土壤侵蚀概念(6篇)

土壤侵蚀概念篇1

水土保持实习心得【1】一、实习时间：20xx年5月24日

二、实习地点：xx省xx市xx县

三、实习方法：

老师带领我们实地参观考察了南水北调工程漕河渡槽项目，在施工工地项目经理及工程监理现场讲解，然后学生们提出问题，老师和技术人员进行解答，水土保持工程学实习报告。

四、实习内容：

1、工程基本情况。

南水北调中线工程从丹江口引水，自流到北京天津，输水干渠全长1273公里，年调水规模xx0亿立方米。中线干线京石段应急供水工程由石家庄至北京市团城湖，全长3xxkm，主体工程预计完工时间20xx年底。漕河段工程是南水北调中线京石段应急供水工程的组成部分，位于xx省xx市xx县城西北，距xx市约30公里。起点为吴庄隧洞进口，终点为岗头隧洞出口，线路全长9319.7米。该段主要建筑物包括吴庄隧洞、漕河渡槽、岗头隧洞、大楼西沟和大楼西南沟左岸排水等;渠道工程包括连接吴庄隧洞与漕河渡槽的土渠及连接漕河渡槽与岗头隧洞的石渠等。该渠段设计流量为125立方米每秒，加大流量为150立方米每秒。

2、渡槽建设情况。

该工程结合漕河渡槽现场地形地质条件，讨论了板梁式结构和拱式结构等各种型式采用的可能性及优缺点。通过多种结构方案的具体工程布置、大量的工程量计算和技术经济综合比较，推荐采用20m跨(旱渡槽段)和30m跨(主河槽段)单联3槽多侧墙结构方案。

该项目原计划从04年10月开始，到06年12完工，后由于当地的征地问题迟迟没有得到解决，在05年6月10日才完成42米宽度征地，项目部及时调整施工部署，根据工程进度需要，合理组织资源配置，及时调整施工计划，精心组织，强化过程控制和目标管理。以确保工程优质高效向前推进，05年12月基本完成了墩身的工作，到目前已完成了32跨，还剩9跨，预计今年10月份可以完工。

漕河渡槽的起点为渡槽30m跨多侧槽墙段起点，终点为渡槽出口渐变段终点，线路全长1286.6m，是应急段的工期控制性工程，由30m跨多侧墙槽段及出口连接段、出口段组成。(部分渡槽见图一)设计供水流量为125立方米每秒，加大流量为150立方米每秒，分了50多到其他地方，最后流到北京只有70多了。

槽身纵坡1/3900。30m跨多侧墙渡槽段长1230m，共41跨，为三向全预应力混凝土结构，每一块都不会产生拉应力，保证了建筑不会被裂开，从而保证了钢筋不会受到了浸出的水的腐蚀使工程可以长久使用，实习报告《水土保持工程学实习报告》。主要项目有钻孔孔桩、墩身、与槽身三大部分。孔桩是直径1.5米的端底桩，坐落在基岩上。墩身采用的是空心重力墩，单墩1000方，基础为桩基或扩大基础。空心重力墩墩帽宽度为4.7m。墩帽长度为23.0m。槽身最大截面尺寸为22*9米，槽身距地面最大高差27米，单跨槽身砼重量3400吨，该渡槽目前属国内最大。

主要工程量：土方开挖11.28万方，土方回填7.99万方，石方开挖26.64万方，石渣回填1.15万方，钢筋笼块石8.89万方，浆砌石1.32万方，砼145.36万方，钢筋制安153141吨。

该结构设计比较理想，全预应力结构的技术在我国也比较成熟，空心墩也能够节约成本，因为减少了钢筋混凝土的用量，一个墩可以节省30万左右，由于重量减轻，桩的直径也减小，因此更加节约成本了。而经过结构内力计算，无论是在施工期还是在正常运用期都非常安全，不会有质量问题。现场我们看到了槽身的四隔墙分出了三个孔(见图二)，外侧的两个孔已经被堵上了，用于试水。每孔6m宽，5m高，检修时可以直接开车进去。

项目经理还介绍说，为了方便建筑所用的材料一般都采用就地取材的方法，但质量都是经过专门检验的。当地生产的砂石含一定成分的碱，遇水会产生膨胀，因此保证工程的质量，他们从40公里以外的地方运来不含碱的砂石。用水也是抽取的地下水。

3、水土保持措施。

工程的水土保持措施是我们所特别关心的，我们也对此提出了问题。根据相关规定，工程建设与水土保持措施要采用三同时的原则，即同时设计、同时施工、同时投产使用。现场我们看到，槽上山体进行了锚固，但开挖土方裸露堆积着。经理说，本工程的水保措施是由黄委负责的，他们只是施工方，这些打量堆积物每天都会有人巡查，排除安全隐患，也监测水土流失，如果有降雨会有专门措施。

据了解，建筑所产成的废渣都专门运送到了应该堆放的地方，废水(主要是生活污水)也经过了一定的处理才排放到附近河沟里的。对于环保比较注重。

五、实习体会：

这次水土保持工程学实习我们去了南水北调的大型施工现场，眼界开阔了许多。因为和专业很相关，因此也非常感兴趣。在课堂上我们学了很多计算，到了施工现场才看到了他们的真正价值的体现。经过了这次实习，我们基本体会到了工程施工从设计到施工这样一个过程，也了解到了施工应该注意的问题，比如环境保护、节约成本等。也可以看到，水土保持工作并不都是向一般人所想象的是在水土流失严重的黄土高原等地方，建设项目都需要做水土保持，都需要我们。

我们还从水土保持的角度提出了我们的问题和看法，体现了我们作为一个水土保持工作者强烈的责任感，相信在未来的实际工作中，我们也会充分发扬专业精神和运用专业知识，做好项目的建设工作，同时做好相应的水土保持工作。

水土保持实习心得【2】一、前言

水土保持工程学是我们水土保持与荒漠化防治专业的一门重要的专业课程。它是水保三大措施之一，即工程措施、林草措施、农业措施。水土保持工程学是应用工程学的原理，防治山区、丘陵区的水土流失，是保护与合理利用水土资源，以利于充分发挥水土资源的经济效益和社会效益，建立良好的生态环境的科学。

水土保持工程学的基本对象时工程措施，具体的内容包括梯田、山坡固定工程、坡面集水蓄水工程、拦砂工程、淤地坝、山洪及泥石流防治工程、护岸与治河工程、小型水库、山地灌溉工程。

此次水土保持工程学实习是我们专业课程的实习。主要参观了花溪区的麦坪乡与黔陶乡的一些水土保持工程性措施。此次实习也是我们教学的一部分，是加强我们对专业知识的巩固和提升。所以对于我们水土保持专业的学生而言，开展工程学实习时很有必要的。

二、实习目的

此次实习通过观看一些典型的水土保持措施，目的是为了丰富和内化我们的专业知识，提升我们的专业素养;通过实习来增强我们的实践能力;到实地观看水土保持工程项目及区域理治理措施，是我们队工程项目有一定的认识和了解，让我们能将工程学理论知识运用到实际当中，达到理论与实际相结合，同时也为我们以后走上工作和从事水土保持相关工作打下坚实的基础。

三、实习意义

此次实习意义是非常之大的，一方面，可以丰富和提升我的理论知识水平，从而更好地学习接下来的专业课程;另一方面，可以提升我们实践动手能力，在实习中学习，动手。增强我们的实战经验;最后，也是通过这次综合实习，使我们能了解和掌握一些基本的工程项目，同时认清我们专业的重要性，使我们能更加坚定坚持我们自己的专业，使我们通过努力为祖国的水力事业贡献我们的力量。

四、实习时间

20xx年7月26日。

五、实习地点

贵州省贵阳市花溪区麦坪乡戈寨村，黔陶乡。

六、实习内容

此次实习我们一共参观了三地地方的工程项目，一、麦坪乡戈寨村的山塘工程;二、麦坪乡戈寨村小型蓄水池;三、黔陶乡境内的农田灌溉排水工程。

(一)麦坪乡戈寨村的山塘工程

此处的山塘是属于五小工程的范畴。所谓五小工程是指：小水池、小沟渠、小坝塘、小堰闸、小泵站。它们虽小，但对广大农村地区群众的生产、生活所起的极大作用。我们所看到的山塘是2012年农田水利基本建项目，它的工程名称叫麦坪乡戈寨村渠道工程，建设内容是新建渠道2条，长3500m，断面是0.4m0.4m。工程效益是解决耕地灌溉面积2483亩，受益群众达178户663人。

