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简介
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水土保持学绪 论水土保持学及其研究内容水土保持的意义水土保持的发展历史与其他学科的关系一、水土保持学及其研究内容 1、几个重要概念 土壤侵蚀： 土壤或其他地面组成物质在外营力的作用下，被剥蚀、破坏、分离、搬运和沉积的过程。 水土流失： 在外营力的作用下，水土资源和土地生产力遭受的破坏和损失，包括土地表层侵蚀及水的损失。水土保持： 防治水土流失，保护、改良与合理利用水土资源，维护和提高土地生产力，以利于充分发挥水土资源的效益和建立良好的生态环境。 水土保持学： 研究水土流失形式、发生原因和规律、水土保持基本原理，据以制定规划和运用综合措施，防治水土流失，治理江河与风沙，保护、改良和合理利用水土资源，维护和提高土地生产力，改善农业生产条件，建立良好的生态环境的应用科学。 2、研究内容 ① 土壤侵蚀的形式、分布和危害；小流域径 流的形成与损失过程；土壤侵蚀特征。 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。 ④ 水土保持的效益。二、 水土保持的意义 1. 水土流失现状 1990年的调查统计，全国土壤侵蚀面积492万平方公里，占国土面积的51%。其中水力侵蚀面积179万平方公里，风蚀面积188万平方公里，冻融侵蚀125万平方公里。福建省的情况 根据2000年福建省土壤侵蚀遥感调查的结果，福建省以水力侵蚀为主，土壤侵蚀总面积为13127.31平方公里，占全省土地总面积的10.72%。其中： 轻度侵蚀6572.91平方公里，占侵蚀总面积的50.07%； 中度侵蚀3815.41平方公里，占侵蚀总面积的29.06%； 强度侵蚀2547.23平方公里，占侵蚀总面积的19.40%； 极强度侵蚀180.25平方公里，占侵蚀总面积的1.37%； 剧烈侵蚀11.51平方公里，占侵蚀总面积的0.09%。 福建土壤侵蚀现状的特征： 以低强度侵蚀为主，极强度和剧烈侵蚀的面积和比例小； 东南沿海地市比中西部山区地市严重； 局部地区侵蚀很严重 2、水土流失的危害破坏资源河道、水库淤浅，加剧洪涝灾害影响交通运输危及人民生命财产安全三、水土保持的发展历史 20世纪30年代，美国贝内特（H.H.Bennet）创立了“土壤保持学”。 20世纪初叶，前苏联和日本也发展了具有特色的土壤侵蚀与水土保持学科。 我国40年代初期，设立了甘肃天水、陕西长安和福建长汀水土保持实验区；开展大量的考察工作；取得了显著的治理成效。国外以美国为例 围绕三个方面开展研究： 1、土壤侵蚀与水质管理； 2、土壤侵蚀与土壤资源管理； 3、基于保持规划与环境保护的侵蚀预报技术； 1、土壤侵蚀与水质管理研究： 沉积物分离、运移和沉积的定量关系； 地表条件与径流和土壤侵蚀的定量关系； 不同耕作和管理措施条件下，不同农业 化学物质向地表径流的排放量； 有效控制污染物向地表径流排放措施； 改进WEPP。 2、土壤侵蚀与土壤资源管理研究： 有效的土壤保持技术； 获取更多的资料为制定土壤保持措施提 供依据。 3、基于保持规划与环境保护的侵蚀预报技术把WEPP应用于营养和杀虫剂流失的预报 中国土壤侵蚀研究的特点： ① 土壤侵蚀调查与基础性、关键性问题的研究 研究建立了土壤侵蚀分类原则和系统； 建立了土壤侵蚀区划的原则和系统（如侵蚀营 力划分一级区）； 土壤侵蚀调查研究方法的进展（3S技术）。 ② 土壤侵蚀过程及其机理研究 地质时期和历史时期以来土壤侵蚀过程的研究 （通过对黄土高原古地貌演变及黄土层内古环境信息的研究，论证了自然侵蚀的发生演变过程） 坡耕地土壤侵蚀过程及其机理研究 中国土壤侵蚀预报的研究。 ③ 土壤侵蚀与沟道河流泥沙输移及洪涝灾害关联研究 中国水土保持应重视的几个问题： ①加强水土流失基础理论研究。 ②加强流域生态经济系统的管理与调控研究。 ③以可持续发展理论指导区域水土流失综合治 理与开发。 ④把防止与调控地表径流放在首位。 ⑤加强科学研究，进一步提高成果转化率。 ⑥建立中国土壤侵蚀监测信息系统。四、与其他学科的关系 1、与基础性自然科学的关系 气象学 水文学 地貌学 地质学 土壤学 GPS的组成 1.空间部分（卫星星座） 24颗在轨卫星分布在6个轨道平面内，每轨4颗卫星均匀分布，卫星轨道几乎为圆形。在地球上的任意地点、任意时刻至少可以同时看到4颗以上的卫星，满足定位的需要。地面部分 2.地面控制部分：监测站、主控站、地面注入站、通讯及辅助系统 3.用户设备 GPS接收机、微机、气象仪器等 什么是GIS GIS = CAD+DATABASE+SPATIAL OPERATION 采集、模拟、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机信息系统。支持地理空间数据库的获取、管理、操作、分析、模型化和显示打印输出数据、信息、地理信息 GIS应具备的功能支持对空间数据库的获取能对空间数据库进行管理显示、打印、编辑、查询、特征提取等支持以空间数据为基础的分析支持对空间数据的模型化提供规划、管理等问题的决策支持 GIS的组成 以计算机为基础的硬件设备 Hardware 软件 Software 空间数据库 Database GIS管理的对象人员 Lifeware 最重要但又最容易被忽视硬件设备 高速处理器大容量的存储设备输入、输出设备等其它辅助设备 GIS软件 专门的GIS软件，一般具有：数据管理、数据分析、地图制图、数据库的组织管理、空间信息的查询和空间分析等功能新的GIS软件进一步提出了网络功能，特别提出了对INTERNET的支持预测预报和决策支持的要求土壤侵蚀动态变化特点土壤侵蚀面积减少，侵蚀比率下降土壤侵蚀强度明显减轻沿海地市侵蚀面积和侵蚀强度降低幅度大于内地沿海地市土壤侵蚀仍比内地严重土壤侵蚀比率降幅趋缓，完成“十五”水土流失治理目标任重道远。第一章 水土保持基本原理第一节 水土流失带性规律 影响水土流失的因素主要有： 气候:降雨，风等； 地质、地貌：岩石、构造、坡度等； 土壤：透水性、抗蚀性和抗冲性等； 植被：覆盖度、植被类型等； 人为因素。 其中自然地理要素在地球表面是成带性分布的。 一、自然地理环境的地域分异规律 地球的形状、自转和公转 地表的太阳辐射量由北向南呈规律性排列 气候、植物和动物也成带状分布。 但是，地球表面不是一个连续的、均匀的、具有相同物质组成的行星，大陆占地表的29％，海洋占71％，这种面积的数量对比关系，使大陆与海洋以及大陆的东岸、西岸和内部的自然地理要素分布更为复杂。 （一）全球性的地域分异： 海陆对比：地表有大洋和大陆之分，这是自然地理环境的基本分异。它除表现为海与陆的强烈对比外，还构成两种明显不同的陆地生态环境与海洋生态环境，并通过其间的相互影响，造成次一级的地域分异。 热力分带：太阳辐射随地理纬度不同而发生的热力分带性是一种全球性的地域分异规律。它决定着气温、气压、湿度、降水、风向等要素在地表呈带状分布。 （二）大陆和大洋的地域分异 大陆的地域分异规律：贯穿整个大陆，如纬度分异等； 大洋的地域分异：大洋表层纬向自然带大洋底层自然区。（三）区域性的地域分异 地带段性；地区性；垂直带性。（四）地方性的分异规律 地形的垂直分化，地面组成物质和地方气候的差异。如坡向不同引起水热分布上的差异。 二、土壤侵蚀的地理分布 1、地表水热状况与外营力 地表水热状况不同，决定了不同性质的外营力作用及其强度。 