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1、水土保持学第一章 绪论 一、水土保持学概念：研究水土流失的原因和发展过程，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学科。 二、对象及内容：1.各种水土流失的形式、分布和危害；小流域径流的形成与损失的过程；不同土壤侵蚀类型区的自然特点和土壤侵蚀的特征2.水土流失规律和水土保持措施3.水土流失与水土资源调查和评价的方法；研究合理利用土地资源的规划原则与方法4.水土保持效益，包括生态效益、经济效益和社会效益。 三、我国水土流失的特点：1.分布范围广，面积大2.侵蚀形式多样，类型复杂3.土壤流失严重 四、水土流失危害：1.耕地减少，土地退化严重2.泥沙淤积，加剧洪涝
2、灾害3.影响水资源的有效利用，加剧了干旱的发展4.生态恶化，加剧贫困程度 五、水土保持学与其他学科关系：1.同自然基础科学的关系：气象学、水文学、地质学、土壤学等 2.同应用科学的关系：农业科学、林业科学、水利科学和环境科学 第4章 土壤侵蚀及其影响因素 一、土壤侵蚀概念 1.土壤侵蚀：指在各种外力作用下，土壤及其母质被破坏、剥蚀、转运和沉积的全过程。 2.土壤侵蚀量：指土壤在外力作用下产生位移的物质量。 3.土壤侵蚀速度：指单位面积单位时间内的侵蚀量。 4.土壤流失量是土壤侵蚀量中被输移出特定地段的泥沙量。 二、土壤侵蚀分类 1.按土壤侵蚀的速度，可分为正常侵蚀和加速侵蚀。正常侵蚀：无人类活
3、动干扰；纯粹的自然因素引起地表侵蚀；侵蚀速度缓慢，流失量小，对土壤及其母质破坏极小；参与土壤的形成过程，改善土壤肥力。加速侵蚀：人类活动破坏陆地自然状态，如毁林开荒、毁草种植等；土壤侵蚀速度大于土壤形成速度；土壤肥力下降 2.以人类出现时代将土壤侵蚀分为古代侵蚀与现代侵蚀。古代侵蚀：时间：人类出现以前的地史时期；形式：构造运动与海陆变迁；结果：形成现在的地貌轮廓。现代侵蚀：时间：人类出现后；形式：人类生产活动；结果：植被遭到破坏，土壤活动侵蚀规模和速度逐渐增加，从而限制人们的生产经济 三、土壤侵蚀动力与分类 促进土壤侵蚀发生发展的基本力量是内营力和外营力 内力：地壳运动，岩浆运动和地震 外力：
4、。外力作用分为：风化作用、侵蚀作用、搬运作用、沉积作用。 四、土壤侵蚀类型及形式 土壤侵蚀分类：水力侵蚀、风力侵蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀、冰川侵蚀、混合侵蚀、植物侵蚀 水力侵蚀：溅蚀面蚀、沟蚀、山洪侵蚀；重力侵蚀：陷穴、泻溜崩塌、滑坡。冻融侵蚀：温度导致的侵蚀主要指温度在0左右及其以下变化时，对土体所造成的机械破坏作用； 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；混合侵蚀：泥石流、石洪、泥流；风力侵蚀：指在气流冲击作用下土粒、沙粒脱离地表，被搬运和堆积的过程。风对地表所产生的剪切力和冲击力引起细小的土粒与较大的团粒或土块分离 ，甚至从岩石表面剥离碎屑，使岩石表面出现擦痕
5、和蜂窝，继之土粒或沙粒被风挟带形成风沙流、跃移、滚动）；植物侵蚀 ：亦称生物侵蚀，一般来说，植物在防蚀固土方面有着特殊的作用，但是在人为作用下，有些植物对土壤产生一定侵蚀作用，主要表现在土壤理化性质恶化，肥力下降。 土壤侵蚀影响因素：气候因素、地形因素、地质因素、土壤因素、森林植被因素、人为活动因素 第5章 水土保持工程措施 一、水土保持措施分类：工程措施坡面治理工程、沟床固定工程、淤地坝工程、小型水库工程、护岸与治滩造田工程； 植物措施种植乔木、灌木、牧草等；耕作措施坡耕地保土耕作和其它农业改良措施。 二、水土保持各工程措施作用与类型 1. 坡面治理工程 作用：消除或减缓地面坡度；截断径流流