它主要由塘坝、排洪渠、和小泵站、溢流口组成。其中塘坝是上塘用来蓄水的坝体，蓄存的水用于解决农民灌溉农田所用;其中排洪渠和地下泉眼是该塘的主要水源，此处低洼，蓄积了大量的水;其中小泵站主要是用于灌溉所需，在农业需水期，将坝塘里的水通过泵站提到高处水渠里用于灌溉农田;其中一流口在远离山体的一侧，主要是用于将多余的水通过溢流口流出，不至于破坏坝体结构。

经过2000级师兄的讲解，这是2012年建成的项目，其设计标准是按20年一遇进行设计的，而排洪渠则是按照5年一遇来设计的，主要是改善区域环境和解决当地农民农业用水。

这个渠道工程有一个集水池，可以拦蓄地表径流，防止水土流失，是山区，丘陵区满足人蓄用水和灌溉的一种有效措施。山塘面积较大，里面的水较为清澈，里面最深的地方2-3米，这种山塘与我所见过的湖南湘潭的农村鱼塘相似，与之不同的是，鱼塘是封闭的，而山塘的一段有很多水管，这些水管作为农民生活用水很灌溉的工具。当有暴雨出现时，水位会上升，高于排洪口可以直接排放，所以[水土保持工程学实习报告(共2篇)]不用担心被冲断，在抗洪方面有着巨大贡献。

(二)麦坪乡戈寨村小型蓄水池;

接下来老师和师兄有带我们到了后山的一个地方观看一个小型蓄水池。

我们所看到的蓄水池建在离农田不远的地方地理位置不是很高，在路边。它的有池体、溢流口、围栏组成。其中围栏主要是防治人畜的破坏，溢流口是用于排出多余的水的，池体用于蓄水。

通过我们分析和询问老师，我们发现这个蓄水池没有设置积水渠，集水面也没有抹光，而且集水面积很小。通过老师的分析我们知道了，该处小型水库实际上根本没有发挥作用，池体里面没有水，是一个形象工程。同时唐老师就告诫我们以后搞工程设计一定要避免发生类似的现象。

这个形象工程就告诉了我们，不能讲课本上的理论照搬到实际中来，这样是不会出号成绩的。同时这也是2000级师兄对我们的忠告，他给我们讲：以后下乡搞工程项目，一定要多问问当地村民。结合村民的意见在搞。

(三)黔陶乡境内的农田灌溉排水工程。

我们最后一个点是黔陶乡境内的农田灌溉排水工程。是一个农田灌溉排水工程。

这个排水工程位于河道岸边，是用浆砌石砌成的，宽2米，深1米左右。一方面，是保护两岸农田基本不受侵害，另一方面，该地方主要是以水稻种植和蔬菜种植等，是提高水的利用效率，增加粮食收入，保证沟床两岸人民生命财产和稳定经济收入的重要工程。

水土保持实习心得【3】一、实习目的：

通过对泰和水保站的实地实习认识，使我们更加全面更加直观的了解了土壤侵蚀的严重性以及针对不同的土壤侵蚀类型必须采取不同的治理方法，有了一次全面的感性认识，加深了我们对所学课程知识的理解，使学习和实践相结合。

二、实习时间：

20xx年xx月27日xx月30日

三、实习地点：

泰和水保站建于1982年，地处文田开发区老虎山小流域，距县城5公里，离井冈山火

车站3公里，105国道依旁而过。小流域面积6243亩，其中山地5155亩，老虎山水库水面808亩，据1984年普查，水土流失面积2900亩，占山地面积56.2%，对此，我们遵守自然与经济规律，对老虎山小流域进行了全面的规划，综合治理并以此为示范，促进全县水土保持工作全面展开。经过长期不懈的努力，昔日荒凉裸露的不毛之地，如今变得山清水秀，树木葱郁，形成了集水保治理，技术培训，生态经济为一体的的综合性水保站。

水土保持综合治理促进了资源的开发利用，自1986年以来逐步建立了以种、养为主，立体开发的生态农业体系。通过产权制度改革，又增添一批新的经济亮点。

为了提高水保科技含量和资源开发利用的合理性、永续性，对适应第四纪红壤侵蚀劣地的综合治理，和开发利用进行了一系列的科学实验，建立培训基地，走科研与实践相结合的道路，通过各地的交流，座谈总结经验，沟通信息，采取走出去，请进来的办法，拓展视野，更新知识。发展是硬道理，随着市场经济的发展，我们将面临更严峻的挑战，在新的世纪里，更要进一步解放思想，充分发挥资源优势，开发生态旅游业，寻求新思路，开创新局面。

四、实习内容：

二十七号下午两点的中火车，我们怀着盼望的心情早早的就来到了火车站，不过仪器很多的，我们几个人包了一辆面包车把仪器先运到火车站了，然后火车站那等同学会和的，黄博比我们要晚点过来的，他晚上过去的，先由鲁博带我们去的。下午过去把所有的事安排好了，第二天开始办事的。整个实习分为两个过程的，第一是老师带着我们先把该讲的讲了，相关内容可分为如下几个部分的。

(1)谷坊、竹节沟淤积厚度如何量测?

谷坊和竹节沟，这两者的形式有点相似。谷坊是用不同材料(土、石、混凝土等)修筑的低于5m的拦沙坝，主要作用在于防止沟底下切。竹节沟是在山坡的等高线上挖一定深度的坑，一般为矩形，坑与坑之间要隔开来，这样就像竹节一样，所以就叫竹节沟。这两者的作用都能够将山坡上流下的水，和有机质及泥沙收集起来，为我们所用，这样就能有效地减少水土流失，我们在竹节沟上面种植一些植物以更有效地保持水土，因为里面的土壤更有利于植物生长，它们含有更多的有机质和水分。在这个过程我们肯定要清楚地知道它们里面泥土淤积的厚度，这个数据的测量就要通过人工了，因为挖谷坊、竹节沟时我们是知道它们的深度的，现在淤积之后我们分别测量露在上面的空余部分的高度的就行了。

(2)掌握南方(红壤丘陵侵蚀区)常见水土保持植物措施与工程措施有哪些?了解水工建筑物有哪三大件?

首先介绍一下南方常见水土保持植物措施马尾松林、湿地松林、板栗林和马尾松+板栗林)、3种层次结构(纯草、纯乔、乔-草)水库的迎水坡，水土保持植物措施具有良好的保持水土、涵养水源、改良土壤的作用,是协调人与自然和谐,实现资源、环境可持续发展的关键性措施,也是我国江河治理和防洪减灾的根本性措施之一。水土保持植物措施对减少径流的正面效应主要是通过3个层次来实现:一是冠层的截留效应,二是地被物覆盖减少径流，三是防止土壤被冲刷。工程措施水土保持工程措施是小流域水土保持综合治理措施体系的主要组成部分，它与水土保持生物措施及其他措施同等重要，不能互相代替。水土保持工程研究的对象是斜坡及沟道中的水土流失机理，即在水力，风力，重力等外营力作用下，水土资源损失和破坏过程及工程防治措施。水土保持工程可以分为以下四种类型：①山坡防护工程;②山沟治理工程;③山洪气压层工程;④小型蓄水用水工程。水工建筑物有水坝、溢洪道、涵洞、水坝迎、背坡面等等的一些知识。顺着水坝我们看到的是我们水土保持的标志，还有关于老虎山的一些介绍，这里的关于水土保持的措施都是比较典型的，挡住水土流下的挡土墙，消力池等。说到消力池，这是水力学的一个概念，做起来也非常简单，就是在水流经的下坡地建起一个高一点的陡坡就是了，这样就能消除水的很大一部分水力，虽然简单，但非常实用，是个不错的水力措施。

(3)不同自然因素对土壤侵蚀的影响(感性认识其在自然界中的具体表现，尤其是植被、微地形)?