土壤侵蚀的过程：风化剥蚀、搬运和沉积 风化作用： 指暴露在地表的岩石，由于受到各种因素的作用，其形状、结构和成分发生改变的现象。 风化为搬运创造了条件！ 不同水热条件下，风化作用有鲜明的特点： 物理风化发生在高寒区； 化学风化强烈发生于高温高湿区，等等。 搬运作用： 将风化的松散物质由原来的地方搬运到附近或很远的地方并堆积起来的过程。 搬运与风化关系密切： 风化为搬运准备了物质； 搬运为进一步风化创造条件。 沉积作用： 风化产物经过一段时间的搬运后，由于介质的搬运能力减弱而沉积下来的过程。 认真分析可见，土壤侵蚀与地表水热状况是分不开的： 高温少雨地区，风化作用以物理风化为主，风蚀严重； 高温多雨区，化学风化为主，水力侵蚀活跃； 低温少雨区，风蚀为主。 2、侵蚀的地带性规律 有三个气候侵蚀带： 冰雪气候侵蚀带：气候特点是降雪量大于消融量，形成冰川，或融水下渗，结成冻土； 湿润气候侵蚀带：气候特点是：气温较高，降水量大于蒸发量，多余的水渗入地下成为潜水或地下径流，未渗入地下的水形成地表径流。所以，以水力侵蚀为主； 干旱气候侵蚀带：在地面蒸发量大于降水量的地区，空气十分干燥，植被生长受到限制，风力作用极为强烈，形成风沙流破坏地表。 。 第二节 水、沙平衡原理 一、水量平衡 水分循环：地球表面的广大水体，在太阳辐射作用下，大量水分被蒸发，上升到空中，被气流带动送到各地。在这个过程中，遇冷凝结而以降水形式落到地面上，再从河道或地下流人海洋：水分这样往返循环不断转移交替的现象称为水分循环或水循环。包括了降水、径流和蒸发三过程。 大、小循环。 大循环：大循环是海陆间的水分交换 ； 小循环：从海洋上蒸发的水汽，上升遇冷凝结后又降落在海洋上，或陆地上蒸发的水汽上升遇冷凝结后又降落到陆地上，这种局部的循环称为小循环。 水量平衡： I = O + △W I 某时段内输入水量； O 某时段内输出水量； △W 时段内储水量增量。 二、容许土壤流失量（T值） 1、概念 小于或等于成土速率的年土壤流失量。 对于坡耕地，是使作物在长时期内能经济、持续稳定地获得高产而允许的年最大土壤流失量。 2、T值范围 美国依据满足作物生长需要的土层深度、流失区域大小、保证下游的安全等条件确定不同情况的T值（P17）。 一般来说，耕地土层深厚且剖面土壤肥力接近的情况下，容许流失量可大些；对于土层薄、少量侵蚀即会显著降低生产力的情况，其值要低。 4-11吨/公顷·年和2-6吨/公顷·年 我国采用的T值 我国根据有效土层厚的抗蚀年限，划分出土壤潜在侵蚀危害程度（P18）。显然，无险型土壤抗蚀年限最长，容许流失量可大些；极险型和毁坏型，容许流失量应取最小值。 在《水土保持技术规范》中，明确提出：在不同成土条件下，容许流失量T值分别采用200t／(km2·a)、500t／(km2·a)和1000t／(km2·a)。 三、冲淤平衡 纵向平衡： 不冲不淤：来水的含沙量，通过河段即不发生冲 刷，又不产生淤积的平衡状态； 冲淤平衡：河段内有冲有淤，但一定时间内（1年） 其冲淤达到平衡。 断面平衡：床面上水流的作用流速，与床面土质的抗冲能力以及断面内 的横向输沙都能互相平衡，不致引起断面形状的改变。 平面平衡：指游荡型河流的稳定问题。 第三节 生态系统平衡原理 一、生态系统的概念 指生物群落及其无机环境相互作用的一个自然系统。 二、生态系统的组成 生产者（producers）又称初级生产者（primary producers），利用太阳光能把CO2和H2O合成有机物质，同时把光能转化为化学能。消费者 不能利用无机物质制造有机物质，而是直接或间接依赖于生产者所制造的有机物质。它们属于异养生物。 分解者（composers），指利用动植物残体及其它有机物为食的小型异养生物，主要有真菌、细菌、放线菌等微生物。