6、线；削减径流冲刷动力；强化降水就地入渗与拦蓄；保持水土；改善坡耕地生产条件 类型：斜坡固定工程、山坡截流沟、梯田工程、沟头防护工程 u 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u 山坡截流沟：截短坡长；阻截径流，减免径流冲刷；农田灌溉作用 u 梯田工程：改变地形，减沙、改善土壤水分和肥力；拦截天然降水；修建梯田，对培肥土壤，提高产量 u 沟头防护工程：蓄水式沟头防护工程、泄水式沟头防护工程 2. 沟床固定工程 作用：防止沟道底部下切；固定并抬高侵蚀基准面；减缓沟道纵坡；减小山洪流速 类型：谷坊、防冲槛、沟床铺砌、种草皮、沟底防冲林带 3. 淤地坝工程
7、 作用：稳定和抬高侵蚀基点，防止沟底下切和沟岸坍塌，控制沟头前进和沟壁扩张；蓄洪、拦泥、削峰，减少入河、入库泥沙，减轻下游洪沙灾害；拦泥、落淤、造地，变荒沟为良田，可为山区农林牧业发展创造有利条件。 类型：1.按筑坝材料分类：土坝、石坝、土石混合坝；2.按坝的用途分类：缓洪骨干坝、拦泥生产坝;3.按建筑材料和施工方法分类：夯碾坝、水力充填坝、定向爆破坝、堆石坝、干砌石坝、浆砌石坝. 4. 护岸与治滩工程 作用：防止山坡崩坍；防止滑坡及横向侵蚀；用于保护谷坊、拦沙坝等建筑物；保护两岸土质不佳的地段。 类型：护基工程、护坡工程、混合型护岸工程 第6章水土保持林业措施 一、水土保持林作用：生态屏障功
8、能、社会经济功能 二、水土保持林体系组成：水土保持林种、水土保持林种的生产性、林木种植地 三、水土保持林体系的配置：1.水土保持用材林2.护坡薪炭林3.护坡放牧林4.水文网与侵蚀沟防护林5.水库、河岸防护林 四、水土流失区植被恢复关键技术 山地丘陵区水土保持林营造技术 1.适地适树，选择抗性强的树种：半干旱暖温性地区抗旱性树种；半干旱寒温性地区 即抗旱又抗寒树种；南方亚热带、热带湿润区耐水湿、高温、土壤瘠薄 2.细致整地，改善立地条件：解决旱期土壤水分不足；提高土壤肥力；为提高造林质量创造条件 3.应用抗旱造林方法，采取科学栽植技术：以植苗造林为主；植苗造林在同一块地不要一、二级苗混栽，以求林
9、木生长整齐；应当采取一系列抗旱造林配套技术 4.加强抚育与保护，保证良好生长环境 5.营造混交林，提高生态经济功能：混交林多树种生态效益互补作用，使病虫害明显减少，对于改善全局的生态平衡，产生深远的影响 开发建设项目区工程绿化技术：绿化基础工程、植被工程、 第7章 水土保持农业措施 一、水土保持农业措施分类 水土保持农业措施包括：水土保持耕作措施、水土保持栽培技术措施、土壤培肥技术、旱作农业技术和复合农林业技术。 二、水土保持耕作措施的种类及作用 按作用的性质分类：1.以改变微地形为主：等高耕作、沟垄种植、坑田耕作、半旱式耕作 等高耕作：可以拦蓄大量地表径流，控制水土流失的发生和增加土壤的蓄水
10、量。 沟垄种植：在沟内和垄上种植作物或牧草，可以蓄水拦泥、保水、保土和增产。 坑田耕作：拦蓄地表径流，提高产量。 2.以增加地面覆盖为主：留茬覆盖、秸秆覆盖、砂田覆盖、地膜覆盖 覆盖耕作法可以减少径流和土壤流失，增加土壤水分含量，抑制杂草，调节地温，增加土壤有机质，减少土壤水分的蒸发。 3.以改变土壤物理形状为主：少耕、免耕 三、水土保持栽培技术措施 水土保持栽培技术的种类：轮作技术措施、间作套种和混播技术措施、等高带状间作、等高带状间轮作 轮作技术措施：可以改善土壤物理、化学特性，调节土壤微生物状况，可以保持和提高土壤肥力；防止杂草和病虫害。 间作套种和混播技术措施：可以减少水土流失，改善土
11、壤，提高产量 等高带状间作或等高带状间轮作：可以防蚀，增产，改良土壤结构，提高土壤肥力和蓄水保土能力，促进坡地变梯田。 四、土壤培肥的途径：1.广开肥源2.使用有机肥料3.发展绿肥牧草4.秸秆直接还田5.合理施用化肥6.改进施肥方法 第8章 水土保持规划 一、水土保持规划项目阶段：规划、项目建议书、可行性研究报告、初步设计 二、土地评价类型：土地潜力评价、土地适宜性评价和土地经济评价 1.土地潜力评价：从气候、土壤等主要环境因子和自然地力要素相互作用表现出来的综合特征方面，揭示土地生物生产力的高低和土地的潜在生产力。 2.土地适宜性评价：依据土地对农、林、牧业生产的适宜情况，划分为8个土地适宜
