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水土保持学电子教案水土保持学电子教案 . 第一章 绪论 [教学目的与要求]:通过对本章内容的学习,使学生了解水土流失的现状、趋势和危害;国内外水土保持的状况和趋势;水土保持与其他学科的联系。掌握水土保持的含义。 [教学重点]:水土保持的含义。 一、水土保持的定义 北京林学院森林改良土壤教研组编著的我国第一部《水土保持学》(农业出版社,1961)中指出:“水土保持学是研究水土流失原因和发展过程,以及运用综合性技术措施,防治水土流失等自然灾害从而保障生产发展的一门新的自然科学”。 辛树帜与蒋德麒主编的《中国水土保持概论》(农...

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水土保持学电子教案 . 第一章 绪论 [教学目的与要求]:通过对本章内容的学习,使学生了解水土流失的现状、趋势和危害;国内外水土保持的状况和趋势;水土保持与其他学科的联系。掌握水土保持的含义。 [教学重点]:水土保持的含义。 一、水土保持的定义 北京林学院森林改良土壤教研组编著的我国第一部《水土保持学》(农业出版社,1961)中指出:“水土保持学是研究水土流失原因和发展过程,以及运用综合性技术措施,防治水土流失等自然灾害从而保障生产发展的一门新的自然科学”。 辛树帜与蒋德麒主编的《中国水土保持概论》(农业出版社,1982)中,水土保持学的定义为:“水土保持学是在劳动人民防治水土流失灾害,发展农业生产实践中产生和发展起来的一门科学,它的主要任务是研究地表水土流失的形式、发生和发展规律与控制水土的基本原理、治理规划、技术措施及其效益等,以达到合理利用水土资源,为发展农业生产、治理江河与风沙,保护生态环境服务”。该书还特别强调了“水土流失”和“土壤侵蚀”的区别。《中国大百科全书•水利》水土保持分支中明确指出:水土保持学是一门研究水土流失规律和水土保持综合措施,防治水土流失,保护、改良与合理利用山丘区和风沙区水土资源,维护和提高土地生产力以利于充分发挥水土资源生态效益、经济效益和社会效益的应用技术科学。 从这个定义可以看出以下几个方面的含义: 1.水土保持是对水及土两种自然资源的保护、改良与合理利用,水土保持不等同于土壤保持。2.保持的含义不仅限于保护,而是保护、改良与合理利用。 3.水土保持的目的在于充分发挥山丘区和风沙区水土资源的生态效益、经济效益和社会效益,改善当地农业生态环境,为农业生产和建设服务。 4.水土保持学是近年来才形成的一门综合性很强的应用技术科学。 二、水土流失现状、趋势、危害 1.水土流失现状 我国是世界上水土流失最严重的国家之一,土壤侵蚀遍布全国,而且成因复杂,强度高,尤其以西北的黄土、南方的红壤和东北的黑土水土流失最为强烈。据水利部遥感中心1990年调查统计,全国土壤侵蚀面积达492万km2,占国土面积的51%,其中轻度以上的水蚀面积179万km2,风蚀面积188万km2,冻融侵蚀125万km2。 2.水土流失的发展趋势 水土流失,除自然因素外,主要原因是人类不合理的活动造成的。经过几十年综合治理,取得了一定的成效,但由于人口膨胀,粮食和能源危机导致的毁林开荒等难以有效制止,加上一些经济建设部门开矿、修路和基本建设不注意水土保持,使得现有的土地资源遭受到严重破坏。因此,我国的水土流失程度在局部近期有加剧的趋势。 3.水土流失的危害 水土流失损坏了大量的水土资源,破坏了生态平衡,恶化了农业生产和人类生活环境,影响了社会经济的发展和人民生活水平的提高。具体来说体现在以下几个方面: (1)破坏土地资源,吞食农田,威胁群众生存 (2)削弱地力,加剧干旱发展 (3)泥沙淤积河床,加剧洪涝灾害 (4)泥沙淤积水库湖泊,降低其综合利用功能 (5)影响航运,破坏交通安全 (6)土地沙化 .. . (7)水土流失与贫困恶性循环,同步发展 三、水土保持的原则 (1)把防止与调节地表径流放在首位 (2)提高土壤抗蚀能力 (3)重视植被的环境保护作用 (4)把保护土地与改良土地结合起来 (5)采用综合措施防治水土流失 (6)因地制宜 (7)生态—经济效益兼优的原则 (8)以“持续发展”的理论指导区域的综合整治与经营 四、水土保持的措施体系 (1)规划经营措施 (2)水土保持林草措施 (3)工程措施 (4)水土保持农牧业技术措施 (5)水土保持法律性措施 五、国外水土保持的发展状况与趋势 1.欧洲 由于欧洲阿尔睥斯山区各国山地森林覆盖率大,植被好,农业利用主要是牧业,土壤面蚀作用较轻微,而山洪、泥石流、滑坡侵蚀作用强烈,危害作用大。 在欧洲,水土保持工作与防治山洪、泥石流、滑坡等自然灾害联系在一起,称为荒溪治理。欧洲文艺复兴以后,围绕因滥砍乱伐而引起的山地荒废,欧洲阿尔睥斯山区各国开展了以恢复森林为中心的森林恢复工程。奥地利在15世纪就出现了以防治山洪为目的的拦沙坝。 欧洲各国的山区水土保持工作与山区流域综合治理是紧密结合的。各国政府农林部林业司下设荒溪治理处或山区流域治理处主管全国山区水土保持工作。政府每年拨款资助各州具有山洪、泥石流发生危险的流域开展综合工作。 2.美国 美国从中央到地方有一套完整实施水土保持的机构,而且有专门的经费渠道。美国农业部中设有土壤保持局,它有三个方面的任务:水土保持;自然资源调查;乡镇资源普查的保护与开发。 由于美国国家掌握了相当数额的水土保持经费,所以国家可以通过国会每隔几年列一专项,进行一些小流域的治理。美国的水土保持措施分为坡面治理与沟壑治理措施两大类,其中坡面治理措施主要有:水土保持农业耕作措施、田间工程措施、造林草措施;沟壑治理措施主要有:草皮排水道、封沟育林草、沟头防护、削坡填沟、坝库工程等。美国水土保持十分重视技术推广工作,包括:提供设备、技术 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 、技术资料、信息;帮助水土保持规划与实施;组织参观先进治理样板或技术;出版技术 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 、规范;举办培训班或讲座。 3.日本 日本的水土保护事业主要是作为社会公益事业而实施的,农林部和建设部负责主持水土保持工作。在日本,水土保持的目的是控制山地侵蚀、搬运,并防治山区流域荒废,发生泥沙灾害,水土保持措施包括山腹工程、溪流工程、滑坡防止工程等。 六、水土保持与其他学科的联系 1.与气象学、水文学的关系 各种气候因素和不同的气候类型对水土保持都有直接或间接的影响,并形成不同的水文特征; 另一方面,通过综合治理,改变大气层下垫面形状,对局部地区的小气候及水文特征.. . 加以调节与改善。 2.与地貌学的关系 地形是影响水土流失的重要因素之一,而水土流失过程又对地形进行在塑造。 3.与地质学的关系 许多水土流失的形式 的发生与地质条件有关,水土保持工程的设计与施工涉及地基、地下 水等方面的问 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ,需要运用水文地质学及工程地质学的知识。 4.与土壤学的关系 土壤是水蚀和风蚀的主要对象,土壤的物理性状与水土流失有密切的关系。 5.与应用力学的关系 第二章 水土保持理论基础 第一节 生态经济学理论 [教学重点]:流域生态经济系统的结构和功能。 一、生态经济学的观念 生态经济学以生态学原理为基础,经济学理论为主导,以人类活动为中心,围绕着人类经济活动与自然生态之间相互发展关系这个主题,研究生态系统和经济系统相互作用所形成的生态经济符合系统,研究其矛盾运动中发生的生态经济问题,阐明它们产生的生态经济原因及解决的理论原则,从而揭示生态经济运动的发展的客观规律。 将流域作为一个开放的生态经济系统进行分析、评价、调控和经营管理,是生态经济学理论在流域整治与管理中的具体运用。 二、流域生态经济系统的概念和组成 1.概念 流域生态经济系统是由流域生态系统和流域经济系统相互交织而成的复合系统。它具有独立的特征和结构,有其自身运动的规律性,与系统外部有着千丝万缕的联系,是一个能够经过调控,优化利用流域内各种资源,形成生态经济合力,产生生态经济功能和效益的开放系统。 2.组成要素 (1)人口 (2)环境 (3)资源 (4)物资 (5)资金 (6)科学技术 3.组成要素的结合 (1)结合的动力—人类的需求 人类的要求大体经历了三个阶段:即单纯生存需求阶段、物质需求阶段和包括优美环境在内的全面需求阶段。 (2)结合渠道 流域生态经济系统内部各要素的相互结合,不但要有需求作动力,而且还必须通过生态经济系统投入产出渠道,才能完成各要素之间的相互结合。 (3)结合的手段 流域生态经济系统内部各要素经过投入产出渠道相互结合,并不是自发进行的,而是运用一定的科学技术手段交织连接的结果。 三、流域生态经济系统的结构 1.有序的耗散结构 流域生态经济系统是一个远离平衡状态的开放系统,由于远离平衡状态,系统就需要不停的物质、能量、信息的交换来趋于或维持一定的动态平衡,在这一复杂的运动变化中,系统内部不同元素之间存在着非线形的机制。因此,流域生态经济结构是一种典型的有序的组织结构—耗散结构。 .. . 2.网络结构 流域生态经济系统各要素之间的相互结合,不仅是点的结合和单链条上的结合,而且是纵横交织的网络结合。 3.立体结构 流域生态经济系统的结构,有明显的三维空间特征。如:云南的茶胶人工森林。 四、流域生态经济系统的功能 1.物质循环 流域生态经济系统的物质循环是流域自然生态系统的物质循环与流域社会经济系统的物质循环的有机结合和统一,是流域生态经济系统中自然物质与经济物质相互渗透、互相转化、不断循环的运动过程。 2.能量流动 流域生态经济系统的能量是指做功的能力,包括正在做功的能量和未做功但具有潜在做功能力的能量。生态系统的太阳能、生物能、矿化能和各种潜能称为自然能量。自然能量投入经济系统中,按照人类经济活动的意图,沿着人们的经济行为、技术行为所规定的方向传递和变换,成为经济系统中经济能量。 3.价值增殖 在物质循环和能量流动过程中,劳动者在劳动过程中消费着活劳动和物化劳动,在创造出新的使用价值的同时,不但转移了旧价值,而且创造了一定数量的新价值,实现了价值的增殖。 4.信息传递 人类控制生态系统,是通过获得信息流控制能流和物流来实现的,生态经济管理就是科学地调节物流、能流和价值流。 五、流域生态经济系统的平衡 流域生态经济系统的平衡,是保持生态平衡条件下的经济平衡,是生态平衡与经济平衡有机结合、相互矛盾的统一体,是在“自然选择”与“人工选择”的化过程中,流域综合治理的生态目标和经济目标统一的平衡状态。 1.基本特性 流域生态经济平衡是客观存在的,具体表现在流域生态经济系统的结构平衡、机制平衡和功能平衡三个方面。流域生态经济系统的平衡是具有客观性、相对性和动态性。 2.平衡的模式 由于流域所处的地理位置、自然环境、社会经济等方面的差异,使不同类型的流域生态经济系统或同类系统在不同的时序上呈现出不同的流域生态经济平衡状态。根据生态目标和经济目标的不同组合,可归纳为3种典型的生态经济平衡模式。 (1)稳定的生态经济平衡模式 在这种平衡状态下,系统自我调节力因抵偿外部不当的干预力而减弱,但能勉强维持系统原来的功能和结构,生态系统和经济系统处于保持原有水平和规模的在生产运动,在运动中不出现非正常的异变。 (2)自控的生态经济平衡模式 在这种模式下,由于各种内外因的激发使生态经济系统出现各种异变时,系统可凭借自身的自我调节机制,迅速恢复生态经济系统的稳定状态,保证生态经济系统的正常运行和生态经济功能的正常发挥,保持原来的生态经济平衡状态。 (3)优化的生态经济平衡模式 在这种平衡状态下,系统中各要素以及结构与功能之间都处于融洽协调的关系中,生态经济系统在自控、稳定的同时,不断完善和进化。 .. . 第二节 大系统控制原理 [教学重点]:大系统控制论在流域生态系统控制中的应用。 