6章 水土保持植物措施
6.1 植物的水土保持作用
6.2 植物护坡
6.3 植物固沙技术
第7章 开发建设项目水土保持方案
7.1 开发建设项目水土流失防治特点
7.2 开发建设项目水土保持方案的编制
7.3 开发建设项目水土保持方案分析实例
参考文献
精彩书摘
1.1.2.4 风力侵蚀
在气流冲击作用下,土粒、沙粒或岩石碎屑脱离地表,被搬运和堆积的过程,称为风力侵蚀。由于风速和地表物质组成的大小及质量不同,风力对土、沙、石粒的吹移搬运出现扬失、跃移和滚动3种运动形式,如图1.1(c)所示。
风对地表所产生的剪切力和冲击力引起细小的土粒与较大的团粒或土块分离,甚至从岩石表面剥离碎屑,使岩石表面出现擦痕和蜂窝,继之土粒或沙粒被风挟带形成风沙流。气流的含沙量随风力的大小而改变,风力越大,气流含沙量越高。当气流中的含沙量过饱和或风速降低时,土粒或沙粒与气流分离而沉降,堆积成沙丘或沙垅。土沙粒脱离地表、被气流搬运和沉积3个过程是相互影响穿插进行的。
风蚀的强度受风力强弱、地表状况、粒径和密度大小等因素的影响。当气流的剪切力和冲击力大于土粒或沙粒的重力以及颗粒之间的相互联结力,并能克服地表的摩擦阻力,土、沙粒就会被卷入气流,而形成风沙流,之后,风对地表的冲击力增大,因粒径和地表状况而异,通常把细沙开始起动的临界风速(5m/s)称为起沙风速。
1.1.2.5 冻融侵蚀
冻融侵蚀是指由于土壤及其母质子L隙中或岩石裂缝中的水分在冻结时体积膨胀,使裂隙随之加大,增多所导致整块土体或岩石发生碎裂,并顺坡向下方产生位移的现象。
由于温度周期性地发生正负变化,冻土层中的地下冰和地下水不断发生相变和位移,使土层产生冻胀、融沉和流变等一系列应力变形,这一复杂过程称为冻融作用。冻融作用是寒冷气候条件下特有的外营力作用。其主要表现形式为冰冻风化、冻融扰动和融冻泥流。它使岩石遭受破坏,松散沉积物受到分选和干扰,冻土层发生变形,从而塑造出各种类型的冻土地表类型,如图1.1(d)所示。冰冻风化是冻土区最普遍的一种特殊物理风化作用。也称冰劈作用。渗透到基岩裂隙中的水冻结时不仅可把岩石胀裂,而且由于膨胀所产生的压力还可以向外传递,把裂隙附近的坚硬岩层压碎形成石块和更细的物质,为其他外力作用创造了有利条件。冻融扰动是指在多年冻土活动层内发生的。因受冻胀挤压而引起的一种土层结构的塑性变形现象。融冻泥流是在冻土区平缓至中等坡度(17’-27’)的斜坡地形下,夏季融化的上部土层沿着下伏冰冻层表面或基岩面向坡下缓慢滑动的现象。
冻土是指温度在摄氏零度以下,含有冰的土(岩)层。中国冻土主要分布在东北北部山区、西北高山区及青藏高原地区,面积215万km2,占国土面积的22.4%冻融是高寒冻土区塑造地形的主要营力。
1.1.2.6 冰川侵蚀
在高纬度和高山地区,气候严寒,年平均温度在。℃以下,常年积雪。当降雪的积累大于消融时,地表积雪逐年增厚,经过一系列物理过程,积雪就逐渐变成微蓝色透明的冰川冰。冰川冰是多晶固体,具有塑性,受自身重力作用沿斜坡缓慢运动或在冰层压力下缓慢流动,就形成冰川。我国现代冰川主要发生于青藏高原和高山雪线以上地区。高山高原以上的积雪,经过一系列的外力作用,转化为有层次的厚达数十米至数百米的冰川冰,而后沿着冰