小型消费者使构成有机成分的元素和贮备的能量通过分解作用又释放到无机环境中去。 三、生态系统的结构 指生态系统中有机体内部与彼此之间在时空上的联系方式及物质、能量的转移关系。 营养结构：食物链和食物网。 空间结构：垂直和水平空间结构。 垂直结构：指生物群落在空间上的垂直分化规律。 水平结构： 是指生态系统中的生产者和各级消费者有机体、种群或群落的水平分布状况和动态，体现了生态系统的二维水平结构。 种群：生态系统中或一定区域内同一种生物的个体总和。 群落：由生态系统中所有生物种群构成的有机整体。 四、生态系统的能量流动 生态系统的能量流动过程起史于绿色植物的光合作用，经历了草食性（herbivory）和肉食性（carnivory）过程，最后经微生物分解释放，并以热的形式散发到环境中去。可见，生态系统的能量流动是在系统的生产、消费和分解的过程中实现的。 1、初级生产 几个重要概念 生产： 绿色植物通过光合作用，把太阳能转化为化学能并积累在植物体中，这就叫做生产。 初级生产：由于生产是生态系统最初的和最基本的能量储存形式，所以叫做初级生产。 初级生产力：单位时间和单位面积积累的能量叫初级生产力。 总初级生产：植物吸收的总光能，也就是总光合作用量叫做总初级生产。 净初级生产：总初级生产除去植物呼吸消耗的能量后，以有机物的形式储存起来的能量叫做净初级生产。 净初级生产= 总初级生产- 呼吸消耗 2、食物链、食物网、营养级和生态金字塔 食物链:在一个生态系统中，生物之间形成以食物营养为中心的连锁关系，即食物链。 一个食物链的例子 “螳螂捕蝉，黄雀在后” 食物网:生态系统中的食物链很少是单条、孤立出现的，它往往成交叉链索，形成复杂的网络结构，这就是食物网。营养级:食物链上的每一环节称为营养级。 食物链和食物网的意义： 食物链和食物网是生态系统营养结构的形象体现； 生态系统中能量流动和物质循环正是沿着食物链和食物网进行的； 食物链和食物网还揭示了环境中有毒污染物转移、积累的原理和规律。 生态金字塔: 由于营养级的能量在向上传递过程中的大量损失。因此，沿食物链逐级向上，储藏在各营养级中的能量也越来越少，形成—底宽、上窄的金字塔形生态系统能量分布模式，这就是“生态金字塔”。 有三种表达形式：生物量金字塔； 生物数量金字塔； 能量金字塔。 3、次级生产 次级生产是指储存在消费者中的能量值。 有两个指标用来度量生态系统各营养级之间次级生产的效率： 林德曼效率=N营养级同化量/ N-1营养级同化量 消费率=输入N营养级的量/N-1营养级的净生产力林德曼效率近乎一个常数，大约是10%左右。消费率其值在20—25%之间。 4、生态系统的能量流动 5、能量流动的特征 生态系统的能量可以由一种状态转化为另外一种状态； 能量传递过程，大约只有10%的能量从生产者传递消费者； 能量的流动是单向的。 五、生态系统的物质循环 1、物质循环路径 生态系统的物质循环：指组成生物体的C、H、O、N、P、K等元素在无机环境与有机界(生物群落)之间形成的往复循环运动。 可区分为两条途径：气态循环路径和沉积循环途径。 气态循环：指在生物地球化学循环过程中有一定阶段以气态的形式存在于大气中的化学元素循环过程。 沉积循环：指化学元素始终以非气态形式进行生物地球化学循环的过程。 2、沉积循环路径 3、气态循环路径 六、生物多样性与生态系统的功能 生物多样性 ： 指生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和。 通常被认为有四个层次： 遗传、物种、生态系统和景观多样性。 1、“铆钉”假说 2、生物多样性与生态系统稳定性 稳定性是指系统受到外部扰动后保持和恢复其初始状态的能力 。 生态系统稳定性的概念一般包括抵抗力、恢复力、持久性和变异性等4个方面的内涵。。 