一、概念 大系统控制论是控制论的一个新的学科分支,它研究各种不同领域(生物生态、社会经济、工程技术)中,大系统的控制过程的共同规律和方法。大系统控制论是在系统科学与计算机科学等有关学科相结合的基础上,形成的一门横向交叉学科,是关于大系统分析与综合,大系统控制、管理和决策的方法学。 所谓“分析”,是对已有的大系统,进行定性、定量与静态、动态的分析,对系统现有运行状态进行评价,对系统未来发展趋势进行预测,从而为改善系统的品质和性状,提供科学的依据。 所谓“综合”,是对待建的大系统,进行结构和参数综合,包括总体 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计、控制方法优选、管理决策制订、控制作用实施等。实现系统的最优化、稳定化、协调化与智能化。从控制论观点来看,许多系统都可以认为是由“控制者”与“被控制对象”所组成的闭环系统。二、大系统控制论在流域生态系统控制中的应用 1.“人—流域”系统的可控性 “可控性”是指系统是否具有从现有的初始状态控制到预期的目标状态的可能性。“可控性”理论研究可控系统应当满足的结构和参数条件,以及系统的可控性程度问题。 应用“可控性”理论来研究“人—流域”系统,有助于确定为控制污染、改善环境所需要的控制和治理手段。 2.“人—流域”系统的最经济控制 “最经济控制”是指在给定的技术约束条件下,如何设计控制系统,使所需付出的经济代价最小,而所获得的经济效益最大。如:环境污染的控制。 3.“人—流域”系统的可观测性 “可观测性”是指能否利用物理上可测的输出量,对系统的全部对象进行观测的可能性。它研究可观测系统应满足的结构和参数条件及系统的可观测程度问题。 4.“人—流域”系统的最经济观测 “最经济观测”是指在给定的技术约束条件下,如何设计状态观测系统,使所付出的经济代价最小,而所获得的经济效益最大。如:设计最经济的环境监测网。 5.“人—流域”系统的稳定化 “稳定化”是使失去稳定平衡的系统,恢复稳定平衡。为此,要对系统的稳定性进行分析,找出失去稳定的原因,寻求恢复稳定的办法。 6.“人—流域”系统的协调化 “协调化”是指通过“协调控制”过程,使系统维持协调平衡状态,在各子系统局部优化的基础上,实现打系统的全局优化。如:在局部系统环境改善与生态平衡的基础上,实现全局系统的环境改善与生态平衡。 7.“人—流域”系统的智能化 人是“主动的”控制者,不同于通常的机器—“被动的”控制者。 第三节 景观生态学原理 [教学重点]:景观生态学的属性。 一、概念 景观生态学是由生态学和地理学相互渗透,交叉而形成的,它是用生态学的概念、理论和方法去研究景观,景观是景观生态学的研究对象。 景观生态学是一门应用性很强的学科。它不仅包括自然景观,还包括有人文景观。 .. . 二、景观生态学的属性 景观是一个整体,一定具有特有的属性,有比生态系统更高层次上的概括。 1.景观的异质性 (1)景观异质性的来源 景观异质性的来源,除了本身的基质地球化学背景外主要来自自然的干扰、人类的活动、植被的内源演替以及所有这3个来源在特定景观里的发展历史,也表现在时间上的动态变化,也就是已经被广泛研究的演替。 (2)景观异质性的内容 A.空间组成 该区域内生态系统的类型、种类、数量及其面积的比例。 B.空间的构型 各生态系统的空间分布、斑块的形状、斑块的大小以及景观对比度和连接度。C.空间相关 各生态系统的空间关联程度、整体或参数的关联程度、空间的剃度和趋势度以及空间尺度。 2.景观的格局 (1)景观格局的定义 景观的格局是指大小或形状不同的斑块,在景观空间上的排列。它是景观异质性的具体表现,同时又是包括干扰在内的各种生态过程在不同尺度上作用的结果。 (2)景观空间格局的分类 A.点格局 B.线格局 C.网格局 D.平面格局 E.立体格局 3.干扰 干扰在景观生态学中具有特殊的重要性。 (1)一般认为干扰造成景观异质性和改变景观格局的重要原因。 (2)干扰在异质的景观上如何扩散, 4.尺度 景观的结构、功能和变化都受尺度所制约,空间格局和异质性的测量势取决于测量的尺度。尺度可分为空间尺度和时间尺度。一个景观在一个尺度上是同质的,在另外一个尺度是异质的,在一个尺度上是稳定的,在另外一个尺度是动态的。 三、景观生态学的一般原理 1.景观的结构和功能原理 每一个独立的生态系统可看作一个宽广的镶嵌体、狭窄的走廊或背景基质 2.生物多样性原理 生物多样性、景观异质性和镶嵌体的情况 3.物种流原理 不同生境之间的异质性,是引起物种移动和其他流动的基本原因。 4.养分再分配原理 5. 能量流动原理 6.景观的变化原理 7.景观的稳定性原理 第四节 可持续发展理论 [教学重点]:可持续发展评价的原则。 一 、可持续发展的概念 可持续发展是指满足当代人的需求,不以牺牲后代人的需求为代价。它强调公平性、公正性和持续性三个原则。 二、可持续发展评价的内容 1.区域空间的准确划分 2.区域可持续发展的战略目标 3.制定区域可持续发展评价的指.. . 标体系 4.进行区域可持续发展潜力的评估 5.各类利益集团之间的协调与互补 6.区域内外重大自然改造工程的专门评估 7.估计区域内可持续发展的综合效益 8.进行区域细部的结构设计 9.建立区域可持续发展管理的监控系统 三、评价的原则 1.区域系统的整体性原则 2.要素贡献的最小限制原则 3.系统在空间分布上的连续过度原则 4.区域的相似性与差异性互补的原则 5.区域系统的演进趋势的趋稳性原则 6.区域过度的振荡节律原则 7.要素功能的递减原则 第三章 土壤侵蚀原理 第一节 土壤侵蚀的概念及导致土壤侵蚀的基本营力 [教学重点]:土壤侵蚀、土壤侵蚀量、土壤流失量、土壤侵蚀模数的概念。 一、土壤侵蚀的概念 美国土壤保持学会(1971)关于土壤侵蚀的解释是:土壤侵蚀是水、风、冰或重力等营力对陆地表面的磨损,或者造成土壤、岩屑的分散与移动。 在《中国大百科全书?水利卷》对土壤侵蚀所下的定义是:土壤及其母质在水力、风力、冻融、重力等外营力的作用下,被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程。 按照土壤侵蚀发生的速度,可分为正常侵蚀和加速侵蚀; 按土壤侵蚀发生的时间,可分为古代侵蚀和现代侵蚀。 土壤侵蚀量:土壤在外营力作用下产生位移的物质量。 土壤流失量:土壤侵蚀量中被输移出特定地段的泥沙量。 流域产沙量:在特定时段内,通过小流域出口某一观测断面的泥沙总量。 土壤的侵蚀模数:单位时间单位面积上的土壤侵蚀量。 二、导致土壤侵蚀的基本营力 1.内营力作用 内营力作用是由地球内部能量所引起的,它的主要表现是地壳运动、岩浆活动和地震等。 地壳运动使地壳发生变形和变位,改变地壳构造形态,因此又称为构造运动。 根据地壳运动的方向,可分为垂直运动和水平运动。 (1)垂直运动: 隆起和下沉等 (2)水平运动:褶皱运动;断裂运动; (3)岩浆活动 (4)地震 2.外营力作用 外营力作用的主要能源来自于太阳能,它的作用形式很多,如:流水、地下水、冰川、风沙等等。外营力作用总的趋势是通过风化、剥蚀、搬运和堆积对地形进行再塑造。 第二节 土壤侵蚀的分类、形式 [教学重点]:水力侵蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀、冰川侵蚀、混合侵蚀、风力侵蚀、植物侵蚀的主要形式和特点。 根据土壤侵蚀产生的主要外营力种类,可以将土壤侵蚀划分为多种类型,在每种土壤侵蚀类型种,根据不同的外部形态,又分为不同的形式。 一、土壤侵蚀的分类 土壤侵蚀的类型 外营力的种类 以水的损失为主 空气干旱和旱风 坡地干旱 坡地土壤渗漏损 失 垂直侵蚀 .. . 以降雨为主营力 肥力侵蚀 土壤结构的破坏 土壤养分的流失 以坡面径流为主 层状面蚀 细沟状面蚀 沙砾化面蚀 鳞片状 面蚀 以集中股流为主 沟蚀 山洪侵蚀 以重力为主 坠石 滑坡 崩塌等 以水力和重力为主 石洪 泥流 以空气流动为主 害风 风蚀 沙尘暴 我国现在通用的分类,在以外营力作为主要依据的同时,还考虑侵蚀的形式和防治的特点。 二、土壤侵蚀形式 1.水力侵蚀:由于大气降水,尤其是降雨所导致的侵蚀过程及其一系列土壤侵蚀形式称为水力侵蚀。 (1)溅蚀 溅蚀是指裸露的坡地受到雨滴的击溅而引起的土壤侵蚀现象。它是一次降雨中最先导致的土壤侵蚀。它产生的危害有:破坏土壤表层结构;堵塞土壤孔隙;阻止雨水下渗;为产生坡面径流和层状侵蚀创造条件。 (2)面蚀 面蚀是指由于分散的地表径流冲走坡面表层土粒的一种侵蚀现象。根据面蚀发生的地质条件、土地利用现状的不同及其表现的形态差异,又可以分为以下四种:A.层状面蚀 B.沙砾化面蚀 C.鳞片状面蚀 D.细沟状面蚀 )沟蚀 (3 沟蚀是指由汇集在一起的地表径流冲刷破坏土壤及母质,形成切入地表以下沟壑的土壤侵蚀形式。面蚀产生的细沟,在集中的地表径流侵蚀下继续加深、加宽、加长,当沟壑发展到不能为耕作所平复时,变成沟蚀,形成侵蚀沟。根据沟蚀程度及表现形式,可分为以下三种类型: A.浅沟侵蚀:在细沟面蚀的基础上,地表径流进一步集中, 由小股径流汇集成较大的径流,既冲刷表土又下切底土,形成横断面为宽浅槽形的浅沟。特点是:没有形成明显的沟头跌水,正常的耕翻已不能复平,不妨碍耕犁通过,但已感到不便,由于耕犁作用,沟壁斜坡与坡面无明显界面。 B.切沟侵蚀:浅沟侵蚀继续发展,冲刷力量和下切力量增大,沟深切入母质中,有明显的沟头,并形成一定高度的跌水。 其特点是:横断面呈“V”字形,沟头有一定高度的跌水,长宽深三方面的侵蚀同时不同程度地进行,加之重力作用,沟岸不断坍塌。这种侵蚀在质地疏松、透水性好和具有垂直节理的地区,发展非常迅速。 C.冲沟侵蚀 切沟侵蚀进一步发展,水流更加集中,下切深度越来越大,沟壁向两侧扩展,横断面呈“U”形并逐渐定型,沟底纵断面与原坡面有明显的差异,上部较陡,下部已日渐接近平衡断面。冲沟侵蚀形成的侵蚀沟是侵蚀沟发育的末期,但没有达到相对稳定的程度,这时沟底下切虽已缓和,但沟头的溯源侵蚀和沟坡沟岸的崩塌还在发生。 (4)山洪侵蚀 山洪侵蚀是指山区河流洪水对沟道堤岸的冲淘、对河床的冲刷或淤积过程。具有流速高、冲刷力大和暴涨暴落的特点,破坏力很大,能搬运和沉积泥沙石块。受山洪冲刷的河床称为正侵蚀,被淤积的称为负侵蚀。 自然陡坡的存在,其稳定性是由土体内的内摩擦力和凝聚力以及其生长的自然植被的固持作用来维持的。当受到外营力的作用时,其稳定被打破。 .. . 2.重力侵蚀 重力侵蚀是一种以重力作用为主引起的土壤侵蚀形式。以重力为主要外营力的侵蚀形式主要有:A.陷穴 B.泻溜 C.崩塌 D.滑坡 滑坡和崩塌的区别: (1)崩塌主要出现在地势高差大,有临空面高山地区,特别是河流侵蚀地带,滑坡一般发生在12—32度范围内。 (2)滑坡发生后,可以看见明显的滑动面,滑坡体的层次未大乱,而崩塌没有明显的滑动面,层次被打乱。 (3)滑坡的堆积物有明显的分选性,而崩塌的堆积物则没有。 3. 冻融侵蚀 冻融侵蚀 冻融侵蚀在我国北方寒温带较为广泛。其特点是: (1)冻融使边坡上的土体含水量增大,加重了土体的不稳定性。 (2)冻融使土体发生机械变化,破坏了土壤内部的凝聚力。 (3)土壤解冻的时空差异性,形成不透水层。 4.冰川侵蚀 由于现代冰川的活动对地表造成的机械破坏作用称为冰川侵蚀。可分为剥蚀和拔蚀两种。 5.混合侵蚀 混合侵蚀是指在水流冲力和重力共同作用下的一种特殊侵蚀形式,在生产上常称混合侵蚀为泥石流。根据其所含固体物质的比例,可分为泥石流、石洪和泥流。 6.风力侵蚀 主要包括空气干旱和害风,风沙流、沙尘暴等。 7.植物侵蚀 土壤理化性质的恶化、肥力下降和土壤干化。 土壤干化的严重后果:土壤退化(土壤的化学性质和物理性质);植被生长衰退;使天然植被发生逆向演替。 土壤干化的原因: (1)植被类型选择失当 在干旱少雨的山西北部,大面积的栽植喜水湿的杨树,在民勤地区营造但面积人工乔木林和耗水性较大的灌木林都是明显的植被选择不当的离子。