第二章土壤侵蝕（2）第二章土壤侵蝕（2）1土壤侵蝕類型與分布1

水力侵蝕（水蝕）2其它侵蝕3Contents學(xué)習(xí)要求復(fù)習(xí)思考題參考資料土壤侵蝕類型與分布1水力侵蝕（水蝕）2其它侵蝕3Con2第二節(jié)水力侵蝕（水蝕）

水力侵蝕原理二

水力侵蝕類型一

影響水力侵蝕的因素三第二節(jié)水力侵蝕（水蝕）水力侵蝕原理二3一、水力侵蝕類型水力侵蝕（watererosion）——在降水、地表徑流、地下徑流作用下，土壤、土體或其他地面組成物質(zhì)被破壞、搬運(yùn)和沉積的過(guò)程。面蝕(surfaceerosion)溝蝕(gullyerosion)山洪侵蝕(torrenterosion)水力侵蝕濺蝕(splasherosion)海岸湖岸庫(kù)岸浪蝕一、水力侵蝕類型水力侵蝕（watererosion）面蝕41.濺蝕（splasherosion）——在雨滴擊濺作用下土壤結(jié)構(gòu)破壞和土壤顆粒產(chǎn)生位移的現(xiàn)象。1.濺蝕（splasherosion）——在雨滴擊濺作用52.面蝕（surfaceerosion）——土壤表層顆粒被薄層分散的徑流均勻剝離和搬運(yùn)的現(xiàn)象，也稱片蝕。層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕2.面蝕（surfaceerosion）——土壤表層顆粒6層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕7層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕8層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕9層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕10層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕11Rillerosioninafield(imagebyNRCS)層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕Rillerosioninafield(image12Rillerosionataconstructionsite(ImagebyM.Mamo)層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕Rillerosionataconstruction13Extensiverillerosion層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕Extensiverillerosion層狀面蝕鱗片狀面14層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕15層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕163.溝蝕（gullyerosion）——是指由集中的地表徑流沖刷破壞土壤及其母質(zhì)，形成切入地表以下形成溝壑的土壤侵蝕形式。

溝蝕形成的溝壑稱為侵蝕溝。淺溝切溝沖溝溝蝕河溝注意他們的區(qū)別3.溝蝕（gullyerosion）——是指由集中的地表17淺溝侵蝕沒有形成明顯的溝頭跌水，正常的耕翻已不能復(fù)平，不妨礙耕犁通過(guò)，但已感到不便，由于耕犁作用，溝壁斜坡與坡面無(wú)明顯界面。淺溝侵蝕：在細(xì)溝侵蝕的基礎(chǔ)上，地表徑流進(jìn)一步集中，由小股徑流匯集成較大的徑流，既沖刷表土又下切底土，形成橫斷面為寬淺槽形的淺溝。

淺溝侵蝕沒有形成明顯的溝頭跌水，正常的耕翻已不能復(fù)平，不妨礙18深度在0.5m以下，侵蝕溝發(fā)育初期，沒有溝頭跌水淺溝切溝沖溝侵蝕溝河溝深度在0.5m以下，侵蝕溝發(fā)育初期，沒有溝頭跌水淺溝切溝沖溝19Gullyerosioninapasture.ImagebyNRCS淺溝切溝沖溝侵蝕溝河溝Gullyerosioninapasture.Im20淺溝切溝沖溝侵蝕溝河溝淺溝切溝沖溝侵蝕溝河溝21切溝侵蝕：

淺溝侵蝕繼續(xù)發(fā)展，沖刷力量和下切力量增大，溝深切入母質(zhì)中，有明顯的溝頭，并形成一定高度的跌水。

特點(diǎn)橫斷面呈“V”字形，溝頭有一定高度的跌水，長(zhǎng)寬深三方面的侵蝕同時(shí)不同程度地進(jìn)行，加之重力作用，溝岸不斷坍塌。這種侵蝕在質(zhì)地疏松、透水性好和具有垂直節(jié)理的地區(qū)，發(fā)展非常迅速。切溝侵蝕：特點(diǎn)橫斷面呈“V”字形，溝頭有一定高度的跌水，長(zhǎng)寬22深度從1m，逐漸發(fā)展到10~20m“V”

字型，切溝侵蝕是侵蝕溝發(fā)育的盛期，溝頭前進(jìn)、溝底下切和溝岸擴(kuò)張均很激烈。淺溝切溝沖溝侵蝕溝河溝深度從1m，逐漸發(fā)展到10~20m“V”字型，切溝侵蝕是23淺溝切溝沖溝侵蝕溝河溝淺溝切溝沖溝侵蝕溝河溝24淺溝切溝沖溝侵蝕溝河溝淺溝切溝沖溝侵蝕溝河溝25沖溝侵蝕：切溝侵蝕進(jìn)一步發(fā)展，水流更加集中，下切深度越來(lái)越大，溝壁向兩側(cè)擴(kuò)展，橫斷面呈“U”形并逐漸定型，溝底縱斷面與原坡面有明顯的差異，上部較陡，下部已日漸接近平衡斷面。沖溝侵蝕沖溝侵蝕形成的侵蝕溝是侵蝕溝發(fā)育的末期，但沒有達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的程度，這時(shí)溝底下切雖已緩和，但溝頭的溯源侵蝕和溝坡溝岸的崩塌還在發(fā)生。沖溝侵蝕：沖溝侵蝕沖溝侵蝕形成的侵蝕溝是侵蝕溝發(fā)育的末期，但26淺溝切溝沖溝侵蝕溝河溝斷面呈“U”型，溝寬和溝深可達(dá)數(shù)十米或上百米，長(zhǎng)度以公里計(jì)，沖溝是侵蝕溝發(fā)育的末期。淺溝切溝沖溝侵蝕溝河溝斷面呈“U”型，溝寬和溝深可達(dá)數(shù)十米或27淺溝切溝沖溝侵蝕溝河溝沖溝發(fā)育到了老年階段，溝頭、溝底、溝坡侵蝕都停止，溝中多具有常流水，這種侵蝕溝成為“河溝”。淺溝切溝沖溝侵蝕溝河溝沖溝發(fā)育到了老年階段，溝頭、溝底、溝坡284.山洪侵蝕（torrenterosion）山洪侵蝕系指山區(qū)河流洪水對(duì)溝道堤岸的沖淘、對(duì)河床的沖刷和淤積過(guò)程。受山洪沖刷的河床稱為正侵蝕，被淤積的稱為負(fù)侵蝕。4.山洪侵蝕（torrenterosion）山洪侵蝕系指29“8.21特大暴雨山洪”！蘇峪口進(jìn)山道路“8.21特大暴雨山洪”！蘇峪口進(jìn)山道路30“8.21特大暴雨山洪”！賀蘭山巖畫圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)“8.21特大暴雨山洪”！賀蘭山巖畫圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)31蘇峪口青松嶺“8.21特大暴雨山洪”蘇峪口青松嶺“8.21特大暴雨山洪”32“8.21特大暴雨山洪”發(fā)生后蘇峪口兔兒坑“8.21特大暴雨山洪”發(fā)生后蘇峪口兔兒坑33“8.21特大暴雨山洪”發(fā)生前蘇峪口兔兒坑“8.21特大暴雨山洪”發(fā)生前蘇峪口兔兒坑34第二節(jié)水力侵蝕（水蝕）

水力侵蝕原理二

水力侵蝕類型一

影響水力侵蝕的因素三水力侵蝕強(qiáng)度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)四第二節(jié)水力侵蝕（水蝕）水力侵蝕原理二35二、水力侵蝕原理從動(dòng)力角度來(lái)講，水力侵蝕是降雨侵蝕力和徑流沖刷力共同作用的結(jié)果。二、水力侵蝕原理從動(dòng)力角度來(lái)講，水力侵蝕是降雨侵蝕力361.降雨侵蝕作用（1）雨滴擊濺過(guò)程濺蝕幾個(gè)階段：（1）干土濺散階段（當(dāng)較大的雨滴降落到干燥的土壤表面時(shí)，土壤的土粒間隙尚為空氣所填充，土粒還未來(lái)得及吸收雨水，細(xì)粒即隨雨滴的碎粒濺散，這些細(xì)粒常仍維持原來(lái)的結(jié)構(gòu)。）（2）泥漿濺散階段（隨著降雨過(guò)程的延長(zhǎng)，表土團(tuán)粒吸收的水分增加，土壤顆粒間隙大部為水所填充，繼續(xù)受雨滴擊濺、震蕩，致使結(jié)構(gòu)破壞。當(dāng)土壤表層水分增加到流限以上，土粒即成稀泥漿狀態(tài)再受雨滴打擊，將以泥漿狀態(tài)濺散。）（3）板結(jié)階段（繼續(xù)降雨，土壤表層的泥漿逐步將阻塞土壤孔隙，阻止水分下滲，在坡地上泥漿順坡而下，形成泥漿狀的地表徑流，將帶走部分土壤的細(xì)粒，降雨后土壤由此產(chǎn)生板結(jié)現(xiàn)象。）1.降雨侵蝕作用（1）雨滴擊濺過(guò)程濺蝕幾個(gè)階段：37第三章土壤侵蝕課件38第三章土壤侵蝕課件39紊流層流（2）濺蝕的作用