生态系统的抵抗力：指系统抵抗外力干扰的能力。 特定资源生产力水平下群落种群多样性的高低直接影响到群落对扰动的抵抗力。 例如，对因外来种入侵而引起的扰动： 多样性程度高 缺乏闲置生态位 外来种群 难以立足 抵抗力强恢复力：指群落经扰动后恢复到初始状态的能力。 它直接决定了扰动后群落中种群构件和种子库的丰富度。 持久性和变异性： 持久性和变异件是测度群落在正常的环境变化中所表现出的群落特征，亦即群落适应环境正常波动的能力大小。 种群多样性高的群落必然较多地包含了具有不同生物学和生态学特性的种群，抵抗波动的能力也强。 所以，多样性可以导致稳定性 ！ 七、生态平衡 生态系统通过发育与调节所达到的一种稳定状态。 特征： 物质和能量的输入和输出接近平衡； 种群结构和数量比例持久地没有明显变化。 第四节 景观生态学原理第五节 环境保护与可持续发展。 第二章 土壤侵蚀类型 第一节 土壤侵蚀分类系统 一、土壤侵蚀的四级分类系统 1、土壤侵蚀类型 在不同营力作用下，土壤侵蚀发生发展过程中所呈现的各种形式或形态。 2、土壤侵蚀分类依据 国内权威的分类是四级分类系统，各级分类依据： 一级类型：按侵蚀营力划分； 二级类型：按侵蚀方式或主体形态； 三级类型：按侵蚀方式的不同形态或性态； 四级类型：按侵蚀强度或侵蚀程度分类。 3、中国土壤侵蚀分类系统 第二节 水力侵蚀 指由大气降水及所形成的径流引起的侵蚀过程和一系列土壤侵蚀形式。 水力侵蚀的主要形式是面蚀、沟蚀和潜蚀。 一、面蚀 降雨和地表径流使坡地表土比较均匀剥蚀的一种侵蚀形式。 主要发生于坡耕地、稀疏牧草地和林地。 面蚀包含：溅蚀、片蚀和细沟侵蚀。 1、溅蚀 雨滴打击地面，使细土粒与土体分离，并被溅散跃起的水滴带动而产生位移的现象。 特别注意：溅蚀也发生于平地上。没风时，雨滴落在水平地面上，土粒溅高可达0.75米，最大位移达1.2米。 位移情况决定于雨滴的打击力、打击方向、地面坡度和土壤团聚体情况。 雨滴打击力：可用降雨侵蚀力（R）来衡量（后续 课程讲解）。 黄土高原的研究表明：坡度7%（4°） -9%（5.1°）下，0.87-1.58mm/min情 况下，雨滴侵蚀量达100-668.3t/km2。打击方向不同：位移情况不同。坡度不同：上下坡移动量和移动距离不同。土壤团聚状况：影响土壤抗溅蚀量。 溅蚀的后果： 破坏土壤结构； 片蚀的主要物质来源； 堵塞土壤孔隙。 2、片蚀 浅而分散的坡面片状薄层水流引起土粒比较均匀流失的过程。又称片状侵蚀或层状侵蚀。 一般发生在比较平缓的坡地上。 带走的是溶解的物质或呈悬浮状的微细土粒或滚动的微凝聚体。 3、细沟侵蚀 坡面径流逐步汇集成小股水流，并将地面冲成深度和宽度一般不超过20厘米小沟的水力侵蚀。 主要发生在3°以上的坡耕地。特征： 常成槽形，沟缘线与斜坡的分界很明显； 纵断面与坡面平行，沟头有一小跌差； 在距分水岭不远的地方开始出现； 出现的位置不固定，可被耕耘作业填平。 二、沟蚀 坡面径流冲刷土壤或土体，并切割陆地地表形成沟道的过程。也叫线状侵蚀或沟状侵蚀。 根据沟蚀发生的形态和演变过程，分为： 浅沟侵蚀 切沟侵蚀 悬沟侵蚀 冲沟侵蚀 1、浅沟侵蚀 坡面开始形成的薄层地表径流在流动过程中汇集成较大的股流，向下冲刷切入心土或底土，形成宽度大于深度的沟蚀过程。 特征： 纵断面与斜坡面大致平行； 横断面成V形，有时底部成浅槽形； 在花岗岩区，宽约1. 0m，深度不超过0.5m。 2、切沟侵蚀 浅沟侵蚀的进一步发展，在集中地表径流形成的股流冲刷下，沟道深切入母质层、风化层或深至基岩面的过程。 特征： 有明显的沟头； 深度1m以上，有的数米甚至数十米； 沟底纵断面与坡面大致平行； 地形破碎，不能耕作。 3、悬沟侵蚀 当丘陵坡面径流汇集到谷缘遇直立形沟坡时，汇流骤然呈垂直下泻式冲刷陡壁而形成直立式的切沟侵蚀。 