此外在降水量400mmm以下地区大规模营造乔木林也是植被类型选择。有写地区出于经济效益的考虑,在适合灌木生长的地区栽种乔木林,在只适宜栽植耐旱乔木树种的地段栽植耗水性强的速生树种。 (2)为能适当控制群落生产力 在黄土高原一些地区大面积种植沙打旺。 (3)群落密度过大 第三节 土壤侵蚀类型分区 根据我国的地形特点和自然界某一外营力在一较大的区域里起主导作用的原则,水利水电部颁发了《关于土壤侵蚀类型区划分和强度分级标准的规定》,把全国区分为三大土壤侵蚀类型区。 一、水力侵蚀为主的类型区 这一类型区大体分布在我国大兴安岭—阴山—贺兰山—青藏高原东缘一线以东,包括西北黄土高原、东北的低山丘陵和漫岗丘陵、北方山地丘陵、南方山地丘陵、四川盆地及周围山地丘陵、云贵高原六个二级类型区。 1.西北黄土高原 .. . 这一高原区主要是指青海日月山以东,山西太行山以西,陕北长城以南,陕、甘秦岭以北的广大地区。绝大部分属黄河中游,是我国土壤侵蚀最严重的地区。 土壤条件:黄土在本区内分布很广、厚度很大的第四纪粉 沙物质。分为新黄土和老黄土两种。前者覆盖在后者之上,总厚度由几十米至100多米,最厚处达200多米。黄土质地匀细,组织疏松,具有大孔隙构造,垂直节理发育,湿陷性和渗透性都较大。颗粒粒径0.05-0.002mm的占50%,渗透速度一般在0.8-1.3mm/min。黄土具有迅速分散的特性,在清水中1—4 min即可全部分散。 地貌条件:按形态、结构分,除大部分为丘陵沟壑、高原沟壑,还有风沙丘陵、涧地、河谷川地和土石山地。总的来看,沟壑纵横,地形破碎,沟深陡坡是黄土地貌的主要特征。 气候条件:属大陆型季风气候,冬寒夏热,气温变化剧烈,年平均降雨量在300—600mm,分布集中,7、8、9三个月,降雨量占全年的70%;多以暴雨形式出现,暴雨强度每分钟可达1mm,甚至2mm以上,瞬时暴雨强度更大。一次大暴雨产沙量可占全年总产沙量的40%-86%。 植被条件:黄土高原自东南向西北大致可分为:山地森林、森林草原、草原和干旱草原四个带。山地植被带的植被以针、阔叶混交林和灌丛为主,开垦指数低,一般在10%以下,土壤侵蚀轻微;森林草原带植被类型以夏绿阔叶林及禾本科、菊科植物群落为主,开垦指数一般在40%-50%,部分人多地少地区高达60—70%,土壤侵蚀严重;干旱草原带的植被以藜科及旱生多刺的植物群落为主,开垦指数为10%—20%,土壤侵蚀严重,同时有较强烈的风蚀发生。 水土流失状况:除了溅蚀和层状面蚀普遍发生外,2度以上的坡耕地有细沟侵蚀发生;5度以上,则细沟侵蚀较强,并开始发生浅沟侵蚀。25度以上有切沟出现;35以上土壤泻溜;45度-75度陡坡地可发生滑坡;75度以上陡崖和岸壁可发生崩塌。年平均侵蚀模数一般为5000—10000t/km2,高的可达20000t/km2以上,黄河下游泥沙绝大部分来自于本区。 2.东北的低山丘陵和漫岗丘陵区 本类型区南界为吉林省南部,西、北、东三面为大、小兴安岭和长白山所围绕。在该区域内,除了大、小兴安岭林区以及三江平原外,其余地方都有不同程度的土壤侵蚀。可分为低山丘陵和漫岗丘陵。这一类型区又可分为低山丘陵和漫岗丘陵。 (1)低山丘陵 主要分布在小兴安岭南部的汤旺河、完达山西侧的倭肯河上游、牡丹江、张广才岭西部的蚂蚁河、阿什河、拉林河等流域,吉林东部和中部的低山丘陵也属于本区范围。垦植指数在20%左右,大于10度的坡地也有开垦。加之降雨量较大,有很大的侵蚀危险性,但这些地区天然次生林较多,植被覆盖率也较高,就当前的土壤侵蚀情况来看,尚属于轻度和中度的面蚀和沟蚀。 (2)漫岗丘陵 为小兴安岭山前冲积洪积台地,具有较缓的波状起伏地形。这一带原来有繁茂的草甸草原,近五六十年来进行开垦,垦植指数达70%以上,土壤侵蚀面积大,分布于20多个县, 是我国东北黑土侵蚀代表类型。坡度一般在7度以下,并以2—4度面积居多,但坡面较长,多为1000—2000米,最长的可达4000米,汇水面积很大,往往使流量和流速增大,从而增加了径流的冲刷能力。土壤侵蚀的形式主要有面蚀、沟蚀和风蚀,由于长期的面蚀、沟蚀和风蚀的影响,黑土层逐渐变薄,有的地方已经露出了心土,出现了黑黄土、黄黑土、“破皮黄”等肥力较低的土壤。 3.北方山地丘陵区 本类型区是指漫岗丘陵以南,黄土高原以东,淮河以北,包括东北南部,河北、山西、内蒙古、河南、山东等省、自治区范围内有土壤侵蚀现象的山地、丘陵。 从地形上讲,这一类型区的特点是(1)山地丘陵都以居高临下之势环抱平原。(2)从高山到低山到丘陵到谷地到平原呈梯级状分布。 .. . 这两个特点说明山区土壤侵蚀和平原的水患之间的密切关系,对于安排一个较大区域范围内治理措施的配置,这种地形特点要作为关键因子加以考虑。 本区一些浅山的下部和丘陵的上部也广泛覆盖着黄土,但土层没有黄土高原那么厚,凡覆盖有黄土的低山、丘陵,棉蚀、沟蚀的情况与黄土高原地区很类似。 4.南方的山地丘陵 本区的范围大致以大别山为北屏,巴山、巫山为西障,西南以云贵高原为界,东南直抵海域,并包括台湾、海南岛及南海诸岛。土壤侵蚀主要集中在长江和珠江中游,以及东南沿海的各河流的中、上游山地丘陵。 南方山地、丘陵区温暖多雨,有利于植物生长,植被恢复较容易,一般地面植被覆盖好。但雨量充沛,年雨量通常达1000-2000mm,且多暴雨,最大日雨量超过150mm。因地面径流较大,年径流深在500mm以上,最大打1800mm,加之高温炎热,风化作用强烈,植被遭到破坏的地方,土壤侵蚀相当严重。 5.四川盆地及周围的山地丘陵区 四川盆地,大致在北以广元,南以叙永、西以雅安,东以奉节为四个顶点连成的一个菱形地区内,盆地西部为成都平原,其余部分为丘陵。 整个四川盆地,平坝仅为7%,丘陵约占52%,低山约占41%。四川盆地气候温和,雨量丰富,大部分地区年平均降雨量在1000mm左右,但季节分配不均匀,夏季降雨集中,径流充沛,径流系数为40%—50%,因此侵蚀强烈。 6.云贵高原区 本区包括云南、贵州及湖南西部、广西西部的高原、山地和丘陵。高原西部横断山脉最显著的特点是:高山和峡谷相间,相对高差达千米以上和由此造成的自然地带的错综配置和垂直分布。幽谷底部是热带,山岭顶部是寒温带以至寒带。 气候:热带雨林气候,高温多雨,雨量一般在1000mm上下,最多达2000mm,雨量集中,5—10月份降于占到全年的80%,径流量大,径流系数为40%-50%。 水土流失形式:滑坡、泥石流。 云南东川地区是我国泥石流最发育、危害最严重的地区之一 。例如:流经东川市的小江流域,泥石流沟成群分布,其中的蒋家沟流域面积为47.1km2,是东川地区最大的一条泥石流沟,这条泥石流沟活动十分频繁,1965年爆发28次,1966年爆发17次,根据观测,这条沟每年排出的泥石流总量为300——500万m3,造成了很大的危害。 云贵高原山区滑坡也很发育。贵州西部的水城、六枝、盘县等地是滑坡较多,危害较大的一个地区,云南的滑坡分布是和泥石流的分布交错在一起的,而前者又为后者提供了大量的土沙石块。 二、风力侵蚀为主的类型区 风力侵蚀主要分布于西北、华北、东北西部,包括新疆、青海、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西等省、自治区的沙漠及沙漠周边地区。总面积为109.5万KM2,约占全国总面积的11.4%。我国沙漠地区气候干旱,雨量稀少,大部分年降水量在200MM以下,最少有在10MM以下的。热量丰富,气温变化剧烈,蒸发量大,一般在1400—3000MM。气候异常干燥,风力强劲。风速经常达到5—6级以上。再加上植被稀疏低矮,绝大部分为系草本和灌木,河流冲积或湖积的沙质沉积物质深厚广泛,就使得沙漠地区风沙频繁而强烈,风沙日一般每年为20—100天左右,最多可达150天,造成强烈的风蚀和风沙迁移、堆积,并形成多种风蚀地貌和广泛分布的沙丘,沙丘高度一般为10-25M,高大者可达100-300M 三、冻融侵蚀为主的类型区 冻融侵蚀主要分布在我国西部青藏高原、新疆天山等一些高山地区和黑龙江流域、大小兴安岭等一些高寒地区。 .. . 第四节 土壤侵蚀规律 [教学重点]:水流挟沙能力的概念;滑坡的力学机制。 土石体受外营力作用时,若外营力大于土壤或岩石的结合力,其结构即发生破碎和松散现象,若外营力继续增加,超过土壤或岩石的重量和摩擦力时,土壤或岩石可发生移动现象。 一、雨滴击溅引起的土壤侵蚀 1.雨滴的特性与土壤侵蚀 雨滴特性包括雨滴形态、大小、降落速度、接地时的冲击力、降雨量、降雨强度和降雨历时等。 雨滴的大小与溅蚀成正相关; 雨滴降落的速度与溅蚀成正相关; 2.溅蚀形成过程 (1)雨滴势能转化为动能 (2)降雨动能的经验公式 Wischmeier和Smith建立的经验公式 3.溅蚀结果 (1)干土溅散阶段 降雨初期,由于地表土壤水分含量较低,雨滴首先溅起的是干燥的土壤颗粒。 (2)湿土溅散阶段 二、地表径流侵蚀作用 1.水流的基本特性 (1)层流与紊流 层流没有垂直于水流方向上分力作用,一般不能卷起泥沙;紊流的水质点呈不规则的运动,并互相干扰,在水层与水层之间夹杂了大小不一的旋涡运动,易卷起泥沙。 (2)坡面水流 水流在向下流动的过程中,由于雨水和雪水的补充,一般顺坡流量会逐渐增大。当流量增大到一定值后,成层的流动便不再能够保持,变成紊流。 (3)沟槽水流 沟槽水流均属紊流。 2.水流的侵蚀作用 水流侵蚀也就是地表泥沙为水流带走,因此,是否发生侵蚀可以根据泥沙启动条件来判断。 3.水流的搬运作用 泥沙的搬运形式可分为推移和悬移两大类。 (1)泥沙的搬运方式 推移质搬运方式:它的运动行程是间歇的,它被水流搬运一段距离后,便在床面上静止下来,转化为床沙的一部分,然后等待合适时机,再一次开始第二个行程。 悬移质搬运方式:悬浮于水中,随水流动,泥沙分布比较均匀。 交换作用:推移质和悬移质之间,以及它们与河床上的泥沙之间存在着不断交换现象。各部分泥沙之间的交换作用,使含沙量在垂线上分布成为一条连续曲线。 (2)水流的挟沙能力 在一定的水流条件下,能够挟运泥沙的数量,称为挟沙力。它包括推移质和悬移质的全部沙量,如果上游来水的含沙量小于该水流的挟沙力,水流就有可能从本段河床上获得更多的泥沙,造成床面的冲刷。反之,将发生沉积。 在水流挟沙能力条件下,水中的泥沙既不会对河床造成冲刷,也不会造成淤积。 4.水流的堆积作用 .. . (1)泥沙的沉速 在下沉的开始,球体的运动速度较小,重力大于阻力,这时圆球以加速度前进,球体所承受的阻力在行进中不断加大。经过一定距离以后,阻力大到和重力相等,此后球体即以等速运动向下沉降。一般所谓物体的沉速,都是达到等速运动以后的下沉速度。 (2)泥沙的堆积 当泥沙的来量大于水流的挟沙力时,多余的泥沙就要沉积下来。 三、重力侵蚀作用过程 坡面上的风化碎屑或不稳定岩体、土体在重力作用下导致崩塌、错落、滑坡及蠕动。这些重力侵蚀形式的发生,其主要外营力是由地心引力而产生的重力作用,但是土体下渗水分、土体性质、岩石结构、地形条件等也不可忽视。 1.块体运动力学分析 坡地上的风化碎屑或不稳定的岩体、土体在重力为主的作用下,以单个落石、碎屑或整块岩体、土体的向下运动称为块体运动。 摩擦阻力:F=N ?tg a 平衡条件是: ø?a 以上关系说明,要使坡面上的物质稳定,需要下滑力小于抗滑强度;而要使下滑力小于抗滑强度,坡角必须小于坡面物质的内摩擦角。 内摩擦角反映了块体沿坡面下滑刚好起动时的坡角,代表松散物质的休止角。对于松散的砂和岩屑来说,内摩擦角和休止角是一致的,凡是坡度小于内摩擦角时,不管坡高有多大,坡面总是较稳定的。 岩屑和砂、土的内摩擦角随颗粒大小、形状和密度而异。粗大并呈棱角状而密实的颗粒,休止角大。一般情况下,随风化碎屑离源地愈远,其颗粒随着变小,棱角被磨蚀,圆度增大,摩擦力减小,休止角变缓,因此,愈向坡角,坡度愈趋缓和。 土的内摩擦角还随含水量多寡而异。