第三章3 壤侵蚀原理.docx

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1、幻灯片1第三章土壤侵蚀原理第四节土填侵蚀规律幻灯片4幻灯片5-气候因素(一)降雨(precipitation)降雨诸要素包括降雨量,降雨强度,降雨类型,降雨历时,雨滴大小及其下降速度等.它们都与土壤侵蚀量及其侵蚀过程有着亲密的关系.1降雨强度:单位时间内的降雨量称为降雨强度。常用nin/h表示。依据其强度的大小.降雨可分为小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨和特大暴雨等。一般暴雨以上就能造成严峻的水力侵蚀，而且降雨强度是降雨因素中对土壤侵蚀影响最大的因子。幻灯片6-气候因素(一)降雨(precipitation)1降雨强度：N.H.NeaI与P.C.Ekern通过大实测与试验资料讨论,得到降雨强度与

2、土填侵蚀间的关系为口E-土壤侵蚀量口A一与土壤性质和地表坡度有关的系数口I一降雨强度口b一指数口(b1)幻灯片7降雨强度对径流量和侵蚀量的影响降雨日期降雨量(mm)降雨历时(分)平均降雨强度(mmh)径流量(m3hm2)侵蚀量(Vhm2)某年7/343.48053.246.680.60某年/7/2240.02928.22103.0222.36某年/8/849.315019.74292.13139.82幻灯片8一气候因素(一)降雨(precipitation)2雨滴质大质的雨滴具有较大的落地终点速度,对土填造成影响也较大.依据.D.Ellison的试验,雨滴降落于地表时的终点速度与其半径之间的关

3、系为口V一雨滴终点速度口c一系数口水取1334口冰取1246 R一雨滴半径口 P-空气的密度口 S一雨滴的比重口水二1口口幻灯片9一气候因素(一)降雨(precipitation)2雨滴质W.D.Ellison还实测得到30min降雨的土壤侵蚀量,随降雨终点速度的4.33次方成正比,与雨滴直径的1.07次方亦成正相关关系。其表达式Sp土壤冲刷量(g30min) Vk一雨滴终点速度(ms) d一雨滴直径(mm) i一降雨强度(cmh) K一取决于土壤条件的参数幻灯片10-气候因素(一)降雨(precipitation)3降雨的类型与降雨历时降雨类型系指降雨强度随时间的变化过程.在一场降雨中，由于

4、降雨强度及其峰值消失的时间不同,而形成不同的降雨类型.充分的前期降雨是导致暴雨形成较大地衰径流和产生严峻冲刷的重要条件之一.匀称型、超前型、中间型、延后型降雨历时是指一场降雨所经受的时间.历时长，侵蚀强幻灯片11雨强与历时的倒数关系幻灯片12一气候因素(一)降雨(precipitation)4降雨总一般来说,随着降雨总的增大,土城侵蚀也增大,但实际中并不完全是这样.据观涌低于10-30rrnh的降雨不至于导致土城侵蚀的发生.假如一个地区多以低强度形式消失.即使其年降雨较大，也不会导致土壤侵蚀的增加。但这种状况会为下一步的土城侵蚀制造条件口详细来说有以下几个方面口 入淮的水分消退了Ii粒之间的吸

5、附力 水溶解了颗粒之间的胶结物,使颗粒丢失了粘结力 水进入岩土孔隙,增加了单位体积的重 使潜水面上升,孔隙水压力对潜在裂开面以上的土石体起着浮托作用. 大雨水下海将使岩层软化幻灯片13一气候因素(一)降雨(precipitation)4降雨总降水与侵蚀:降水大，发生侵蚀的潜在危急大;同一地区正相关;不同地区相关性不明显 日降雨世界纪录：非洲尼旺岛187Onru 台湾为我们国家日降雨最大的地方：阿里山1104,百新1248mm,新寮1672mm。 大陆大多数省区消失过日降雨100*200的大暴雨，超过40Onin的很少。 我们国家最大两场暴雨：1963.8.4河北省内丘县950mn;1975.8

