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水土保持专业综合实习-东川复习过程.doc

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水土保持专业综合实习-东川 精品资料 水土保持专业综合实习报告 班 级:水土保持与荒漠化防治2013级 学 号: 20130753066 姓 名: 左 嫚 组 号: 第6组 指导教师: 黎建强 实习时间: 2016.12.31—2017.1.9 2017年1月9日 目录 1. 前言 4 2. 实习目的与意义 4 3.小流域自然环境基本情况 5 3.1地理位置、地形地貌 5 3.2气候 7 3.3植被及土壤 7 3.4河流及水文 8 3.5水土流失现状 9 3.6水土保持现状 9 3.7实习地概况 11 3.7.1深沟简介 11 3.7.2蒋家沟简介 15 3.7.3石羊沟简介 18 4社会经济情况 19 5.土壤侵蚀特点 20 5.1土壤侵蚀类型及形式 20 5.1.1土壤侵蚀类型 20 5.1.2土壤侵蚀形式 20 5.2土壤侵蚀分布 21 5.3土壤侵蚀强度 22 5.4土壤侵蚀危害及成因 22 5.4.1土壤侵蚀危害 22 5.4.2土壤侵蚀成因 24 6.土壤侵蚀控制措施建议 26 7.泥石流形成原因 27 7.1泥石流形成条件及危害 27 7.1.1泥石流形成条件 27 7.1.2泥石流类的危害 27 7.2蒋家沟泥石流形成原因 29 8蒋家沟侵蚀沟道水流含沙量测定 29 8.1泥沙分类 29 8.2含沙量输沙量 29 8.3运动基本规律 30 8.4测定方法 30 9.小流域水土保持措施布局 31 9.1措施体系的构成及布局特点 31 9.1.1防治原则 31 9.1.2防治措施分类 32 9.1.3布局特点 33 9.2工程治理措施 33 9.2.1坡面治理措施 33 9.2.2沟道治理措施 34 9.3 生物治理措施 34 9.3.1 植物种类的选择 34 9.3.2 植物种类的要求 35 9.3.3 加速低产低效林地、园地、牧草地和水面的改造 35 9.4自然修复措施 35 9.4.1 封育管护 35 9.4.2 能源替代 35 9.4.3 舍饲养畜 36 10存在的问题及治理建议 36 11结语 36 1. 前言 我国是世界上水土流失最严重的国家之一,国土面积受到不同程度的侵蚀,北方干旱、半干旱地区主要侵蚀是风力侵蚀为主;南方土石山区主要是石漠化侵蚀为主;高海拔山区及其青藏高原主要是冻融侵蚀为主;根据侵蚀类型的不同采取不同的治理措施,常见的西南石质山地是要是水力侵蚀造成的侵蚀为主。其中水力侵蚀常常伴随着重力侵蚀和风力侵蚀,泥石流、山洪是典型的混合侵蚀,这些灾害危害程度严重,不仅造成土地资源的破坏,导致农业生产环境的恶化,生态平衡失调,影响农林业的生产发展。近几十年来,在全国各地工程措施、植物措施和耕作措施结合,治理水土流失过程中产生明显的效果。其中,工程措施主要是沟头防护,配合水窖、涝池、山塘、截水沟等各类小型蓄水工程,制止了沟壑发展,保护了土地。通过沟中筑坝淤地和沟滩造地,把荒沟变成高产的良田,促进了农业经济发展。山坡耕地小于25°的进行坡改梯工程,25°以上的退耕还林还草,更陡的山坡结合封禁育林治理,山顶结合沟头截排水沟更好的防止沟头淤积侵蚀,防止沟岸扩展。在沟道设置拦砂坝和谷坊群制止沟床下切、淤坝成地发展各业用地,在沟岸种植水保林,蓄水保土,达到生态、经济、社会兼优的原则。与此同时,各地在防治水土流失方面积累了丰富的经验,特别是80年代,在总结以往经验教训的基础上,进行了许多探索和改革,走出了一条具有中国特色的以小流域综合治理为主的水土流失防治体系,推动了水土保持事业的开展,取得了显著的成效。1994年国家计划委员会根据联合国1992年6月“世界环境与发展会议”的精神,决定编制1996—2050年全国生态环境建设规划,水土保持被列为该规划的重要组成部分,使我国的水土保持事业更紧密地与全国生态建设及可持续发展战略相结合。 2. 实习目的与意义 水土保持实习,就是需要我们课本的理论知识结合实际措施,为理论与实际结合夯实基础,投身大自然感受现场小流域的治理,结合书本知识巩固我们的学习实践。通过实地调查小流域尺度土壤侵蚀规律调查与识别、小流域水土流失综合防治措施布局与调查。