土粒间的孔隙被水充填后增加滑润性,减少摩擦力,因而休止角也相应变缓,在同一斜坡上,坡顶远离地下水面较干燥,而坡脚接近地下水较润湿,因此,坡度有向坡脚变缓的趋势。 2.滑坡的力学机制 由于斜坡土体、岩体特性不同,滑动面的性质也不一样,力学分解和计算方法也不相同。但大量实际观察、试验与理论上计算,均质土体典型滑坡面大多是一个圆弧面。 根据其受力情况,需要求得土坡得稳定系数K=总抗滑力矩/滑动力矩 当K,1时,抗滑力大于滑动力,斜坡稳定; 当K,I时,滑动力大于抗滑力,发生滑动 当K=1时,滑动力与抗滑力相等,斜坡处于极限平衡状态。 四、冻融及冰川侵蚀作用过程 1.冻土作用 凡处于零温或负温,并含有冰的各种土,称为冻土;温度状况相同但不含冰的则称为寒土。冻土按冻结时间的长短,又可分为季节冻土和多年冻土两类。 冻融作用: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,使土层产生冻涨、融沉、流变等一系列应力变形。这一复杂过程称为冻融作用。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。 2.热融作用 热融作用可分为热融滑塌和热融沉陷两种。 热融滑塌:由于斜坡上的地下冰融化,土体在重力作用下沿冻融界面移动就形成热融滑塌。.. . 热融沉陷:平坦的地表因地下冰的融化而产生各种负地貌。 由热融沉陷形成的地貌有沉陷漏斗,浅洼地;沉陷盆地等。当这些负地貌积水时,就形成了热融湖塘。我国青藏高原多年冻土区,热融湖塘分布很广泛。 3.冰川作用 重要有拔蚀作用和剥蚀作用。 冰川是一种巨大的侵蚀力量。冰岛的冰源河流含沙量为非冰川河流的5倍,侵蚀力可能超过一般河流的10—20倍,冰川主要是依靠冰内尤其是冰川底部所含的岩石碎块对地表进行侵蚀。 在冰川滑动过程中,它们不断锉磨冰川床,这种作用通常称为刨蚀作用。另外,冰川下因节理发育而松动了的岩块的突出部分,可能和冰冻结在一起,冰川移动时把岩块拔出带走,这是拔蚀作用。 冰川的搬运能力是惊人的。大陆冰川可以把大片基岩从原地搬走,波罗的海南部平原上就有冰川从另一岸搬运来的大岩块。山岳冰川的搬运能力也不小,喜马拉雅山中即有直径达28m,重量超过万吨的大漂砾。 第五节 影响土壤侵蚀的因素 [教学重点]:土壤因素、植被因素及人为活动对土壤侵蚀的影响。 影响土壤侵蚀的因素可以分为两大类:自然因素和人为因素。其中自然因素是土壤侵蚀发生、发展的潜在条件,包括气候、地形、土壤、地质和植被等,它们对土壤侵蚀的影响各不相同,但又是相互制约、相互影响的。 人为因素是土壤侵蚀的主导因素,对土壤侵蚀有积极的和消极的影响。 一、气候因素对土壤侵蚀的影响 气候因素对土壤侵蚀的影响有直接的间接的影响。 一般来说,大风、暴雨等造成的影响是直接的,而温度、湿度、日照等因素对植物的生长、植被类型、岩石风化等都有一定影响,对土壤侵蚀是间接的影响。 1.降雨 降雨的要素包括降雨强度、降雨量、降雨类型、降雨历时、雨滴大小等。 (1)降雨强度 单位时间内的降雨量称为降雨强度。常用mm/h表示,根据其强度的大小,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重的水力侵蚀,而且降雨强度是降雨因素中对土壤侵蚀影响最大的因子。 (2)雨滴的质量 大质量的雨滴具有较大的落地终点速度,对土壤造成影响也较大。 (3)降雨总量 一般来说,随着降雨总量的增大,土壤侵蚀也增大,但实际中并不完全是这样,据观测,低于10—30mm/h的降雨不至于导致土壤侵蚀的发生,如果一个地区多以低强度形式出现,即使其年降雨量较大,也不会导致土壤侵蚀量的增加。但这种情况会为下一步的土壤侵蚀创造条件:具体来说有以下几个方面: 入渗的水分消除了颗粒之间的吸附力;溶解了颗粒之间的胶结物;增加了单位体积的重量;使潜水面升高:水大量进入斜坡内,将使潜水面升高,因而增加孔隙水压力,孔隙水压力对潜在破裂面以上的土石体起着浮托作用。 软化岩石:如有节理裂隙发育的比较透水的岩层位于富含粘土的相对隔水的岩层之上,大量雨水沿节理裂隙下渗使后者软化,促使前者下滑。 2.降雪 降雪过程本身并不直接引起土壤侵蚀的发生。但一方面降雪后形成冰川冰和冰川;另一方面由于积雪融化产生地表径流导致土壤侵蚀。 .. . 3.温度 温度的变化可以引起含有一定土体水分的土体及岩石体冻结和解冻。而液态变为固 态,其体积将增大约9%,在水分冻结的过程中,会对裂隙两侧的岩石体产生压力。此外,温度变化加快岩石的风化。 4.风力 风是土壤侵蚀和风沙流动的动力。风蚀的强弱首先取决于风风速。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。地面上与人类活动关系密切的一层称为地面空气层,也叫空气下垫面。 二、地形因素对土壤侵蚀的影响 1.坡度 坡度是决定径流冲刷能力的基本因素之一,坡度越大,径流的流速越大,土壤的侵蚀量越较大。但在陕西绥德的试验研究发现,在径流量一定的条件下,随坡度的增加,冲刷量增加,当增加大一定的坡度后,随着坡度的增加,冲刷量减少,在黄土沟壑丘陵区,这个转折坡度大致是25?—28.5?。 2.坡长 一般来说,坡长与径流量、冲刷量成正比,但应结合降雨条件进行考虑: (1)在特大和较大暴雨情况下,坡长与径流量、冲刷量均成正相关; (2)在降雨强度较小,或降雨强度大,但持续时间短的情况下,坡长与径流量成反比,与冲刷量成正比。 (3)强度很小,历时也很短的情况下,坡长与径流量、冲刷量均成负相关; 3.坡形 坡形一般来说,可以分为四种:直线型、凸形坡、凹形坡、阶梯形坡。 直线型坡:在整个坡面上,由于坡度上下一致,所以土壤侵蚀在整个坡面上是一致的。 凹形坡:上部陡,下部缓,中部土壤侵蚀强烈,下部侵蚀减小,有堆积现象。 凸形坡:上部缓,下部陡,土壤侵蚀较直线形坡强烈。 阶梯形坡:阶梯形坡在台阶上,土壤侵蚀轻微,在台阶边缘上,容易发生沟蚀。 三、地质因素对土壤侵蚀的影响 1.岩性 岩石本身的特性,对风化过程、风化产物、土壤类型及抗蚀能力都有重要影响。 (1)岩石的风化性(与抗蚀性的关系);(2)岩石的坚硬性(尤其是与沟蚀的关系); (3)岩石的透水性 2.岩石的新构造运动 地震、震动。 四、土壤因素对土壤侵蚀的影响 1.土壤的透水性 土壤的透水性直接关系到地表径流的数量,和土壤的入渗能力,土壤的透水性主要取决于土壤的机械组成、结构性、孔隙度、土壤特性以及土壤剖面的构造、土壤湿度等因素。 (1)土壤的机械组成 土壤的机械组成是指土壤中各粒级所占的重量百分比。沙性土壤透水性好,不易产生径流,粘性土壤则相反。 (2)土壤的结构性 土壤的结构是指土壤颗粒的空间排列方式及其稳定程度,孔隙的分布和通连状况。土壤的结构性越好,其透水性与持水量越高,研究表明,团粒结构的增大,能大大增加土壤的透水性。(3)土壤的孔隙率 土壤的孔隙分为毛管孔隙和非毛管孔隙,水在这两种孔隙中所受到的力是不一样的,一般来.. . 说,总孔隙度在50%,非毛管孔隙度在20—40%,比较利益水土保持。 (4)土壤的剖面构造 尤其注意与滑坡的紧密联系。 (5)土壤的湿度 土壤湿度,也就是土壤的前期含水量,它影响到下次降雨的入渗量。 2.土壤的抗蚀性 抗蚀性是指土壤抵抗径流对它的悬浮和分散能力。其大小取决于土粒和水的亲和力。用土壤分散率、土壤侵蚀率、土壤的分散系数来表示。 3.土壤的抗冲性 抗冲性是指土壤抵抗流水和风等侵蚀力的机械破坏作用的能力。一般用土体在静水中的崩解情况作为它的指标。 五、植被因素对土壤侵蚀的影响 , 破坏植被带来的后果 (二)植被的水土保持作用 植被因素是防治土壤侵蚀最积极的因素,几乎在任何条件下都有阻缓水蚀和风蚀的作用,具体体现在以下几个方面: 1.拦截雨滴 植被通过林冠截留和枯枝落叶截留,在减少雨量的同时,能大大削减降雨的动能,减少溅蚀及集中股流量。 2.调节地表径流 植被中的枯枝落叶层,保护地表,吸收地表径流,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分配。 3.固持土壤 植被的根系象铆钉一样,对土壤起到一定的网络固持作用,大大增加了土壤的稳定性。 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,防止风害有积极的作用,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。 六、人为活动对土壤侵蚀的影响 人为活动对土壤侵蚀的影响具有双重效益: 1.消极的效益 2.积极的效益 第四章 小流域综合治理规划 第一节 小流域治理规划的概念、内容和作用 一、流域治理规划的概念 1.小流域 小流域是指由完整的分水线构成的一个闭合区域,降落在分水线两边的降雨分别落在不同的流域。根据地面和地下分水线是否重合,分为闭合流域和不闭合流域。 2.流域治理规划 流域治理规划是以流域为地域单元的水土保持规划。具体来讲,就是根据区域规划提出的方向和要求,结合流域的自然环境、资源和社会经济条件,合理安排、确定流域的农林牧各业用地的比例和位置,布设各项水土保持措施,安排各项治理工作所需的劳力、物资、经费和进度,制定技术经济指标,提出各项措施的要求。 二、流域治理规划的作用 流域治理规划是山区水土流失治理的核心内容,它使水土流失治理和水土保持工作按照客观自然规划和社会经济规律进行,避免盲目性,达到多快好省的目的,其作用主要体现在以下几个方面: 1.通过制定规划,明确生产发展方向,恰当地安排农林牧各业生产用地比例,合理利用水土资源。 2.通过规划,可以确定必须采取的各项水土保持治理措施,做到采用综合措施治理,达到沟坡兼治,上、下游相结合。 3.通过规划,能明确改变农业生产结构的实施办法和有效途径。 4.通过规划,深入研究实施各项治理措施所需的人才、物资、经费和时间,并做出合理安排。 5.通过规划,可以实事求是地分析和估算流域治理的效益。 三、流域治理规划的内容和工作程序 1.流域治理规划的内容 (1)土地利用规划 土地利用规划是流域治理的基础,其主要内容是确定农林牧各业土地利用结构和位置,划分工矿、村镇、水利、交通等用地的范围。 (2)水资源利用规划 水资源利用规划主要根据流域的具体情况来决定其是否进行,实现供水和需水之间的平衡和水资源的有效利用。 (3)农、林、牧、副、特业生产规划 主要指具体到农林牧副特各业本身,它一方面为水土资源规划提供依据,同时又受水土资源规划的控制和限制。它主要保证农林牧副特各业本身内部比例合理、资源利用和转化效率高。 (4)水土流失综合防止体系规划设计 .. . 按照因地制宜、因害设防、综合治理、突出效益的原则,根据流域水土流失的空间分布特征,在土地利用规划的基础上,从分水岭至坡脚,从芝沟到平沟,从沟头到沟口,选择不同地貌部位、不同地类的流域治理措施,提出一套由各种流域治理措施组成的具有较高经济效益的,系统完整的、科学的流域水土流失防治措施体系规划。 (5)流域治理规划的投资和效益 流域治理规划的好与坏,优与劣,最终是通过投资和效益来体现的。投资的多少,效益的高低,表明了流域治理规划方案的优劣。在投资计算中,一般包括生产费用,即投资费用和运行费用。效益一般指经济效益、生态效益和社会效益。 (6)流域治理规划的进度 根据规划期内的物资、资金、劳力等情况综合平衡合理安排各年度内实施的治理措施及其面积、施工季节等,并提出实施规划的措施。 2.流域治理规划的工作程序 (1).准备工作 ?组织综合性规划小组:由于流域治理规划工作涉及面广,综合性强,需要组织一个具有农林牧水等业务部门的技术人员技术人员和领导参加的规划小组。 ?工作细则的制定和物质准备:明确规划的任务、工作量、要求;制定规划工作进度、方法、步骤,人员的组成和分工;做好物质准备、经费预算和规章制度的制定。 ?制定规划提纲:根据规划的任务、要求,制订规划提纲。