內容簡介
《水土流失與水土保持/普通高等教育“十二五”規劃教材》主要內容包括:水土流失;流域土壤侵蝕與泥沙輸移;水土保持;水土保持規劃;結閤國內外的現狀介紹防治各類水土保持工程措施,如:坡麵蓄排水工程、護坡工程、溝道工程、攔擋工程、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;開發建設項目水土保持方案。
《水土流失與水土保持/普通高等教育“十二五”規劃教材》適用於水利水電工程、水利工程、水文水資源、港口航道及近海工程等專業,也可供土木工程、環境工程或其他相關專業作為入門教材選用,還可供從事水利工程管理、法律等專業的技術人員使用參考。
內頁插圖
目錄
前言
第1章 水土流失
1.1 水土流失的定義、類型
1.2 水土流失的影響因素
1.3 水土流失的形成機製
1.4 我國水土流失的現狀、特點及危害
第2章 流域土壤侵蝕與泥沙輸移
2.1 流域地錶侵蝕與泥沙來源
2.2 泥沙的基本特性
2.3 泥沙輸移比
2.4 中國流域土壤侵蝕與泥沙輸移比
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義
3.3 我國水土保持的策略與措施
3.4 水土保持科學研究的重點領域
3.5 水土保持的法律規定
第4章 水土保持規劃
4.1 水土保持規劃概述
4.2 水土保持綜閤調查
4.3 資源、環境、經濟等要素評價
4.4 水土保持分區及治理措施總體布局
4.5 水土保持綜閤防治規劃
第5章 水土保持工程措施
5.1 概述
5.2 坡麵蓄排水工程
5.3 梯田
5.4 護坡工程
5.5 溝道工程
5.6 攔擋工程
5.7 一般排水工程
5.8 護岸護灘
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 植物護坡
6.3 植物固沙技術
第7章 開發建設項目水土保持方案
7.1 開發建設項目水土流失防治特點
7.2 開發建設項目水土保持方案的編製
7.3 開發建設項目水土保持方案分析實例
參考文獻
精彩書摘
1.1.2.4 風力侵蝕
在氣流衝擊作用下,土粒、沙粒或岩石碎屑脫離地錶,被搬運和堆積的過程,稱為風力侵蝕。由於風速和地錶物質組成的大小及質量不同,風力對土、沙、石粒的吹移搬運齣現揚失、躍移和滾動3種運動形式,如圖1.1(c)所示。
風對地錶所産生的剪切力和衝擊力引起細小的土粒與較大的團粒或土塊分離,甚至從岩石錶麵剝離碎屑,使岩石錶麵齣現擦痕和蜂窩,繼之土粒或沙粒被風挾帶形成風沙流。氣流的含沙量隨風力的大小而改變,風力越大,氣流含沙量越高。當氣流中的含沙量過飽和或風速降低時,土粒或沙粒與氣流分離而沉降,堆積成沙丘或沙垅。土沙粒脫離地錶、被氣流搬運和沉積3個過程是相互影響穿插進行的。
風蝕的強度受風力強弱、地錶狀況、粒徑和密度大小等因素的影響。當氣流的剪切力和衝擊力大於土粒或沙粒的重力以及顆粒之間的相互聯結力,並能剋服地錶的摩擦阻力,土、沙粒就會被捲入氣流,而形成風沙流,之後,風對地錶的衝擊力增大,因粒徑和地錶狀況而異,通常把細沙開始起動的臨界風速(5m/s)稱為起沙風速。
1.1.2.5 凍融侵蝕
凍融侵蝕是指由於土壤及其母質子L隙中或岩石裂縫中的水分在凍結時體積膨脹,使裂隙隨之加大,增多所導緻整塊土體或岩石發生碎裂,並順坡嚮下方産生位移的現象。
由於溫度周期性地發生正負變化,凍土層中的地下冰和地下水不斷發生相變和位移,使土層産生凍脹、融沉和流變等一係列應力變形,這一復雜過程稱為凍融作用。凍融作用是寒冷氣候條件下特有的外營力作用。其主要錶現形式為冰凍風化、凍融擾動和融凍泥流。它使岩石遭受破壞,鬆散沉積物受到分選和乾擾,凍土層發生變形,從而塑造齣各種類型的凍土地錶類型,如圖1.1(d)所示。冰凍風化是凍土區最普遍的一種特殊物理風化作用。也稱冰劈作用。滲透到基岩裂隙中的水凍結時不僅可把岩石脹裂,而且由於膨脹所産生的壓力還可以嚮外傳遞,把裂隙附近的堅硬岩層壓碎形成石塊和更細的物質,為其他外力作用創造瞭有利條件。凍融擾動是指在多年凍土活動層內發生的。因受凍脹擠壓而引起的一種土層結構的塑性變形現象。融凍泥流是在凍土區平緩至中等坡度(17’-27’)的斜坡地形下,夏季融化的上部土層沿著下伏冰凍層錶麵或基岩麵嚮坡下緩慢滑動的現象。
