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第七章护地制度防水蚀防风蚀防杂草防污染护地制度（Protectivesystemforfield）是农田防护制度的简称，是指防止农田遭受水蚀、风蚀、杂草感染及工业废弃物等有毒物质污染的综合技术体系。第一节防水蚀一．水蚀的危害及其影响因素二．农田水蚀控制的技术原则三．农田水蚀控制的基本措施土壤侵蚀《中国大百科全书·水利卷》（1992.3）对土壤侵蚀(soilerosion)的定义为：土壤及其母质在水力、风力、冻融、重力等外营力作用下，被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程。水土流失水土流失（waterandsoilloss）在《中国水利百科全书·第一卷》（1990.12）中定义为在水力、重力、风力等外营力作用下，水土资源和土地生产力的破坏和损失，包括土地表层侵蚀及水的损失，亦称水土损失。从土壤侵蚀和水土流失的定义中可以看出，二者虽然存在着共同点，即都包括了在外营力作用下土壤、母质及浅层基岩的剥蚀、运搬和沉积的全过程；但是也有明显差别，即水土流失中包括了在外营力作用下水资源和土地生产力的破坏与损失，而土壤侵蚀中则没有。水土流失与土壤侵蚀关系水土保持在《中国大百科全书·农业卷》（1990.9）中水土保持的定义为：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的经济效益和社会效益，建立良好生态环境的事业。一．水蚀的危害及其影响因素水蚀（Watererosion）也称水土流失，指的是雨水或融雪乃至灌溉水流形成的地表径流对土壤的冲刷与迁移。没有径流就不会有侵蚀如果雨滴不把土壤打散并能阻止地面径流悬液携走土粒，侵蚀也不会产生一般来说，凡是地面倾斜且遭暴雨的农田都有可能产生水蚀水蚀的危害：我国的丘陵、山区占总土地面积的2/3，水土流失现象很普遍。黄土高原地区是世界上水土流失最严重的地区，也是我国水土流失的重点防治区。四川盆地及周围的山地丘陵、云贵高原以及南方山地丘陵等地区水土流失也较为严重。水土流失不仅对国民经济造成巨大的损失，而且给农业生产也带来了极大的危害。溅蚀雨滴降落时具有一定的动能，落到裸露的地表后，直接轰击土壤，造成土粒分散、飞溅，形成土壤侵蚀水蚀作用的第一步。土壤一旦被雨滴碰散，进一步发展就是片蚀和沟蚀。水蚀的类型：从一个地方的表面十分均匀地移走一薄层土壤。发生片蚀时，土壤表面并非平滑，都有一些可以积水的小洼坑，水从这些洼坑的最低点溢出，顺坡而下时，就会把地面冲出小沟片蚀水蚀的类型：细沟侵蚀水蚀的类型：片蚀与细沟侵蚀是同时进行的，与沟蚀相区别，合称为片蚀。结果使土层变薄、变粗、变瘦，但不造成显著的地形变化，一般不易被人们所觉察许多点重复出现这种现象时，地面就会产生无数的小沟，这就是细沟侵蚀。这些小沟都不发展变大或加深时，则田间的表土就相当均匀的移走。沟蚀地表径流逐步由沟状集中水流流进定式河道而形成的破坏力强，破坏景观，使土壤荒芜，容易引人注意田间土壤损失的主要形式水蚀的类型：人类与自然共同作用影响下的水土流失黄土高原梁峁梯田景观鳞片状面蚀鳞片状面蚀细沟状面蚀山洪侵蚀土石山区崩塌黄土区崩塌滑坡山剥皮（土沙溜泻山腹）发生过石洪的沟道水蚀对农业生产的主要危害：跑土：黄土丘陵地区每公顷坡耕地平均年流失水量约225～450m3，多的可达900m3。我国许多水土流失地区，每年水力侵蚀损失土层的厚度达0.2～1.0cm，严重流失地区2cm。跑肥：随着耕地表土的流失，存在于土壤中的矿质营养元素也随之丧失。结果使耕地土壤结构遭破坏，土壤板结，土壤水分减少，土壤肥力下降，土地生产力下降，最终导致农作物日益减产。跑水：我国因水蚀每年土壤流失量高达50亿t，其中黄河流域16亿t，长江流域24亿t。