可对其进行水土流失系统分析结合其相应治理工程措施和植物措施学习相关经验为以后流域治理提供借鉴经验,为小流域治理规划提供科学依据。 3.小流域自然环境基本情况 3.1地理位置、地形地貌 (1)地理位置 昆明市东川区位于云南省东北部,102°48'E~103°19'E, 25°47'N~ 26°33'N。东邻会泽县,西接禄劝县,南与寻甸县接壤,北与四川省会东县隔金沙江相望。是举世闻名的“铜都”。全区土地面积1859 km2,山地面积占97.3%,属深、中切割的高、中山狭谷地貌类型。境内最高海拔4344.1米,最低海拔695米,高差3649.1米。 (2)地质与地貌 东川地处小江深断裂带,新构造运动强烈,地震频繁,烈度一般在六度以上,个别地方达九度,大的地震平均每百年一次,小震则几乎年年都有,地震直接破坏山体稳定,使岩石破碎,变质加深,节理发育,风化强烈,为本区泥石流的发生、发展提供了储量丰富的松散固体物质。除了区域性的大断裂控制某些泥石流沟谷的分布和发育外,次一级的小断裂对泥石流的发生和发展也有一定影响,某些泥石流沟常常沿着小断裂发育。背斜轴部的及其邻近地段,岩石破碎,也往往是泥石流的发育场所,软硬岩性互层的单斜层构造地段,在山坡再造过程中也容易提供泥石流的固体物质。试验区地处云贵高原东北部,属川滇经向构造带与华夏东北构造带结合过渡部位。 东川地处云贵高原北部边缘,属川滇经向构造带与华夏东北构造带结合过度部位。南北最大纵距84.6公里,东西最大横距51.2千米。境内山高谷深,地势陡峻,以小江为界,东侧乌蒙山系,最高峰"牯牛寨"海拔4017.3米;西部为拱王山系,最高峰"雪岭"海拔4344.1米,为"滇中第一峰"。东川境内金沙江与小江的交汇处,海拔仅为695米,是昆明市海拔最低点。由于东川境内为世界深大断裂带,地质侵蚀强烈,形成典型的深切割高山峡谷地貌。土壤由下而上分布着燥红土、红壤、黄红壤、棕壤、亚高山草甸土等5大类型,其中以红壤分布最广。 3.2气候 温度、风、降雨等气象要素对泥石流的形成有一定的作用,但降水在各要素中与泥石流的关系最为密切。东川所处的小流域,降雨特点:一是降水集中。小流域全年降水量集中在夏秋季节(5-10月),而其中又以6-8月的降水最为集中,占全年降水量的50%以上。二是多雨区与泥石流形成区吻合。海拔1200m以下河谷地带是少雨区,海拔2400m以上山区是多雨区,而最大降雨区出现在海拔2400-3300m之间,这个最大降雨区正好是小江两岸的泥石流沟的形成。三是多局性暴雨。这是在季风气候影响下形成的一种控制面积小、历时短、强度大的局地性暴雨,表现为雷电交加、狂风冰雹和倾盆大雨齐来,这是形成小流域灾害性泥石流的主要激发因素。四是多夜雨、夜雨导致泥石流常于夜间爆发。除暴雨外,连续降水后的大雨,也常能促使泥石流爆发。 地处海拔695米―2000米以下的低中山峡谷地段, 属于低纬度高原季风气候,高温、干旱、少雨是其主要气候特征,且干湿季明显,光热资源极为丰富,多年平均全年太阳辐射总量达5872.91兆焦耳/平方米,直射强度14.0万千卡/平方米。 东川区地处亚热带地区,受太平洋西南气流与印度洋东南气流的控制,气温年差较小,日差较大,年平均气温14.5℃,年均积温4100度,全年干、湿季分明,88%的降水集中在每年5月下旬至次年1月上旬,其中6到8月降水占全年总降水量的54%-59%。高山多雨,河谷干热具明显立体气候特征,局部地区容易产生暴雨,为水土流失的加剧提供了水动力条件。 3.3植被及土壤 (1)植被 东川植被覆盖率低且分布不均匀(主要分布在海拔2000m以上的偏远山区),森林群落调节生态平衡功能降低, 植被呈逆行演替方向发展, 除局部地段保持森林群落外, 以稀树灌丛或灌木草丛为主, 严重地段退化为半荒漠化的次生裸露地。 (2)土壤 径流发生时影响侵蚀量的主要土壤特征是土壤分散的难易。东川区土壤处于起伏不平的斜面上,土壤含碎屑砾石多,土层浅薄,土壤质地较粗、结构差、生物循环作用弱,土壤有效养分含量低,一旦原来处于动态平衡的土壤系统早稻破坏,就可能发生不可逆转的退化,直到基岩裸露,土壤系统瓦解,随之而来的便是水土流失。 全区土壤主要有红壤、黄壤、紫色土、黄棕壤、棕壤、燥红土等土类,成土母质一般容易风化,土壤质地疏松,结构较差。东川地区环境温暖湿润,土壤里的铁质经过氧化慢慢沉积下来,逐渐形成了炫目的色彩。