12、类，即：单宜性、多宜性、双宜性及不宜性 3.土地经济评价：根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 三、水土保持分区和规划方法 水土保持分区原则 1.同一区内的人为破坏形式基本一致。2.同一区的治理程度、植被覆盖度基本一致。3.同一区内的防治方向、防治措施基本相同。4.同一区内应尽量保持流域界限、行政界限和单项生产建设项目的完整性 水土保持及水土流失分区 1.重点预防保护区：主要指目前水土流失较轻，林草覆盖度较大，但存在潜在水土流失危险区域。 2.重点监督区：对资源开发和基本建设规模较大、破坏地貌植被造成严重水土
13、流失区，列为重点监督区。 3.重点治理区：对水土流失严重、对国民经济与河流生态环境、水资源利用有较大影响的地区列为重点治理区。 水土流失类型区命名 根据类型区划分的原则和依据，水土流失类型区采取三段命名法，即地理位置+地貌类型+水土流失强度。如：区：周边低山深丘中强度流失区 四、水土保持规划经济评价方法：经济净现值、经济效益费用比、经济内部收益率 第10章 农田防护林营造技术 一、农田防护林的基本知识 农田防护林：以一定的树种组成、一定的结构和成带或网状配置在遭受不同自然灾害农田上的人工林 林带结构：指林带的外部形态和内部结构的综合体。林带的外部形态是由树种组成以及树木各部分在林带内的空间分布
14、、搭配情况所决定。根据林带的外部形态和内部特征，通常把林带结构划分为以下3种基本类型结构 、透风结构 ） 疏透度：林带的透光程度，是林带林缘垂直面上透光空隙的投影面积与该垂直面上总面积之比。 透风系数：当风向垂直林带时，林带背风林缘1m处林带高度范围内的平均风速与空旷地区相同高度范围内的平均风速之比。 林带高度：林带种主要树种的成龄高度 林带宽度：林带本身所占据的株行距，两侧各加1.52.0m 林带断面形状：营造林带时，由于主要树种、辅佐树种及灌木树种在搭配方式上的差异，往往会形成不同的林带断面几何形状。 林带走向：林带配置的方向，是以林带两端的指向 林带的偏角：实际设计的林带与理想林带走向的
15、夹角；林带的交角：林带与主害风方向的夹角称为。 二、农田防护林的作用：抵御自然灾害；改善农田小气候环境，给弄作物的生长和发育创造有利条件；保障农作物高产稳产；开展多种经营，增加农民经济收入和提高生活水平 三、农田防护林的生态效益 1.防风效应2.热力效应3.水文效应4.土壤改良效应 四、农田防护林规划设计 1.农田防护林规划设计原则：因地制宜，因害设防；全面规划，综合治理；当前利益和长远利益相结合；建立综合性防护体系 2.农田防护林规划设计主要参数的确定 3.农田防护林树种的选择及其配置 农田防护林树种的选择与要求农田防护林的混交类型与混交方式防护林带、混交林带与混交方式确定 水保术语定义 项
16、目建设区：开发建设项目建设征地、占地、使用及管辖的地域。 直接影响区：在项目建设过程中可能对项目建设区以外造成水土流失危害的地域。 水土流失防治责任范围：项目建设单位或个人对其开发建设行为可能造成水土流失必须采取有效措施进行预防与治理的范围，由项目建设区和直接影响区组成。 方案设计水平年：主体工程完工后，方案确定的水土保持措施实施完毕并初步发挥效益的时间。建设类项目为主体工程完工后的当年或后一年，建设生产类项目为主体工程完工后投入生产之年或后一年。 扰动土地治理率：防治责任范围内扰动土地的整治面积占扰动土地总面积的百分比。 水土流失总治理度：防治责任范围内水土流失治理面积占水土流失总面积的百分