首先，跑水、跑土、跑肥（三跑田）对农业生产的主要危害：其二，农田受到破坏（切割、蚕食、淤积和埋压）根据有关资料，我国水土流失严重地区，在每km2的土地上，支毛沟的数目往往有30~50条或更多，这样稠密的沟壑网把土地切割成窄小、支离破碎的条块，给农业生产造成很大困难。由于水土流失造成耕地切割、蚕食的同时，又产生耕地的淤积和埋压的危害。对农业生产的主要危害：第三，对水利设施也造成危害一些灌溉水渠经常为径流所携带的泥沙所冲毁或淤塞在容易发生水蚀地区的水库也经常为径流所携带的泥沙所淤积，从而降低水库的蓄水能力，增加洪水泛滥，降低水库的效益。影响土壤水蚀因素具体影响作用气候因素降雨强度:暴雨50mm/d或16mm/h数量：侵蚀性降雨标准温度（太阳能）融雪→径流→侵蚀风雨滴碰撞的角度和速度、蒸发蒸腾、土壤含水量土壤因素雨水入土速度土壤的孔隙度降雨时的土壤含水量土壤剖面的渗透度抗分散、抗冲性土壤质地土壤有机质含量土壤结构地形因素坡度越陡，水蚀越严重坡长越长，水蚀越严重植被因素冠层拦截雨滴（一部分未到地面蒸发，7-43％；到地面的动能减小）枯枝落叶层滞阻径流腐烂→改善理化性质（返还有机质、团粒结构）根系活的：固结土体死的：留下大量根孔，透水人为因素不合理生产活动不合理建设活动乱砍滥伐森林和植被、陡坡开荒、过度机械化耕作、超载放牧等开矿、修路、采石、建厂、建房等（1）气候因素①降雨降雨是影响水蚀的最主要因素，它是引起水蚀的原动力。雨滴降落时具有一定的动能，落到裸露的地表面后，直接轰击土壤，造成土粒分散、飞溅，形成溅蚀，进而随着径流顺坡而下，使土壤受到冲刷和迁移，造成水土流失。水土流失的大小与降雨量的数量、强度有着直接的关系。暴雨是造成水蚀的最重要因素，是指短时间内强度大的降雨。我国气象方面规定，一日降水量超过50mm或1h降水量超过16mm的都叫暴雨。☼总降雨量虽大但强度低，不一定引起过量侵蚀☼极短时间内的急雨也不一定引起大量的土壤损失（1）气候因素①降雨在一定区域内，只有当次降水量达到并超过一定数值之后，才有可能出现土壤侵蚀，这个临界降雨量称为侵蚀性降雨标准。黄土高原地区侵蚀降雨量标准大致是8~15mm，即在黄土高原地区内，当次降雨量超过8~15mm，就会引起土壤侵蚀。如果降雨量相同，降雨强度愈大，产生流雨量就越大，径流系数也越大，径流深也越大，侵蚀作用也就越大。降雨日期(年/月/日)平均降雨量（mm）降雨历时（min）降雨强度(mm/min)径流量土壤冲刷量m3/min比例t/hm2比例1956/7/31956/7/221956/8/843.440.049.38052921500.0540.1370.3296.6102.9292.11.015.544.20.622.4139.81.037.0233.0（绥德水土保持试验站）（1）气候因素风主要是通过雨滴碰撞的角度和速度来影响侵蚀过程的。风也影响蒸发蒸腾，影响土壤含水量，进而影响到土壤侵蚀。②温度温度可使雪融化产生径流，从而导致无覆盖的浅的融化表层产生细沟侵蚀。③风（2）土壤因素①雨水入土速度的土壤特性取决因素具体影响作用土壤的孔隙度孔隙度越大，透水性越好降雨时的土壤含水量降雨初期，土壤含水量较少，土壤渗透速率大随着降雨时间的延续，土壤含水量增多，其渗透速率下降土壤水分饱和时，不再渗透，形成径流，水蚀发生土壤剖面的渗透度在一定条件下，土壤的透水性与径流量呈反比，透水性良好的土壤，降雨能很快渗入土层。一般沙性土壤透水性好，水蚀也就不会或不易发生粘重土壤易形成地表径流并造成水蚀（2）土壤因素②降雨或径流期间土壤抗分散、抗冲性的特性土体抵抗水力机械破碎的能力取决因素具体影响作用土壤湿涨性一般土壤膨胀系数愈大，崩解愈快，土壤遇水易于分散，抗冲性愈弱土体的固结状态具有较高的粘粒和有机质含量的土壤具有较稳定的团粒结构，其抗冲性和抗蚀性都较强。粘粒含量超过30%~35%的土壤，凝聚力较大，并形成稳定的团粒结构，这种团粒结构对雨滴打击和溅蚀阻力较大，从而减轻水蚀的危害。