耕地一半是红壤,非耕地多为荒山、荒坡。这类土壤在高温多雨条件下容易风化,遇水易分解,抗冲抗蚀能力弱,易导致水土流失的发生。  区域内的土壤种类之多,受海拔因素的影响,分为四个垂直土壤带,即干旱性、山地性、山地森林性、山地草甸性土壤带,其土壤容易受到人为的影响,施肥多便可以改善土壤环境,施肥少滥用多,则极易受到破坏。 3.4河流及水文 东川区在每年6-9月间,雨量充沛且多暴雨,河流处于丰水期,这期间河流主要靠地下水补给。据考察表明,泥石流一般发生在50km2以内的小流域,由于流域面积小,植被条件差,岩石裸露多,降水径流系数大,汇流时间短,容易形成强大的径流。径流有坡面径流与沟槽径流两种形式,坡面径流具有强大的侵蚀性,将大量细颗粒物质带入主沟,由坡面径流形成沟槽径流的过程,也是由清水变成泥浆的过程。在许多情况下,可以见到坡泥浆流。沟槽径流集中坡面径流后,下切沟床,强烈冲刷两岸的崩滑体前缘,为形成泥石流提供了有利条件。 3.5水土流失现状 该区属热带、亚热带季风气候,与世界同纬度地区相比,无论在自然资源或生产潜力上,均具有得天独厚的优势,但由于该区降雨量大而集中、地形破碎、坡度大、母岩抗蚀力弱, 发育的红壤可蚀性高, 加之人口密度大, 人地矛盾突出, 是我国水土流失最严重的区域之一。 通过对研究区地理特征、气候特征和地表特征的了解可知,该地区地势陡峻,地壳活动频繁,山地稳定度较低,常年降雨集中,地表植被破坏严重,地表松散固体物质大量堆积,均加剧了本地水土流失的严重程度。据统计,全区水土流失面积1274km2,占总面积的 68.51%,其中轻度流失占25.74%,中度流失占26.47%,强度流失8.52%,极强度流失3.7%,剧烈流失占4.08%,全区多年平均侵蚀总量828.34万吨,平均侵蚀模数1406t/km2·a,年侵蚀深3.55mm。水利工程和河道淤塞严重,抗旱能力减弱,生态环境恶化,自然灾害频繁,作物产量低。 东川泥石流防治始于5O年代末。铁路、矿务局、兰州冰川冻土研究所、成都地理研究所等单位先后组织专业队伍,对小江流域泥石流进行长期观测和防治研究。60年代治理危害铁路的泥石流和蒋家沟 70年代后期,市委市政府开始着手小江流域的全面整治,成立了“东川小江整治办公室”,确定了“全面规划、加强领导、综合治理、重点突破”的方针,以大桥河整治工程为重点,采取“挡土墙为主,疏导为辅;工程治理与生物治理相结合”的治理方案,经过几年的连续治理,遏制了泥石流的发展,减轻了灾害,经济效益显著,在与泥石流的长期防治实践中,经过不断摸索、总结成功的技术和经验,并加以应用和推广,取得了显著的治理成绩。 3.6水土保持现状 东川泥石流防治始于5O年代末。铁路、矿务局、兰州冰川冻土研究所、成都地理研究所等单位先后组织专业队伍,对小江流域泥石流进行长期观测和防治研究。60年代治理危害铁路的泥石流和蒋家沟 70年代后期,市委市政府开始着手小江流域的全面整治,成立了“东川小江整治办公室”,确定了“全面规划、加强领导、综合治理、重点突破”的方针,以大桥河整治工程为重点,采取“挡土墙为主,疏导为辅;工程治理与生物治理相结合”的治理方案,经过几年的连续治理,遏制了泥石流的发展,减轻了灾害,并在荒石滩地上新开垦良田246.7 ha,保护农田893.3 ha,经济效益显著 在与泥石流的长期防治实践中,经过不断摸索、总结成功的技术和经验,并加以应用和推广,取得了显著的治理成绩。采取的主要技术措施有: 1.首先提出“稳、拦、排” 的泥石流治理思路 “稳”即在泥石流的形成区封山育草、植树造林,减弱地表径流,防止坡面侵蚀,在支沟中采用谷坊群稳沟,防止沟道下初;对滑坡体采用截流排水,防止水渗透,从而达到“固土稳坡”的作用。“拦” 即在泥石流的主沟床中,选择有利地形,构筑拦挡坝,拦蓄泥砂,减缓沟床纵坡,提高沟床的侵蚀基准面,从而实现“固脚稳坡、水土分离。“排”即在泥石流堆积区,修建排导槽,柬水攻砂,以达保护城镇和重要生产设施,可充分开发和利用土地。 2.总结出了东川排导槽 (又称“肋槛式排导槽”) 在排导槽的两边墙之间增设了防冲“肋槛 ,肋槛的密度和间距依据对泥石流主沟床的纵坡计算而确定,即“左边墙”防冲肋“右边墙” 连接成一体,两边墙与防冲肋呈互相保护之态势,极大地提高了抗泥石流底蚀和侧蚀的强度,既节约了工程量,减少了工程维护费,排导效果又十分良好。