植被有减缓土壤侵蚀的作用，茂密的森林可以截留一部分雨水，并可消弱雨点对地面的击溅侵蚀能力，枯枝落叶具有很高的涵蓄水分能力，对地面有保护作用。在各种雨强的情况下，一般侵蚀量与坡度呈正相关。水力侵蚀主要是在坡地上发生的。因此，地面坡度是决定径流冲刷能力的基本因素，径流的大小决定径流数量、深度和速度，而速度大小又取决于地面坡度，在一定范围内，地面坡度越大，径流速度越大，土壤侵蚀也更为严重。

(4)径流小区选址，硬件构造，可以观测和测定那些项目，工作原理与优缺点：径流小区选址要有一定的坡度，而且坡度要与当地地形适宜。径流小区主体包括小区护埂、集流槽、引水管、量水设备(分流桶和集流桶)4部分。小区护埂应采用砖砌结构高标砂浆抹面，护埂宽0.15m，基础深0.30m，高出地面0.30m，基础两侧的同填土一定要夯实，防止径流渗漏。护埂顶部做成有一定倾角的单面刃形斜坡，斜面朝外，如果小区相连，相连护埂应做成v字型，便于排水。同时需要注意避免踩踏而造成护埂破损，防止护埂处的降雨因滴溅进入小区内部，影响观测精度。

(5)了解植被恢复的不同阶段的群落景观和生物种群构成?

1.地衣植物群落阶段：岩石表面无土壤，光照强，温度变化大，贫瘠而干燥。在这样的环境条件下，最先出现的是地衣，而且是壳状地衣。地衣分泌的有机酸腐蚀了坚硬的岩石表面，再加之物理和化学风化作用，坚硬的岩石表面出现了一些细小颗粒，在地衣残体的作用下，该细小颗粒有了有机的成分。其后叶状地衣和枝状地衣继续作用岩石表层，使岩石表层更加松软，岩石碎粒中有机质也逐渐增多。此时，地衣植物群落创造的较好的环境，反而不适合它自身的生存，但却为较高等植物类群创造了较好条件。

2.苔藓植物群落阶段：在地衣群落发展的后期，开始出现了苔藓植物。苔藓植物与地衣相似，能够忍受极端干旱的环境。苔藓植物的残体比地衣的大得多，苔藓的生长可以积累更多的腐殖质，同时对岩石的改造作用更加强烈。岩石颗粒变得更细小，松软层更厚，为土壤的发育和形成创造了更好的条件。

3.草本植物群落阶段：群落演替继续向前发展，一些耐旱的植物群落开始侵入，如禾本科、菊科、蔷薇科等一些植物。种子植物对环境的改造作用更加强烈，小气候和土壤条件更有利于植物的生长。若气候允许，该演替系列可以向木本群落方向演替。

4.灌木群落阶段：草本群落发展到一定程度时，一些喜阳的灌木开始出现。它们常与高草混生，形成高草灌木群落。其后灌木数量大量增加，成为以灌木为优势的群落。

5.乔木群落阶段：灌木群落发展到一定时期，为乔木的生存提供了良好的环境，喜阳的树木开始增多。随着时间的推移，逐渐就形成了森林。最后形成了当地大气候相适应的乔木群落，形成了地带性植被即顶级群落。

(6)径流泥沙的自动观测设施的工作原理：就是在径流池内计算水量，只要知道前面或者后面部分是水量就可以算相应的水量或流走的泥沙量了，流进径流池的是径流量，总水量减去径流量就是渗透量。通过栽种植被的样区与裸露样区流走的水量和泥沙量相比较可得知种植植物的成效率。

(7)了解南方常用的水土保持先锋树种(马尾松、湿地松、木荷、刺槐等)、灌木(胡枝子)、草种(百喜草、香根草)等的辨别与特征?

1.马尾松是2针一束，质较软、鳞脐微凹，无刺，叶较柔软，树干大多呈弯曲状，强阳性树，喜温暖湿润气候，喜微酸性土壤，耐干旱瘠薄，不耐涝怕盐碱。深根性，生长较快，是产区荒山荒地造林的先锋树种。湿地松是2针、3针一束并存，较长、粗硬，鳞盾肥厚，鳞脐瘤状有短刺，树干通直，浅根性，易倒。阳性树，不耐荫，适生于中性、酸性土壤，尤其耐水湿，在沼泽地和湖泊边缘生长最佳，在海滨地区也可生长，根系可耐海水浸泡，这两者有很大区别，很容易区分。2.木荷是常绿乔木，叶卵状椭圆形或矩圆形，革质，叶缘钝锯齿，两面无毛。花白色。蒴果近球形，五裂，花萼宿存，喜温暖湿润气候。3.刺槐是落叶乔木，枝具托叶刺，奇数羽状复叶，小叶全缘，总状花序下垂，花白色，荚果扁平。喜光，耐干旱瘠薄，对土壤适应性强，浅根性，萌蘖性强，生长快。这些都是非常典型的南方水土保持先锋树种，也非常好认，还有灌木，草本也是非常好认的，灌木主要是胡枝子，它的主要特征是落叶灌木羽状3出复叶小叶全缘总状花序花冠紫红色，喜光，耐寒耐干旱耐贫瘠，适应性强，是改良土壤、保持水土的优良灌木树种。至于草本就百喜草和香根草最为典型了，百喜草枝条高15～80厘米。叶片扁平，长20～30厘米，宽3～8毫米。生性粗放，对土壤选择性不严，分蘖旺盛，地下茎粗壮，根系发达。种子表面有蜡质，播种前宜先浸水一夜再播种，以提高发芽率。密度疏，耐旱性、耐署性极强，耐寒性尚可，耐阴性强，耐踏性强。而香根草从形态上看，香根草有点像柠檬草，地上部分密集丛生，秆高1～2m;叶片条形，质硬，宽4～10cm;圆锥花序长15～40cm，分枝以多数轮生，在秋季开花，一般无果，主要靠分蘖繁殖;纵深发达根系可深达2～3m(迄今最深的根系在泰国，为5.2m)，根直径一般为0.7～0.8mm，抗张力是等径钢材的1/6。香根草能适应各种土壤环境，强酸强碱、重金属和干旱、渍水、贫瘠等条件下都能生长。它跟拨毛长得很相像，但是没有锯齿，不会将你割伤。这些都是常见的水土保持树种和草本的特征，它将帮助我们识别它们进而运用它们。

(8)野外土壤侵蚀强度的估测方法与依据?

土壤侵蚀强度(intensityofsoilerosion)所指的是某种土壤侵蚀形式在特定外营力种类作用和其所处环境条件不变的情况下，该种土壤侵蚀形式发生可能性的大小。常用单位面积上在一定时间内土壤及土壤母质被侵蚀的重量来表示。土壤侵蚀强度是根据土壤侵蚀的实际情况，按轻微、中度、严重等分为不同级别。由于各国土壤侵蚀严重程度不同，土壤侵蚀分级强度也不尽一致，一般是按照允许土壤流失量与最大流失量值之间进行内插分级。土壤侵蚀强度也称为土壤侵蚀潜在危险性。再根据所列表格对照其类型来判断侵蚀强度。

(9)野外面蚀/片蚀的土壤侵蚀量测定方法?侵蚀沟的调查方法?

土壤侵蚀概念篇2

关键词：边坡；诱因；地质灾害；治理

中图分类号：F407.1文献标识码：A文章编号：

1诱发灾害的内因

（1）地貌特征：崩塌、滑坡灾害发生的有利地段一般具有大沟深川的区域地貌条件和风化水蚀等作用切割边坡高食临空的地形条件。各级地形和剥夷面间的斜坡地带为黄土地区崩塌、滑坡灾害的发育创造了良好的条件。当大气降水集中时，容易形成软弱面，致使边坡滑坡沿基岩的软弱滑动带滑动发生。

（2）地层岩性：地层岩性是边坡斜坡发生滑坡、崩塌灾害的物质基础条件。容易易发生崩塌、滑坡的岩层类型多为含碳酸盐类软弱岩层、泥化层、构造破碎层；岩石岩性多为泥岩、页岩、板岩，主要包括松散的碎屑岩，软弱的片状岩或者变质岩。

（3）地质构造：区域内的自然地质条件对崩塌和滑坡灾害的作用是多方面的：一是崩塌、滑坡灾害的发生需要存在一个断裂破碎带作为基础；二是滑坡、崩塌灾害的滑动面的位置空间一般由各种自然地质的构造面或结构面决定，如岩层、断层、节理等；三是山体斜坡边坡中含水层的分布情况和地下水运动状态要受自然环境的地质构造条件所影响，如存在承压含水层的具体数目以及地下水的排泄和补给等。四是边坡斜坡的岩石间相互中断的面层、裂隙特征，岩层间的不同配合情况及其与边坡位置的相互作用关系等内部地质结构环境都与崩塌、滑坡灾害发生的难易程度有着密切的关系。因此，地质构造特性对崩塌，滑坡环境地质灾害的发展和发生有着重要影响作用。