17、比。 土壤流失控制比：防治责任范围内容许土壤流失量与治理后的平均土壤流失量之比。 拦渣率:防治责任范围内采取措施实际拦挡的弃土量与工程弃土总量的百分比。 林草植被恢复率：防治责任范围内林草植被恢复的面积占可恢复植被(在目前经济、技术条件下适宜于恢复植被)面积百分比。 林草覆盖率：防治责任范围内的林草面积与总占地面积的百分比。 开发建设项目的相关知识 开发建设项目的概念：概念：建设项目是指按固定资产投资方式进行的一切开发建设活动，包括国有经济、城乡集体经济、联营、股份制、外资、港澳台投资、个体经济和其他各种不同经济类型的开发活动。 开发建设项目的特征：1.建设项目投资额巨大，建设周期长；2.建设
18、项目是按照一个总体设计建设的，是可以形成生产能力或使用价值的若干单项工程的总体；3.建设项目一般在行政上实行统一管理，在经济上实行统一核算，因此有权统一管理总体设计所规定的各项工程 开发建设项目的分类 1.按建设性质分类 基本建设项目：投资建设用于进行以扩大生产能力或增加工程效益为主要目的的新建、扩建工程及有关工作。 更新改造项目：建设资金用于对企、事业单位原有设施进行技术改造或固定资产更新，以及相应配套的辅助性生产、生活福利等工程和有关工作 2.按投资作用分类 生产性建设项目、非生产性建设项目 3.根据开发建设项目在建设生产过程中的项目组成、扰动地表形式、水土流失强度及危害等方面的一致性分类
19、 开发建设项目水土流失特点 1.地域的不完整性：开发建设项目建设及其生产运行期间所占用的区域，一般都不是完整的一条小流域或一个坡面，而是由工程的特点及其施工需要所决定的，因此，开发建设项目的水土流失也常以点状或线型，单一或综合的形式出现。 2.流失形式的多样性：由于开发建设项目的组成、施工工艺和运行方式多样，且因地表裸露、土方堆置松散、人类机械活动频繁等，造成水蚀、风蚀、重力侵蚀等侵蚀形式时空交错分布。 3.水土流失的潜在性：开发建设项目在建设、生产运行过程中造成的水土流失及其危害，并非全部立即显现出来，往往是在很多侵蚀营力共同作用下，首先显现其中一种或几种所造成的危害，经过一段时间后，其余侵
20、蚀营力造成的危害才慢慢显现出来，其次由侵蚀营力造成的水土流失危害有一个不确定时段的潜伏期，而且结果无法预测。 4.突发性：开发建设项目所造成的水土流失，往往在初期阶段呈现突发性，并且具有侵蚀历时短，强度大的特点 5.流失强度变化大：开发建设项目所造成的水土流失，通常情况下其初期的强度要高出原始地貌情况下自然侵蚀强度的好几倍 6.水土流失的成分复杂：由于开发建设项目产生大量废渣，除部分被利用外，其余都是弃土弃石弃渣，组成物质复杂。 7.开危害性极大：发建设项目在施工过程中如随意弃土弃渣，或者乱砍滥伐，就会造成大量的水土流失，进而使可利用土地资源不断减少，使土地可利用价值和生产力大大降低，同时，大
21、量的弃土弃渣进入河流，会造成河道淤塞，毁坏水利设施，影响正常的行洪和水利工程效益的发挥，甚至还会引发更大的洪涝或者地质灾害。 防治责任范围及防治分区 目的：确定了空间范围；明确了时间期间；明确了责任主体 防治责任范围的划分：水土流失防治责任范围包括项目建设区和直接影响区 防治责任范围的特征：相对性、可变性、系统性 水土流失防治分区：在确定水土流失防治责任范围内，要依据:主体工程布局 、施工扰动特点 、建设时序及时间 、地形地貌特征 、再塑地形状况 、土地利用或恢复方向。 水利水电工程水土流失防治分区：枢纽区、土石料场区、弃渣区、对外道路区、生产生活区、设施迁建区、移民安置区、库岸塌落区等 公路
22、工程公路工程应首先根据地貌类型划分一级分区，再以施工布置等进行二级分区，二级分区主要包括：一般路基段、高填路基段、深挖路垫段、隧道通道区、桥梁区、互通立交及养护服务区、弃渣场、取料场、施工便道区、施工生产生活区、拆迁安置区等。 火电厂水土流失防治分区：主厂区、灰厂区、道路区、取土场区、弃土场区、铁路专用线、供水工程区、移民迁建区等 露天矿水土流失防治分区：首采采坑区、外排土场区、施工生产生活区、道路区、拆迁安置区等 水土流失预测 1.水土流失预测范围的确定 2.预测单元的划分 3.预测时段的划分：开发建设项目水土流失预测时段的划分应以主体工程施工组织及施工进度图为依据，应包括施工准备期、施工期