自“六五”末期,在国家和省政府以及各有关部门的关怀、重视和大力支持下,东川市对小江泥石流进行了全面整治。 至今为止,东川市先后对蒋家沟、因民沟、小水沟、大桥河、尼拉姑沟、石羊沟、老干沟、达德河、黑水河、黑沙沟、旺家箐、小石嗣、吊嘎河、拖沓沟等16条泥石流沟进行治理.结合东川公路改造的竣工完成,一是充分保防了城市、矿山的安全;二是维护和保证了公路运输的畅通,促进了地区经济的发展;三是为1994年底东川铁路支线的改线工程的开工,创造了良好的条件。防止工程截止1997年底,累计共投入治理资金6625万元.植树造林、封山育林42000hm.四旁植树1216,8万株.建成泥石流拦档坝6O座,固床坝102座,谷坊坝915道.截流沟14.7 km.护堤4.3 km.排导槽27.3 km,拦蓄泥砂量达3345.1万m ,荒滩造田14000ha.保护农田933 hm,控制水土流失面积150 km 。东川市的党正领导和科技人员充分认识到泥石流治理的艰巨性、长期性和综合性,坚持以泥石流沟为治理单元,逐年实施,长期坚持,做到了开工一条.竣工一条.就成功一条。经过多年的不断努力.取得了巨大的治理效益,逐渐恢复和改善了生态环境,为地区经济的发展创造了良好的条件.为贫困山区求生存、谋发展,成功地走出了一条新路子,成为云南省泥石流治理的突出典型。 3.7实习地概况 3.7.1深沟简介 深沟是危害东川城区的灾害性泥石流沟之一,流域面积29.32平方千米,主沟长9.6 km,沟口高程1161 m,源头高程4 017.3 m,高差2 856.3m,主沟床平均比降16.67%。深沟及其主要支沟尼拉姑沟位于城区东北部,整沟自上而下穿越城区,流域范围内有新村、碧谷2镇的5个村公所,10个自然村,总人口2.6万余人,固定资产2.7亿元,东川地区唯一的佛教活动圣地—祝国寺位于沟内。深沟有农地305.5hm2,荒山1581.3hm2,崩滑体0.9km2.可移动量508.5*104m3,零星松散可移动量753m3。 深沟采取工程治理与生物治理相结合的综合措施,沟床内以工程治理为主,修筑拦、固床坝、排导沟等工程措施,沟帮及坡面则实行大面积封山育林、退耕还林和植树造林。1987年共完成排导槽5590m,修建拦砂坝6座,截流沟429m,完成砼路面4.2km,封山育林植树587.73hm2,截至1997年,完成总投资400多万元。经过10多年的治理,深沟已具备综合防御体系。 浆砌石谷坊:高在3以下,长在10米以上 浆砌石拦砂 拦砂坝 :坝高10.7m,溢流口高2.7m、下底长12.7m、上底长18.6m,宽2.4m。 锯齿坝 切口坝拦砂坝与排导槽相结合 3.7.2蒋家沟简介 蒋家沟近几年沟泥石流日渐减缓,靠近会泽的沟道两边淤积形成的坝地土壤较肥沃居民在其上面农耕,主要种植花生、红薯耐瘠薄的农作物,还有养猪用的绿肥子,沿山一带植被稀少山坡可见生长良好的剑麻、车桑子等。蒋家沟是磷矿的生产基地,加之其四周岩层松散植被稀疏导致泥石流发育迅猛。在沟坡两边还有大大小小的小切沟,还有深十几米的冲沟布满整个坡面,其中在会泽和东川分界处就有一座被泥石流冲隔而成的小山。 蒋家沟是小江流域最具有代表性的一条泥石流沟,流域面积48.6km2 ,主沟长13.9km,海拔1042一3269 m,植被稀少,崩塌滑坡发育,可移动固休物质储量丰富,地形陡峭,降雨充沛(年降水量为700一1.200 mm)并集中于雨季( 6 --9月),导致泥石流频发,屡屡成灾,仅1919年至1968年,就曾7次堵断小江。据观测,平均每年发生泥石流15次左右,最多的一年达28次,国内罕见。泥石流大多为阵流,一场泥有几十阵至几百阵,历时三四小时,甚至数十小时;最大流量2820 m2/s(相当于小江洪峰流量的5倍),最大流速15 m/s,最大泥深5.5m,最高容重2.37t/m3,最大输沙量6079 t/s,最多一次固体径流总量约200m3。蒋家沟泥石流流态多样,过程完整,类型齐全,是世界上难得的天然泥石流观测试验研究基地。 蒋家沟泥石流沟道 泥石流模拟实验装置 侵蚀沟道断面测量 侵蚀沟:宽22.48m,高165m 3.7.3石羊沟简介 石羊沟位于城区南部,自东向西注人大白河,最高海拔3045 m,最低海拔1200 m,主沟长7026 m,汇水面积9.2km2。1964年6月4日暴发的泥石流,毁房屋8间,淤埋汽车10余辆,8人遇难,冲毁农田20 hm2。