一般应包括: 前言:说明规划任务来源、目的、要求等; 基本情况:包括自然条件、自然资源和社会经济等 水土流失:现状、危害及成因等 流域治理的现状:治理的过程、效益、经验、问题和教训 流域系统分析:资源的分析和评价,社会经济系统的分析评价。 流域治理规划:指导思想、土地利用规划、治理措施规划与设计、其他规划等 实施 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 :进度安排、实施措施保障 投资和效益估算:劳力、资金、物质的投入;可能获得的效益。 培训技术人员:在规划之前,应进行培训和学习。 (2)调查、规划工作 ?资料的收集、整理:基础图件,及自然条件、资源、社会经济和水土保持等相关资料,明确需补充部分; ?流域综合调查:在资料收集和整理的基础上,确定需要调查的工作内容、方法和步骤,并进行调查工作。主要包括:自然条件调查,土地利用现状调查、水土 流失和水土保持调查、其他资源利用调查; ?流域的系统分析与评价:环境分析、资源评价、水土流失分析评价、社会经济分析与评价; ?流域治理的目标:经济发展目标、社会发展目标、生态治理和保护目标; ?流域治理的综合规划:水土资源利用优化、人口优化、水土流失控制优化; ?投资和效益估算。 3.规划的实施管理 ?规划方案的评审和决策;?实施的计划、进度;?实施中的管理;?验收和评价。 第二节 流域综合调查 一、调查的内容 1.自然环境条件 (1)地质岩石 包括地质构造,地层,岩石种类,分布面积、范围,风化程度,风化层厚度以及突发性和.. . 灾害性地质现象等。 (2)地理、地貌 流域的地理位置、面积,高程高差,流域长度、宽度,沟道平均比降,流域形状,地貌类型,坡面坡度,沟壑密度等。 (3)土壤和地表物质 土壤的种类、质地,土层厚度,土壤的沙砾含量,孔隙度,土壤容重,土壤肥力,PH值。 (4)水土流失 土壤侵蚀的类型、分布、潜在危险。 (5)水土保持 各项流域治理水土保持措施的数量、质量及其分布,投入定额与效益。 2.自然资源 (1)土地资源 土地利用的现状、不同土地利用类型的土地利用方式、面积,土地的质量等。 (2)水资源 地表水:年径流量,暴雨量,洪峰流量,洪水过程线, 可利用的容水量等。 地下水:地下水资源类型,储量,分布,可开发利用量等。 水质:地表水和地下水 资源的水质,是否符合生活饮用水质标准或农田灌溉用水水质标准。(3)气候资源 光能:主要包括太阳辐射和日照时数。 热量:农业界限温度稳定通过的初、终日期,积温,无霜期,最热月和最冷月的平均温度等。降水:多年平均降水量及其分配情况; 风:平均和最大风速,风向,风季等,年均及最大、最小蒸发量,干燥度等。 气象灾害:涝灾、旱灾、风灾,冻灾及病虫害等灾害天气出现的时间、频率及危害程度等。(4)生物资源 ?植物资源 森林:森林的起源、结构、类型,树种,年龄,平均树高,平均胸径,林冠郁闭度;灌草的覆盖度;生长势,枯枝落叶层等。 草地:草地的起源、类型,覆盖度,草种,生长势,高度,草场利用方式和利用程度,轮牧轮作周期等。 农作物:作物的种类、品种,播种面积,作物产量。 ?动物资源 野生动物:物种,数量等。 人工饲养动物:种类,数量等。 (5)矿产资源 矿产资源的类别,储量。品种,质量,分布、开发利用条件等。 (6)旅游资源 旅游资源的类型,数量,质量,特点,开发利用条件及其价值等。 3.社会经济 (1)人口和劳动力 户数:总户数,农业户数,非农户数。 人口:总人口,男女人口,人口年龄结构,人口密度,出生率、死亡率和人口自然增长率,平均年龄,老龄化指数,抚养指数等。 劳动力:总劳力,劳动力结构,劳动力使用情况等。 人口质量:人口的智力,人口体力等。 .. . (2)生产情况 产业结构:农林牧副渔工商业的产值结构,产品结构,土地 利用结构等。 生产水平和技术:种植业;林果业;畜牧业;副业;渔业;其他产业; (3)群众生活水平:收入水平;消费水平; (4)社会经济环境 政策环境;交通条件;市场条件。 二、调查的程序和方法 1.调查的基本程序 (1)准备阶段 思想准备:要向广大基层干部、群众和参加调查工作的人员宣传这项工作的重要性和意义,消除不必要的顾虑,增强工作责任心。 组织准备:抽调人员,建立相应的工作组织,制定计划和有关制度。 业务准备:资料的收集和整理;调查仪器和用具;技术培训; (2)外业阶段 外业工作所要调查的内容主要包括土地利用现状调查,水土流失和水土保持现状调查,土壤调查,地貌调查,植被调查等,农户抽样调查作为资料补充。 分配任务、划分小组:根据规划流域的范围和人员情况,将调查人员分成若干个小组,按所要调查的内容和任务,分配任务、分片包干。 调查:根据地貌特征和土地利用现状划分地块,填写因子,完成地块图。农户调查主要是补充完善社会经济方面的内容。 (3)内业阶段 面积的统计、量算;资料的整理归纳;完成调查的图件、表和报告。 2.外业调查的方法 (1)常规调查方法:一般采用路线控制调查的方法。 调查路线的选择:要在不产生遗漏的前提下,选择路线最短,时间最省,穿过类型最多,工作量最小的调查线路。 野外填图填表:按地形底图的编排,分幅作调查填图工作,沿预定线路边调查、边观察,勾划行政界和地块界,并着手编号;地块内的土地利用现状,自然地理特征应基本相同,地块图斑面积不小于1cm2。 在地块内作水土保持综合因子调查,并将调查情况填入有关调查表格中去; 填图填表时,可使用规定的图例、表格、符号、编号等。底图上的地形、地物有差错的要修正,缺少的要补测。 (2)航片调查方法预处理 ?航片的检查、整理; ?划分航片使用面积:每张航片的每侧航向重叠部分的中线和旁向重叠部分的中线所包围的航片面积为使用面积。 ?绘制流域航片接合草图 野外概查,制订航片判读标志;室内目视判读;野外验证; 航片转绘:经过验证,祥判修改后的航片,将单张航片使用面积范围内所勾划的地块,逐块转绘到地形底图或以照片略图所覆盖的透明模纸上,一般以1:25000—1:5000地形图作为转绘基础,转绘方法以目视转绘为主,以明显的地形、地物为转绘点。 (3)样方调查方法 样方选择:随机抽样或系统取样。 样方形状:方形或长方形 .. . 样方面积:草本群落 1—4m2,灌木林10—20m2,乔木林大于400m2。 土壤剖面调查: 野外坡面的侵蚀量调查:土壤剖面对比法;标志法;坡面细沟体积测量法。 抽样调查法:根据需要与可能,可选用简单随机抽样或分层随机抽样的方法。 三、调查成果 1.调查报告 主要内容包括以下几种: (1)前言:调查的目的与要求,调查时间,流域的地理位置、范围和面积;调查人员的情况等; (2)自然条件:地质、岩石、土壤、地貌特征、气象、植被等。 (3)自然资源:土地资源和水资源的数量和质量。 (4)社会经济:人口和劳动力,农林牧副渔等各业生产及其结构情况,群众的经济收入和生活状况等。 (5)水土流失和水土保持:土壤侵蚀类型、强度和潜在危险程度的分布状况与面积,水土流失的危害,流域治理情况、措施、成绩、经验和问题等。 2.调查表 3.调查成果图 (1)土地利用现状图; (2)土壤侵蚀现状图; (3)各类专业图:人口密度图;土壤图;植被图;水土保持措施现状图等。 第三节 流域生态经济系统分析与评价 一、流域生态系统分析 流域系统的环境特征对系统的发展有很大影响,在某种程度上决定着流域自然、社会经济发展的方向和利用途径。 1.自然地理环境因素分析 流域所处的自然地理特征环境代表了流域所在区域空间位置及宏观、微观地理特征。如流域的经纬度代表了流域在地球的空间范围,所处的气候带是热带、温带还是暖温带等;岩石、地貌、坡度坡向等。 2.社会环境分析 (1)政策环境 对于流域系统而言,国家政策,包括产业结构政策、价格政策、环境保护政策等等,都会给流域治理、措施搭配等起指导作用;流域治理本身达到的目标,土地利用的变化,要为区域经济发展,当地群众的脱贫致富起典型示范作用;流域治理的生产方向要代表区域 经济发展方向。 (2)经济环境 流域经济环境如何,直接影响到流域经济的发展规模和发展速度。对于流域治理而言,主要考察流域的交通环境和市场环境。 (3)科技文化环境 流域科技文化条件如何,对流域科学技术的引进,生产力的提高将起至关重要的作用,科技能否真正发挥第一生产力的作用,是与流域的文化环境密不可分的,科学技术的传播,流域劳动力文化环境素质的提高,有赖于流域的文化环境因素。 二、水土流失系统分析 1.水土流失环境系统 (1)地貌环境 .. . (2)气候环境:气候类型、气候特征及气候的空间分布规律。 (3)植被环境 (4)土壤环境 (5)物质文化环境:人口、聚落、土地利用和交通、矿区。 2.水土流失动力系统 水土流失动力系统主要由水力、风力、冻融作用力、重力以及人类活动作用力组成。 三、自然资源系统分析评价 1.气候资源的分析 (1)光照 光照主要考虑两个指标:太阳辐射和日照。 (2)热量 温度,日平均温度,最热月平均温度,最冷月平均温度和极端最低温度,无霜期的长短等。 (3)降水 降水量、降水强度; (4)风能 衡量风能资源的指标有风速、风速的频率及风速的变幅等。 2.水资源 水资源是指具有经济利用价值的自然水,主要是可以恢复和更新的淡水。对于小流域而言,水资源是指小流域的地表径流量,主要指标有年径流总量、洪峰流量、径流系数、地表水、地下水等。 3.生物资源 (1)林草资源 从生产性方面和环境保护方面、生态平衡和生物多样性保护等方面分析。 (2)动物资源 包括家养和野生动物,对家养动物的分析主要包括分析其经济价值、饲养方式的难易、加工利用方式、市场需求等,对野生动物的分析一方面对其经济价值、人工饲养可能性分析,另一方面从生物多样性的角度加以考虑。 (3)作物资源 从品种上考虑,经济利用价值如何,产量如何,栽培经营管理方式,从加工利用方面考虑是否能够增值,成为流域经济发展的拳头产品。 除此之外,考虑其他生物资源的引进和繁育。 4.矿产和景观资源 (1)矿产资源:类型、储量、质量、开采条件 (2)旅游资源 旅游资源的地位、价值和意义;旅游资源的历史文化价值;景象的地域组合、地理位置与可进入性;旅游功能和环境容量;旅游资源的开发利用条件、包括建设的施工量的大小、投资、施工技术和物品供应状况。 四、土地资源评价 1.评价的目的、任务、原则 (1)评价的目的和任务 土地评价是土地资源调查的组成部分;是土地利用划分的依据;可以为土地管理服务(揭示土地的生产潜力和适宜性,指出土地改良和变更土地利用的后果); (2)评价的原则 比较原则:比较土地利用的需求和质量;比较土地的投入和产出效益;比较土地的多宜性; .. . 针对性:土地评价要针对特定的土地利用方式来进行; 区域性和综合性原则:土地评价必须结合区域的自然、经 济和社会条件,不同区域的土地评价应该有不同的评价依据和指标体系; (3)土地评价的类型 根据土地评价的目的、对象、方法和手段,土地评价有不同的类型: 按用地类型和评价对象:耕地评价、林地评价、牧地评价、水面评价、非农业用地评价 按评价的方法和手段:定性评价、定量评价、直接评价、间接评价 按评价的目的和任务:土地潜力评价、土地适宜评价、土地经济评价 其中主要按评价的目的和任务分。 土地潜力评价:是对土地固有生产力的评价,从气候、土壤等主要环境因子和自然地理要素相互表现出来的综合特征,揭示土地生物生产力的高低和土地的潜在生产力。 土地适宜性评价:土地在一定条件下,对不同用途的适宜程度,土地适宜性评价是指对土地为农作物、牧草、林木正常生长所提供的生态环境条件的综合鉴定,是按照土地对指定用途的适宜性,将特定地区的土地进行评价和归类。土地按照其适宜用途分为多宜性、双宜性、单宜性和不宜性。 土地经济评价:对土地在某种规定用途的条件下取得的经济效益的综合鉴定,它依据土地上获得的效益与相应投入的人力、物力和资源两者之间的对比关系,以土地净收益作为评价标准,对土地的投入—产出效果进行评定。 (4)土地评价的因子 土地评价的因子是指影响和构成土地生产力的各种因素。在土地评价中一般选取影响当地土地生产力的主导因素和限制性因素。