2诱发灾害的外因

（1）降雨条件：大气降水是滑坡、崩塌发生的主要诱发因素。降雨、融雪及其地下水的透水作用主要表现为：一是当土体空隙或岩石裂隙有渗透水进入时，可以降低岩土体的抗剪强度；二是降水渗透进入地下含水层中，使得地下水位上升或承压含水层水压增加，对隔水层的岩土体产生托浮作用，其中土体也会得到软化浸水至饱和，造成土体抗剪强度降低的结果。因此，大气降雨和冰雪融化都可以对滑坡产生引发和促进作用。三、地下水活动也是崩塌，滑坡环境地质灾害产生的重要因素之一。很多有地下水活动的地方，在发生崩塌，滑坡环境地质灾害后，地下水往往会以泉的形式在崩塌面涌出或从滑坡裂隙间渗出。

（2）地震

地震作用也是滑坡、崩塌环境地质灾害发生的重要诱发因素。地震作用经常会造成斜坡土石结构条件的破坏，从而引起环境地质灾害的发生。边坡上的岩土体会在地震波冲击作震动用下沿原有软弱面滑动，同时，地震作用也会导致新的软弱面形成。地震会造成裂隙和断层发育，加强了大气降水和冰雪融化的水力渗透。因此，地震过后加上降水，雪融的综合作用使崩塌或滑坡发生的概率大大增加。

（3）人为活动

人类的资源开发活动或者工程建设项目可能会在短时间内扰动自然地表环境，改变地层地表的原有形态，对环境地质构造产生巨大的影响，引起了环境地质灾害的发生。人类活动是滑坡、崩塌环境地质灾害形成的主要诱发因素，主要包括：原生自然环境在人为地对原来的山坡边坡进行开挖、土石方的随意堆砲搬运等作用下，地形条件发生改变，地质结构遭到破坏；在项目实施过程，项目区域的地层条件因为爆破产生震动或者机械作业发生改变。

3道路边坡地质灾害的治理措施

3.1边坡设计施工要以边坡稳定性和保护环境生态为前提

在选线、设计、施工建设及运营管理中，作到进行精心设计，使边坡处于安全稳定的环境中。应采用合理边坡坡率和边坡形式，充分地确保路基的稳定，充分考虑桥、涵、路的结合，减少高填、深挖，设置合适的防护工程，注意防水和排水，临河路堤要防河渠水的冲刷与浸泡。采用土地复垦恢复植被等一切必要的措施，恢复自然，保护环境。道路边坡设计到施工，应引入竞争机制，选择一个资质好的承包单位，先提出多个设计方案，邀请专家评审，确定最佳方案，再进行施工。施工过程中，应进行工程监理．以保证方案正确、投资合理、施工质量、良好，使治理工程达到预期目的。

3.2提高土壤植被系统的生态护坡

在维护边坡稳定与边坡生态景观恢复实践中，以植被为主体的坡面生态工程逐渐发展起来，植被越来越成为控制侵蚀和稳定边坡的一个有效措施。道路边坡的不稳定性通常可分为表层不稳定性、浅层不稳定性和深层不稳定性，在我国的广大山地，表层和浅层的不稳定过程是边坡最常见的两类侵蚀类型，植被对解决这两类不稳定性具有很大潜力。道路坡面过程受不同形态的能量驱动，其结果是以侵蚀形式发生的坡面物质的移迁。植被作为地表的保护层．能够以不同方式影响坡面侵蚀过程。决定土壤侵蚀过程的重要因素有气候、土壤、水文和地形，其中前面三个受植被的影响，草本植物及灌木的枝叶和根系集中分布于土壤表面，能够削弱有效降雨量和调节土壤的抗蚀性，植被对坡面的水文和机械保护效应所产生的深根锚固、浅根加筋、降低孔压、削弱溅蚀、控制径流的生态作用使其具备了抗蚀护坡的工程性能。应充分发挥土壤保持技术、地表加固技术在道路边坡防护中的作用，建立良好的土壤植被系统，提高道路边坡的生态护坡效果。

3.3合理选择与搭配生物护坡工程的植物物种

利用植物进行道路边坡坡面植被恢复、建立新的植物群落时需要合理选择植物的物种，使其具有适应性、生物多样性、功能性。为保证有良好的植被，在植物选择上，应废除传统的单一植草观念，选择适合当地气候及地质条件的植物进行目标群里设计，以求达到恢复自然的目的。植物物种可尽量采用与当地天然植被类似的种类，使植被可以实现从草坪到树林的演替。而且乡土植物更容易与自然融为一体，使得人工植被更接近原始生态。植物物种的选择与搭配应使环保机能、景观机能及安全机能得到相应的提高，使其同时具有治理水土流失、绿化、美化、改善行车条件、防止眩光、降低噪音等多种功能。

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土壤侵蚀概念篇3

关键词：土壤侵蚀预报模型；土壤流失方程；研究进展

中图分类号S159文献标识码A文章编号1007-7731（2017）13-0072-03

ReviewofResearchProgressinSoilErosionPredictionModel

YangXiaoetal.

（SchoolofLandandResources，ChinaWestNormalUniversity，Nanchong637009，China）

Abstract：ThesoilerosionpredicationmodelwasimportedfromAmerica.Thoughresearcherscontinuousimproveandabsorbthathasbecameanimportanttoolincalculationandpredictionofsoilerosion.Thispaperbrieflyintroducesthecourseofitsdevelopment，formulaandapplication.

Keywords：Soilerosionpredictionmodel；USLE；Researchprogress

1历史背景

RUSLE（RevisedUniversalSoilLossEquation）模型为修正的通用土壤流失模型，是1997年由美国农业部自然资源保护局（NRCS）正式决定实施的一个模型[1]，其前身为USLE（UniversalSoilLossEquation），即通用土壤流失方程，它的提出在美国及其他国家的土壤侵蚀方面都得到了广泛的响应。20世纪50年代开始，美国以在落基山脉以东地区8250个径流试验小区收集的资料为依据，在Wischmeier的领导下得到通用土壤流失方程USLE，并作为定量坡面年平均土壤流失量的经验性土壤侵蚀预报模型[2-3]，1956年美国农业部颁布的农业手册282号标志着土壤流失方程的正式推广及应用，但其在全球的通用性具有一定的局限性，并不完全适用于各国的实际情况。我国于20世纪40年代建立第一个水土保持试验站――天水水土保持试验区[4]，在大量研究和观测的基础上，出现了许多具有区域性的土壤侵蚀定量模型。20世纪80年代开始，引进通用土壤流失方程与中国土壤侵蚀特点相结合，进行了一系列的订正研究[5]，开始建立具有中国特色的土壤侵蚀预报模型。随着研究的深入，研究者们开创了将GIS、RS与USLE进行结合的新思路，并得到了推广[6-7]，GIS与USLE二者的结合不仅能够体现土壤侵蚀的空间异质性，还能够有效地提高水土保持措施空间布置的合理性[2]，其较为全面的考虑了影响土壤侵蚀的各个因素，且具有一定的精度[8]，并将其应用到了对地震危险性与地震风险的评估[9]。1992年美国农业部农业研究局（USDA-ARS）提出了USLE的新一代模型RUSLE[1]，该模型较USLE具有很大的改善，其数据范围更为广泛，侵蚀因子的计算也更加精确，适用范围更广[8]，目前已发展成为流域管理规划及对土壤侵蚀风险进行评价的有效手段[10]，之后美国农业部又先后颁布了RUSLE2、RUSLE3等相关模型。由于各研究区实地情况不同，直接采用美国的因子取值并不合适，故在我国各个地区具有属于自己的RUSLE，便于方便地区水土流失的计算与预测。

2基本公式及改M

RUSLE模型与USLE模型的结构基本相同，主要有降雨侵蚀力R，标准小区条件下土壤可侵蚀量K，坡长与坡度因子LS，覆盖与管理因子C，水土保持措施因子P，其基本公式为：

[A=R×K×LS×C×P]（1）

式中，A即为预测土壤侵蚀量[1]。

刘宝元通过借鉴美国土壤侵蚀预报模型建立了具有中国特色的中国土壤流失方程CSLE（ChineseSoilLossEquation），简单实用，其公式[11，12]为：