直接打擊地表，導(dǎo)致土粒飛濺并沿坡面向下遷移；

破壞土壤表層結(jié)構(gòu)，使表土分散、底土堅(jiān)實(shí)；

堵塞土壤孔隙，阻滯雨水下滲，促使形成地表徑流；

增加了薄層徑流的紊動(dòng)強(qiáng)度，使水流搬運(yùn)泥沙的能力增加；

造成土壤養(yǎng)分損失，溶解、淋溶表土中的可溶性物質(zhì)。紊流層流（2）濺蝕的作用 直接打擊地表，導(dǎo)致土粒飛濺并沿40

雨滴擊濺由降雨的動(dòng)能引起。

降雨的動(dòng)能取決于雨滴的質(zhì)量和降落速度。 雨滴擊濺由降雨的動(dòng)能引起。41第三章土壤侵蝕課件42

影響濺蝕量的因素：氣候、地形、土壤、植被等。

濺蝕量——擊濺侵蝕引起土粒下移的數(shù)量。 影響濺蝕量的因素：氣候、地形、土壤、植被等。 濺43（3）降雨侵蝕力——降雨引起土壤侵蝕的潛在能力。

是降雨物理特征的函數(shù)，大小完全取決于降雨性質(zhì)，而與土壤性質(zhì)無(wú)關(guān)。

在下墊面特征相對(duì)一致的條件下，降雨侵蝕力越大，引起的土壤侵蝕越劇烈。降雨侵蝕力指標(biāo)R＝EI30(W.H.Wischmeier

威斯邁爾經(jīng)驗(yàn)公式)E—該次降雨的總動(dòng)能(J/m2·mm)，I30—是該次暴雨過(guò)程中出現(xiàn)的最大30分鐘強(qiáng)度(mm/h)。E

＝118.9+87.3log10I（勞斯和帕森，1942）（3）降雨侵蝕力——降雨引起土壤侵蝕的潛在能力。降雨侵蝕力指44降雨侵蝕力空間分布具有從東南到西北遞減的趨勢(shì)，與降雨量的空間分布特征類似。降雨侵蝕力取決于雨量和雨強(qiáng)兩個(gè)方面，因此降雨侵蝕力和降雨量的空間分布也有許多不同點(diǎn)。土壤侵蝕是降雨、植被、土壤、土地利用和水土保持等多因素相互作用的結(jié)果，我國(guó)降雨侵蝕力的空間分布與實(shí)際土壤流失分布狀況并不一致。1960-2009中國(guó)年均降雨侵蝕力空間分布圖降雨侵蝕力1960-2009中國(guó)年均降雨侵蝕力空間分布圖452.地表徑流的侵蝕作用（1）坡面徑流的形成2.地表徑流的侵蝕作用（1）坡面徑流的形成46第三章土壤侵蝕課件47(2)泥沙受力分析滑動(dòng)（sliding）時(shí)的受力示意圖

磨擦力浮重力上舉力推移力符號(hào)說(shuō)明:

λt—推移力系數(shù)，與泥沙顆粒形狀有關(guān)；λsh—上舉力系數(shù)；a—坡度，a較小時(shí),cosa≈1,sina≈tga≈J；

φ—摩擦角，tgφ為摩擦系數(shù)；

ρs—泥沙密度；

ρ

w—水的密度；V—泥沙體積；v—水流流速；S1—泥沙平行于水流方向上的面積；S2—泥沙迎水面的面積;若泥沙顆粒為球體，則V=(π/6)d3

，S1=S2=(π/6)d2。壓力(2)泥沙受力分析滑動(dòng)（sliding）時(shí)的受力示意圖磨48(f為啟動(dòng)摩擦系數(shù))若要使靜止泥沙開始沿坡面滑動(dòng)：若要使靜止球形泥沙滾動(dòng)(rolling)：(a1d、a2d、a3d分別為球形體相接點(diǎn)的距離)①起動(dòng)流速——水流能沖刷推動(dòng)泥沙運(yùn)動(dòng)的最小流速，也稱臨界流速。(f為啟動(dòng)摩擦系數(shù))若要使靜止泥沙開始沿坡面滑動(dòng)：若要使靜止49為什么山區(qū)河流能搬動(dòng)巨石?為什么山區(qū)河流能搬動(dòng)巨石?50②水流搬運(yùn)作用

泥沙的搬運(yùn)形式可分為推移和懸移兩大類。這兩種形式運(yùn)動(dòng)的泥沙分別稱為推移質(zhì)及懸移質(zhì)。泥沙搬運(yùn)方式(流速分布，推移質(zhì)與懸移質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化)推移質(zhì)

河床床沙(靜止)懸移質(zhì)床面流速空氣水②水流搬運(yùn)作用泥沙的搬運(yùn)形式可分為推移和懸移兩大類。51（a）泥沙的搬運(yùn)方式（a）泥沙的搬運(yùn)方式52（b）水流的挾沙能力

在一定的水流條件下，能夠挾運(yùn)泥沙的數(shù)量，稱為挾沙能力(kg/m3)，它包括推移質(zhì)和懸移質(zhì)的全部沙量。上游來(lái)水的含沙量小于該段水流的挾沙能力，水流就有可能從本段河床上獲得更多的泥沙，造成床面的沖刷。反之，將發(fā)生沉積。天然河流中，懸移質(zhì)一般成了全部運(yùn)動(dòng)泥沙的主體，因此，對(duì)于平原沖積性河流一說(shuō)，常以懸移質(zhì)輸沙率代替水流的全部挾沙力。

（b）水流的挾沙能力53③泥沙的堆積

當(dāng)泥沙的來(lái)量大于水流的挾沙力時(shí)，多余的泥沙就要沉積下來(lái)。當(dāng)摩阻流速相當(dāng)于泥沙的沉速時(shí)，泥沙懸移運(yùn)動(dòng)才有可能產(chǎn)生。（水流摩阻流速ν*＝，其中τ0為作用在床面上的水流切應(yīng)力）③泥沙的堆積當(dāng)泥沙的來(lái)量大于水流的挾沙力時(shí)，多余的54401010.10.01(摩阻流速或沉速cm/s)0.010.11100泥沙沉積條件分區(qū)泥沙粒徑mmFD012C3EV＊c1\在COD上，V＊>V＊c可能交換，來(lái)沙量與挾沙量沉降、沖刷V＊c代替泥沙啟動(dòng)水流切應(yīng)力V＊代替摩阻流速，W代表沉速2\在EOD下，V＊<V＊c(w)淤積3\在COE下，w<V＊<V＊c懸移，輸送泥沙4：推移質(zhì)w401010.10.01(摩阻流速55（3）水流的侵蝕作用按侵蝕作用方向分：下切侵蝕（下蝕、切蝕）——水流切深溝谷的過(guò)程。溯源侵蝕——向溝頭的后退侵蝕，實(shí)際上是下切作用在源頭或床面坡度突變處向上發(fā)展的表現(xiàn)。側(cè)向侵蝕（側(cè)蝕、旁蝕）——水流拓寬溝谷的作用。（3）水流的侵蝕作用按侵蝕作用方向分：56下蝕作用原因：水流向下的運(yùn)動(dòng)分量；固體物質(zhì)的撞擊。

強(qiáng)度：決定于流速、流量、含沙量及溝床底部組成物質(zhì)的抗沖性能。結(jié)果：加深溝谷。侵蝕基準(zhǔn)面——下切侵蝕作用消失的平面。終極侵蝕基準(zhǔn)面下蝕作用原因：水流向下的運(yùn)動(dòng)分量；固體物質(zhì)的撞擊。終57溯源侵蝕原因：溝頭匯流作用，侵蝕基準(zhǔn)面的下降。強(qiáng)度：取決于流速、流量和床面組成物質(zhì)。結(jié)果：侵蝕溝伸長(zhǎng)河流的襲奪現(xiàn)象溯源侵蝕原因：溝頭匯流作用，侵蝕基準(zhǔn)面的下降。河流的襲奪58旁蝕作用原因：彎道離心力，橫向環(huán)流；地球自轉(zhuǎn)偏向力；山崩、滑坡或支流匯入。結(jié)果：溝谷加寬。沖積平原上的自由河曲牛軛湖旁蝕作用原因：彎道離心力，橫向環(huán)流；地球自轉(zhuǎn)偏向力；山59（4）侵蝕溝的發(fā)育水蝕溝階段侵蝕溝頂?shù)那懈铍A段平衡剖面階段停止階段長(zhǎng)向發(fā)展，寬向發(fā)展侵蝕溝分叉，溝頂形成明顯跌水受侵蝕基底的影響，主要向?qū)挵l(fā)展荒溪（4）侵蝕溝的發(fā)育水蝕溝階段侵蝕溝頂?shù)那懈铍A段平衡剖面階段停60侵蝕區(qū)：減少流量、流速和縱坡面坡度，削弱侵蝕。通過(guò)區(qū)：利用地形條件或修建水利工程，抬高溝底，緩洪攔淤。沉積區(qū)：控制淤積，規(guī)整流路，改造并擴(kuò)大成為水肥條件比較好的耕地。溝谷侵蝕作用與水土保持對(duì)策：侵蝕區(qū)：通過(guò)區(qū)：沉積區(qū)：溝谷侵蝕作用與水土保持對(duì)策：61第三節(jié)影響水力侵蝕的因素