在具体的选择当中,还应根据评价的目的和要求,确定主要因子。 ?气候:日照时数、降雨量、干燥度、温度、积温、无霜期等。 ?地质地貌:地貌类型、岩石类型、沉积物质、海拔高度、坡度、坡向、侵蚀或切割程度等。?土壤:类型、质地、PH值、有机质、N,P,K、盐碱度、土层厚度、障碍土层等。 ?植被:组成、类型、覆盖度、产量等。 ?水文:水源保证率、地下水、地表积水、沼泽化程度、灌排能力等。 ?经济:产量、生产管理条件、交通条件、地理位置以及其他等。 (5)土地评价的程序 土地评价的程序,一般可分为准备工作、野外调查和成果整理三个阶段。 2.我国土地标准 一级地:土地质量好,在土地利用方面基本没有限制,适用性广,可作农林牧等多种利用。地势平缓,坡度小于3—5度,土层深厚,有效土层大于50cm,质地适中,土壤肥力较高,基本无水蚀和风蚀现象,土壤酸碱度6.0—7.5,保肥保水性能好,一年二熟或三熟,旱涝保收,在一般管理措施下,可获良好收成。 二级地:土地质量较好,适宜性较广,在土地利用方面有限制因素但不大,或至少有一个主要限制因素,其强度对种植业有影响,对林、牧也则影响不大,一年二熟或二年三熟。 三级地:一般土地质量中等,在土地利用中限制较大,对农作物选择性较强,至少具有一个主要限制因素的强度较严重,影响到农业利用,一年两熟,二年三熟或一年一熟。 四级地:土地质量较差,适宜性不好,对农业有很大限制,至少有一个主要限制性因素严重影响农业利用。一般适宜林业、牧业利用。 五级地:土地质量差,不适宜农业,主要用于牧业和林业。 六级地:只能用于牧业和林业,适宜树种少,发展林、牧业也受到一定限制。 七级地:仅能短期生长野生牧草,勉强作牧业用,造林困难。 .. . 八级地:不适宜于生产性利用,限制因素多、强度大,在目前科学技术条件下,尚难于改造。如戈壁、沙漠、冰川等。 3.土地评价的方法 评价的方法可分为直接方法和间接方法两大类。 (1)直接方法,是通过试验手段直接探测,了解土地质量 对某种用途的影响大小,从而确定其适应性和适应程度。 (2)间接评价性,是根据对影响土地生产力的因子作出诊断,由此推出土地的质量和适宜性。间接法又分为两大类,一类为定性评价法或分等法,又称为归类法。另一类定量评价方法,它是先将评价因素的指标数量化,然后按一定的数学公式计算数量指标,把计算结果作为土地评价单元的定级依据。代表性的定量评价方法有以下几种: 指数法:指数法是一种综合定量的比较方法,又可称为多目标决策方法。它可以将定性比较转化为定量比较。具体说,应用指数法就是先对每个评价项目打分,再把每个评价单元的各个评价项目的分数,采用加法、减法、乘法、除法和最小二乘法加以处理,以求得综合评价分数,最后据以评价土地质量。 聚类分析法:是将性质相近的事物进行归类的一种方法。在土地评价中,若把单元看作聚类分析中的样本,把反映每个评价单元基本特性的土地因素指标看作样本的指标或变量,那么就可以依据m个指标的接近程度,把n个评价单元划分K类的聚类分析问题。 模糊综合评价方法:模糊综合评价方法,是首先对各评价因素进行单项评价,然后再进行综合评价。 五、土地生产潜力与土地资源承载能力 1.土地生产潜力 土地生产潜力是指土地具有生产某种生物产品的能力,一般用单位面积产量的上限来表征。 形成绿色植物生产潜力的影响因素一般分为三类: 生物因子—主要指植物的生物学特征; 环境因子—包括气候和土壤因素等; 人为因子—主要指农业技术措施,包括植物生产力、环境因子、农业技术。 2.土地资源承载能力 (1)概念 在未来不同时间尺度上,以可预见的技术、经济和社会发展及与此相适应的物质生活水准为依据,一个国家或地区利用其自身的土地资源所能持续稳定供养的人口数量。 (2)研究方法 直接计算法:资源承载能力=土地生产能力/人的需求量 六、流域经济系统的分析和评价 1.经济系统结构分析与评价 (1)人口结构分析与评价 人口数量结构分析、人口的质量结构分析; (2)产业结构分析 产出结构:以价值指标表示,即以货币量作为产出的度量基准。投入结构:依投入要素的不同来分别计算,主要有劳动就业结构、土地利用结构和资金分配结构 (3)消费结构分析 消费结构分析的基础是消费分类,主要消费形式可分为吃、穿、住、用、烧等。一般用恩格尔系数来分析。 2.经济系统功能分析 流域生态经济系统的功能的表现为物质、能量、价值和信息的流动、循环、交换和传递。分.. . 析的重点在于以土地为中心的流域农业生态经济系统分析。 第四节 流域治理规划的方法 一、流域治理规划的指导思想 1.贯彻“预防为主、全面规划、综合防治,因地制宜、加强管理、注重效益”的方针。 2.将水土流失治理与水土资源开发、利用相结合,经济效益和生态效益相结合,以建立持续、稳定、高效的流域自然——社会——经济复合系统为目的。 3.使治理工作具有鲜明的科学性、典型性和效益性,起到示范推广作用。 4.使流域综合治理的劳动消耗最少,生态、经济效益最好。 5.采用综合措施进行治理。 6.以科技为先导,实行科学种田,实现农业的高产、优质和高效。 7.建立一套完整的监督、管理体系。 8.建立流域治理的资源、环境与社会经济的动态监测体系,为预防新的水土流失的发生、巩固流域治理的效益,保护生态环境提供依据。 二、流域治理的目标 在确定流域治理与发展目标时,应考虑以下几个方面: (1)目前流域治理与社会经济发展的绝对水平和相对水平,今后发展的资源、社会环境优势与限制因素。 (2)流域治理与经济发展中急需解决的问题与生产发展、群众脱贫致富的突破口。 (3)同一时段内,流域治理的目标要和该区域社会经济和水土保持的目标相结合,要代表区域的特点。 治理目标一般包括以下几个部分内容; 1.流域治理经济发展目标 土地生产力目标:单位面积土地的产量和产值;土地利用率或土地生产潜力实现率及其他有关指标等来作为土地生产力目标。 流域经济发展水平目标:采用总产值或总收入,收入或产值的增长速度,劳动生产率的提高,产投比的增加等来作为经济发展水平的目标指标。 生产发展水平目标:如人均基本农田面积,灌溉用地面积以及工矿用地、城镇交通建设用地等各类用地面积等作为生产发展水平的目标。 2.社会发展目标 人口增长目标:包括人口的出生率、计划生育率、自然增长及治理期人口控制的目标。 人口对产品的需求目标:包括粮食、油料、木材、蔬菜、肉类、燃料的需求量,畜牧需求量,牧草需求量,果品需求量等一系列的需求所达到的目标。 收入生活水平及其他目标:包括人均纯收入、教育普及率、劳动利用率等指标作为社会发展的目标。 3.生态环境治理和保护目标 生态环境治理目标: 生态环境保护目标:保护生态环境,预防新的水土流失的发生,景观的生物多样性保护等等都是生态环境保护目标中所要考虑的。 三、流域综合治理规划 1.流域系统结构优化 系统的结构决定系统的功能,流域综合治理规划的首要任务是对系统结构进行优化调整,以充分发挥系统的总体功能。主要是土地利用规划和水资源规划。 (1)土地利用规划 土地利用规划实质是流域资源利用的优化,进行资源的优化分配。流域的土地利用规划,就.. . 是要把流域看作是一个系统,把土地作为自然综合体来研究,既要考虑流域内土地资源和其他资源的合理利用,保证水土流失量的逐年减少和生态环境的良性循环,又要考虑充分发挥流域水土资源的潜力,生产出更多的产品,获得最大的生产力。具体来说有两种方法:土地利用规划的综合平衡法、土地利用规划的线形规划法。 (2)水资源规划 水是人类生存的基本资源,在流域的水资源规划中,多采用线性规划和动态规划方法。 2.水土流失控制优化 3.规划方案的决策分析 (1)规划方案的可行性分析 技术上的可行性、资金上的可行性、时间上的可行性、生态环境影响的可行性分析;政治及社会影响分析; (2)优化方案的综合评价与决策 定性分析法、定量分析法。 第五节 流域治理规划的效益 流域治理效益一般可分为经济效益、生态效益和社会效益三大类。 一、效益评估的指标体系 1.概念 效益评价指标体系是由若干指标按照一定的规则,相互补充而又相对独立的组成的群体指标体系,它是各种投入资源利用效果的数量表现,反映各类生产资源相互之间、生产资源和劳动成果之间、生态子系统和经济、社会子系统之间的因果关系,能够应用统一计量尺度把治理效益具体的计算出来,为进一步的调控和方案设计奠定基础。 2.建立指标体系的原则 科学性、可行性、独立性、完备性、简明性、可比性 3.效益评价的指标体系 (1)指标体系 经济效益评价指标:投入产出率或产投比、投资回收期、成本利润率、劳动生产率、土地生产率; 生态效益指标:能量产投比、系统抗逆力、土壤流失减少率、治理率、林草覆盖率; 社会效益指标:商品率、劳动力利用率、人均纯收入、人均粮、恩各尔系数。 (2)计算方法 经济效益指标计算、单位面积的产值或净产值或产量的计算;社会效益指标计算。 二、效益评价的方法 (1)比较分析方法;(2)投入产出分析法; (3)投资分析法(4)模拟评价方法; 三、效益的估算 1.投资计算 K=K1+K2+K3+„„+Ki K—总投资; Ki—各项目投资额; 2.年运行费估算 (1)生产费 (2)维修费 (3)管理费 3.效益估算 .. . (1)经济效益计算 B=B1+B2+B3+„.Bn B为实施各项治理措施后获得的直接经济效益。 (2)生态效益估算 保水减沙效益的计算:保土量的计算、保土效益计算、保肥效益计算;保水效益计算;防风治沙效益的估算;其他效益的估算:减少水质污染的效益可用水污染处理费用来进行计算;治理实施后,基本农田增加,促进陡坡退耕,其效益可用退耕后土地面积的毛效益减去坡地的毛效益来计算,此外,从事农业劳动力减少的效益可按减少的劳动力的价格计算;其他生态效益社会效益可作定性阐述。 第六节 规划的实施管理 一、实施的进度 1.进度计算 (1)以劳动力为控制确定进度 (2)以资金为控制确定进度 (3)反求法 2.进度的确定 在实际工作中,应考虑各种情况,进度的安排应合理利用资金和劳力,而不影响当地的农业生产活动。 二、实施管理 1.规划的实施与管理 规划方案的审批; 规划的实施; 实施过程的管理; 2.验收评价 (1)检查验收 (2)治理成果的评定 (3)治理成果的管理 第五章 水土保持工程措施 [[教学重点]:水土保持规划布设的原则;影响斜坡稳定性的因素;山坡截流沟的概念和作用;梯田的作用及规划设计;谷坊、拦沙坝的作用和应用条件;淤地坝的作用和规划布设的原则。 第一节 水土保持工程措施的主要内容和规划布设原则 一、水土保持工程的概念 水土保持工程是应用工程的原理,防治山区、丘陵区、风沙区水土流失,保护、改良与合理利用水土资源,并充分发挥水土资源的经济效益和社会效益,建立良好生态环境的一项重要措施。它是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。 二、主要内容 主要内容可分为 , 山坡防护工程 改变小地形的方法防止坡地水土流失,将雨水及融雪水就地拦蓄,使其深入农地、草地或林地,减少或防止水土流失,增加农作物、牧草以及林木可利用的土壤水分。同时,将未能就地拦蓄的坡地径流引入小型蓄水工程,在有发生重力侵蚀的坡地上,可以修筑排水工程或支.. . 撑建筑物防止滑坡作用。属于山坡防护工作的措施有: 梯田、拦水沟埂、水平沟、水平阶、鱼鳞坑、山坡截流沟、水窖、蓄水池及挡土墙。 2.山沟治理工程 在于防治沟头前进、沟床下切、沟岸扩张,减缓沟床纵坡,调节山洪洪峰流量,减少山洪或泥石流的固体物质含量,使山洪安全排泄,对沟口的冲积锥不造成灾害。 山沟治理工作的措施有;沟头防护工程、谷坊工程,以拦蓄调节泥沙为主要目的的各种拦沙坝,以拦泥淤地、建设基本农田为目的的淤地坝及沟道防岸工作。 3.山洪排导工程 在于防止山洪或泥石流危害沟口冲积锥上的房屋、工矿企业、道路及农田等具有重大经济意义及社会意义的防护对象。山洪排导工程有;排洪沟、导流堤。 4.小型蓄水用水工程 在于将坡地径流及地下潜流拦蓄起来,减少水土流失危害,灌溉农田,提高作物产量。