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前言/序言
土壤的脉搏:理解、监测与守护 在我们星球的皮肤上,无数细微的沙粒、黏土和腐殖质交织成土壤,它是万物生长的根基,是地球生态系统的命脉。然而,这层宝贵的土壤并非永恒不变,它也在经历着一场无声的“侵蚀”,一场由自然力量和人类活动共同驱动的缓慢而深刻的改变。本书旨在深入剖析土壤侵蚀的成因、过程与危害,并系统阐述水土保持的科学原理、技术手段与实践经验,为我们提供一套理解和守护土壤健康、实现可持续发展的全面视角。 第一章:土壤的脆弱与流失的根源 土壤,这个看似坚实的物质,实际上是一个动态而脆弱的系统。它的形成需要漫长的时间,可能历经数百年甚至数千年才能积累起一厘米的厚度。而一旦遭受侵蚀,其损失的速度却可以远超其形成的速度,导致土壤资源的永久性退化。本书将首先追溯土壤形成的奥秘,介绍土壤的物质组成、结构特性以及其重要的生态功能。 随后,我们将聚焦于导致土壤流失的主要力量——侵蚀。侵蚀并非单一的现象,而是多种营力相互作用的结果。 水力侵蚀: 这是最普遍、最具破坏性的侵蚀形式。雨滴的撞击、地表径流的冲刷,如同千万只无形的手,不断地剥离、搬运和沉积土壤。我们将详细解析雨滴侵蚀、片蚀、条蚀、沟蚀等不同类型的水力侵蚀过程,探讨降雨强度、地形坡度、土壤质地、植被覆盖等关键因素如何影响侵蚀的剧烈程度。特别关注暴雨、山洪等极端天气事件对土壤侵蚀的加剧作用。 风力侵蚀: 在干旱、半干旱地区,强风成为土壤流失的另一把利刃。风的吹拂不仅带走表层土壤,还能形成沙尘暴,对人类的生产生活和区域生态环境造成严重影响。本书将深入研究风的动力学特性、土壤的可风蚀性,以及沙丘的形成与迁移等风力侵蚀的机理。 重力侵蚀: 山体滑坡、泥石流等灾害,是重力作用下土壤和岩石大规模向下运动的典型表现。我们将分析地形、岩性、地下水、地震等因素在重力侵蚀中的作用,以及其带来的巨大破坏力。 人为因素的叠加: 在自然营力的基础上,人类活动往往是加速和加剧土壤侵蚀的重要推手。不合理的耕作方式,如陡坡开垦、过度翻耕、缺乏梯田和等高耕作;过度的放牧,导致植被破坏,地表裸露;不当的工程建设,如道路修建、矿产开采,改变地表形态,破坏土壤结构;以及森林砍伐、植被破坏,削弱了土壤的固持能力,都为土壤流失打开了方便之门。本书将系统梳理这些人为因素,强调其在现代土壤侵蚀问题中的突出地位。 第二章:侵蚀的链条:从土壤剥离到下游影响 土壤侵蚀的影响绝非仅限于原地,它是一个贯穿山、水、田、库的复杂链条。 原地损耗: 土壤侵蚀首先是对原地肥力的剥夺。表层土壤富含腐殖质、有机质和大量养分,是作物生长的宝藏。一旦被剥离,土壤的生产能力将急剧下降,导致作物减产,农田退化。 地表径流的搬运: 被剥离的土壤颗粒随地表径流被带走,进入溪沟、河流,最终汇入江河湖泊,甚至海洋。这一过程不仅造成原地土壤的损失,也带来了下游的淤积问题。 河流与水库的负担: 河流和水库是土壤颗粒的“终点站”。大量的泥沙淤积会抬高河床,降低泄洪能力,增加洪水风险。对于水库而言,淤积则会严重削减其库容,影响发电、灌溉、供水等功能,缩短水库的使用寿命,带来巨大的经济损失。 