（3）地形因素①一般地面坡度愈大，径流速度大，冲刷愈强坡度年平均流失量一次流失量水(m3/hm2)土（t/hm2）水(m3/hm2)土（t/hm2）14°267.038.4171.0102.021°348.060.6205.5120.028°253.5101.9390.0216.0绥德水土保持试验站（1954~1960年）据山西省水保科研所研究，地面坡度0º～40º（黄土沟壑侵蚀区为25º～28.5º）范围内，地面坡度（I）与土壤侵蚀量（S）呈正相关，其关系式为：S=1.1I1.73。坡度5º5º～8º8º～15º15º～25º25°土壤侵蚀微轻度中度强度极强度剧烈（在北方旱地农业地区，50～90%的坡耕地分布在5º～30º范围内）坡长（3）地形因素②相同坡度下，坡面越长，径流速度越大，汇集的径流量愈大，侵蚀力越强径流进入轮廓分明的沟道坡面流起点由于坡度减缓而发生沉淀作用处۞天水水土保持试验站观测资料表明，在同样坡度条件下，坡长40m的坡耕地比坡长10m的坡耕地土壤流失量增加41.6%。۞所以，实行陡坡退耕还林还牧，并在坡耕地上修筑梯田，均能降低坡度与坡长，起到保持水土的作用。（4）植被因素拦截雨滴冠层一部分被拦截的水分不再进入土壤而直接从茎部、叶部蒸发到大气中，因此这部分水不会造成径流，不是侵蚀因素。据报道被植被冠层阻留而不直接到达地表的雨水可占总雨量的7%~43%，阻留百分数取决于作物类型和单位面积的植物数量植被覆盖度愈大，拦截的效果越好，尤其以茂密的森林拦截的效果最好，郁闭的林冠使雨滴通过树冠和树干削弱势能后缓缓降落渗入土壤，减少地面径流和土壤的冲刷雨滴能量被分散，能减少雨滴对土壤的直接击溅作用，从而使因雨水袭击而造成的土壤结构的破坏降至最低滞阻径流枯枝落叶层（森林和草地）接纳降雨使之缓慢地渗入土壤，使得表层土壤空隙不会被溅蚀的土壤颗粒所充塞，以至于不会产生地面径流，即使产生也较轻微，同时枯枝落叶层增加了地面粗糙度，阻止水流，分散径流，减缓流速和拦淤。固结土体根系植物根系对土壤有良好的穿插、缠绕、网络、固结作用，特别是天然森林和混交林中，各种植物根系深浅不同，有的根系可垂直伸到10m以下，促进表土、心土、母质乃至基岩连成一体，从而增强土壤的抗蚀性，减少土壤的冲刷。改善理化性质枯枝落叶腐烂后可增加土壤腐殖质，改善土壤结构，促进土壤团粒结构的形成根孔植物根系死亡后留下大量根孔，提高土壤透水性，减轻土壤冲刷。（5）人为因素不合理的生产活动乱砍滥伐森林和植被、陡坡开荒、过度的机械化耕作、超载放牧等破坏地表植被和地形后不加以保护↓人为作用而造成的土壤侵蚀又称为现代侵蚀不合理的建设活动开矿、修路、采石、建厂、建房等二、农田水蚀控制的技术原则美国魏斯曼（Wischmeier）和史密斯（Smith）通过对耕作管理和防止侵蚀措施诸因素的多年分析研究，不仅验证了引起土壤水蚀的上述五大因素，而且还确定了各因素之间的数量关系，并于1965年提出了预测预报土壤侵蚀损失量的经验公式—通用土壤流失方程（USLE）A=R·K·LS·C·PR-降雨侵蚀因子K-土壤可蚀性因子LS-地形因素，即坡长与坡度影响的联合因子C-作物管理因子P-土壤侵蚀控制措施因子A为单位面积年平均土壤流失量（t/hm2/年）♫预报在某一特定土地条件下，坡面的年均土壤流失量♫预报因耕作和土壤保持措施变化所引起的土壤流失量的变化♫可以反向求算某个因素的值，对特定的土壤类型和坡面，进行种植业生产的指导和选择合理有效的土壤保持措施1.降雨侵蚀因子R量度特定降雨量侵蚀力降雨的数量降雨的强度降雨总动能E30min的最大暴雨强度I30R=ΣE•I30一年中各次暴雨产生的总能量土壤可蚀因子是对某一特定土壤固有可蚀性的一种定量描述。对于某一特定土壤，土壤可蚀性因子K是一个与标准小区相比的单位侵蚀指数的侵蚀率。影响土壤可蚀性程度的因素较多，主要是质地、结构、粘粒类型、有机质含量、渗透性等。一般颗粒粗、团粒结构好、渗透快的土壤的K值低，反之高。2.土壤可蚀性因子KK值可以实测，也可以利用魏斯曼等绘制的土壤可蚀性诺模图确定或查左表。实测K值在标准径流小区中进行。标准径流小区宽1.5