[A=R×K×L×S×B×E×T]（2）

其中，A为多年平均土壤流失量，R为降雨侵蚀力，K为土壤可蚀性，L、S分别为坡长、坡度因子，B、E、T分别为水土保持的生物措施、工程措施、耕作措施因子。

冯泮极通过计算及单位换算，得到适用于福山流域的通用土壤流失方程，其公式[13]为：

[A=0.224RKLSCP]（3）

其中，0.224为美制单位换算成kg/m2的换算系数。

孙文义运用修正的土壤流失方程对黄土高原不同生态系统的土壤保持量进行估算，其公式[14]为：

[Ac=Ap-Ar=RKLS（1-CP）]（4）

其中，Ac是单位面积上土壤保持量，Ap是单位面积上潜在的土壤侵蚀量，Ar是单位面积上实际土壤侵蚀量；因未考虑植被覆盖和水土保持措施情况下的土壤侵蚀量，故C=1，P=1。

此外，还有金沙江流域土壤流失方程[15]，与SDR相结合的流域土壤流失脆弱性评价模型[16]，与GIS技术相结合的土壤侵蚀预报模型[17，18]等。

3研究进展

经过不断地探索、实践、发展与完善，土壤侵蚀预报模型已经成为计算土壤侵蚀量的重要工具，取得了显著的成果，并在各地区出现了因地制宜的土壤侵蚀预报模型，对各地区水土流失治理与防治工作奠定了坚定的基础[19]。

降雨侵蚀力是降雨引起的土壤侵蚀潜在的能力，是降雨的物理性质的函数[20]。美国学者Wischmeier认为判断土壤流失量最好的指标是暴雨动能与30min最大降雨强度的乘积，其表达式为[R=E・Iao][21]，但其算法数据要求较高，获取较为困难；我国降雨侵蚀力基本沿用了其形式，但在不同的地区由于降雨动能和时段雨强的不同出现了不同的组合形式[22]。学者们积极地改进土壤侵蚀模型，以便本土降雨侵蚀力因子的计算。如张宪奎[23]的黑龙江省R因子的最佳指标：[R=E60I30]；黄炎和[24]闽东南地区的[R=1120.019P1.5682i]；曲丽英[25]福建省的[R=i=112（-2.6398+0.3046Pi）]，等等。

土壤可蚀性是20世纪30年代由Middeton提出的评价土壤受侵蚀侵蚀营力破坏性能大小的一个指标，也是土壤对分离和搬运的侵蚀作用的敏感性[26]，是指在雨滴击溅和径流冲刷等外营力的作用下，土壤被分散与搬移的难易程度，而土壤可蚀性指标是指试验中利用土壤流失量对土壤中某些性质进行测定来对土壤可蚀性进行评价[27]；受空间变化、土壤性质以及人类活动等因素的影响，土壤可蚀性测定的方法也存在差异[26]。当前研究在相关概念的定义、指标的选取、分析时空分异特征等方面都具有一定的成果[28]，如吴昌广[29]对三峡库区采用修正后的几何平均粒径模型中K值计算方法；刘斌涛[30]对青藏高原地区采用模型计算和面积加权分析方法来探索K值的空间分布特征，等等。

坡长坡度复合因子是地表径流输沙能力的量度[31]，坡长因子在很大程度上决定模型计算的精度，坡长指数随着坡度的变化而不同[32]，将坡地进行分段计算每段的LS值，进而求出整个坡面LS值，能够有效地反映不同坡形下土壤侵蚀的状况[33]。对LS的计算一般都是以DEM为基础，而在DEM中对LS值进行提取会因分辨率不同导致获取的LS值不固定，故选择合适的DEM对研究区域LS值的合理获取十分必要。例如，王邦隐[34]研究表明对陕北县南沟流域LS值的较准确提取应采用分辨率为5m的DEM数据；吴东亮[35]以ViewGIS为平台，开发模块对LS值在研究流域坡面上的分布进行计算，并将其结果存放在关系型数据库；杨勤科[36]结合VanRemortel代码开发了LS-Reg工具，方便对较大流域地区进行LS值的自动计算。

覆盖与管理因子是指地表在一定的覆盖和管理措施下土壤流失量与在同等条件下的经过适时翻耕、连续休闲的对照地的土壤流失量之比，不同作物生长期的降雨量决定着C值的大小，降低C值能使治理土壤侵蚀的投入资金最小化[37]。人工赋值法、小区实验法和基于植被盖度的遥感数据定量估算法是当前确定C值的3个主要方法，植被覆盖度越高，C值越小[38]；不同的土地利用方式对C值的计算有不同的公式[39]，各小区标准不同，C值的计算公式也不相同[40，41]。

水土保持措施因子是用来评价最佳管理措施的一个重要因子，是指在同等条件下，实施等高耕作、梯田等水土保持措施之后的土壤流失量与在标准小区上的比值[42]。西南土石山区水平梯田在不同坡度下具有不同的P值[43]；以辽宁土地利用类型为统计单元，通过研究计算各水土保持因子值为水土保持提供可靠的参考[44]；刘宝元将水土保持措施细分为生物措施、工程措施、耕作措施用来规范各因子的计算[42]。

随着研究者对土壤侵蚀预报模型研究的不断深入，其应用相当广泛，与GIS、RS等技术的结合使得土壤侵蚀预报模型成功的在农业、矿业、林业等各方面的应用中占据了一定的地位，为各研究区水土流失的预防与治理提供了一定的手段。在未来的发展中，土壤侵蚀预报模型应进一步完善，在操作计算方面更加简化，实现应用的普遍性，使之成为进行水土流失治理与防治的强有力的手段。

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土壤侵蚀概念篇4

关键词：冲积平原；风电场；水土保持；措施

中图分类号：S157

文献标识码：A文章编号：1674-9944（2016）20-0017-04

1引言

随着人类社会和经济的快速发展，有限储量的一次能源被加速消耗，人类的生存环境和世界经济的可持续发展受到严重影响。在“十一五”规划中强调“把开发可再生能源放到国家能源发展战略的优先地位”，应“因地制宜地开发和推广太阳能、风能、潮汐能等新能源”。在可再生的新能源开发中，风力发电是该领域中技术较成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一[1]。风能资源丰富的长江冲积平原区成了风电场开发的重要选择地。在风电场的建设过程中不可避免地对地表产生扰动，破坏土壤和植被，从而加剧水土流失，影响生态环境。因地制宜地采取各类水土流失防治措施，使项目建设区内原有的水土流失得到基本治理和有效控制，生态环境得到最大限度的保护成为了风电场工程建设必须要考虑的问题。本文以江西新洲风电场工程为例，对长江冲积平原风电场建设过程中的水土流失特点进行分析，并探讨可行的水土保持措施。本风电场工程的措施设计对于类似风电场水土保持治理具有一定的借鉴意义。

2项目及项目区概况

2.1项目概况

江西九江新洲风电场位于江西省九江县江洲镇东部的新洲垦殖场内，处在江心洲岛的最东侧，占地16.82hm2，其中永久占地10.03hm2，临时占地6.79hm2；建设规模为24台单机容量2000kW的风机，与江洲风电场共用一座220kV升压站；直埋电缆线路24.00km；场内检修道路全长18.146km，其中新修7.678km，改扩建10.468km；施工生产生活区1处。工程总投资37673.59万元；年上网电量99581.5MW・h。

2.2项目区概况

项目区地处地处中亚热带向北亚热带过渡的湿润季风气候，四季分明，光照充足，气候温和，雨量充沛，无霜期长。多年平均气温17℃，多年平均降水量

1425.5mm，多年平均风速2.5m/s，多年平均风速2.5m/s，最大风速为17m/s（NE风，1988年3月15日），年风向多为东北（NE）风，7月偏南（S）风。项目区属冲积平原地貌，场址被江心洲堤防封闭，堤内地面高程14.5～16.9m。成土母质为河湖沉积物，土壤类型为潮土。项目区地带性植被为亚热带常绿阔叶林，海拔低，植被贫乏且低矮，耕地绝大多数为棉田。项目区林草覆盖率约为30%。地处南方红壤丘陵区，土壤侵蚀类型以水力侵蚀为主，容许土壤流失量为500t/（km2・a），属江西省水土流失重点预防保护区和重点监督区。

3项目区水土流失特征

根据全国土壤侵蚀类型区划，项目区地处南方红壤丘陵侵蚀区，土壤侵蚀类型以水力侵蚀为主。根据2013年江西省水土保持公报，项目区所涉九江县现有水土流失总面积99.93km2，占土地总面积的11.45%，水土流失强度以轻、中度为主（表1）。