而后,中国科学院成都山地灾害与环境研究所和东川科技工作者合作,对石羊沟进行规划设计综合治理,并将其列为省计委、财政厅、建设厅管理项目,迄今30余载,累计投资410.8元,建拦挡坝2座 ,总库容25.4 * 100立方米,建谷坊284座,护岸堤1523 m,修排导槽3580m,种植果树3.5万余株。工程保护3区人口1.6万余人,固定资产原值2.3亿元,私有财产8 800万元。 石羊沟拦砂坝 石羊沟拦砂坝:坝长63.6m,顶宽1.55m,底宽8m,坝高11.44m,溢流口高2.44m、长11.9m、宽3.4m。 4社会经济情况 2010年,东川区生产总值为46.57亿元,年均增长27.7%;人均生产总值达到16485元,年均增长27.6%;农林牧渔总产值为6.97亿元,年均增长7.9%;工业总产值为116.3亿元,年均增加18.5亿元;工业增加值为28.8亿元,年均增长42.6%;财政总收入为9.36亿元,年均增长34.08%(其中,地方一般预算收入为4.1亿元,年均增长35.4%);社会消费品零售总额为10.1亿元,年均增长18.8%;金融机构各项存、贷款余额分别为65.9亿元和30.3亿元,年均增长22.4%和31.9%。 东川境内铜矿储量丰富,铜文化历史悠久,素有"天南铜都"之称。之所以称“铜都”,是因为其一,东川铜的开采冶炼铸造历史久远。据史料记载,在上古时期,东川就出现了"马踏露铜",早在西汉时期,先民们就已经能够用"火烧水泼法"开采铜矿,并用木炭冶炼钢锭和铸造钱币。其二,东川铜矿储量丰富,是古代中国最大的铜矿。其冶炼规模之大、开采历史之长处于中国同业之先。史料记载,清乾隆至咸丰年间年产粗铜就已达8125吨,有矿工十余万人,产业大军远远超出今天的规模。其三,东川铜是清朝时期铸币造器的最重要的原料来源之一。清朝钱币有百分之七十系东川铜鼓铸的。北京的龟鹤,贵州黔灵的黄钟、武当山的铜殿、昆明鸣凤山的金殿等,都是用东川铜铸造的。由于东川铜当时在我国制币以及制造业所处的特殊地位,乾隆皇帝曾御赐东川龙神庙矿"灵裕九寰"匾,对东川铜业予以褒奖,"天南铜都"也因此而得名。随着历史变迁,虽然经两千多年的开采冶炼,东川仍是中国六大产铜基地之一,铜的地质储量仍占全国第二位,精矿含铜量占全国第三位,在我国有色金属及经济发展中东川铜业仍具有其重要地位,发挥着应有的作用。在东川,如果你有兴致,你可以到东川的铜矿山看看古采矿遗址、运铜古道及今天现代化的采冶场景,能够领略"天南铜都"的风采。 从东川目前的实际情况来看,东川存在产业结构单一、铜产业一家独大,且产业链短的状况,“这种情况直接影响着东川区经济的可持续发展。”故东川的转型也成为当下一个重要内容,而中国铜领域第一人朱炳仁被邀参观考察东川,并提相关方案以促东川新转型。 5.土壤侵蚀特点 5.1土壤侵蚀类型及形式 5.1.1土壤侵蚀类型 划分土壤侵蚀类型的目的在于反映和揭示不同类型的侵蚀特征及其区域分异规律,以便采取适当措施防止或减轻侵蚀危害。土壤侵蚀类型的划分以外力性质为依据,通常分为水力侵蚀、重力侵蚀、冻融侵蚀、风力侵蚀、冰川侵蚀、混合侵蚀、化学侵蚀、生物侵蚀。 通过对研究区地理特征、气候特征和地表特征的了解可知,东川区土壤侵蚀类型主要有混合侵蚀、水力侵蚀、风力侵蚀、重力侵蚀等。 5.1.2土壤侵蚀形式 土壤侵蚀形式就是指在一定土壤侵蚀外营力种类作用下(或在同一种土壤侵蚀类型中),由于影响土壤侵蚀的自然因素和土壤侵蚀发生的条件不同,使地表形态产生变化而导致的地表形态差异。有水力侵蚀形式、风力侵蚀形式、重力侵蚀形式、混合侵蚀形式、冻融侵蚀形式、冰川侵蚀形式、化学侵蚀形式。 东川区耕地一半是红壤,非耕地多为荒山、荒坡。这类土壤在高温多雨条件下容易风化,遇水易分解,抗冲抗蚀能力弱,易导致水土流失的发生。通过对研究区地理特征、气候特征和地表特征的了解可知,该地区地势陡峻,地壳活动频繁,山地稳定度较低,常年降雨集中,地表植被破坏严重,其土壤侵蚀形式有混合侵蚀形式、重力侵蚀形式、风力侵蚀形式、水力侵蚀形式等。 。 5.2土壤侵蚀分布 (1)水力侵蚀 按其发展过程又可分为雨滴侵蚀、坡面流水侵蚀和沟谷流水侵蚀。根据野外观测, 雨滴侵蚀主要发生在由松散物质组成的地表裸露的斜坡上;坡面流水侵蚀包括坟沟侵蚀、细沟侵蚀、切沟侵蚀和悬沟侵蚀。