水力侵蝕原理二

水力侵蝕類型一

影響水力侵蝕的因素三水力侵蝕強(qiáng)度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)四第三節(jié)影響水力侵蝕的因素水力侵蝕原理二62三、影響水力侵蝕的因素土壤侵蝕水文因素地形因素地質(zhì)因素土壤因素植被因素人為活動(dòng)三、影響水力侵蝕的因素土壤侵蝕水文因素地形因素地質(zhì)因素土壤因631.水文因素1.水文因素64(1)降雨強(qiáng)度降雨強(qiáng)度是降雨因素中對(duì)土壤侵蝕影響最大的因子。降雨強(qiáng)度與侵蝕量的關(guān)系：E—土壤侵蝕量;I—降雨強(qiáng)度;A—與土壤性質(zhì)、地表坡度等有關(guān)的系數(shù);b—指數(shù)(b＞1)N.H.Neal與P.C.Ekern:A.P.Barnett:I60—一次降雨中60min最大降雨強(qiáng)度；C—與土壤特性有關(guān)的參數(shù).(1)降雨強(qiáng)度降雨強(qiáng)度是降雨因素中對(duì)土壤侵蝕影響65暴雨（高強(qiáng)度的短時(shí)間降水）是造成嚴(yán)重水土流失的主要?dú)夂蛞蜃?。雨雪mm/日mm/小時(shí)mm/日小雨＜10小雨＜2.5小雪＜2.510≤中雨＜252.5≤中雨＜8.02.5≤中雪＜5.025≤大雨＜508.0≤大雨＜16.05.0≤大雪

50≤暴雨＜10016.0≤暴雨100≤大暴雨＜200200≤特大暴雨

原因：雨水來(lái)不及下滲，地表徑流流量大，沖刷量大；雨滴大而密集，且降落速度快，侵蝕動(dòng)能大；易加劇重力侵蝕和混合侵蝕。暴雨（高強(qiáng)度的短時(shí)間降水）是造成嚴(yán)重水土流失的主要?dú)夂蛞蜃印?6例子：天水站：1942~1954年12年測(cè)定結(jié)果表明，1947年一次最大降雨量達(dá)155mm，所造成的水土流失量占12年總量的35％以上；綏德站：1956年曾經(jīng)發(fā)生過(guò)一次為3.5mm/min強(qiáng)度的暴雨，該年的水土流失量占1954~1956年的三年總量的30％以上。例子：天水站：1942~1954年12年測(cè)定結(jié)果表明，19467降雨強(qiáng)度對(duì)徑流量和沖刷量的影響（綏德水保站-陜西）降雨日期平均降雨量(mm)降雨歷時(shí)(分)平均降雨強(qiáng)度(mm/分)徑流量沖刷量米3/公頃比例噸/公頃比例1956-7-343.48050.0546.681.00.6011956-7-2240.02920.137103.0215.422.36371956-8-849.31500.329292.1343.7139.82233結(jié)論：降雨強(qiáng)度是引起水土流失最突出的因子。土壤侵蝕在很大程度上取決于降雨強(qiáng)度。美國(guó)通用土壤流失方程式把降雨強(qiáng)度作為土壤侵蝕的重要指標(biāo)。68降雨強(qiáng)度對(duì)徑流量和沖刷量的影響（綏德水保站-陜西）降雨日期平1.水文因素1.水文因素69(2)降雨量降雨量大，土壤侵蝕也可能大（發(fā)生侵蝕的潛在危險(xiǎn)大）。一般來(lái)說(shuō)，半濕潤(rùn)與半干旱地區(qū)水力侵蝕強(qiáng)烈。低強(qiáng)度的長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)降雨，即使其年降雨量較大，土壤侵蝕量也不一定就大，但會(huì)為下一步的土壤侵蝕創(chuàng)造條件。單就降雨量、降雨強(qiáng)度對(duì)土壤侵蝕的影響進(jìn)行分析時(shí)，并不能充分反映降雨對(duì)侵蝕的作用。因此，通常利用降雨量P與降雨強(qiáng)度I進(jìn)行不同的組合，再與侵蝕進(jìn)行分析?？晌g性降雨——侵蝕模數(shù)≥1t/km2的降雨。(2)降雨量降雨量大，土壤侵蝕也可能大（發(fā)生侵蝕的潛在危險(xiǎn)70天水水保站1945—1953年平均月降水和水土流失比較月份降水量徑流量侵蝕量(mm)占全年%M3/公頃占全年%T/公頃占全年%14.00.7————29.31.7——316.43.1————440.07.50.080.40.010.2560.311.328.2518.42.4912.8668.112.834.2322.34.7224.3780.415.119.1812.54.0120.68105.019.967.1243.77.1836.8921.80.482.51081.40.663.41114.62.7————123.80.7————總計(jì)533.7100153.6910019.41100 6、7、8三個(gè)月降水量占全年降水量的47.8%。在此期間徑流量占全年徑流量的78.5%，侵蝕量占年侵蝕總量的81.7%。71天水水保站1945—1953年平均月降水和水土流失比較月份降1.水文因素1.水文因素72(3)前期降雨入滲的水分消除了顆粒之間的吸附力；溶解了顆粒之間的膠結(jié)物；增加了土體、巖體的重量；使?jié)撍嫔?，孔隙水壓力?duì)潛在破裂面以上的土石體起著浮托作用；軟化巖石。(3)前期降雨入滲的水分消除了顆粒之間的吸附力；73序號(hào)前期降水情況時(shí)間(年月日)降水量(毫米)歷時(shí)(時(shí)分)強(qiáng)度徑流(m3/ha)沖刷(kg/ha)作物1雨前32天內(nèi)共降水22次，最大一次6.1毫米74.7.316.33018.300玉米2雨前11天內(nèi)降水9次最大一次6mm7.1213.615.5239玉米3雨前15天降水3次，最大1.3mm75.8.322.13.513.600小麥4雨前半月降水2次，共1.6mm5.146.100谷子5雨前一天降水27毫米，雨前6－7天降16.3和149mm74.7.1012.32.003.710.9321.4玉米6雨前兩天連降16.5和11.6mm0.355.31.9919.0小麥7雨前一天降48.1mm78.6.1013.85.093.651.343267谷子8同一天雨前降水35.6mm77.7.2248.94.4310.0132.416533玉米表

前期降雨對(duì)水土流失的影響序號(hào)前期降水情況時(shí)間降水量歷時(shí)強(qiáng)度徑流沖刷作物1雨前32天內(nèi)741.水文因素1.水文因素75（4）雨滴特性

雨滴特性包括雨滴形態(tài)、大小及雨滴分布、降落速度、接地時(shí)沖擊力等，直接影響侵蝕作用的大小。

（4）雨滴特性76①雨滴形狀、大小及分布

一般情況下，小雨滴為圓形，大雨滴(＞5.5mm)開始為紡錘形，在其下降過(guò)程中因受空氣阻力作用而呈扁平形，兩側(cè)微向上彎曲。因此把雨滴直徑≤5.5mm時(shí)，降落過(guò)程中比較穩(wěn)定的雨滴稱穩(wěn)定雨滴；當(dāng)雨滴直徑＞5.5mm時(shí)，雨滴形狀很不穩(wěn)定，極易發(fā)生碎裂或變形，稱暫時(shí)雨滴。對(duì)于直徑＜0.25mm的雨滴稱為小雨滴。①雨滴形狀、大小及分布一般情況下，小雨滴為圓形，大77②雨滴速度與能量

雨滴降落時(shí)，重力與空氣浮力二力趨于平衡時(shí)，即以固定速度下降，此時(shí)的速度即為終點(diǎn)速度(terminalvelocity)。終點(diǎn)速度的大小，主要取決于雨滴直徑的大小和形狀。雨滴的終點(diǎn)速度越大，其對(duì)地表的沖擊力也越大，即對(duì)地表土壤的濺蝕能力也隨之加大（E=0.5mv2）。②雨滴速度與能量雨滴降落時(shí)，重力與空氣浮力二力趨78