小型蓄水用水工作;小水库、蓄水塘坝、淤滩造田、引洪漫地、引水上山等。 三、规划布设原则 1.采用综合措施进行治理; 2.沟坡兼治、上下游相结合; 第二节 坡面治理工程 一、坡面稳定性分析 1.影响斜坡稳定性的因素 (1)地质岩石 岩石性质;地质构造及岩体结构;区域构造; (2)水文条件 处于水下的透水斜坡将承受水的浮托力的作用,而不透水的斜坡,坡面将承受静水压力,地下水也有静水压力和水压力,水对斜坡的软化作用,尤其是对滑动面的润滑作用,水流还冲刷坡面,切割坡脚。 (3)振动作用 (4)斜坡形态 (5)植物固定斜坡的作用 2.斜坡固定工程 斜坡固定工程是指为防止斜坡岩土体的运动,保证斜坡稳定而布设的工程措施,包括:挡墙;抗滑桩;削坡和反压填土;排水工程;护坡工程;滑动带加固工程;植物固坡 工程;落石防护工程; (1)挡墙 挡墙又称为挡土墙,可防止崩塌、小规模滑坡及大规模滑坡前缘的再次滑动。 重力式的挡墙:可以防止滑坡和崩塌,适用于坡脚较坚固,允许承载力较大,抗滑稳定较好的情况。 空心挡墙:若滑动面出露在斜坡上较高位置,而坡脚基底较坚固,这时可采用空心挡墙,即明洞。 若滑动面有几个且滑坡体较薄,可分级支挡。 (2)抗滑桩 抗滑桩是穿过滑坡体将其固定在滑床的桩柱。使用抗滑桩,土方量小,省工省料,施工方便,工期短,是广泛采用的一种抗滑措施。根据滑坡体的厚度,推力的大小,防水要求等选用木桩、钢桩、混凝土桩或钢筋混凝土桩等。 (3)削坡和反压填土 .. . 削坡主要用于防止中小规模的土质滑坡和岩质斜坡崩塌。削坡可减缓坡度,减少滑坡体体积,从而减少下滑力。滑坡可分为主滑部分和阻滑部分,主滑部分一般是滑坡体的后 部,它产生下滑力;阻滑部分即滑坡体前端支撑部分,它产生抗滑阻力。所以削坡的对象是主滑部分。反压填土是滑坡体前面的阻滑部分加载,增加抗滑力。 (4)排水工程 排水工程可减免地表水和地下水对坡体稳定性的不利影响,一方面能提高现有条件下坡体的稳定性,另一方面允许坡度增加而不降低坡体稳定性。 排除地表水工程:一是拦截病害斜坡以外的地表水,二是防止病害斜坡内的地表水大量渗入,并尽快汇集排走,包括防渗工程和水沟工程。 排出地下水工程:排除地下水工程的作用是排除和截断渗透水。它包括渗沟、明暗沟、排水孔、排水洞和截水墙等。 (5)护坡工程 为防止崩塌,可在坡面上修筑护坡工程进行加固。常见的有干砌片石和混凝土砌块护坡、浆砌石和混凝土护坡、格状框条护坡、喷浆和混凝土护坡、锚固法护坡等。 (6)滑动带加固措施 防治沿软弱夹层,加固滑动带是一项有效措施。即采用机械或物理化学的方法,提高滑动带强度,防止软弱加层进一步恶化,加固方法有普通灌浆法、化学灌浆法和石灰加固法等。 石灰加固法是根据阳离子的扩散效应,由溶液中的阳离子交换出土体中阴离子而使土体稳定。 (7)植物固坡作用 (8)落石防护工程。 二、山坡截留沟 (1)概念 山坡截留沟是在斜坡上每隔一定距离横坡修筑的具有一定坡度的够道。 (2)作用 截短坡长,阻截径流,减免径流冲刷,将分散的坡面径流集中起来,输送到蓄水工程里或输送到农田、草地或林地,对保护其下部的农田,防止沟头前进,防止滑坡,维护村庄和公路、铁路的安全有重要作用。 (3)布设 坡度在40%以下的坡地均可修截流沟,截流沟与纵向布置的排水沟相连,把径流排走。截流沟在坡面上均匀布置,间距随坡度增大而减少。一般3%,间距为30m,4%为25m,5%为22m,9—10%为16m,24—37%为12m,38—40%为11.5m。 (4)断面设计 沟道纵坡;为使水流达到不冲不淤流速,沟底应保持一定坡度,当设计流量为0.03—0.10m3/s时,可取1/300—1/1000;当设计流量为0.1—0.3 10m3/s,可取1/800—1/1500。 三、沟头防护工程 蓄水式沟头防护工程、泄水式沟头防护工程 四、梯田工程 (1)梯田的作用 截短坡长,减少径流,增加入渗,减少土壤侵蚀量,改良土壤,增加产量,改善生产条件和生态环境等。 (2)梯田的分类 按修筑的断面分为:水平梯田、坡式梯田、反坡梯田、隔坡梯田、波浪式梯田等。 按建筑材料分为:土坎梯田、石坎梯田、植物田坎梯田、 .. . 按利用方向分为:农用梯田、果园梯田、林木梯田。 按施工的方法分为;人工梯田和机修梯田 (3)梯田的规划 耕作区的规划:必须以一个经济单位农业生产和水土保持全面规划为基础。 地块的规划:地块的平面形状;“大湾势,小弯取直”;自流灌溉;地块长度有条件可采用300—400米,一般是150—200米。根据“自愿互利”和“等价交换”的原则针地。 附属建筑物规划:蓄水拦沙设施规划;道路规划;灌溉排水设施规划。 (4)梯田的断面设计 所谓最优的断面,应满足三点要求:一是适应机耕和灌溉要求;二是保证安全与稳定,三是最大限度地省工。最优断面的关键是确定适当的田面宽度和埂坎坡度。一般田面宽以30m左右为宜,缓坡上宽些,陡坡上窄些,田坎高以1.5—3m为宜,缓坡上低些,陡坡上高些,最高不要超过4m。 第三节 沟床固定工程 一、谷坊 1.谷坊的作用 固定和抬高侵蚀基准,防止沟床下切;抬高沟床,稳定坡脚;减缓沟道纵坡,减少山洪流速;使沟道逐渐淤平,形成坝地。 2.谷坊的分类 根据使用年限分为永久性谷坊和临时性谷坊;按照透水性质可分为透水性谷坊和不透水性谷坊。 3.谷坊位置的选择 谷口狭窄;河床基岩外露;上游有宽阔平坦的储沙地方;在汇合点的下游,避开天然跌水。 4.谷坊的断面设计 (1)谷坊的高度 一般应依据采用的建筑材料来确定谷坊的高度,但主要以能承受水压力和土压力而不被破坏为原则。 谷坊间距与谷坊高度及淤积泥沙表面的临界不冲坡度有关,实际调查资料证明,在谷坊淤满之后,其淤积泥沙的表面不可能绝对水平,而具有一定坡度,称为稳定坡度。目前常用下面方法来估算谷坊淤土表面的稳定坡度I0的数值。 根据淤积土的土质来决定淤积物表面的稳定坡度:砂土为0.005,粘土壤为0.008,粘土为0.01,粗沙兼有卵石子为0.02。 根据谷坊高度H、沟底天然坡度I以及谷坊淤积土表面稳定坡度I0,则谷坊水平间距L为:L=H/(I—I0) 5.谷坊的施工 (1)土谷坊 土谷坊就是用土料做成的小土坝,坝体结构与淤地坝、小水库相似,主要区别在于山洪携带泥石多,谷坊易淤满,坝体内一般不设泄水管。 (2)石谷坊 石谷坊就是用石料筑成 的小石坝,在石料来源充足的地方,以及水流冲刷力大的地方,宜修筑石谷坊。 (3)柳谷坊 在柳树多的地区,在较小的支毛沟上部的土质沟床上,可修筑柳桩编篱谷坊。 (4)枝稍谷坊 用藤条或铅丝将稍料绑成直径为0.4—0.5米的稍捆,每距0.5米捆一道,再将稍捆顺水流方.. . 向放在挖好的基础上,稍顶向下游,一层稍捆上压一层砾石或泥土,层层压实,逐层内缩。(5)铁丝石笼谷坊 这种谷坊的特点是有一定的弹性,在沟底发生冲刷后,能自动下沉,继续起保护沟床的作用。主要优点是施工简易,造价低廉,就地取材,是一种半永久性的建筑物。 (6)刚料谷坊 二、拦沙坝 拦沙坝是以拦蓄山洪及泥石流沟道中固体物质为主要目的,防治泥沙灾害的挡拦建筑物,它是沟道治理主要的工程措施,坝高一般为3—15米, 1.作用 (1)拦蓄泥沙以免泥沙对下游的危害,便于下游对河道的整治; (2)提高侵蚀基准,减缓坝上游淤积段河床比降,加宽河床,并使流速和径流深减小,从而大大减小了水流的侵蚀能力; (3)淤积物淤满上游两岸坡脚,由于坡面比降降低,坡长减小,坡面冲刷作用和岸坡崩塌作用减弱,最终趋于稳定; (4)拦沙坝在减少泥沙来源和拦蓄泥沙方面能起很大作用。 2.坝址选择 (1)小流域沟道内的泥沙形成区,沟道断面狭窄处; (2)泥沙形成区与流过区交接段的狭窄处; (3)沟道泥沙流过区开阔段下游狭窄处; (4)沟道泥沙流过区与支沟汇合处下游的狭窄处; (5)泥沙流过区与沉积区连接段的狭窄处。 3.坝高确定 (1)拦泥效益 (2)工程量和工期 (3)坝下削能设施 4.坝型选择 (1)砌石坝 石料丰富,采运条件又比较方便的地方采用。 (2)混合坝 当坝址附近土料丰富而石料不足时,可采用土石混合坝;在盛产木材的地区,可采用木石混合坝,坝身由木框架填石构成。 (3)铁丝石笼坝 这种坝型适用于小型沟道 ,在我国西南山区较为多见,它的优点是修建简易,施工迅速,造价低。不足之处是使用期短,坝的整体性较差。 (4)栅格坝 它是近年来发展起来的拦挡泥石流新型坝,具有节省建筑材料,坝型简单、施工进度快,使用期长等优点。 第四节 淤地坝工程 淤地坝系指在沟道里为了拦泥淤地所建的坝,坝内所淤成的土地称为坝地。它的主要目的是拦泥淤地,一般不长蓄水,其下游也无灌溉要求,随着坝内淤积面的逐年抬高,坝体与坝地能很快地连成一个整体,实际上坝体可看作是一个重力式挡泥墙。一般淤地坝由坝体、溢洪道、放水建筑物三个部分组成。 它和水库一样要求“三大件”齐全,但由于它的主要作用在于拦泥而非长期蓄水,因此,淤地坝比水库大坝设计洪水标准低,坝坡比较陡,对地质条件要求低,坝基、岸坡处理和背水.. . 坡脚排水设施简单。 一、淤地坝 的分类 按筑坝材料分为土坝 、石坝、土石混合坝等 按坝的用途分为缓洪骨干坝、拦泥生产坝等 按建筑材料和施工方法可分为水力冲填坝、定向爆破坝、堆石坝等。 二、淤地坝的分级标准 库容 坝高 单坝淤地面积控制流域面积分级标准 (万 m3) (m) (亩) (km2) 大型 500—100 大于30 大于150 大于15 中型 100—10 30—15 150—30 15—1 小型 小于10 小于15 小于30 小于1 三、淤地坝的作用 1.稳定和抬高侵蚀基准,防止沟底下切和沟岸坍塌,控制沟头前进和沟碧扩张。 2.蓄洪、拦泥、削峰、减少入河、入库泥沙,减轻下游灾害。 3.变荒沟为良田。 四、坝系的规划原则 1.坝系规划必须在流域综合治理规划的基础上,上下游、干支沟全面规划,统筹安排。 2.最大限度地发挥坝系调洪拦沙,淤地增产的作用。 3.各级坝系,自成体系,相互配合,联合运用,调节蓄泄,确保坝系安全。 4.坝系中必须布设一定数量的控制性的骨干坝,安全生产的中坚工程。 5.在流域内进行坝系规划的同时,要提出交通道路规划。 五、坝系的布设 1.上淤下种,淤种结合布设方式; 2.上坝生产,下坝 拦淤布设方式; 3.轮蓄轮种,蓄种结合布设方式; 4.支沟滞洪,干沟生产的布设方式; 5.多漫少排,漫排结合布设方式; 6.以排为主,漫淤滩地的布设方式; 7.高线排洪,保库灌田布设方式; 8.隔山凿洞,邻沟分洪布设方式; 9.坝库相间,清洪分治布设方式。 第五节 小型蓄水用水工程 一、水窖 二、水库 第六章 水土保持耕作技术措施 [教学重点]:耕作对土壤紧实度和通气性的影响;对土壤含水量的影响;对作物生长和产量的影响。 第一节 水土保持耕作技术的作用、种类 一、耕作对土壤紧实度和通气性的影响 土壤过于疏松,孔隙率过大,易于耕作,但持水及蓄水能力较差,土壤含水量不稳定,抗蚀性差,有机物质的矿化过程加快,养分易流失,不利于有机质的积累;过于紧实。通气性差,微生物的活动受限制,根系的生长和伸延也受影响。 二、对土壤含水量的影响 土壤表层结构的好坏对土壤容重、通气性和吸收地表径流,以及水分入渗等都有直接的影响。 .. . 三、对作物生长和产量的影响 耕作能极大地改变土壤水分这一物理状况,从而给农作物的顺利生长与发育创造了良好的条件,因此,广大的水土流失区适时与合理地采用水土保持耕作技术不但能有效的控制水土流失,也能通过改善土壤的物理状况来促进农作物的生长和产量的提高。 四、水土保持耕作技术种类 1.横坡耕作技术 在水土流失的山区与半山区的坡耕地上,凡是坡度在2度以上的坡耕地都应该采用横坡耕作技术,这种耕作除能改善土壤的物理性状外,还能拦蓄大量地表径流,增加土壤的蓄水量和控制水土流失,提高农作物产量。但应该注意: (1)改为横坡耕作之前,应当根据地形与坡度的大小来确定改垄之后道路和排水沟的正确位置,以免引起新的水土流失。 (2)改垄时间最好在秋季作物收割后,结合翻耕土地为好。 (3)改垄的坡耕地,在前2—3年内应当种植密生早播作物。 (4)横坡耕作一定要由下向上进行翻耕。 (5)若坡度过大或坡长过长,效果不明显。 2.深耕技术 影响物理性质,改善入渗环境,一般日本为25—30cm, 英国和法国为18—20cm,美国为15—16cm。 3.平翻耕作技术 4.垄作耕作技术 5.马尔采夫耕作技术 6.免耕法 第二节 水土保持栽培技术 一、草田轮作 在水土流失地区,合理而科学地施行作物之间或牧草与作物之间的轮作,对提高农牧业生产和改善土壤的理化性质都有实际意义,但应注意: 1.中耕作物 玉米、高粱、棉花、谷子等禾本科与其他科的农作物是中耕作物,它们的水土保持作用小,很易引起水土流失,株行距大,覆盖度小,在雨季易引起侵蚀。 2.密播作物 小麦、大麦、豌豆、大豆等一些禾本科和豆科作物都是密播作物,它们覆盖度大,水土保持作用也大,尤其是豆科作物轮作的意义很大。 3.1年生和多年生牧草 1年生的如苏丹草、豌豆等,多年生的紫花木犀、沙打旺、红豆草等,要注意种内和种间关系。 二、间作、套种和混种技术 1.作用 增加了覆盖面积与覆盖度;土壤中增加了根系的分布范围;对防止土壤侵蚀和提高作物产量有巨大作用。 2.方式 间作:玉米间大豆;高粱间作大豆等; 套种:冬小麦套种黑豆;春小麦套种扁豆等; 混种;大麦混种扁豆;谷子混种高粱等; 三、带状间作技术 .. . 四、沟垄耕种技术 五、水平水土保持学授课教案 第七章 水土保持预防监督体系 [教学重点]:水土流失的监测时段的划分、监测的内容和方法;开发建设项目的水土流失特点;水土保持方案的特点。 第一节 水土保持法律法规体系 一、法律 《中华人民共和国水土保持法》(全国人大常委会1991年6月29日通过)。相关的法律还有《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民森林法》、《中华人民土地管理法》、《中华人民共和国草原法》等有关自然资源保护的法律。 二、行政法规 《中华人民共和国水土保持法实施条例》(国务院1993年颁布) 三、地方性法规 各省区人大及其常委会制定的《实施水土保持法办法》,已有28个省区出台。以及省政府所在地的市和经国务院批准的较大市的人大及其常委会制定的办法。 四、规章 由国务院各部委,各省区人民政府颁布的规定、办法等。 (一)水利部、国家计委、国家环保局《开发建设项目水土保持方案管理办法》(水保「1994」513号文); (二)水利部《开发建设项目水土保持方案编报审批管理规定》(水利部第5号令,1995年5月30日发布); (三)水利部《编制开发建设项目水土保持方案资格证书管理办法》(水保「1995」155号文);(四)水利部《水土保持方案编制资格单位考核办法》(水保「1997」410号文); (五)地方人民政府制定的规章,如各省区的《水土保持设施补偿费和水土流失防治费征收使用管理规定》; (六)相关规章,如《建设项目环境管理办法》等。 五、规范性文件 (一)国务院《国务院关于加强水土保持工作的通知》(国发「1993」5号文); (二)国家土地局、水利部《关于加强土地开发利用管理 搞好水土保持的通知》(「1989」国土「规」字第88号文); (三)地质矿产部、水利部《关于贯彻执行〈水土保持法实施条例〉有关规定的通知》(地发「1993」227号文); (四)水利部办公厅《关于水利建设单位做好水土保持工作的通知》(水保监「1995」34号文);水利部规划计划司、水土保持司《关于加强水利工程水土保持方案编审工作的通知》(规「1996」153号文); (五)各省区水行政主管部门制定的有关规定等规范性文件等。 这些法律法规的基本规定基本包括以下几个方面的内容: 1.水土保持工作的方针 “预防为主,全面规划,综合防治,因地制宜,加强管理,注重效益” 2.权利义务的规定 防治开发建设造成水土流失的总原则是“谁开发、谁保护,谁造成水土流失、谁负责治理”。一切单位和个人都有保护水土资源、防治水土流失的义务。 3.水土保持纳入国民经济和社会发展计划 明确各级人民政府将水土保持规划纳入国民经济和社会计划,安排专项资金,组织实施。开.. . 发建设项目造成的水土流失,由建设和生产单位分别在基本建设投资、生产费用中列支水土流失防治费。各级人民政府要实行水土流失防治目标责任制。 4.水土流失实行分区防治原则 要求县级以上人民政府根据当地水土流失的具体情况,划定水土流失重点防治区,即重点预防保护区,重点监督区,重点治理区。 5.建立水土保持方案报告制度 凡从事可能引起水土流失的生产建设活动的单位和个人,必须首先编报水土保持方案,经水行政主管部门批准后方可审批环境影响报告,才能申请计划部门立项。 6.明确了水土保持机构的监督职能 县级以上地方人民政府水行政主管部门及其水土保持监督管理机构,地方政府设立的水土保持机构,对水土流失的防治实施监督检查。 第二节 水土流失的监测体系 一、监测时段的划分 根据项目所处的不同时段,可划分为基本建设、生产运行两个时段进行监测。在每个时段根据建设项目的具体情况可再分时段。 二、监测的内容和方法 1.原地貌、土地及植被破坏情况的监测 通过查阅开发建设项目的技术资料,利用设计图纸,结合实地查勘,对项目再基建期、生产运行期开挖扰动地表、占压土地和破坏林草植被的面积分别进行测算。 2.弃土、弃石、弃渣量的监测 包括建设、生产区弃土(石、渣)量等,通过查阅项目技术资料及现场实测,了解其开挖量、回填量、剥采比、产品产量与弃渣量的关系等。预测各时段的弃土、弃石、弃渣量。 3.破坏水土保持设施 对因开发建设损坏水土保持设施的面积、数量进行实测,并用表格详细列出。 4.水土流失数量的监测 调查掌握项目对流域、地表、植被的扰动情况,了解废弃物的结构组成及其堆放位置和形式。分别对不同地段的水蚀、风蚀等进行监测。 5.水土流失危害的监测 分析水土流失对土地资源的破坏和影响,对项目区及周边生态环境的影响,土地沙化、退化的可能性,下游河道泥沙的增加,对下游防洪以及周边地区生态环境和地下水的影响等进行预测。 6.对监测结果的综合分析 根据以上预测、监测内容,综合评判开发建设项目造成水土流失的情况和危害的严重性。 第三节 水土保持方案编制 一、开发建设项目的水土流失特点 1.地域不完整 如矿区企业影响区域一般都不是完整的一条小流域或面坡;公路、铁路等工程穿山越水涉及的是一条线,影响区域长而窄。 2.水土流失不均衡 开发建设项目造成的水土流失具有突发性,在整个流失过程中水土流失有时轻微,有时非常剧烈。往往是开始建设时,造成十分严重的水土流失,到生产时期保持一个相对稳定的侵蚀量级。因此,在防治水土流失的措施布局和实施时序上要因时制宜。 3.水土流失危害的多样性和潜在性 由于开发建设项目类型多种多样,造成水土流失的形式和危害也各不相同。地面生产项目主.. . 要是通过对地形地貌、地表、植被的破坏加剧水土流失,而一些地下生产项目如采煤、淘金等除部分地面扰动外,更长期的是通过对地层、地下水等的影响,间接的使地下水位下降,地面植被退化,地面塌陷,从而加剧了水土流失,因此,其危害具有潜在性。 二、水土保持方案的特点 1.防治目标专一 常规治理——经济、社会、生态效益为目标。 建设项目——以控制水土流失为目标,保障项目区工程设施和生产安全,兼顾美化环境、净化空气、维护生态平衡的效果。 2.防治工程的标准高 常规治理——防治水土流失,拦蓄10年或20年一遇暴雨标准。 建设项目——防治开发建设项目区水土流失和洪水泥沙对项目、周边地区的危害,防治工程的标准往往是以保护的对象来确定的。 3.治理的投资按规范计算确定 常规治理——当地农民受益,投资属补助性,无硬性标准。 建设项目——法定治理义务,投资按国家基本建设规定的标准计算。 4.方案限期实施 常规规划——实施的早与晚一般不会产生很大的危害或影响。 建设项目——防治方案的实施具有严格的期限,不能逾期。如公路、铁路、通讯等一次性建设项目,必须在工程开工前完成方案,才能预防和治理施工过程中的水土流失。 5.与项目工程相互协调 常规治理——独立编制规划和组织实施。 建设项目——防治工程布设、实施等要与主体工程相协调。结合项目施工过程和工艺特点,确定防治措施和实施时序。 6.方案具有强制实施性 常规治理——大多是政府行为。 建设项目——法律强制行为,方案一经水行政主管部门批准,从法律上具有了强制实施性,未经批准不得擅自停止实施或更改方案。 三、水土保持方案的作用和意义 1.落实法律规定的水土流失的防治义务 2.水土保持列入了开发建设项目的总体规划 3.水土流失防治有了科学规划和技术保证 4.有利于水土保持执法部门监督实施 四、水土保持方案编制规定 (一)方案编制工作规定 1.地域 凡再生产建设过程中可能引起水土流失的开发建设项目都应编制水土保持方案。 2.开发建设项目的类型 主要有以下7类建设项目须编报水土保持方案: (1)矿业开采:有色及黑色金属、稀土、石油、天然气等; (2)工业企业:冶金、电力、建材、化工、森林采伐、电讯: (3)交通运输:铁路、公路、机场、港口、码头等; (4)水工程:水利水电的枢纽工程、输(引、供)水及 灌溉、排水、治涝工程、河道整 (5)城镇建设:农村小城镇建设、大中城市的扩建改建、经济开发区与旅游开发区建设等;(6)开垦荒坡地:开垦禁垦坡度以下、5度以上荒坡地的,必须经过水行政主管部门批准。.. . (7)坡地造林和经营经济林木:在5度以上坡地上整地造林,抚育幼林,经营经济林木的。 3.时限 根据水土保持法律法规的规定,建设项目再编制环境影响评价的同时,应编制水土保持方案。 对已建、在建和技术改造项目,必须在县级以上人民政府水行政主管部门规定的限期内编报 水土保持方案。 4.资格 编制单位必须持有水行政主管部门颁布的相应级别的《编制水土保持方案资格证书》。 5.考核 对编制单位进行常规考核,每两年一次。对编制人员实行持证上岗。 (二)方案编制的技术规定 1.阶段划分 (1)水土保持方案编制分为可行性研究、初步设计、技施设计阶段。 (2)新建、扩建项目的水土保持方案,其内容和深度应与主体工程所处的阶段相适应。 (3)已建、在建项目可直接编制达到初步设计或技施阶段深度的方案。 (4)方案审批,主要审定可行性研究和初步设计阶段的水土保持方案和设计。 2.各设计阶段要求 (1)可行性研究阶段要求 (2)初步设计阶段要求 3.水土保持方案报告书的内容 第一章 方案编制总则 1.建设项目概况 2.编制的依据 3.采用的技术标准 第二章 建设项目及其周边地区概况 1.建设项目规模、防治责任范围、工程布局(附平面图); 2.项目区地形、地貌、地质、植被等; 3.项目及其周边地区气象、水文、河流、泥沙等; 4.项目区土地利用现状及发展规划 5.项目区及周边地区人口、土地利用、经济发展方向和水平等社会经济状况; 6.建设项目施工工艺、采挖及排弃土特点等; 7.项目区水土流失现状及防治情况。 第三章 生产建设过程中水土流失预测 1.预测时段的划分 2.预测的内容和方法 (1)扰动原地貌、破坏土地和植被面积; (2)弃土、弃石、弃渣量; (3)损坏水土保持设施的面积和数量; (4)可能造成的水土流失的面积及流失总量; (5)可能造成的水土流失的危害 3.预测结果及综合分析 第四章 水土流失防治措施 1.水土保持方案编制或设计的原则和目标; 2.建设项目的责任范围、本方案的设计深度; 3.水土流失防治分区及水土保持措施总体布局; .. . 4.分区防治措施; 5.方案实施进度安排及其工程量; 6.水土流失的监测。 第五章 水土保持投资概算及效益分析 1.水土保持投资概算 (1)编制依据 (2)编制方法 (3)总投资及年度安排 2.效益分析 第六章 方案实施保证措施 1.组织领导和管理措施; 2.技术保证措施; 3.资金来源及管理使用办法 附:水土保持方案(含大纲)审查意见 防冲沟种植技术 ..
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