其中纹沟侵蚀、细沟浸蚀多见于坡耕地上, 浅沟侵蚀和切沟侵蚀多见于植被稀少或裸露坡面的中下部, 在坡度较缓的沟谷地面上也有切沟发育,悬沟则多发生在较陡的沟谷或陡崖上;沟谷流水侵蚀主要指冲沟、干沟、河沟及河流的侵蚀, 它们通过暂时性洪水或常流水对谷底进行下切和侧蚀, 以及沟头溯源侵蚀。 (2)风力侵蚀 小江河谷3-5月风力较大, 加之土壤干燥疏松, 常使河谷地域“飞沙走石”6-8月山区大风日数较多, 因土地缺少植被覆盖, 也能产生较大侵蚀。 (3) 重力侵蚀 重力侵蚀的形式, 以坡面滑坡、崩塌和泻溜为主, 尤其是夏秋季节最多。在小江两岸, 以风化岩块的崩落为主, 坠落的岩块、岩屑在坡脚堆积。在风化和半风化的砂岩、砾岩、泥岩、页岩地段, 由于雨水的浸润, 使抗剪强度明显降低或体积膨胀, 加之山高坡陡, 常见滑坡发生。 (4)人为侵蚀 人为浸蚀在东川市主要指陡坡垦殖、开矿修路、基建挖石等引起土体移动,造成强烈的土壤浸蚀。虽然这些土石、废渣并未直接全部注入河道, 但由此进一步所产生的水土流夫, 无疑将会增加入河泥沙量。 位于云南省东北部和昆明市最北端的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,其中蒋家沟面积为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。此外,深沟和石羊沟也是危害东川城区的灾害性泥石流沟。 5.3土壤侵蚀强度 东川处于小江流域,小江流域为金沙江流域水土流失最为严重的区域,小江集水面积仅为金沙江流域的17.1%,但其输沙量却占整个金沙江流域输沙量的68.5%,每年小江向金沙江的数砂量高达1900万m3,主要支流的多年平均土壤侵蚀模数在3000t/(km2·a)以上,侵蚀强度远高于土壤容许流失量。水土流失欠账突出,治理难度较大。历史上长期累积的不当行为在现在集中凸显,造成当前治理任务异常艰巨繁重。 5.4土壤侵蚀危害及成因 5.4.1土壤侵蚀危害 1.破坏土壤资源 由于土壤侵蚀,大量土壤资源被蚕食和破坏,沟壑日益加剧,土层变薄,大面积土地被切割得支离破碎,耕地面积不断缩小。随着土壤侵蚀年复一年的发展,势必将人类赖以生存的肥沃土层侵蚀殆尽。据统计全国水土流失总面积达150万平方公里(不包括风蚀面积),几乎占国土总面积的1/6。黄土高原总面积为53万平方公里,水土流失面积达43万平方公里,占总面积的81%。据资料介绍,在晋、陕、甘等省内,每平方公里有支、干沟50多条,沟道长度可达5-10km以上,沟谷面积可占流域面积的50-60%。 2.土壤肥力和质量下降 土壤侵蚀使大量肥沃表土流失,土壤肥力和植物产量迅速降低。如吉林省黑土地区,每年流失的土层厚达0.5-3cm,肥沃的黑土层不断变薄,有的地方甚至全部侵蚀,使黄土或乱石遍露地表。四川盆地中部土石丘陵区,坡度为150-200的坡地,每年被侵蚀的表土达2.5cm,黄土高原强烈侵蚀区,平均年侵蚀量6000吨/平方公里以上,最高可达两万吨以上。南方红黄壤地区以江西兴国县为例,平均年流失量50008000吨/平方公里,最高达13500t/平方公里,裸露的花岗岩风化壳坡面,夏季地表温度高达70℃,被喻为南方“红色沙漠”。全国每年流失土壤超过50万吨,占世界总流失量的20%,相当于剥去10mm厚的较肥沃的土壤表层,流失的土壤氮磷钾等养分相当于5000多万吨化肥量。通过水土流失的土壤,一般是较肥沃的土壤表层,造成大量土壤有机质和养分损失,土壤理化性质恶化,土壤板结,土质变坏,土壤通气透水性能降低,使土壤肥力和质量迅速下降。 3.生态环境恶化 由于严重的水土流失,导致地表植被的严重破坏,自然生态环境失调恶化,洪、涝、旱、冰雹等自然灾害接踵而来,特别是干旱的威胁日趋严重。据资料介绍,黄土高原地区每10年有5-7年是旱年。频繁的干旱严重威胁着农林业生产的发展。由于风蚀的危害,致使大面积土壤砂化,并在中国西北地区经常形成沙尘暴天气,造成严重的大气环境污染。 4.破坏设施 水土流失带走的大量泥沙,被送进水库、河道、天然湖泊,造成河床淤塞、抬高,引起河流泛滥,这是平原地区发生特大洪水的主要原因。据其中20个修建20年的重点水库统计,淤积量已达77亿立方米,为总库容的近20%,大大缩短了水利设施的使用寿命。同时大量泥沙的淤积还会造成大面积土壤的次生盐渍化。