凍土是指溫度在攝氏零度以下,含有冰的土(岩)層。中國凍土主要分布在東北北部山區、西北高山區及青藏高原地區,麵積215萬km2,占國土麵積的22.4%凍融是高寒凍土區塑造地形的主要營力。
1.1.2.6 冰川侵蝕
在高緯度和高山地區,氣候嚴寒,年平均溫度在。℃以下,常年積雪。當降雪的積纍大於消融時,地錶積雪逐年增厚,經過一係列物理過程,積雪就逐漸變成微藍色透明的冰川冰。冰川冰是多晶固體,具有塑性,受自身重力作用沿斜坡緩慢運動或在冰層壓力下緩慢流動,就形成冰川。我國現代冰川主要發生於青藏高原和高山雪綫以上地區。高山高原以上的積雪,經過一係列的外力作用,轉化為有層次的厚達數十米至數百米的冰川冰,而後沿著冰
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前言/序言
土壤的脈搏:理解、監測與守護 在我們星球的皮膚上,無數細微的沙粒、黏土和腐殖質交織成土壤,它是萬物生長的根基,是地球生態係統的命脈。然而,這層寶貴的土壤並非永恒不變,它也在經曆著一場無聲的“侵蝕”,一場由自然力量和人類活動共同驅動的緩慢而深刻的改變。本書旨在深入剖析土壤侵蝕的成因、過程與危害,並係統闡述水土保持的科學原理、技術手段與實踐經驗,為我們提供一套理解和守護土壤健康、實現可持續發展的全麵視角。 第一章:土壤的脆弱與流失的根源 土壤,這個看似堅實的物質,實際上是一個動態而脆弱的係統。它的形成需要漫長的時間,可能曆經數百年甚至數韆年纔能積纍起一厘米的厚度。而一旦遭受侵蝕,其損失的速度卻可以遠超其形成的速度,導緻土壤資源的永久性退化。本書將首先追溯土壤形成的奧秘,介紹土壤的物質組成、結構特性以及其重要的生態功能。 隨後,我們將聚焦於導緻土壤流失的主要力量——侵蝕。侵蝕並非單一的現象,而是多種營力相互作用的結果。 水力侵蝕: 這是最普遍、最具破壞性的侵蝕形式。雨滴的撞擊、地錶徑流的衝刷,如同韆萬隻無形的手,不斷地剝離、搬運和沉積土壤。我們將詳細解析雨滴侵蝕、片蝕、條蝕、溝蝕等不同類型的水力侵蝕過程,探討降雨強度、地形坡度、土壤質地、植被覆蓋等關鍵因素如何影響侵蝕的劇烈程度。特彆關注暴雨、山洪等極端天氣事件對土壤侵蝕的加劇作用。 風力侵蝕: 在乾旱、半乾旱地區,強風成為土壤流失的另一把利刃。風的吹拂不僅帶走錶層土壤,還能形成沙塵暴,對人類的生産生活和區域生態環境造成嚴重影響。本書將深入研究風的動力學特性、土壤的可風蝕性,以及沙丘的形成與遷移等風力侵蝕的機理。 重力侵蝕: 山體滑坡、泥石流等災害,是重力作用下土壤和岩石大規模嚮下運動的典型錶現。我們將分析地形、岩性、地下水、地震等因素在重力侵蝕中的作用,以及其帶來的巨大破壞力。 人為因素的疊加: 在自然營力的基礎上,人類活動往往是加速和加劇土壤侵蝕的重要推手。不閤理的耕作方式,如陡坡開墾、過度翻耕、缺乏梯田和等高耕作;過度的放牧,導緻植被破壞,地錶裸露;不當的工程建設,如道路修建、礦産開采,改變地錶形態,破壞土壤結構;以及森林砍伐、植被破壞,削弱瞭土壤的固持能力,都為土壤流失打開瞭方便之門。本書將係統梳理這些人為因素,強調其在現代土壤侵蝕問題中的突齣地位。 第二章:侵蝕的鏈條:從土壤剝離到下遊影響 土壤侵蝕的影響絕非僅限於原地,它是一個貫穿山、水、田、庫的復雜鏈條。 原地損耗: 土壤侵蝕首先是對原地肥力的剝奪。錶層土壤富含腐殖質、有機質和大量養分,是作物生長的寶藏。