79③雨滴侵蝕力

降雨雨滴的侵蝕力是降雨引起土壤侵蝕的潛在能力。它是降雨物理特征的函數(shù)，降雨雨滴侵蝕力的大小完全取決于降雨性質(zhì)，即該次降雨的雨量、雨強(qiáng)、雨滴大小等，而與土壤性質(zhì)無(wú)關(guān)。

③雨滴侵蝕力降雨雨滴的侵蝕力是降雨引起土壤侵蝕的80

811.水文因素1.水文因素82（5）雨型雨型不同雨滴大小分布亦不同，就一定雨強(qiáng)來(lái)說(shuō)，局部地區(qū)短陣性雨型比大面積的普通雨型更易引起土壤侵蝕。

（5）雨型雨型不同雨滴大小分布亦不同，就一定雨強(qiáng)來(lái)說(shuō)83雨型不同，雨滴大小分布、降雨特點(diǎn)不同，侵蝕發(fā)生與強(qiáng)弱也不同。雨型不同，雨滴大小分布、降雨特點(diǎn)不同，侵蝕發(fā)生與強(qiáng)84（6）降雨歷時(shí)①蓄滲階段

蓄滲階段一般包括植物截留、下滲和填洼三個(gè)部分。植物截留是雨水在植物葉面吸著力、承托力、重力和水分子內(nèi)聚力作用下的葉面水分儲(chǔ)存現(xiàn)象。其截留量一般為幾毫米。

當(dāng)降雨量大于植物截留和下滲量時(shí)，雨水便在一些分散的洼地停蓄起來(lái)，這種現(xiàn)象稱為填洼。填洼量可達(dá)10~100mm。

（6）降雨歷時(shí)①蓄滲階段85②產(chǎn)流階段產(chǎn)流量可用下式表示：Rs(t)—t時(shí)刻地面徑流深（mm);i—降雨強(qiáng)度（mm/min）;In—植物截流率（mm/min）;e—蒸發(fā)率（mm/min）;Sd—填洼率（mm/min）;f—下滲率（mm/min）。②產(chǎn)流階段Rs(t)—t時(shí)刻地面徑流深（mm);86

在下滲過(guò)程中，層流水分運(yùn)動(dòng)一般遵循達(dá)西（DarcysLaw）定律，其方程為：

式中：Q—通過(guò)斷面A（m2）的流量（m3/s）；

ΔH—長(zhǎng)度為Δl(m)的土柱兩端水頭差（m）；

K—比例常數(shù)，為水力傳導(dǎo)度（m/s）。在下滲過(guò)程中，層流水分運(yùn)動(dòng)一般遵循達(dá)西（Da87ABLhAzA基準(zhǔn)面總水頭（伯努利定理）：?jiǎn)挝恢亓克w所具有的能量位置水頭Z：水體的位置勢(shì)能（任選基準(zhǔn)面）壓力水頭p/w：水體的壓力勢(shì)能（p孔隙水壓力）流速水頭V2/(2g)：水體的動(dòng)能（對(duì)滲流多處于層流≈0）滲流的總水頭：滲流問(wèn)題的水頭也稱測(cè)管水頭，是滲流的總驅(qū)動(dòng)能，滲流總是從水頭高處流向水頭低處ABLhAzA基準(zhǔn)面總水頭（伯努利定理）：位置水頭Z：水88A點(diǎn)總水頭：水力梯度ABLhAhBzAzBΔh基準(zhǔn)面水力坡降線B點(diǎn)總水頭：二點(diǎn)總水頭差：反映了兩點(diǎn)間水流由于摩阻力造成的能量損失

水力梯度i：?jiǎn)挝粷B流長(zhǎng)度上的水頭損失A點(diǎn)總水頭：水力梯度ABLhAhBzAzBΔh基準(zhǔn)面水力坡89LAh1h2QQ透水石h滲透試驗(yàn)與達(dá)西定律試驗(yàn)前提：層流或1.滲透試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果:試驗(yàn)裝置：如圖試驗(yàn)條件:

h1，A，L=const量測(cè)變量:

h2，V，t達(dá)西定律LAh1h2QQ透水石h滲透試驗(yàn)與達(dá)西定律試驗(yàn)前提：層流或90TST-70常水頭土壤滲透儀（北京泰達(dá)駿業(yè)試驗(yàn)儀器有限公司）TST-70常水頭土壤滲透儀（北京泰達(dá)駿業(yè)試驗(yàn)儀器有限公司）91第三章土壤侵蝕課件92第三章土壤侵蝕課件93第三章土壤侵蝕課件94三、影響水力侵蝕的因素土壤侵蝕水文因素地形因素地質(zhì)因素土壤因素植被因素人為活動(dòng)三、影響水力侵蝕的因素土壤侵蝕水文因素地形因素地質(zhì)因素土壤因952.地形因素2.地形因素96（1）坡度Ms為侵蝕模數(shù)(t/km2)；S為坡度；A、b為待定系數(shù)。坡度與侵蝕量的關(guān)系：表坡度與徑流沖刷的關(guān)系（阜新市七農(nóng)子試驗(yàn)站）坡度年徑流降雨量(mm)徑流量沖刷量年徑流系數(shù)徑流量(m3/坰)徑流深(mm)沖刷量(kg/坰)沖刷深(cm)3°320.393.7459.37455882.520.0222.9276°320.2118.46011.84608306.310.0353.7109°320.2147.72114.721011387.120.0434.59013°230.2146.08114.608116581.790.0634.560正相關(guān)（1）坡度Ms為侵蝕模數(shù)(t/km2)；S為坡度；A、b為待97在整個(gè)坡面上，侵蝕量隨坡度的增加是有一定極限的。圖F.G.Renner的坡度與土壤侵蝕關(guān)系正相關(guān)負(fù)相關(guān)在整個(gè)坡面上，侵蝕量隨坡度的增加是有一定極限的。圖F98坡度對(duì)土壤侵蝕的影響：土(巖)體的穩(wěn)定性坡度

承雨量

滲透量

徑流量坡度??坡度對(duì)土壤侵蝕的影響：土(巖)體的穩(wěn)定性坡度99第三章土壤侵蝕課件1002.地形因素2.地形因素101（2）坡長(zhǎng)坡長(zhǎng)指的是從地表徑流的起點(diǎn)到坡度降低到足以發(fā)生沉積的位置或徑流進(jìn)入一個(gè)規(guī)定溝（渠）的入口處的距離。坡長(zhǎng)對(duì)土壤侵蝕的影響試驗(yàn)（2）坡長(zhǎng)坡長(zhǎng)指的是從地表徑流的起點(diǎn)到坡度降低到足以發(fā)102天水和綏德站的資料表明：在特大暴雨以及暴雨(雨強(qiáng)大于0.5mm/min)時(shí)，坡長(zhǎng)與徑流量和沖刷量呈正相關(guān)；當(dāng)降雨平均強(qiáng)度較小，或大強(qiáng)度降雨持續(xù)時(shí)間很短，坡長(zhǎng)與徑流量呈反相關(guān)，與沖刷量呈正相關(guān)；當(dāng)降雨量很小(3~15mm)，強(qiáng)度也很小時(shí)，坡長(zhǎng)與徑流量、沖刷量均成反相關(guān)。坡長(zhǎng)與土壤侵蝕的關(guān)系比較復(fù)雜。在水土流失規(guī)律研究中，人們往往將坡度和坡長(zhǎng)進(jìn)行綜合考慮。Ms為侵蝕模數(shù)(t/km2);S為坡度;L為坡長(zhǎng)(m);A，a、b均為待定系數(shù)。天水和綏德站的資料表明：坡長(zhǎng)與土壤侵蝕的關(guān)系比較復(fù)雜。在水土1032.地形因素2.地形因素104(3)坡形直線型坡下部侵蝕較強(qiáng)烈。階梯形坡臺(tái)階上，土壤侵蝕輕微；臺(tái)階邊緣，易發(fā)生溝蝕。凹形坡中部侵蝕強(qiáng)烈，下部侵蝕減弱，有堆積現(xiàn)象。凸形坡下部侵蝕強(qiáng)烈，比直線型坡侵蝕強(qiáng)烈。(3)坡形直線型坡階梯形坡凹形坡凸形坡105地形因素地形因素106(4)坡向坡向不同，所接受的太陽(yáng)輻射不同，通過(guò)影響土壤溫度、濕度、植被狀況等一系列環(huán)境因子，影響侵蝕過(guò)程。陽(yáng)坡的侵蝕大于陰坡。表坡向?qū)λ亮魇У挠绊懀–.CN,CuebotpoB）坡向各種土壤沖刷強(qiáng)度的面積百分?jǐn)?shù)（％）不受沖刷中等沖刷強(qiáng)烈沖刷陽(yáng)坡572419陰坡70157(4)坡向坡向不同，所接受的太陽(yáng)輻射不同，通過(guò)影響土壤溫度、107第三章土壤侵蝕課件108第三章土壤侵蝕課件109第三章土壤侵蝕課件110第三章土壤侵蝕課件111第三章土壤侵蝕課件112第三章土壤侵蝕課件113三、影響水力侵蝕的因素土壤侵蝕水文因素地形因素地質(zhì)因素土壤因素植被因素人為活動(dòng)三、影響水力侵蝕的因素土壤侵蝕水文因素地形因素地質(zhì)因素土壤因1143.地質(zhì)條件對(duì)水土流失的影響地質(zhì)條件中，影響水土流失較大的主要有兩個(gè)方面：巖性新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)1153.地質(zhì)條件對(duì)水土流失的影響地質(zhì)條件中，影響水土流失較大的主（1）