由于一些地区重力侵蚀的崩塌、滑坡、或泥石流等经常导致交通中断,道路桥梁破坏,河流堵塞,已造成巨大的经济损失。 5.淤积抬高河床加剧洪涝灾害 土壤侵蚀使大量坡面泥沙被冲蚀、运搬后沉积在下游河道,消弱了河床泄洪能力,加剧了洪水危害。建国以来,黄河下游河床平均每年淤高8~10cm,目前很多地段已高出两岸地面4~10m,成为地上“悬河”。 近几十年来,包括我国长江在内的全国各地都有类似黄河的情况,随着土壤侵蚀的日益加剧,各地大、中、小河流的河床於高和洪涝灾害也日趋严重。1998年7、8两月间发生在长江干流、松花江流域的特大洪水灾害给国家造成了数亿元的损失,在很大程度上说明了由于土壤侵蚀造成河床淤高、行洪能力下降导致洪水危害不断增大的问题。 6.淤塞水库湖泊影响开发利用 新中国成立以来,初步估计全国各地由于土壤侵蚀而损失的各类水库、山塘等库容历年累计在200亿立方米以上。 长江中游的洞庭湖,清代道光年间有水面6270 平方公里,由于土壤侵蚀导致的泥沙淤积,加之沿湖围垦等,1949年湖面面积缩小至4350 平方公里,1993年又缩小到3641平方公里,同时由于湖底因泥沙淤积而升高,使得其容量减少了40%,严重影响了洞庭湖的缓洪能力和湖周的生态环境,1998年长江干流发生的特大洪水灾害与之有密切关系。 5.4.2土壤侵蚀成因 1.内营力的作用    东川地处川滇经向构造带与华夏东北构造带的结合过渡部位,小江深大断裂带由北向南贯穿全境,其东支以西属康、滇地轴,在黄水箐以北属东川块状隆起,出露前震旦系昆阳地层,岩性为中等物等变质的碎屑及碳酸盐岩;黄水箐以南属昆明断阶,主要出露震旦系澄江组,灯影组地层及寒武系,二叠系地层,其显著特点是出露有中生代朱罗系陆相沉积。东支以东属滇、黔、川、鄂台拗,金牛厂西北属昭通断褶,主要出露前震旦系昆阳群,震旦系灯影组以及寒武系,二叠系地层。金牛厂以南属牛头山隆起,主要出露震旦系灯影组,寒武系、泥盆系、二叠系地层;河谷地普遍存在着第四纪沉积物。小江断裂带自形成以来,一直处于活跃状态,岩层在长期的构造运动中,致使不断破碎和变质、节理发育、风化不断,为土壤侵蚀提供了基础的物源条件。    根据地貌成因,东川地貌类型主要分为剥蚀构造山地、侵蚀构造山地、侵蚀堆积河谷等几种类型。其中剥蚀构造山地主要分布在流域分水岭附近,主要包括了单褶玻山、复褶皱山、向斜山、断块山等类型,其特点是地势比较平缓,分布着集中成片的耕地和荒草地;侵蚀构造山地主要特征表现为山体高大,山脊较狭窄,地势陡峻,高差较大,沟谷深切“V”形;侵蚀堆积河谷是山区耕地集中分布及村庄座落的主要地段,辖区内主要包括了断陷盆地、构造断陷盆地、基座阶地、洪积台地以及非河流形成的阶地。其主要分布于河流两岸,地形坡度较缓,在8°~15°之间,是人类活动聚集区。切割剧烈、山高坡陡的地貌格局,使得水土流失一旦发生,即会造成更大规模水土流失的发生,同时造成的危害也非同一般。  2、外营力的作用    所有外营力都是形成水土资源和土地生产力不可或缺物质和条件,根据产生水土流失的外营力,可分为水力侵蚀、风力侵蚀、重力侵蚀和冻融侵蚀4种类型。水土流失的影响因素包含自然因素中的气候、地形、土壤、植被,人为因素包含不合理的开发建设、毁林开荒、过度垦殖等。    气候:冬春季节,受干燥强劲西风气流控制,夏秋季节受经常性潮湿的西南气流影响,造成辖区干湿季节分明,5~10月降雨量占全年总降雨量的88%,其中6~8月占55%~60%。海拨1300m以下的山区及河谷区干旱少雨,多年平均降雨量688.1mm,最多的年份为844.4mm(1974年),最少年份为45l.9mm(1963年)。雨量最多年与少年相差392.5mm,相当于年平均降雨量的57%。年相对平均变率为11%。相关研究表明,在充分前期降雨之后,再遇强度大的暴雨也正是引起水土流失最为严酷的气象条件,而降雨雨强和雨型则是造成水土流失的决定性因素。东川降雨主要集中在6~8月,在初期5月经历了短历时的降水后,土壤含水量逐渐趋于饱和,之后的集中降雨的主要特点是点暴雨、夜雨比较集中,因此,在这个时段,也是水土流失比较突出的阶段,往往会因一场不大的降水导致水土流失极端灾害泥石流的发生。    3、 土壤植被    东川土壤分共8级,根据土壤理化性状,1~3级地土壤理化性状较好,适宜农耕,是传统的农业种植区;4~6级地分布在中、高山地区,土壤多含砾石、卵石、粗砂,质地差、易受旱、涝,侵蚀重,是水土流失主要发生地。    