根据项目建设区的水土流失踏勘调查，本工程建设区现有水土流失面积0.48hm2（表2），占项目建设征占地总面积（16.82hm2）的2.85%，其中：轻度流失面积0.48hm2，占流失面积的100%。项目区年均土壤侵蚀总量为48.1t，平均土壤侵蚀模数为290t/（km2・a）。

3.1水土流失特点

项目建设期间，风机基础开挖与回填、安装场地和施工生产生活区的平整、施工道路施工、集电线路管沟开挖、临时设施等施工活动，将改变原有地表、损坏地表植被[2]、土地耕作层和植被生长层被挖损、剥离或压埋，从而使区域内裸地面积增加，降低土壤的抗蚀性，增大水土流失量。施工过程中由于地表植被和表层土壤结构遭到破坏，土质疏松，不仅会产生水蚀，大风天气还会产生扬尘。此外，沥青混凝土拌和、场地平整、道路填筑、材料运输和装卸在2级以上风力作用下也会产生扬尘，其中运输车辆道路扬尘和施工作业扬尘最大，会对下风向的空气造成严重污染，从而直接影响人们的生产生活[3]。

3.2水土流失量计算

根据类比法确定的江西九江新洲风电场工程不同区域的土壤侵蚀模数、水土流失面积、预测时段等因子，以及扰动地表后土壤侵蚀模数，最终得出项目建设产生的水土流失量（表3）。

从表3可以看出，工程建设可能产生的水土流失总量为3743t，新增水土流失量为3695t；其中施工期（含施工准备期）新增水土流失量占新增总量比例为99.97%。可见，施工期（含施工准备期）是新增水土流失的主要时段。道路工程、风电机组区和集电线路是水土流失发生的重点区域，这些区域将作为本方案的水土流失防治重点。

3.3水土流失危害

水土流失的危害往往具有潜在性，若形成水土流失危害后再实施治理，不但会造成土地资源和土地生产能力的下降，而且导致治理难度增大，费用增高。本工程在建设过程中，由于扰动和破坏了原地貌，加剧了水土流失，如不采取有效的水土保持措施加以防治，将造成一些负面影响。主要表现在：

（1）对土地资源的破坏和影响。项目建设占用土地，改变原有地表，损坏地表植被，土地耕作层和植被生长层被挖损、剥离或压埋，从而使区域内裸地面积增加，降低土壤的抗蚀性，增大水土流失量。工程建设造成土地生产力短期内衰退或丧失，对周边农作物及土地利用、农业生产将造成不利影响，给工程区的植被恢复和土地整治增加难度。

（2）对长江及区域内的水利设施的影响。本项目地处长江附近，施工过程中如不采取及时有效的碾压、拦挡、沉淀、覆盖等措施，松散的土、石、渣在降雨作用下极有可能进入临近水系汇入长江，对长江及其区域内的水利基础设施和水质将造成一定的影响。

4水土流失防治分区及措施设计

4.1水土流失防治分区

根据各项目建设特点、主体工程的布局、可能造成的水土流失情况、各建设区域水土流失防治责任以及防治目标，江西九江新洲风电场工程水土流失防治划分为5个防治区：风电机组防治区、升压站防治区、集电线路防治区、道路工程防治区和施工生产生活防治区。

4.2水土流失防治措施设计

风电场工程水土保持措施根据各防治区的水土流失特点、地貌类型、侵蚀方式及其对环境的危害、防治责任和防治目标，坚持“预防为主，保护优先”的原则，树立人与自然和谐相处的理念，重视周边的绿化与美化，最大程度减少对原地表和植被的破坏。通过合理配置并科学设计水土保持工程措施、植物措施和临时措施，从而形成综合防护体系[4]（表4）。

4.2.1风电机组防治区

风电机组区包括风机基础、箱式变电站和风机安装场地三部分，水土流失以面蚀为主，可能导致该区域水土流失剧增的原因是，大面积的表土剥离、场地平整、基础土方的开挖和回填等对地面土体造成了严重破坏，降低土壤抗蚀性。结合其水土流失的影响因素和特点，其水土保持措施布置如下：施工前，对区域内的表土进行剥离，剥离20cm厚的表土集中堆置在风机安装场地旁不影响施工区域内，周边用装土草袋进行拦挡，装土草袋挡土墙采用装土草袋堆砌而成，横断面为梯形，断面尺寸为高×顶宽×底宽一般为1.0m×0.5m×2.0m。堆砌时，草袋应相互咬合、搭接，搭接长度不小于草袋长度的1/3。面采用苫布进行覆盖。施工结束后，对风机基础进行撒播狗牙根、假俭草、白三叶等混合草籽绿化，风机安装场地平台按照原有土地利用类型进行复耕。

4.2.2升压站防治区

升压站与江洲风电场共用，只占用江州风电场预留的升压设备用地，共新增3台35kV风机进线开关柜，一台35kV母联柜，升压站内其余主要设备（220kV配电装置，无功补偿装置，站用电等）采用与江洲风电场共用方式。因此，升压站只需做好施工过程中的临时排水、沉沙。在升压站场地四周设置临时排水沟，出口处设置沉沙池，雨水经排水沟收集，经沉沙池沉淀后，排入附近沟渠。排水沟断面为梯形，坡比为1∶1.0，宽30cm、深30cm，为土质排水沟。沉沙池的池厢横断面采用梯形断面，池厢深度为80cm，坡比1∶1.0，池厢工作宽度为100cm、长度为200cm。

4.2.3集电线路防治区

集电线路沿施工及检修道路布设，管沟开挖作业面利用施工及检修道路。管沟开挖的土方遇降雨容易造成水土流失，结合其施工特点，布置如下水土保持措施：施工前，先将区域内的表土进行剥离，剥离的表土堆置在道路工程区；施工结束后对集电线路区进行复耕。

4.2.4道路工程防治区

道路工程为场内施工及检修道路，包含扩建道路和新建道路。其中扩建道路在原有路面的基础上进行两侧拓宽，均采用10%水泥稳定卵石（碎石）路面。道路工程路基土方的开挖与回填，也会扰动和破坏了原地貌，加剧了水土流失。因此，根据其施工特点，其水土保持措施布置如下：施工前，先将区域内的表土进行剥离。剥离20～50cm厚的表土集中堆放在道路旁平缓处，在表土堆下方设置装土草袋挡土墙进行拦挡，面用苫布进行覆盖。施工时，先在道路一边布设排水沟，在其位置上先行开挖、夯实，做为临时排水设施，土石方工程结束后修整、衬砌形成永久性排水沟，排水沟出口处设置沉沙池。施工结束后，道路两侧将形成的挖填方边坡，一般采用撒播草籽进行边坡防护。排水沟为矩形断面，深40cm、宽40cm，为浆砌石排水沟；沉沙池的池厢横断面采用梯形断面，池厢深度为80cm，坡比1∶1.0，池厢工作宽度为100cm、长度为200cm。

4.2.5施工生产生活防治区

本项目为江州风电场二期，施工生产生活区一期已利用，场地平整也易造成水土流失。因此，施工过程中，在场地四周设置临时排水沟，出口处设置沉沙池，雨水经排水沟收集，经沉沙池沉淀后，排入附近沟渠。施工结束后，对施工生产生活区产生的硬化层进行清除和破碎处理，清除的硬化层就近用于附近道路平整。并根据施工生产生活区的质量条件和原有的土地进行复耕。

5结语

江西九江新洲风电场工程合理有效地采取以上防治措施，到设计水平年，可实现扰动土地整治率为98.9%，水土流失总治理度为97.8%，拦渣率为95.7%，土壤流失控制比1.0，林草类植被恢复率为99.2%，林草覆盖率为3.6%，六项水土流失防治指标达到或优于确定的水土流失防治目标；可治理水土流失面积8.08hm2，整治扰动土地面积8.26hm2，建设林草面积0.61hm2，可减少水土流失量3657t，防治责任范围内的水土流失得到全面、系统的治理[5]，可有效控制因工程建设引发的水土流失。其他长江冲积平原风电场工程可参考借鉴上述水土保持措施，同时根据工程和所在项目区具体情况，因地制宜，科学合理地设计好水土流失防治措施，形成工程措施、植物措施、临时措施相结合的综合防护体系，达到有效防治水土流失的目的。

参考文献：

[1]张凯锋，丘保芳.电场水土保持探讨―以珠海横琴岛风电场为例[J].广东水利电力职业技术学院学报，2012，10（1）：26～27.

[2]王彦龙.某风电场水土流失特点及防治措施[J].黑龙江水利科技，2012，40（3）：258～259.