23、及自然恢复期 4.水土流失预测方法：类比调查法、土壤流失量预测公式法、 5.可能产生的水土流失危害：对土地资源可能造成的破坏对土地生产力可能造成下降对河道行洪、防洪影响可能形成泥石流危险性对可能出现地面塌陷等危害大型滑坡和崩塌危险性对周边环境可能造成的影响对地下水位下降的影响对地表水资源损失及城市洪灾的影响 开发建设项目水土保持措施设计 开发建设项目水土保持措施包括：工程措施弃渣挡护措施、渣场截排水措施、渣体坡面挡护等措施 ；植物措施绿化措施 ；临时措施临时挡护、临时排水等措施 工程措施 渣场工程措施设计 墙/堤/坝型的选择墙/堤/坝材料选择墙/堤/坝断面设计：墙面、墙顶、高度、断面尺寸稳定分
24、析：抗滑稳定计算、抗倾覆稳定计算、地基承载力验算等拦渣堤冲刷深度计算护坡工程设计 水土保持投资 工程造价计算类型 1.投资估算：项目建议书、可行性研究阶段对建设工程造价的预测。应充分考虑各种可能的需要、风险、价格上涨等因素，要打足投资，不留缺口，适当留有余地。 2.初步设计概算：初步设计阶段对建设工程造价的预测，是初步设计文件的重要组成部分。初步设计概算在已经批准的可行性研究阶段投资估算静态总投资的控制下进行编制 3.业主预算：对已确定实行招标承包制的水土保持工程，为满足业主投资控制和管理的要求，按照总量控制、合理调整的原则编制的内部预算 4.标底：招标工程的预计价格，是业主委托具有相应资质的
25、单位，根据招标文件、图纸，按有关规定，结合工程具体情况，计算出合理工程价格，作为发包工程的标准价格；报价：即投标报价，是施工企业对水土保持建安施工产品的自主定价。 5.施工图预算：施工图设计阶段对工程造价的计算；施工预算：施工企业以单位工程为对象所编制的人工、材料、机械台时耗用量及其费用总额，即单位工程成本 6.竣工决算：工程的实际造价；竣工结算：施工单位与建设单位对承建工程项目的最终结算 费用 1.工程费用：由直接工程费、间接费、企业利润和税金组成 直接工程费:直接费、其他直接费、现场经费 间接费：企业管理费、财务费用和其他费用 2.预备费：基本预备费、价差预备费 全国水土流失区划及防治标准
26、 水土流失防治分区：重点预防保护区、重点监督区、重点治理区 1.重点预防保护区：本区目前水土流失较轻，林草覆盖度较高，但存在水土流失加剧的潜在危险 2.重点监督区：本区资源开发和基本建设活动较集中和频繁，损坏原地貌易造成水土流失，水土流失危害后果较为严重 3.重点治理区：本区原生的水土流失较为严重，对当地和下游造成严重水土流失危害 水土流失防治标准 1.按开发建设项目所处水土流失防治区确定水土流失防治标准等级为： 一级标准：依法划定国家级水土流失重点预防保护区、重点监督区、重点治理区及省级重点预防保护区。 二级标准：依法划定的省级水土流失重点监督区和重点治理区。 三级标准：一级标准和二级标准没
27、有涉及到的区域。 2.按开发建设项目所处地理位置、水系、河道、水资源及水功能、防洪功能等确定水土流失防治标准等级为： 一级标准：开发建设项目生产建设活动对国家和省级人民*依法确定的重要江河、湖泊的防洪河段、水源保护区、水库周边、生态功能保护区、景观保护区、经济开发区等直接产生重大水土流失影响，并经水土保持方案论证确认作为一级标准防治区。 二级标准：开发建设项目生产活动对国家和省、地级人民*依法确定的重要江河、湖泊的防洪河段、水源保护区、水库周边、生态功能保护区、景观保护区、经济开发区等直接产生较大水土流失影响，并经水土保持方案论证确认作为二级防治标准的区域。 三级标准：一、二级标准没有涉及的区域。