东川区由于高山峡谷特有的立体气候,植被种类多样,但小片分散,数量有限,且多属次生性植被。由于特殊的地质、地貌和气候条件,加上历史上大规摸的开矿和伐薪烧炭炼铜,以及长期以来为燃料、建筑伐木,以致森林植被破坏严重,水土流失严重,生态严重破坏,生态恶性循环。自然生态系统所形成的格局和各种自然灾害的频繁发生,加之人为的过量不合理生产活动,如乱采乱挖、毁林、陡坡开荒致使农业生态坏境恶化。 6.土壤侵蚀控制措施建议 东川小江人民在饱受水土流失、泥石流灾害带来的恶果后,深刻认识到在发展生产、谋求经济高度发展和提高人民生活质量的同时,不能以牺牲环境为代价换取一时的经济增长。要正确处理好人与自然的关系,既要满足当代人的需求,又不损害后代人满足其需要的能力,使人口、经济、社会、环境和资源协调发展。建国以来,为系统地展开小江流域生态环境的整治和恢复工作,在云南省有关部门的大力支持下,原东川市先后成立了“东川市小江整治办公室”、“东川市泥石流防治领导小组”、“东川市水土保持委员会”。25年来,以小江流域为单元开展综合治理,狠抓防林工程和荒山植树造林,加强农田水利基本建设,做到生物措施、工程措施和农业技术措施相结合,农业生态建设与农民群众脱贫致富 相结合,使生态环境逐渐改善,荒漠化进程得到遏制。据不完全统计,从1975年到现在,共投资7000多万元用于水土流失防治,控制水土流失面积266km2,流失率从68.9% 下降到53.6% ,森林覆盖率从13.3%上升到21.3%,经济效益也显著提高。在泥石流治理方面,东川形成有特色的泥石流治理模式,重点包括3 个环节:稳,在泥石流沟上游封山育草,植树造林,削弱水动力条件的参与,减少地表径流,固土稳坡,防止沟床下切,对滑坡体采用截流排水,防止水体渗透侵蚀,用工程手段固脚稳坡,使水土分离;拦,在主沟床内,选择有利地形,构筑泥石流拦挡坝,拦蓄泥沙,减缓沟床纵坡,提高侵蚀基准面;排,修建排导槽,束水改沙,使泥石流按照人工设计的路线外排,以保护下游城镇设施,开发利用土地 资源。目前,半山区和沟谷的生态安全形式基本稳定,工农业生产已呈现出稳步发展的态势。 7.泥石流形成原因 7.1泥石流形成条件及危害 7.1.1泥石流形成条件 (1)地形地貌条件:在地形上具备山高沟深,地形陡峻,沟床纵度降大,流城形状便于水流汇集。在地貌上,泥石流的地貌一般可分为形成区、流通区和堆积区三部分。上游形成区的地形多为三面环山,一面出口的瓢状或漏斗状,地形比较开阔、周围山高坡陡、山体破碎、植被生长不良,这样的地形有利于水和碎屑物质的集中;中游流通区的地形多为狭窄陡深的峡谷,谷床纵坡降大,使泥石流能迅猛直泻;下游堆积区的地形为开阔平坦的山前平原或河谷阶地,使堆积物有堆积场所。 (2)松散物质来源条件:泥石流常发生于地质构造复杂、断裂褶皱发育,新构造活动强烈,地震烈度较高的地区。地表岩石破碎,崩塌、错落、滑坡等不良地质现象发育。为泥石流的形成提供了丰富的固体物质来源;另外、岩层结构松散、软弱、易于风化、节理发育、或软硬相间成层的地区,因易受破坏,也能为泥石流提供丰富的碎屑物来源;一些人类工程活动,如滥伐森林造成水土流失,开山采矿、采石弃渣等,往往也为泥石流提供大量的物质来源。 (3)水源条件:水既是泥石流的重要组成部分,又是泥石流的激发条件和搬运介质(动力来源),泥石流的水源,有暴雨、水雪融水和水库(池)溃决水体等形式。我国泥石流的水源主要是暴雨、长时间的连续降雨等。 7.1.2泥石流类的危害 泥石流常常具有暴发突然、来势凶猛、迅速之特点。并兼有崩塌、滑坡和洪水破坏的双重作用,其危害程度比单一的崩塌、滑坡和洪水的危害更为广泛和严重。它对人类的危害具体表现在如下四个方面: (1)对居民点的危害:泥石流最常见的危害之一,是冲进乡村、城镇,摧毁房屋、工厂、企事业单位及其他场所设施。淹没人畜、毁坏土地,甚至造成村毁人亡的灾难。如1969年8月云南省大盈江流城弄璋区南拱泥石流,使新章金、老章金两村被毁,97人丧生,经济损失近百万元。 (2)对公路、铁路的危害:泥石流可直接埋没车站,铁路、公路,摧毁路基、桥涵等设施,致使交通中断,还可引起正在运行的火车、汽车颠覆,造成重大的人身伤亡事故。有时泥石流汇入河
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