[3]王帅杰.扬尘污染防治理论初探[J].安全与环境工程，2006，13（3）：9～12.

土壤侵蚀概念篇5

农业非点源污染敏感性评价是针对不同的农田生态系统,评价它们对非点源污染形成的影响程度和敏感性,其目的是通过评价指出不同农田生态系统在非点源污染形成中的敏感地区和非敏感地区。一般认为农业非点源污染敏感性评价的目标包括:(1)建立一种简单适用的,供资源管理和环境规划工作人员野外识别农业区养分元素流失敏感地区的方法;(2)开发一种识别不同农业区影响非点源污染形成敏感性因子的方法;(3)通过非点源污染评价,确定可以有效减少农业地区养分流失的最佳农田管理措施(BestManagementPractices,简称BMPs),旨在为降低农业非点源污染服务。从长远来说,可以将农业非点源污染敏感性评价与现有的水质评价模型相结合,通过非点源污染评价和水质模型模拟,研究不同农田生态系统非点源污染形成的来源和预测其对受纳水体富营养化状态的贡献大小,从而可以采取措施,有效地控制水体污染和富营养化发展。这些目标的实现需要建立一个科学合理的养分元素流失敏感性评价方法。美国农业部于90年代开始提出运用建立指标体系的方法来评价农业地区养分流失(P,N)的敏感性,以养分流失敏感性指数来半定量地描述农业非点源污染的潜在形成过程的空间分布,并用这一评价方法来识别和控制农业非点源污染物输出的关键源区(CriticalSourceAreas),通过实施有效的农田管理措施,来降低养分流失的危险性。

2农业非点源污染敏感性评价指标体系(以P为例)

2.1影响农业非点源污染敏感性的因子

农业非点源污染的形成受到多方面因子的影响,不仅包括土壤的理化性质、水文、水动力学特征、农田管理措施,同时也包括农田景观结构和空间布局[1,2]。由于各个污染物的理化性质和流失过程有较大差异,不同污染物的影响因子有所不同,影响养分元素P流失敏感性的因素主要有:

(1)土壤侵蚀。土壤侵蚀会导致土壤颗粒物和养分元素发生迁移和流失的危险。通常土壤侵蚀的强弱决定附着于土壤颗粒上的养分元素P流失的强弱,可以作为农田中土壤养分元素P流失强弱的一个指示值[6]。在水土保持学科领域中,仅把土壤侵蚀作为对地表土层的破坏而影响农业生产的一种现象,在评价其负效应时,往往强调侵蚀过程对改变土壤肥力的影响。目前人们已开始把更多的注意力转向研究土壤侵蚀所带来的环境问题,如大量沉积物及其所携带的养分元素所引起的环境污染,特别是农业区土壤养分流失所造成的水源污染,因此土壤侵蚀过程是非点源污染研究的重要内容[7,8]。控制土壤侵蚀对于减少P的流失具有重要意义[9]。美国在60年代通过大量实验提出土壤侵蚀方程式USLE及后来的RUSLE,用来预报年度内土壤侵蚀强度。随后又发展了WEPP非点源污染模型,WEPP更注重对过程和机理的研究,能较准确地预测从农田到水体的土壤侵蚀量[10～12]。

(2)地表径流。由P引起的地表水体富营养化的加剧主要来源于地表径流中P的输入,因此一般不考虑P在地下径流中的流失[9]。地表的径流大小可通过分析土壤的物理特性和降雨过程而获得。Sharpley和Smith研究了地表径流量与径流中P浓度两者之间的相互关系,显示出二者之间具有较好的相关关系[13]。地表径流也是影响土壤养分P流失的重要因子之一。

(3)农地距河流的距离/重现期。当养分P流失敏感性评价从农田地块尺度推广到流域尺度时,不同农田距河流的远近程度成为控制扩散过程的一个重要因子[14]。Johnes和Heathwaite提出距离河流较远的营养物源区对非点源污染贡献的重要性一般要比距离较近的地区小,这主要是由于养分P在流域内从高向低扩散与迁移的过程中,将不断地稀释和截留。距离越远,在传输过程中被稀释和截留掉的可能性越大,相反,距离较小,可能性较小[15]。但是他们只是将农田距河流的距离作为一个单独的因子进行评价,并未将其纳入系统化的指标体系中。Gburek和Sharpley等人在2000年提出了重现期的概念,将农田地块距河流的距离纳入土壤养分P流失敏感性评价指标体系中[16]。重现期是水文学上的一个概念,指一定强度降雨或洪水发生频率的大小。Gburek和Sharpley等人通过1996～1997年的径流观测数据建立了径流峰值与距离之间的定量关系[16]。结合水文学中普遍使用的重现期与径流峰值之间的相互关系,建立了重现期与距离之间的定量关系[16,17]。这些定量关系的确定是基于特定的流域水文学特征和土地利用特征,推广应用于其他不同特征的流域时尚需进行修正,以反映不同流域的水文和土地利用特征。将重现期作为一个控制扩散过程的因子纳入P敏感性评价指标体系其步骤如下:①首先选择一系列重现期,尽可能反映影响养分P流失的敏感性评价分类等级(敏感等级从低到高);②用修正后的重现期和距离的定量关系来确定相应的距离;③对重现期/农地距河流距离赋予适宜的权重,和其他因子一起参与养分P流失敏感性指数的计算[16]。

(4)土壤养分P背景含量。地表土壤中养分P含量的高低直接影响其对水体的传输[18]。土壤中养分P含量越高,径流中可溶性P的浓度将会越大,侵蚀泥沙中颗粒P的丰富程度也越大,它们之间高度线性相关的关系已得到证实[19～23]。因此土壤中养分P的背景值是影响P流失敏感性的一个重要因子,通常土壤中P的背景值含量越高,形成非点源污染的可能性越大,该区的敏感性也较大。

(5)化肥和有机肥的使用量、使用方式和使用时间。径流中P的流失受到化肥和有机肥的使用量、使用方式以及使用时间等的影响。Romkens和Nelson研究发现,过磷酸钙化肥的使用量与径流中P的流失量有一线性关系[20],Baker和Laflen通过模拟降雨验证了Romkens和Nelson研究结论,并进一步探讨了不同磷肥使用深度和方式与地表径流中P的关系[24]。研究发现,当化肥使用量超出农作物吸收能力时,将导致过量养分在土壤中富集,形成潜在的非点源污染源。如果农田中使用的化肥长期超过农作物收获携带的养分含量,将导致P在土壤中不断富集,其结果是导致P流失危险性加大;化肥使用方式,如固态、液态;表施、根施、底施等对养分元素的流失影响较大。固态施肥,土壤中有效碳将比液态方式持续更长的时间[14]。化肥和农药流失的强度也与使用后降雨发生的时间、降雨强度、土壤前期含水量、农药的土壤吸附能力等有关。选择适宜的时间使用化肥将有利于减少养分流失。Burwell等研究发现,农田中P的流失最容易发生在种植季节,这时作物吸收最少,作物覆盖最少[25]。因而,为了避免化肥、农药流失,在选择施肥时间时应尽量避开大雨和暴雨来临之前。农田中养分流失还与农作物对养分的吸收利用有关,农作物吸收养分淡季时最容易发生流失。为了避免养分过度流失,化肥使用也应与农作物养分需求高峰期相吻合[12],这样不仅可以提高化肥利用效率,而且也可以避免非点源污染形成。

除了上述影响因子外,还有其他一些影响因子,如:土壤pH、土壤质地、土壤渗透性等。它们在农业非点源污染P流失敏感性的评价中,作用相对较小,同时有一些与上述因子有重叠作用,在进行非点源污染敏感性评价时可以忽略。

2.2农业非点源污染敏感性评价指标体系

Lemunyon和Gilbert从土壤侵蚀、地表径流、土壤养分P背景值含量、化肥和有机肥P的使用量以及使用方法等方面,提出了土壤中养分P流失敏感性评价指标体系[5]。该评价指标体系第一次综合考虑了多因子相互作用下农业地区养分元素P流失的敏感性大小。但由于没有考虑地块距离河流的空间分布,该评价指标体系应用到流域尺度时,未能客观反映农业非点源污染敏感性的真实情况。Gburek和Sharpley等人在考虑农业区距离对养分非点源污染影响的基础上,对Lemunyon和Gilbert的评价指标体系做了进一步的修正,使得该评价体系在流域尺度上具有较强的可操作性。提出了“关键源区(CSAs)”的概念,认为农田管理措施必须抓住关键源区,通过采取必要的措施,才能更有效地达到治理的目的。关键源区是指一个流域内最易于发生养分流失且易于识别的地区。关键源区取决于污染源因子和污染扩散过程的因子是否同时存在。污染源因子主要影响土壤中养分元素的输出潜力,如土壤性质、农田特征、化肥和有机肥的使用量及使用方式;污染扩散因子主要影响潜在的营养元素的输出过程,如地表径流、土壤侵蚀过程及农田距河流的距离等。