4、冲沟侵蚀 水流经过切沟进一步集中，使沟道继续向宽和深的方向发展的侵蚀过程。 特征： 横断面常成弧形； 沟底纵断面与原坡面不同。 第三节 重力侵蚀 坡地表层土石物质，主要因重力的作用，失去平衡，发生位移和堆积的现象。 一、产生重力侵蚀的条件 土石松软破碎，内聚力小； 高差大、坡度陡，临空土石体外张力大，不稳定； 缺少植物覆盖，无人工保护措施； 坡体存在难透水层。 二、重力侵蚀的类型 根据土石物质破坏的特征和移动的方式，可分为： 崩塌、滑坡和泻溜等。 1、崩塌 边坡上部岩（土）体突然向外倾倒、翻滚、坠落的现象。 2、滑坡 广义：指斜坡上的部分岩（土）体脱离母体，以各种方式顺坡向下运动的现象。 狭义：指斜坡上的部分岩（土）体在重力的作用下，沿一定的软弱面（带）产生剪切破坏，整体向下滑动的现象。 成因： 斜坡上的岩（土）体顺坡向下运动的促滑力大于阻滑力； 组成斜坡的岩土体易为水软化的粘性土或软岩，或者岩体中的层理、片理、节理裂隙、断层面等不连续面为软弱结构面，且产状有利于转化为破坏面（滑动面）时。防治： 改变斜坡形态； 排水； 支挡结构物； 斜坡内部加固。 3、泻溜 岩壁和陡坡上的土石经风化形成的碎屑，在重力的作用下，沿着坡面下泻的现象。 第四节 复合侵蚀 两种或两种以上侵蚀营力共同作用下所形成的侵蚀类型。 一、泥石流 1、定义 泥石流以巨大的冲击力和强大的搬运能力冲刷沟道，破坏和淤埋各种设施的过程。 泥石流： 指饱含固体物质的高粘性流体。 2、 泥石流侵蚀的形成条件： 两岸谷坡陡峻，沟床坡降较大，利于汇流； 大量的松散固体物质； 上中游有充沛的突发性洪水水源。 3、侵蚀特征 以冲、淤危害为特征。 流通区有冲有淤，以冲为主。冲击力很大，侵蚀深度可达2—30米，输出物质可达几十万至上千万方。 泥石流流出沟口后，形成堆积区。 4、防治措施 （1）防护工程 防止冲蚀、冲击等。 如修护坡、挡土墙等。 （2）排导工程 改善泥石流流程的边界条件，使之按设计流路至预定场所停积。 （3）拦挡工程 控制流量和总量，减少或防止对下游的危害。 （4）造林种草 抑制泥石流的发育。 二、崩岗侵蚀 在水力和重力的作用下，山坡土（石）体受破坏而崩塌和受冲刷的侵蚀现象。 1、崩岗的要素 2、崩岗的危害 崩岗侵蚀集中分布于福建、广东、海南、江西、湖南、湖北和安徽南方七省。 根据2005年的调查，南方七省的崩岗数量达到22.19万个。 福建省8637个。 分布在25个县。 最严重的有两个县：安溪（4744个） 长汀（1414个） 坡面支离破碎 崩岗 崩坡式侵蚀 大量泥沙下泻 3、崩岗发育的条件 ① 深厚花岗岩风化壳是崩岗发育的物质基础 。 一般风化壳在10m以上才可能发生崩岗（曾昭璇）；崩岗集中发生在风化壳20m以上的坡地上（张淑光）。 ③ 降雨的影响 有两个方面的作用： 形成地表径流。崩岗是沟蚀发育而成，而地表径流是侵蚀沟发育的动力。 降雨入渗土体。引起土体自重增加，粘结力下降。 所以，地表径流的作用主要发生在水蚀阶段，即崩岗形成前。降雨入渗的作用发生在重力侵蚀阶段，即崩岗崩壁侵蚀扩展期。 4、崩岗侵蚀的治理措施 ① “上拦、下堵、中绿化” 效果：把集水区的径流排到安全处，减少进入 崩岗的径流量； 固定崩积堆，减少二次侵蚀量； 拦挡泥沙，防止下泻。 ② 常规综合治理模式 把崩岗当作一个系统进行综合治理： 集水坡地根据立地条件不同采用开发性治理（有 红土层时）或恢复坡面植被（砂土层出露时）； 崩积堆种竹、种草固定； 崩岗沟底建谷坊拦泥拦沙； 冲积扇拟种草、种竹，或发展经济作物等。 ③ 强度开发性综合治理模式 典型案例：安溪恒美崩岗群的治理 第五节 风力侵蚀一、定义 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。