巖性對(duì)侵蝕的影響：巖性的基本特性影響風(fēng)化過(guò)程、風(fēng)化產(chǎn)物、土壤類型及抗蝕能力；容易風(fēng)化的巖石易受強(qiáng)烈侵蝕；塊狀堅(jiān)硬的巖石可抵抗較大的沖刷；巖性透水性影響土壤降雨入滲、徑流和地下水。巖石的風(fēng)化性巖石的堅(jiān)硬性巖石的透水性巖性巖石的產(chǎn)狀石灰?guī)r溶蝕（1）巖性對(duì)侵蝕的影響：巖石的風(fēng)化性巖石的堅(jiān)硬性巖石的透水116（2）新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)：地震、地殼的抬升（下降），是引起侵蝕基準(zhǔn)面變化的根本原因。地震誘發(fā)大量的滑坡、崩塌和泥石流；地殼的抬升（下降）引起侵蝕基準(zhǔn)面的變化，影響溝床下切深度、溝頭前進(jìn)速度和谷坡擴(kuò)展速度。2008年5月12日汶川大地震2010年8月8日舟曲特大泥石流（2）新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)：2008年5月12日汶川大地震2010年8117第三章土壤侵蝕課件118第三章土壤侵蝕課件119三、影響水力侵蝕的因素土壤侵蝕水文因素地形因素地質(zhì)因素土壤因素植被因素人為活動(dòng)三、影響水力侵蝕的因素土壤侵蝕水文因素地形因素地質(zhì)因素土壤因1204、

土壤對(duì)水土流失的影響

在水土流失過(guò)程中，土壤是被破壞的對(duì)象。在一定的地形和降雨條件下，地表徑流的大小以及水土流失的程度和強(qiáng)度則取決于土壤的性質(zhì)，包括：

滲透性 抗蝕性 抗沖性1214、土壤對(duì)水土流失的影響 在水土流失過(guò)程中，土壤是被破壞的(1)土壤的滲透性機(jī)械組成徑流量土壤的滲透性(1)土壤的滲透性機(jī)械組成徑流量土壤的滲透性122第三章土壤侵蝕課件123第三章土壤侵蝕課件124第三章土壤侵蝕課件125第三章土壤侵蝕課件126(2)土壤的抗蝕性是指土壤抵抗徑流對(duì)它們的分散和懸浮能力。大小取決于土粒和水的親和力。用分散率、侵蝕率、分散系數(shù)來(lái)表示。(3)土壤的抗沖性指土壤抵抗地表徑流的機(jī)械破壞作用的能力。一般用土體在靜水中的崩解情況作為它的指標(biāo)。例子：就黃土區(qū)而言，粒度為紅粘土＜黃土＜沙土，紅粘土滲透性弱，在相似降雨條件下產(chǎn)生的徑流量大于黃土，但因其結(jié)構(gòu)緊密，顆粒不易被水流起動(dòng)，抗蝕性大于黃土；沙土滲透性強(qiáng)，相似降雨條件下的產(chǎn)流量小于黃土，抗蝕性也大于黃土。(2)土壤的抗蝕性(3)土壤的抗沖性例子：就黃土127第三章土壤侵蝕課件128第三章土壤侵蝕課件129（1）土的三相圖

水氣

土粒VaVwVsVvVWa=0WwWsW重量體積補(bǔ)充內(nèi)容：土的物理性質(zhì)指標(biāo)及計(jì)算（1）土的三相圖水氣土粒VaVwVsVvVWa=130（2）土的物理性質(zhì)指標(biāo)確定WaterAirSoilVaVwVsVvVWa=0WwWsW重量體積土的物理性質(zhì)指標(biāo)共有9個(gè)：e、n、ω、Sr、γ、

ds、γd、γsat、γ/土的重度（容重）

單位:kN/m3

或N/cm3天然土一般范圍:16—22kN/m3

定義:土單位體積的重量有時(shí)也稱土的天然重度表達(dá)式:三相草圖有助于直觀理解物性指標(biāo)的概念土的重度與密度的關(guān)系γ=ρg工程上更常用于計(jì)算土的自重應(yīng)力單位:kN/m3

（2）土的物理性質(zhì)指標(biāo)確定WaterAirSoilVaVwV131干重度飽和重度浮重度WaterAirSoilVaVwVsVvVWa=0WwWsW質(zhì)量體積工程上常用作控制人工填土密實(shí)度的指標(biāo)常用來(lái)反映土的密實(shí)程度干重度飽和重度浮重度WaterAirSoilVaVwVsVv132土的含水率（質(zhì)量含水率）定義:土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比,用百分?jǐn)?shù)表示注意:

一般用含水量衡量黏性土潮濕程度。表達(dá)式:孔隙比孔隙率(孔隙度)關(guān)系:常用來(lái)反映土的密實(shí)程度定義:土中孔隙體積與固體顆粒體積之比,無(wú)量綱表達(dá)式:定義:土中孔隙體積與土的總體積之比,用百分?jǐn)?shù)表示表達(dá)式:土的含水率（質(zhì)量含水率）定義:土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比133土粒相對(duì)密度（土粒比重Gs）單位:無(wú)量綱土粒比重一般范圍:

粘性土2.70—2.75

砂土2.65—2.954?C時(shí)純蒸餾水的密度定義:

土粒的密度與4?C時(shí)純蒸餾水的密度的比值表達(dá)式:土粒比重在數(shù)值上等于土粒的密度飽和度表達(dá)式:定義:土中水的體積與孔隙體積的比值,用百分?jǐn)?shù)表示。飽和度表示孔隙中充滿水的程度Sr=0:

干土Sr=100%:

飽和土土粒相對(duì)密度（土粒比重Gs）單位:無(wú)量綱土粒比重一般范圍:134透水石環(huán)刀法重度測(cè)定環(huán)刀透水石環(huán)刀法重度測(cè)定環(huán)刀135第三章土壤侵蝕課件136反映土的密度指標(biāo)有五個(gè)：γ

γdγsat

γ’

ds反映土的濕度指標(biāo)有兩個(gè)：ωsr反映土的土的孔隙特征有兩個(gè)：en土的天然重度γ三個(gè)指標(biāo)最基本物理指標(biāo)，可直接通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定得出天然含水量ω土的相對(duì)密度ds注:

以上9項(xiàng)物理性質(zhì)指標(biāo)，其中反映土的密度指標(biāo)有五個(gè)：γγdγsatγ’d137常用的物理性質(zhì)指標(biāo)間的換算關(guān)系換算步驟:

①:假設(shè)Vs=1(V=1),并畫出三相草圖;②:解出各相物質(zhì)的重量和體積的換算指標(biāo);③:利用換算指標(biāo)按基本定義列出所求的物理指標(biāo)換算公式WaterAirSoil0VvV

e11+e質(zhì)量體積已知關(guān)系五個(gè):共有九個(gè)參數(shù):

VVvVsVaVω

/WsWωWaW物性指標(biāo)是比例關(guān)系:可假設(shè)任一參數(shù)為1對(duì)于飽和土,Va=0剩下兩個(gè)獨(dú)立變量dsγwωdsγwdsγw(1+ω)常用的物理性質(zhì)指標(biāo)間的換算關(guān)系換算步驟:WaterAirSo138例題分析【例1-1】某土樣，重量為1.87N，體積為100cm3，烘干后，烘干土質(zhì)量為1.67N。已知土粒的相對(duì)密度ds為2.66，試求：、ω、e、sr、d