3农业非点源污染敏感性评价方法(以P为例)

3.1评价指标权重的确定

P流失的敏感性是土壤、地质、水文、气象、人类活动等要素综合作用的结果。鉴于各个要素在相互作用的过程中,对于P流失的不同,重要性各异,赋予各指标以不同的权重。Gburek和Sharpley等人对权重因子的赋值是基于专家评价法,因此在进行实际应用时必须做进一步的野外校验更加准确地反映每一个指标的权重。Gburek和Sharpley等人确定的各指标权重如表1所示。

3.2评价等级确定

P流失的评价等级共分5级(无,低,中,高,极高),对于不同的指标,等级值不同,赋值是在监测数据和调查资料取得的基础上采用专家评价法。评价等级越高,表明引起养分P发生迁移与流失的可能性越大。

3.3P敏感性指数的计算

P流失敏感性指数可以用下列公式来计算P流失敏感性指数PI=[Σ(源指标等级值×权重)]×(侵蚀等级值×径流等级值×回归周期)对P流失敏感性进行计算所得的数值并不是P的实际流失量,而是表示P流失敏感性高低的一个相对值。该指数计算方法中源因子和扩散因子的相乘而非相加性强调了两者之间的相互作用、同时存在,避免将潜在的流失危险性当作实际的流失危险性,保证了关键源区必须同时具备高的源因子和高的扩散因子的条件。

3.4农业非点源污染敏感性综合评价

一般根据敏感性指数计算的结构可以将一个地区划分为不同敏感级别的区域:轻度敏感区、中度敏感区、高度敏感区、极度敏感区。通常情况下可以根据研究区域的特征,结合综合评价结果,确定不同养分流失敏感区的空间分布规律,从而指出不同农田区应该采取的最佳农田管理措施,以期达到控制非点源污染的形成。

土壤侵蚀概念篇6

【关键词】土壤生物工程；植物；环境保护

一、土壤生物工程简介

土壤生物工程是将活的植物材料通过工程技术手段用于构筑各类边坡、防止坡面河岸侵蚀及改善栖息地生境的集成工程技术。根据施工目的，材料和工程结构的特征都可以作为划分土壤生物工程类型的依据。本文按照材料和工程目的把上壤生物工程分为以下几类：

（一）植物覆盖技术

为了快速覆盖地表侵蚀而采取的措施，主要的类型有包括草皮移植、草籽播种、乔灌树种移植。这种方法对于深层土壤的防护考虑较少。

（二）使用活的植物体来加劲并作为上体运动的屏障，主要类型有扦插、梢捆、层栽、灌丛垫等。这些措施可以防止浅层土体滑动。就植物种类选择而言，木本植物最为适合。

（三）联合措施

即活的植物体和无生命材料联合措施。当边坡陡峭、表面和土体稳定都有问题时或者是施工区生境不适宜植物生长时当地状况使植物生长困难时在植物生长前就需要对土体进行防护时，植物措施难以完全发挥作用，就需要利用一些无生命材料来辅助施工，例如石块，混凝土或死的植物枝干等。

（四）辅助措施

为了紧急对当地植被进行补充，就需要采取辅助的措施，如移栽树木或改善土壤等技术，由于这些措施花费较高，所以一般情况下不建议使用。

（五）无生命材料营建措施

主要为传统的结构工程，例如混凝土重力墙。

二、土壤生物工程技术的国外研究进展

工业革命开始以后，人们对机械的崇拜导致利用自然材料控制土壤侵蚀和边坡保护的自然方法不受欢迎。机械化的年代和混凝土钢铁技术的发展，鼓励在工程实施中使用刚硬和无生命的建筑材料。这些材料保证结构更为长久、耐用。在美国和欧洲，如何运用机械和人工材料进行建筑和边坡防护，是多数研究者的追求目标。

工业革命后，一系列环境问题如坡面侵蚀、山体滑坡和崩塌以及河岸退化等引起欧洲一些国家的重视。20世纪初，少数研究者才开始将土壤生物工程概念真正植入工程施工中，并且获得了成功。如用绿色的柳树作为活性的建筑材料、在浆砌石接缝中植入木本切枝。1936年，在慕尼黑专门成立了一个研究所研究开发道路建设中的土壤生物工程技术。该研究所所长ArthurvonKrundener为该项目技术的发展做出了很大的贡献，后来他被看作是中欧地区的土壤生物工程技术之父。同时期，在加利福尼亚的CharlesKraebel发展了“篱墙”技术，应用复合的生物技术，如：木桩、梢捆和植物移植等技术来来保护岸坡。这些实践性的工作为后来土壤生物工程技术的发展奠定了基础。

20世纪70年代后，土壤生物工程技术得到了广泛的发展，并且形成了完整的理论和技术体系，积累了大量的文献资料。Schiechtl先后出版的《土地利用及保护的生物工程》（1980）、《边坡保护和侵蚀控制的地表生物工程技术》（1996）和《河岸及海岸的水生物工程技术》（1997）总结了欧洲许多重要的土壤生物工程师们的研究和实践成果，为该技术的发展奠定了理论基础。

三、土壤生物工程技术的国内研究进展

中国的史书中记载了最早的生物工程―大禹治水。大禹的父亲采用建土坝阻挡洪水的方法，但失败了。大禹则利用疏清九条主干道并挖掘新河道的方法来疏导洪水，同时这些河道还可以作为当地农民的灌溉渠。在他13年的努力下，洪水终于被控制住了。

2000年后，成都郡守李冰吸取大禹治水的经验，采用了一种新方法来抵御洪水。受大禹的启发，李冰设计了一种“楗尾堰”来疏通河道（后来被称为都江堰）。“楗尾堰”的得名源于“破竹为笼，圆径三尺，以石实中，累而壅水”的竹笼装石方法（亦称为“楗尾”）。每个楗尾几米长、半米宽，放置在河流沿岸或者水里，来分流主河道中的水。这种河道系统然后又出现在一些小河道中，所以又出现了为庄家灌溉的灌溉系统，这种方式在成都附近至今犹存。在11世纪，宋朝沈括的《梦溪笔谈》中记载了制作楗尾技术的进一步发展。与此同时，楗尾还被用于治理经常泛滥、久治无用的黄河缺口，在强水流到来前，把楗尾最后放在缺口处，这样洪水就无法将它冲走了。后来，人们又将很长的楗尾分成三段一截一截放在溃堤处，这样就能有效防止楗尾在水流冲击作用下发生断裂。在中国，人类与洪水抗衡长达几个世纪，这也使楗尾技术不断发展进步。

胡海乱等（1999）提出了笼石挡墙、网笼垫块护坡和复合植物护坡等生态型护岸技术并应用在广西漓江治理工程中。在引滦入唐工程中，陈海波等（2000）提出了网格反滤生物组合护坡技术。周跃（2000）提出了“坡面土壤生物工程”技术。王准（2002）针对上海的立地条件，把河岸带绿化根据岸体设计中使用了一种亲水生态护岸设计--栈桥式生态亲水护岸，实现了在水位变化较大的情况下，仍然具有亲近人、生态和美的效果。俞孔坚等（2002）提出水位多变情况下的亲水生态护岸设计。夏汉平等（2002）在北江大堤植草护坡效应研究中，提出香根草和百喜草都能耐较长时间的水淹，并都有较强的抗逆性，结合土石方工程，并辅以三维网覆盖，将香根草和百喜草种在北江两岸的边坡上，有效地防治了洪流冲蚀和雨水侵蚀，起到了较好地固土护坡作用。

四、结论

土壤生物工程技术措施通过植物和河流岸坡的相互作用机制在防止坡面侵蚀的同时还可以起到河流生态修复的作用，并逐渐促进河流的自我生态修复，是解决河流生态退化的一个关键技术措施，在世界范围内引起了厂泛关注和大量应用。而我国在这方面的研究起步不久，此技术在国内的推广还面临着许多待解决的问题。

参考文献：