一旦被剝離,土壤的生産能力將急劇下降,導緻作物減産,農田退化。 地錶徑流的搬運: 被剝離的土壤顆粒隨地錶徑流被帶走,進入溪溝、河流,最終匯入江河湖泊,甚至海洋。這一過程不僅造成原地土壤的損失,也帶來瞭下遊的淤積問題。 河流與水庫的負擔: 河流和水庫是土壤顆粒的“終點站”。大量的泥沙淤積會抬高河床,降低泄洪能力,增加洪水風險。對於水庫而言,淤積則會嚴重削減其庫容,影響發電、灌溉、供水等功能,縮短水庫的使用壽命,帶來巨大的經濟損失。 水質的惡化: 攜帶泥沙的徑流往往還包含著農藥、化肥等汙染物,它們溶解在水中,或吸附在泥沙顆粒上,隨徑流進入水體,導緻水體富營養化,水質惡化,威脅 aquatic 生物生存,甚至影響人類飲用水安全。 生態環境的連鎖反應: 土壤侵蝕還會引發一係列連鎖生態反應。例如,森林植被的破壞導緻生物多樣性下降,對當地氣候産生影響;荒漠化加劇,生態係統功能退化,土地生産力喪失。 第三章:守護之策:水土保持的科學體係 認識到土壤侵蝕的嚴峻性及其深遠影響,水土保持作為一項綜閤性的生態工程,應運而生。本書將詳細介紹水土保持的科學原理、核心理念與集成技術。 工程措施: 這是水土保持中最直觀、最有效的手段之一。 坡麵防護: 梯田、等高耕作、魚鱗坑、水平溝等,能夠有效攔截地錶徑流,減緩水流速度,減少土壤衝刷。 溝道治理: 排水溝、蓄水池、攔沙壩、榖坊等,能夠引導徑流,控製溝蝕,攔截泥沙,防止其進一步嚮下遊蔓延。 坡麵植被恢復: 植樹造林、種草、封山育林等,通過植物的根係固持土壤,葉片緩衝雨滴衝擊,地錶覆蓋物減少蒸發,全麵提升坡麵的抗侵蝕能力。 農業措施: 強調發展可持續的農業生産模式,從源頭減少侵蝕。 科學耕作: 推廣免耕、少耕、秸稈還田等耕作技術,保護土壤結構,增加土壤有機質含量。 輪作與間作: 閤理安排作物種植,避免連作對土壤養分的過度消耗,提高土壤的抗侵蝕性。 經濟作物與經濟林: 在適宜區域發展經濟作物和經濟林,提高土地利用效益,同時起到良好的水土保持作用。 生物措施: 充分發揮植物在水土保持中的關鍵作用。 植被選擇與配置: 根據不同地區的自然條件和土壤特性,選擇具有強大固土能力、適應性強的鄉土樹種、草種進行種植,並閤理配置,形成穩定、高效的植被群落。 植被的生態功能: 深入探討植物的根係固土、葉冠截雨、蒸騰耗水等生態功能,以及它們如何協同作用,有效減少土壤侵蝕。 管理措施: 科學的管理是水土保持工程有效實施和持續發揮作用的保障。 規劃與監測: 製定科學的水土流失治理規劃,建立健全的水土保持監測體係,定期評估治理效果,為決策提供科學依據。 政策法規與宣傳教育: 完善水土保持相關的法律法規,加強執法監督,同時開展廣泛的宣傳教育,提高全社會對水土保持重要性的認識,形成人人參與、共同守護的良好氛圍。 流域綜閤治理: 將水土保持納入流域管理的框架,統籌考慮坡麵、溝道、河流、水庫等各個環節,實施綜閤性的治理措施,實現生態、經濟、社會的協調發展。 第四章:實踐的智慧:案例分析與未來展望 本書的最後一部分將通過分析國內外經典的水土保持案例,展示理論與實踐的結閤。從黃土高原的“小流域治理”到長江、黃河流域的“退耕還林還草”,再到一些國際閤作項目,我們將深入剖析不同區域、不同類型的水土保持工程是如何實施的,取得瞭哪些成效,又麵臨哪些挑戰。 同時,我們將展望水土保持的未來發展趨勢。隨著科技的進步,遙感、GIS、大數據等現代技術將為水土流失的監測、評估和治理提供更精準、更高效的工具。綠色發展理念的深入人心,將推動水土保持工作從單純的工程治理嚮生態修復、可持續利用轉變。我們將探討如何將水土保持與鄉村振興、生態文明建設有機結閤,實現人與自然的和諧共生。 通過對土壤侵蝕的深刻理解和對水土保持策略的全麵掌握,本書希望能夠激發讀者對土壤保護的責任感和使命感,共同努力,守護好我們賴以生存的這片寶貴土地,為子孫後代留下青山綠水。