二、影响因素 1、风力强弱 当气流的剪切力和冲击力大于颗粒的重力和彼此的联结力，并能克服地表的磨察阻力时。 启动风速5m/s。 2、地表状况 3、颗粒大小 2mm以下 三、侵蚀形式 1、悬移 粒径小于0.1mm的沙粒或粘粒被风卷扬至高空，随风运行。 2、跃移 粒径在0.1—0.5mm的中细沙粒，受风力冲击脱离地面，升高到10cm的峰值后，受到水平风力和本身重力的作用，沿着两者的合力方向，急速下降，返回并冲击地表，使一些较大的颗粒移动。 3、滚动 粒径在0.5—2.0mm的较大颗粒，不易被风吹离地面，沿地面滚动或滑动。 以跃移为主要方式。 第三章 土壤侵蚀程度和强度分级第一节 几个重要的概念 一、土壤侵蚀程度 土壤原生剖面已被剥蚀的厚度。 反映了：侵蚀结果； 目前的发展阶段； 土壤肥力水平。 二、土壤侵蚀强度 地壳表层土壤在自然营力和人类活动作用下，单位面积和单位时段内被剥蚀并发生位移的土壤侵蚀量。 三、土壤侵蚀模数 单位面积土壤及土壤母质在单位时间内侵蚀量的大小。 表征单位面积年度侵蚀量时：t/（km2.a） 某区域某次降雨条件下单位面积侵蚀量时：t/km2 四、侵蚀深 侵蚀区域每年平均地表侵蚀的厚度（mm）。 第二节 土壤侵蚀程度分级一、定义以土壤发生层被蚀去的厚度或残留的厚度为标准。 二、部颁的分级标准 分级 指标 无明显侵蚀 A、B、C三层剖面保持完整 轻度侵蚀 A层保留厚度大于1/2，B、C层完整 中度侵蚀 A层保留厚度小于1/2，B、C层完整 强度侵蚀 A层无保留、B层开始裸露，受到剥蚀 剧烈侵蚀 A 、B层无保留， C层出露，受到剥蚀 第三节 土壤侵蚀强度分级 一、中国的土壤水力侵蚀强度分级定量指标 按1997年5月1日水利部颁布的SL190—96《土壤侵蚀分类分级标准》进行。 二、水力侵蚀模数的确定方法 1、根据资料确定侵蚀模数 根据研究机构所代表的区域取得的实测径流泥沙资料进行计算和分析获得。这些资料包括： 标准径流场的资料； 全坡面大型径流场资料； 各类实验小流域的资料。 2、野外和室内人工模拟降雨 室内：国内有中科院水土保持研究； 国外有美国国家侵蚀研究实验室。野外便携式： 3、野外土壤侵蚀调查 坡面细沟和浅沟侵蚀量的量算； 竹签法等。 4、利用小水库、塘坝等的淤积量测算 5、利用《水文手册》年输沙模数资料，用泥沙输移比进行推算。 6、利用土壤侵蚀或产沙数学模型计算 如通用土壤流失方程： A=RKLSCP 那么，如果要你去调查某地的土壤侵蚀状况，你能依据如上的定量分级标准判断该区的土壤侵蚀状况吗？ 难！！！ 为什么？ 因为，尽管有方法，实际上侵蚀量是很难获得的！ 三、土壤侵蚀强度分级参考指标 1、土壤侵蚀强度面蚀（片蚀）分级指标 2、沟蚀分级指标 3、重力侵蚀分级指标 部颁标准明确规定： 土壤侵蚀强度分级，必须以年平均侵蚀模数为判断指标，只有缺少实测及调查侵蚀模数资料时，可以在经过分析后，运用参考指标进行分级，各分级的侵蚀模数与水力侵蚀强度分级相同。第四章 影响土壤侵蚀的因素教学目标：掌握影响土壤侵蚀的因素和作用机理。也就是搞清楚两个问题： 哪些因素影响土壤侵蚀？ 这些因素是如何起作用的？主要参考书： 唐克丽主编. 中国水土保持. 科学出版社，2004年 黄炎和等著.闽南地区的土壤侵蚀与治理.中国农业出版 社，2002年 E=f（c·t·g·s·pc·m） E：土壤侵蚀 c：气候 t：地形 g：地质 s：土壤 pc：植被 m：人类活动 第一节 气候主要内容： 降水、风。对于南方来说，最重要的是降雨。 降雨对土壤的作用： 雨滴打击地面：溅蚀和堵塞土壤孔隙（与雨滴特征有关）； 产流冲刷：水蚀区的侵蚀动力（与降雨量、雨强、降雨侵蚀力等有关）。 一、主要降雨参数 1、雨滴特征 大小、分布、终点速度、动能等。 ① 雨滴大小 雨滴大小的测定方法：滤纸色斑法。 