、sat和

例題分析【例1-1】某土樣，重量為1.87N，體積為100139【解】【解】140三、影響水力侵蝕的因素土壤侵蝕水文因素地形因素地質(zhì)因素土壤因素植被因素人為活動(dòng)三、影響水力侵蝕的因素土壤侵蝕水文因素地形因素地質(zhì)因素土壤因1415、植被對(duì)水土流失影響植被是被覆在土地上的自然植物群體；是自然因素中對(duì)防止水土流失起積極作用的因素，有阻緩水蝕和風(fēng)蝕的作用。具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：攔截雨滴調(diào)節(jié)徑流固持土壤改良土壤防止風(fēng)害1425、植被對(duì)水土流失影響植被是被覆在土地上的自然植物群體；是自1.攔截雨滴 植被通過(guò)林冠截留和枯枝落葉截留，在減少雨量的同時(shí)，能大大削減降雨的動(dòng)能，減少濺蝕及地面徑流。2.調(diào)節(jié)地表徑流 植被中的枯枝落葉層，保護(hù)地表，吸收地表徑流，增加地表粗糙度，分散、滯緩徑流，過(guò)濾泥沙。對(duì)到達(dá)地表的降雨進(jìn)行再分配。3.固持土壤 植被的根系象鉚釘一樣，對(duì)土壤起到一定的網(wǎng)絡(luò)固持作用，大大增加了土壤的穩(wěn)定性。4.改良土壤性狀 枯枝落葉腐爛后，可以增加土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，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.減低風(fēng)速，防止風(fēng)害 植被存在對(duì)減低風(fēng)速，防止風(fēng)害有積極的作用，但植被不同的結(jié)構(gòu)起到的防護(hù)效果，應(yīng)用的條件是不一樣的。植被的結(jié)構(gòu)一般分為緊密結(jié)構(gòu)、疏透結(jié)構(gòu)、通風(fēng)結(jié)構(gòu)。1431.攔截雨滴143塔里木沙漠公路防護(hù)林淮北平原防護(hù)林144塔里木沙漠公路防護(hù)林淮北平原防護(hù)林144三、影響水力侵蝕的因素土壤侵蝕水文因素地形因素地質(zhì)因素土壤因素植被因素人為活動(dòng)三、影響水力侵蝕的因素土壤侵蝕水文因素地形因素地質(zhì)因素土壤因1456、人類活動(dòng)對(duì)水土流失的影響人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)水土流失的影響比上述因素要大得多，人類活動(dòng)是有意識(shí)的，與其它自然因素本質(zhì)不同，可以加速水土流失，也可以控制水土流失。人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)消極作用積極作用破壞森林，加劇水蝕風(fēng)蝕破壞陡坡開荒，造成土壤侵蝕的條件不合理的耕作方法，順坡直耕過(guò)度放牧，破壞山坡草原植被工業(yè)交通及基本建設(shè)工程的破壞改變地形條件，制止水土流失改良土壤性狀，提高抗蝕抗沖能力改善植被狀況，保持水土削弱氣候因素的作用力量1466、人類活動(dòng)對(duì)水土流失的影響人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)水土流失的影響第二章土壤侵蝕（2）第二章土壤侵蝕（2）147土壤侵蝕類型與分布1

水力侵蝕（水蝕）2其它侵蝕3Contents學(xué)習(xí)要求復(fù)習(xí)思考題參考資料土壤侵蝕類型與分布1水力侵蝕（水蝕）2其它侵蝕3Con148第二節(jié)水力侵蝕（水蝕）

水力侵蝕原理二

水力侵蝕類型一

影響水力侵蝕的因素三第二節(jié)水力侵蝕（水蝕）水力侵蝕原理二149一、水力侵蝕類型水力侵蝕（watererosion）——在降水、地表徑流、地下徑流作用下，土壤、土體或其他地面組成物質(zhì)被破壞、搬運(yùn)和沉積的過(guò)程。面蝕(surfaceerosion)溝蝕(gullyerosion)山洪侵蝕(torrenterosion)水力侵蝕濺蝕(splasherosion)海岸湖岸庫(kù)岸浪蝕一、水力侵蝕類型水力侵蝕（watererosion）面蝕1501.濺蝕（splasherosion）——在雨滴擊濺作用下土壤結(jié)構(gòu)破壞和土壤顆粒產(chǎn)生位移的現(xiàn)象。1.濺蝕（splasherosion）——在雨滴擊濺作用1512.面蝕（surfaceerosion）——土壤表層顆粒被薄層分散的徑流均勻剝離和搬運(yùn)的現(xiàn)象，也稱片蝕。層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕2.面蝕（surfaceerosion）——土壤表層顆粒152層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕153層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕154層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕155層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕156層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕157Rillerosioninafield(imagebyNRCS)層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕Rillerosioninafield(image158Rillerosionataconstructionsite(ImagebyM.Mamo)層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕Rillerosionataconstruction159Extensiverillerosion層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕Extensiverillerosion層狀面蝕鱗片狀面160層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕161層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕層狀面蝕鱗片狀面蝕沙礫化面蝕細(xì)溝狀面蝕面蝕1623.溝蝕（gullyerosion）——是指由集中的地表徑流沖刷破壞土壤及其母質(zhì)，形成切入地表以下形成溝壑的土壤侵蝕形式。

溝蝕形成的溝壑稱為侵蝕溝。淺溝切溝沖溝溝蝕河溝注意他們的區(qū)別3.溝蝕（gullyerosion）——是指由集中的地表163淺溝侵蝕沒有形成明顯的溝頭跌水，正常的耕翻已不能復(fù)平，不妨礙耕犁通過(guò)，但已感到不便，由于耕犁作用，溝壁斜坡與坡面無(wú)明顯界面。淺溝侵蝕：在細(xì)溝侵蝕的基礎(chǔ)上，地表徑流進(jìn)一步集中，由小股徑流匯集成較大的徑流，既沖刷表土又下切底土，形成橫斷面為寬淺槽形的淺溝。

淺溝侵蝕沒有形成明顯的溝頭跌水，正常的耕翻已不能復(fù)平，不妨礙164深度在0.5m以下，侵蝕溝發(fā)育初期，沒有溝頭跌水淺溝切溝沖溝侵蝕溝河溝深度在0.5m以下，侵蝕溝發(fā)育初期，沒有溝頭跌水淺溝切溝沖溝165Gullyerosioninapasture.ImagebyNRCS淺溝切溝沖溝侵蝕溝河溝Gullyerosioninapasture.Im166淺溝切溝沖溝侵蝕溝河溝淺溝切溝沖溝侵蝕溝河溝167切溝侵蝕：

淺溝侵蝕繼續(xù)發(fā)展，沖刷力量和下切力量增大，溝深切入母質(zhì)中，有明顯的溝頭，并形成一定高度的跌水。

特點(diǎn)橫斷面呈“V”字形，溝頭有一定高度的跌水，長(zhǎng)寬深三方面的侵蝕同時(shí)不同程度地進(jìn)行，加之重力作用，溝岸不斷坍塌。這種侵蝕在質(zhì)地疏松、透水性好和具有垂直節(jié)理的地區(qū)，發(fā)展非常迅速。切溝侵蝕：特點(diǎn)橫斷面呈“V”字形，溝頭有一定高度的跌水，長(zhǎng)寬168深度從1m，逐漸發(fā)展到10~20m“V”

字型，切溝侵蝕是侵蝕溝發(fā)育的盛期，溝頭前進(jìn)、溝底下切和溝岸擴(kuò)張均很激烈。淺溝切溝沖溝侵蝕溝河溝深度從1m，逐漸發(fā)展到10~20m“V”字型，切溝侵蝕是169淺溝切溝沖溝侵蝕溝河溝淺溝切溝沖溝侵蝕溝河溝170淺溝切溝沖溝侵蝕溝河溝淺溝切溝沖溝侵蝕溝河溝171沖溝侵蝕：切溝侵蝕進(jìn)一步發(fā)展，水流更加集中，下切深度越來(lái)越大，溝壁向兩側(cè)擴(kuò)展，橫斷面呈“U”形并逐漸定型，溝底縱斷面與原坡面有明顯的差異，上部較陡，下部已日漸接近平衡斷面。沖溝侵蝕沖溝侵蝕形成的侵蝕溝是侵蝕溝發(fā)育的末期，但沒有達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的程度，這時(shí)溝底下切雖已緩和，但溝頭的溯源侵蝕和溝坡溝岸的崩塌還在發(fā)生。沖溝侵蝕：沖溝侵蝕沖溝侵蝕形成的侵蝕溝是侵蝕溝發(fā)育的末期，但172淺溝切溝沖溝侵蝕溝河溝斷面呈“U”型，溝寬和溝深可達(dá)數(shù)十米或上百米，長(zhǎng)度以公里計(jì)，沖溝是侵蝕溝發(fā)育的末期。淺溝切溝沖溝侵蝕溝河溝斷面呈“U”型，溝寬和溝深可達(dá)數(shù)十米或173淺溝切溝沖溝侵蝕溝河溝沖溝發(fā)育到了老年階段，溝頭、溝底、溝坡侵蝕都停止，溝中多具有常流水，這種侵蝕溝成為“河溝”。淺溝切溝沖溝侵蝕溝河溝沖溝發(fā)育到了老年階段，溝頭、溝底、溝坡1744.山洪侵蝕（torrenterosion）山洪侵蝕系指山區(qū)河流洪水對(duì)溝道堤岸的沖淘、對(duì)河床的沖刷和淤積過(guò)程。受山洪沖刷的河床稱為正侵蝕，被淤積的稱為負(fù)侵蝕。4.山洪侵蝕（torrenterosion）山洪侵蝕系指175“8.21特大暴雨山洪”！蘇峪口進(jìn)山道路“8.21特大暴雨山洪”！蘇峪口進(jìn)山道路176“8.21特大暴雨山洪”！賀蘭山巖畫圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)“8.21特大暴雨山洪”！賀蘭山巖畫圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)177蘇峪口青松嶺“8.21特大暴雨山洪”蘇峪口青松嶺“8.21特大暴雨山洪”178“8.21特大暴雨山洪”發(fā)生后蘇峪口兔兒坑“8.21特大暴雨山洪”發(fā)生后蘇峪口兔兒坑179“8.21特大暴雨山洪”發(fā)生前蘇峪口兔兒坑“8.21特大暴雨山洪”發(fā)生前蘇峪口兔兒坑180第二節(jié)水力侵蝕（水蝕）