水质的恶化: 携带泥沙的径流往往还包含着农药、化肥等污染物,它们溶解在水中,或吸附在泥沙颗粒上,随径流进入水体,导致水体富营养化,水质恶化,威胁 aquatic 生物生存,甚至影响人类饮用水安全。 生态环境的连锁反应: 土壤侵蚀还会引发一系列连锁生态反应。例如,森林植被的破坏导致生物多样性下降,对当地气候产生影响;荒漠化加剧,生态系统功能退化,土地生产力丧失。 第三章:守护之策:水土保持的科学体系 认识到土壤侵蚀的严峻性及其深远影响,水土保持作为一项综合性的生态工程,应运而生。本书将详细介绍水土保持的科学原理、核心理念与集成技术。 工程措施: 这是水土保持中最直观、最有效的手段之一。 坡面防护: 梯田、等高耕作、鱼鳞坑、水平沟等,能够有效拦截地表径流,减缓水流速度,减少土壤冲刷。 沟道治理: 排水沟、蓄水池、拦沙坝、谷坊等,能够引导径流,控制沟蚀,拦截泥沙,防止其进一步向下游蔓延。 坡面植被恢复: 植树造林、种草、封山育林等,通过植物的根系固持土壤,叶片缓冲雨滴冲击,地表覆盖物减少蒸发,全面提升坡面的抗侵蚀能力。 农业措施: 强调发展可持续的农业生产模式,从源头减少侵蚀。 科学耕作: 推广免耕、少耕、秸秆还田等耕作技术,保护土壤结构,增加土壤有机质含量。 轮作与间作: 合理安排作物种植,避免连作对土壤养分的过度消耗,提高土壤的抗侵蚀性。 经济作物与经济林: 在适宜区域发展经济作物和经济林,提高土地利用效益,同时起到良好的水土保持作用。 生物措施: 充分发挥植物在水土保持中的关键作用。 植被选择与配置: 根据不同地区的自然条件和土壤特性,选择具有强大固土能力、适应性强的乡土树种、草种进行种植,并合理配置,形成稳定、高效的植被群落。 植被的生态功能: 深入探讨植物的根系固土、叶冠截雨、蒸腾耗水等生态功能,以及它们如何协同作用,有效减少土壤侵蚀。 管理措施: 科学的管理是水土保持工程有效实施和持续发挥作用的保障。 规划与监测: 制定科学的水土流失治理规划,建立健全的水土保持监测体系,定期评估治理效果,为决策提供科学依据。 政策法规与宣传教育: 完善水土保持相关的法律法规,加强执法监督,同时开展广泛的宣传教育,提高全社会对水土保持重要性的认识,形成人人参与、共同守护的良好氛围。 流域综合治理: 将水土保持纳入流域管理的框架,统筹考虑坡面、沟道、河流、水库等各个环节,实施综合性的治理措施,实现生态、经济、社会的协调发展。 第四章:实践的智慧:案例分析与未来展望 本书的最后一部分将通过分析国内外经典的水土保持案例,展示理论与实践的结合。从黄土高原的“小流域治理”到长江、黄河流域的“退耕还林还草”,再到一些国际合作项目,我们将深入剖析不同区域、不同类型的水土保持工程是如何实施的,取得了哪些成效,又面临哪些挑战。 同时,我们将展望水土保持的未来发展趋势。随着科技的进步,遥感、GIS、大数据等现代技术将为水土流失的监测、评估和治理提供更精准、更高效的工具。绿色发展理念的深入人心,将推动水土保持工作从单纯的工程治理向生态修复、可持续利用转变。我们将探讨如何将水土保持与乡村振兴、生态文明建设有机结合,实现人与自然的和谐共生。 通过对土壤侵蚀的深刻理解和对水土保持策略的全面掌握,本书希望能够激发读者对土壤保护的责任感和使命感,共同努力,守护好我们赖以生存的这片宝贵土地,为子孙后代留下青山绿水。