6、.7河南省方城县1054.7n,泌阳县12小时954.Arnno幻灯片14降雨历时,降水量,降雨强度历时mm降水量mm雨强mmmn53.90.78105.50.55156.70.45309.50.326013.40.2212018.70.1618022.80.1372042.80.06144055.00.04幻灯片15一气候因素（二）降雪（三）气温温度引起结冰和解冻温度温度引起岩石的分化温度影响植被恢复幻灯片16一气候因素（四）风力风是土填侵烛和风沙流淌的动力。风蚀的强弱首先取决于风速。受地面摩擦阻力的影响，距地面越近，风速越小，紊流和涡动作用越强，距离地面越高，风速越大，气流也较稳定。风速：

7、首要因索持续时间：其次因素风的次数风向严峻风蚀的两个条件：土地集中、地面宽阔平坦干燥的士康幻灯片17二地形因素(一)坡度坡度是打算径流冲刷力量的基本因素之一。坡度越大，径流的流速越大，土壤的侵蚀量也较大。但在陕西绥德的试验讨论发觉，在径流量肯定的条件下，随坡度的增加，冲刷量增加；当增加到肯定的坡度后，随着坡度的增加，冲刷量削减；在黄土沟壑丘陵区，这个转折坡度大致是2528.50幻灯片18二地形因素(一)坡度1影响入港和径流入港与坡度成反比渗透率很大时，径流与坡度成正比渗透率很小时，径流与坡度成反比2影响径流速度与产流时间坡度增大,径流速度指数增加V=khmJnk系数，h径流深,J坡度，m,n指

8、数坡度增大,提早产流幻灯片19二地形因素(一)坡度3影响径流量和侵蚀量坡度增大，径流量和侵蚀量增加坡度与土城侵蚀的关系试验坡度5101520降雨雨量(mm)46.7历时(min)36.0雨强(mmmin)1.3侵蚀量(gm2)1210237057206310比例(%)100196472521幻灯片20坡度与土壤侵蚀的关系坡度年径流量(Lhm2.)年侵蚀量(mm土层)531305.80.21740262.30.3014182.40.4717160.50.56幻灯片21二地形因素（一）坡度4侵蚀转折坡度临界坡度（CritiCalSlope）：坡地侵蚀随地面坡度增加而增加的关系超过肯定坡度时就不存在

9、，即超过该坡度后侵蚀反而削减，这个极限坡度称临界坡度或侵蚀转折坡度。在黄土沟餐丘陵区，这个转折坡度大致是25。-28.5我们国家观测结果045,侵蚀随坡度增加而增加；45*90ol侵蚀随坡度增加而削减。5坡度与其它侵蚀影响滁蚀影响沟蚀发育影响重力侵蚀幻灯片22二地形因素（二）坡长一般来说口坡长与径流、冲刷成正比但应结合降雨条件进行考虑口1在特大和较大暴雨状况下，坡长与径流、冲刷均成正相关。2在降雨强度较小，或降雨强度大，但持续时间短的状况下，坡长与径流成反比，与冲刷成正比。3强度很小，历时也很短的状况下，坡长与径流、冲刷均成负相关。口幻灯片23二地形因素（三）坡形坡形一般来说，可以分为四种：直

10、战型、凸形坡、凹形坡、阶梯形坡。直线型严峻侵蚀仅在坡面下部消失平行排列的细沟、浅沟幻灯片24二地形因素（三）坡形凸型坡长增加，坡度增加，侵蚀增加下部侵蚀严峻幻灯片25二地形因素（三）坡形凹型中部侵蚀较猛烈下部消失积累幻灯片26二地形因素（H）坡形阶梯型（复合型）台阶缓冲径流 增加下渗，减小径流置和流速，降低侵蚀台阶前沿侵蚀最大幻灯片27地形因素对土填侵蚀的影响幻灯片28地形对土壤侵蚀的影响（地表或岩石表面）冲蚀而成的水沟溪谷；（雨水冲击而成的）沟渠幻灯片29二地形因素（四）坡向坡向不同，所接受的太阳辐射不，从而影响土壤湿度，温度，植被状况等环境因子的不同，其侵蚀过程也有明显差异。1阳坡（南坡）