水力侵蝕原理二

水力侵蝕類型一

影響水力侵蝕的因素三水力侵蝕強(qiáng)度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)四第二節(jié)水力侵蝕（水蝕）水力侵蝕原理二181二、水力侵蝕原理從動(dòng)力角度來(lái)講，水力侵蝕是降雨侵蝕力和徑流沖刷力共同作用的結(jié)果。二、水力侵蝕原理從動(dòng)力角度來(lái)講，水力侵蝕是降雨侵蝕力1821.降雨侵蝕作用（1）雨滴擊濺過(guò)程濺蝕幾個(gè)階段：（1）干土濺散階段（當(dāng)較大的雨滴降落到干燥的土壤表面時(shí)，土壤的土粒間隙尚為空氣所填充，土粒還未來(lái)得及吸收雨水，細(xì)粒即隨雨滴的碎粒濺散，這些細(xì)粒常仍維持原來(lái)的結(jié)構(gòu)。）（2）泥漿濺散階段（隨著降雨過(guò)程的延長(zhǎng)，表土團(tuán)粒吸收的水分增加，土壤顆粒間隙大部為水所填充，繼續(xù)受雨滴擊濺、震蕩，致使結(jié)構(gòu)破壞。當(dāng)土壤表層水分增加到流限以上，土粒即成稀泥漿狀態(tài)再受雨滴打擊，將以泥漿狀態(tài)濺散。）（3）板結(jié)階段（繼續(xù)降雨，土壤表層的泥漿逐步將阻塞土壤孔隙，阻止水分下滲，在坡地上泥漿順坡而下，形成泥漿狀的地表徑流，將帶走部分土壤的細(xì)粒，降雨后土壤由此產(chǎn)生板結(jié)現(xiàn)象。）1.降雨侵蝕作用（1）雨滴擊濺過(guò)程濺蝕幾個(gè)階段：183第三章土壤侵蝕課件184第三章土壤侵蝕課件185紊流層流（2）濺蝕的作用

直接打擊地表，導(dǎo)致土粒飛濺并沿坡面向下遷移；

破壞土壤表層結(jié)構(gòu)，使表土分散、底土堅(jiān)實(shí)；

堵塞土壤孔隙，阻滯雨水下滲，促使形成地表徑流；

增加了薄層徑流的紊動(dòng)強(qiáng)度，使水流搬運(yùn)泥沙的能力增加；

造成土壤養(yǎng)分損失，溶解、淋溶表土中的可溶性物質(zhì)。紊流層流（2）濺蝕的作用 直接打擊地表，導(dǎo)致土粒飛濺并沿186

雨滴擊濺由降雨的動(dòng)能引起。

降雨的動(dòng)能取決于雨滴的質(zhì)量和降落速度。 雨滴擊濺由降雨的動(dòng)能引起。187第三章土壤侵蝕課件188

影響濺蝕量的因素：氣候、地形、土壤、植被等。

濺蝕量——擊濺侵蝕引起土粒下移的數(shù)量。 影響濺蝕量的因素：氣候、地形、土壤、植被等。 濺189（3）降雨侵蝕力——降雨引起土壤侵蝕的潛在能力。

是降雨物理特征的函數(shù)，大小完全取決于降雨性質(zhì)，而與土壤性質(zhì)無(wú)關(guān)。

在下墊面特征相對(duì)一致的條件下，降雨侵蝕力越大，引起的土壤侵蝕越劇烈。降雨侵蝕力指標(biāo)R＝EI30(W.H.Wischmeier

威斯邁爾經(jīng)驗(yàn)公式)E—該次降雨的總動(dòng)能(J/m2·mm)，I30—是該次暴雨過(guò)程中出現(xiàn)的最大30分鐘強(qiáng)度(mm/h)。E

＝118.9+87.3log10I（勞斯和帕森，1942）（3）降雨侵蝕力——降雨引起土壤侵蝕的潛在能力。降雨侵蝕力指190降雨侵蝕力空間分布具有從東南到西北遞減的趨勢(shì)，與降雨量的空間分布特征類似。降雨侵蝕力取決于雨量和雨強(qiáng)兩個(gè)方面，因此降雨侵蝕力和降雨量的空間分布也有許多不同點(diǎn)。土壤侵蝕是降雨、植被、土壤、土地利用和水土保持等多因素相互作用的結(jié)果，我國(guó)降雨侵蝕力的空間分布與實(shí)際土壤流失分布狀況并不一致。1960-2009中國(guó)年均降雨侵蝕力空間分布圖降雨侵蝕力1960-2009中國(guó)年均降雨侵蝕力空間分布圖1912.地表徑流的侵蝕作用（1）坡面徑流的形成2.地表徑流的侵蝕作用（1）坡面徑流的形成192第三章土壤侵蝕課件193(2)泥沙受力分析滑動(dòng)（sliding）時(shí)的受力示意圖

磨擦力浮重力上舉力推移力符號(hào)說(shuō)明:

λt—推移力系數(shù)，與泥沙顆粒形狀有關(guān)；λsh—上舉力系數(shù)；a—坡度，a較小時(shí),cosa≈1,sina≈tga≈J；

φ—摩擦角，tgφ為摩擦系數(shù)；

ρs—泥沙密度；

ρ

w—水的密度；V—泥沙體積；v—水流流速；S1—泥沙平行于水流方向上的面積；S2—泥沙迎水面的面積;若泥沙顆粒為球體，則V=(π/6)d3

，S1=S2=(π/6)d2。壓力(2)泥沙受力分析滑動(dòng)（sliding）時(shí)的受力示意圖磨194(f為啟動(dòng)摩擦系數(shù))若要使靜止泥沙開始沿坡面滑動(dòng)：若要使靜止球形泥沙滾動(dòng)(rolling)：(a1d、a2d、a3d分別為球形體相接點(diǎn)的距離)①起動(dòng)流速——水流能沖刷推動(dòng)泥沙運(yùn)動(dòng)的最小流速，也稱臨界流速。(f為啟動(dòng)摩擦系數(shù))若要使靜止泥沙開始沿坡面滑動(dòng)：若要使靜止195為什么山區(qū)河流能搬動(dòng)巨石?為什么山區(qū)河流能搬動(dòng)巨石?196②水流搬運(yùn)作用

泥沙的搬運(yùn)形式可分為推移和懸移兩大類。這兩種形式運(yùn)動(dòng)的泥沙分別稱為推移質(zhì)及懸移質(zhì)。泥沙搬運(yùn)方式(流速分布，推移質(zhì)與懸移質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化)推移質(zhì)

河床床沙(靜止)懸移質(zhì)床面流速空氣水②水流搬運(yùn)作用泥沙的搬運(yùn)形式可分為推移和懸移兩大類。197（a）泥沙的搬運(yùn)方式（a）泥沙的搬運(yùn)方式198（b）水流的挾沙能力

在一定的水流條件下，能夠挾運(yùn)泥沙的數(shù)量，稱為挾沙能力(kg/m3)，它包括推移質(zhì)和懸移質(zhì)的全部沙量。上游來(lái)水的含沙量小于該段水流的挾沙能力，水流就有可能從本段河床上獲得更多的泥沙，造成床面的沖刷。反之，將發(fā)生沉積。天然河流中，懸移質(zhì)一般成了全部運(yùn)動(dòng)泥沙的主體，因此，對(duì)于平原沖積性河流一說(shuō)，常以懸移質(zhì)輸沙率代替水流的全部挾沙力。