11、温度高、风化快、积累物厚冰雪溶化快，径流大蒸发快，土填含水低，植物生长不好2迎风坡滁蚀机会多植被较好幻灯片30坡向与土康侵蚀的关系幻灯片31三地质因素（一）岩性岩石本身的特性口对风化过程、风化产物、土填类型及抗蚀力都有重要影响。岩石的风化性石漠化岩性岩石的坚硬性河谷侵蚀岩石的透水性重力侵蚀幻灯片32三地质因素（二）岩石的新构造运动构造运动：由地球内动力引起岩石圈地质体变形、变位的机械运动。构造运动是由地球内力引起地壳乃至岩石圈的变位、变形以及洋底的增生、消亡的机械作用和相伴随的地震活动，岩浆活动和变质作用。构造运动产生褶皱、断裂等各种地质构造，引起海、陆轮廓的变化，地壳的隆起和拗陷以及山脉、海

12、沟的形成等。新构造运动是引起侵蚀基准变化的根本缘由。地震，震惊等幻灯片33 新构造运动侵蚀基准变化幻灯片34幻灯片35四土壤因素土填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康侵蚀有很大影响。（一）土填的透水性 透水性打算着地表径流的大小。所以土壤对水分的渗透力是影响土填侵蚀的重要因子。土填透水力打算于土填质地、结构性、孔隙度、剖面构造、土填湿度等。 质地越粗，透水越好口 结构越好，透水性与持水越大口 持水取决于孔隙度口 透水性与孔隙大小有关口 透水性较小的土层距地面越近，越易侵蚀口 湿度大，透水性差。幻灯片36单位时间入渗土壤的水量入渗率,i幻灯片37四土壤因素（二）

13、土填的抗蚀性指土康反抗雨滴打击分散和反抗径流悬浮的力其大小取决于土粒和水的亲和力。用土填分散率、土填侵蚀率、土城的分散系数来表示。土壤入渗与贮水性能土壤质地与孔隙性土壤结构土壤剖面构型土壤湿度状况土地经营与作物管理幻灯片38四土壤因素（二）土填的抗蚀性1土填分散率土城在水中的分散程度的指标分散率越大，抗蚀力越差耐蚀性土填：5.2%15.0%易蚀性土康：15%66%2分散系数土填团聚体在水中破坏的指标。随有机质和粘粒含的增高而降低。东北黑:11.4,河田侵蚀红堰：41.OoP136,表4-15表明，有机质和黏粒含较多的黑土分散系数最低，说明其抗蚀力较强。幻灯片39四土壤因素（）土壤的抗冲性抗冲性

14、是指土壤反抗流水和风等侵蚀力的机械破坏作用和推动下移的力量。一般用土体在静水中的崩解状况作为它的指标。土壤的膨胀系数愈大，崩解愈快，抗冲性愈弱。如有根系缠绕，将土壤固结，可使抗冲性增加。影响因素：结构体的胶结力紧实度根系缠绕幻灯片40土壤抗冲性母质和植被静水中崩解速度流水中冲失状况母质2,30”随时冲走麦田1hrS全被冲散草地1hrr被冲失9.7%疏林1hr仆r被冲失15.2%密林1hrIkr被冲失9.25%幻灯片41五森林植被因素（一）破坏植被带来的后果幻灯片42五森林植被因素（二）植被的水土保持作用植被因素是防治土壤侵蚀最乐观的因素几乎在任何条件下都有阻缓水蚀和风蚀的作用.详细体现在以下几

15、个方面1 .拦截雨滴植被通过林冠截留和枯枝落叶截留，在削减雨量的同时，能大大削减降雨的动能，削减溅蚀及集中股流量。2 .调整地表径流植被中的枯枝落叶层，爱护地表，汲取地表径流，增加地表粗糙度，分散、滞缓径流,过滤泥沙。对到达地表的降雨进行再安排。3 .固持土壤植被的根系象钾钉一样，对土壤起到肯定的网络固持作用，大大增加了土壤的稳定性。幻灯片43五森林植被因素（二）植被的水土保持作用4 .改良土壤性状枯枝落叶腐烂后，可以增加土壤的团粒结构，植被根系在土壤中存在又增加了土壤的孔隙度，尤其是非毛管孔隙度。5 .减低风速，防止风害植被存在对减低风速，防止风害有乐观的作用，但植被不同的结构起到的防护效果，应用的条件是不一样的。植被的结构一般分为紧密结构、疏透结构、通风结构。幻灯片44六人为活动因素幻灯片45