（b）水流的挾沙能力199③泥沙的堆積

當(dāng)泥沙的來(lái)量大于水流的挾沙力時(shí)，多余的泥沙就要沉積下來(lái)。當(dāng)摩阻流速相當(dāng)于泥沙的沉速時(shí)，泥沙懸移運(yùn)動(dòng)才有可能產(chǎn)生。（水流摩阻流速ν*＝，其中τ0為作用在床面上的水流切應(yīng)力）③泥沙的堆積當(dāng)泥沙的來(lái)量大于水流的挾沙力時(shí)，多余的200401010.10.01(摩阻流速或沉速cm/s)0.010.11100泥沙沉積條件分區(qū)泥沙粒徑mmFD012C3EV＊c1\在COD上，V＊>V＊c可能交換，來(lái)沙量與挾沙量沉降、沖刷V＊c代替泥沙啟動(dòng)水流切應(yīng)力V＊代替摩阻流速，W代表沉速2\在EOD下，V＊<V＊c(w)淤積3\在COE下，w<V＊<V＊c懸移，輸送泥沙4：推移質(zhì)w401010.10.01(摩阻流速201（3）水流的侵蝕作用按侵蝕作用方向分：下切侵蝕（下蝕、切蝕）——水流切深溝谷的過(guò)程。溯源侵蝕——向溝頭的后退侵蝕，實(shí)際上是下切作用在源頭或床面坡度突變處向上發(fā)展的表現(xiàn)。側(cè)向侵蝕（側(cè)蝕、旁蝕）——水流拓寬溝谷的作用。（3）水流的侵蝕作用按侵蝕作用方向分：202下蝕作用原因：水流向下的運(yùn)動(dòng)分量；固體物質(zhì)的撞擊。

強(qiáng)度：決定于流速、流量、含沙量及溝床底部組成物質(zhì)的抗沖性能。結(jié)果：加深溝谷。侵蝕基準(zhǔn)面——下切侵蝕作用消失的平面。終極侵蝕基準(zhǔn)面下蝕作用原因：水流向下的運(yùn)動(dòng)分量；固體物質(zhì)的撞擊。終203溯源侵蝕原因：溝頭匯流作用，侵蝕基準(zhǔn)面的下降。強(qiáng)度：取決于流速、流量和床面組成物質(zhì)。結(jié)果：侵蝕溝伸長(zhǎng)河流的襲奪現(xiàn)象溯源侵蝕原因：溝頭匯流作用，侵蝕基準(zhǔn)面的下降。河流的襲奪204旁蝕作用原因：彎道離心力，橫向環(huán)流；地球自轉(zhuǎn)偏向力；山崩、滑坡或支流匯入。結(jié)果：溝谷加寬。沖積平原上的自由河曲牛軛湖旁蝕作用原因：彎道離心力，橫向環(huán)流；地球自轉(zhuǎn)偏向力；山205（4）侵蝕溝的發(fā)育水蝕溝階段侵蝕溝頂?shù)那懈铍A段平衡剖面階段停止階段長(zhǎng)向發(fā)展，寬向發(fā)展侵蝕溝分叉，溝頂形成明顯跌水受侵蝕基底的影響，主要向?qū)挵l(fā)展荒溪（4）侵蝕溝的發(fā)育水蝕溝階段侵蝕溝頂?shù)那懈铍A段平衡剖面階段停206侵蝕區(qū)：減少流量、流速和縱坡面坡度，削弱侵蝕。通過(guò)區(qū)：利用地形條件或修建水利工程，抬高溝底，緩洪攔淤。沉積區(qū)：控制淤積，規(guī)整流路，改造并擴(kuò)大成為水肥條件比較好的耕地。溝谷侵蝕作用與水土保持對(duì)策：侵蝕區(qū)：通過(guò)區(qū)：沉積區(qū)：溝谷侵蝕作用與水土保持對(duì)策：207第三節(jié)影響水力侵蝕的因素

水力侵蝕原理二

水力侵蝕類型一

影響水力侵蝕的因素三水力侵蝕強(qiáng)度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)四第三節(jié)影響水力侵蝕的因素水力侵蝕原理二208三、影響水力侵蝕的因素土壤侵蝕水文因素地形因素地質(zhì)因素土壤因素植被因素人為活動(dòng)三、影響水力侵蝕的因素土壤侵蝕水文因素地形因素地質(zhì)因素土壤因2091.水文因素1.水文因素210(1)降雨強(qiáng)度降雨強(qiáng)度是降雨因素中對(duì)土壤侵蝕影響最大的因子。降雨強(qiáng)度與侵蝕量的關(guān)系：E—土壤侵蝕量;I—降雨強(qiáng)度;A—與土壤性質(zhì)、地表坡度等有關(guān)的系數(shù);b—指數(shù)(b＞1)N.H.Neal與P.C.Ekern:A.P.Barnett:I60—一次降雨中60min最大降雨強(qiáng)度；C—與土壤特性有關(guān)的參數(shù).(1)降雨強(qiáng)度降雨強(qiáng)度是降雨因素中對(duì)土壤侵蝕影響211暴雨（高強(qiáng)度的短時(shí)間降水）是造成嚴(yán)重水土流失的主要?dú)夂蛞蜃?。雨雪mm/日mm/小時(shí)mm/日小雨＜10小雨＜2.5小雪＜2.510≤中雨＜252.5≤中雨＜8.02.5≤中雪＜5.025≤大雨＜508.0≤大雨＜16.05.0≤大雪

50≤暴雨＜10016.0≤暴雨100≤大暴雨＜200200≤特大暴雨

原因：雨水來(lái)不及下滲，地表徑流流量大，沖刷量大；雨滴大而密集，且降落速度快，侵蝕動(dòng)能大；易加劇重力侵蝕和混合侵蝕。暴雨（高強(qiáng)度的短時(shí)間降水）是造成嚴(yán)重水土流失的主要?dú)夂蛞蜃印?12例子：天水站：1942~1954年12年測(cè)定結(jié)果表明，1947年一次最大降雨量達(dá)155mm，所造成的水土流失量占12年總量的35％以上；綏德站：1956年曾經(jīng)發(fā)生過(guò)一次為3.5mm/min強(qiáng)度的暴雨，該年的水土流失量占1954~1956年的三年總量的30％以上。例子：天水站：1942~1954年12年測(cè)定結(jié)果表明，194213降雨強(qiáng)度對(duì)徑流量和沖刷量的影響（綏德水保站-陜西）降雨日期平均降雨量(mm)降雨歷時(shí)(分)平均降雨強(qiáng)度(mm/分)徑流量沖刷量米3/公頃比例噸/公頃比例1956-7-343.48050.0546.681.00.6011956-7-2240.02920.137103.0215.422.36371956-8-849.31500.329292.1343.7139.82233結(jié)論：降雨強(qiáng)度是引起水土流失最突出的因子。土壤侵蝕在很大程度上取決于降雨強(qiáng)度。美國(guó)通用土壤流失方程式把降雨強(qiáng)度作為土壤侵蝕的重要指標(biāo)。214降雨強(qiáng)度對(duì)徑流量和沖刷量的影響（綏德水保站-陜西）降雨日期平1.水文因素1.水文因素215(2)降雨量降雨量大，土壤侵蝕也可能大（發(fā)生侵蝕的潛在危險(xiǎn)大）。一般來(lái)說(shuō)，半濕潤(rùn)與半干旱地區(qū)水力侵蝕強(qiáng)烈。低強(qiáng)度的長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)降雨，即使其年降雨量較大，土壤侵蝕量也不一定就大，但會(huì)為下一步的土壤侵蝕創(chuàng)造條件。單就降雨量、降雨強(qiáng)度對(duì)土壤侵蝕的影響進(jìn)行分析時(shí)，并不能充分反映降雨對(duì)侵蝕的作用。因此，通常利用降雨量P與降雨強(qiáng)度I進(jìn)行不同的組合，再與侵蝕進(jìn)行分析?？晌g性降雨——侵蝕模數(shù)≥1t/km2的降雨。(2)降雨量降雨量大，土壤侵蝕也可能大（發(fā)生侵蝕的潛在危險(xiǎn)216天水水保站1945—1953年平均月降水和水土流失比較月份降水量徑流量侵蝕量(mm)占全年%M3/公頃占全年%T/公頃占全年%14.00.7————29.31.7——316.43.1————440.07.50.080.40.010.2560.311.328.2518.42.4912.8668.112.834.2322.34.7224.3780.415.119.1812.54.0120.68105.019.967.1243.77.1836.8921.80.482.51081.40.663.41114.62.7————123.80.7————總計(jì)533.7100153.6910019.41100 6、7、8三個(gè)月降水量占全年降水量的47.8%。在此期間徑流量占全年徑流量的78.5%，侵蝕量占年侵蝕總量的81.7%。217天水水保站1945—1953年平均月降水和水土流失比較月份降1.水文因素1.水文因素218(3)前期降雨入滲的水分消除了顆粒之間的吸附力；溶解了顆粒之間的膠結(jié)物；增加了土體、巖體的重量；使?jié)撍嫔?，孔隙水壓力?duì)潛在破裂面以上的土石體起著浮托作用；軟化巖石。(3)前期降雨入滲的水分消除了顆粒之間的吸附力；219序號(hào)前期降水情況時(shí)間(年月日)降水量(毫米)歷時(shí)(時(shí)分)強(qiáng)度徑流(m3/ha)沖刷(kg/ha)作物1雨前32天內(nèi)共降水22次，最大一次6.1