滤纸色斑法的具体做法是： 取一张滤纸，在其表面薄薄地涂上一层水溶性的1：10的曙红（干时无色、遇水变红）和滑石粉的混合粉未，当雨滴落在滤纸上后，每一个雨滴就产生一个永久性的粉红色圆形色斑。 实际雨滴在滤纸上所形成的色斑直径与雨滴直径密切相关（窦葆璋率定）: d=0.365D 0.712 d为雨滴直径；D为色斑直径。 雨滴色斑直径还受到滤纸性能的影响。 但是，就同一滤纸而言，其性能是一定的。 所以，只要采用与窦褒璋相同的滤纸，就能采用以上式子计算雨滴直径。 滤纸是：新华造纸厂出品的直径为150mm的定性中速滤纸。 通过这一实验，可以得到什么数据？ 雨滴直径：d ② 雨滴的分布(Best分布) 一定雨强下，大小雨滴的比例构成。 F=1－exp[－(d/a)n ] 其中 a=AIP 式中 : F为雨滴中直径小于或等于d的雨滴 累积体积（%）； d为雨滴直径(mm)； I为降雨强度（mm/min）； n、a、p为常数。(实际应用时发现n、a不是常数） 福建： a=3.39I0.27 n不是常数，n～I关系受地理位置影响。 闽南： n=5.19I0.11 雨滴大小分布的例子: 闽南地区天然降雨雨滴的分布是遵守如下的函数关系的： F=1－exp[－(d/a)n ] 其中 a=AIP （A=3.39，P=0.27） n=5.19I0.11 ③雨滴的中数直径 指所有大于这一直径的雨滴总体积等于小于这一直径的雨滴总体积时的雨滴直径。 假如告诉你雨强，能计算中数直径吗（以闽南为例）？ 以闽南为例: F=1－exp[－(d/a)n ] 其中 a=AIP （A=3.39，P=0.27） n=5.19I0.11 ④降雨的终点速度 雨滴降落到地面时的速度。 当d<1.9㎜时，用修正的沙玉清公式计算，即： V=0.496antilog(28.32+6.524log0.1d-(log0.1d)2)½-3.665 当d≥1.9㎜时，用修正的牛顿公式计算，即： V=（17.20-0.844d）（0.1d）½ 式中： V —— 雨滴的降落速度（m/s） d —— 雨滴的直径（㎜）闽南雨滴最小终点速度是2.28m/s，最大的雨滴降落终点速度是9.41m/s。 ⑤降雨动能 E=1/2*mv2 根据每次降雨雨滴组成，即可计算该次降雨在单位面积上每1mm降雨量的降雨动能。 很多人研究建立了雨强与动能的关系 福建省动能与雨强关系是幂函数关系： e=34.32I0.27 降雨动能的简便算法: 通过回归建立动能与容易获得的降雨参数的关系，寻找简便算法. （以闽南为例）： 一场降雨总动能ET与降雨量P的回归关系： ET=11.36P1.17 月降雨量与月降雨总动能的回归关系： EMT=9.85PM1.14 年降雨量与月降雨总动能的回归关系： EYT=∑（EMT） M=1，2，3，…，12。 2、 降雨侵蚀力是指降雨引起土壤侵蚀的潜在能力。是通用土壤流失方程（USLE）的一个计算参数。 USLE: A=RKLSPC ①威斯奇迈尔(Wischmeier)的研究工作 R＝∑EI30 式中：∑E —— 一次降雨总动能； I30 —— 一次降雨过程中连续30分钟最 大降雨强度。是经验公式，用于研究区以外要校正！ ② R值的雨量算法（经验式） R＝∑1.735×10（1.5lgP1/P-0.818）式中： P1 —— 多年平均月降雨量； P —— 多年平均年降雨量； R —— 年降雨侵蚀力。 ③其他研究者的成果 不同研究条件下，有不同的值计算方法。 比如黄土高原： R＝E60I10 东北黑土地区： R＝E60I30 ④降雨侵蚀力R最佳计算组合的确定原则：保留威氏结构，同时又与土壤流失量有显著相关，用于 通用土壤流失方程（USLE）时能合理预测土壤流失量。以闽南为例： R＝∑EI60 式中：R —— 降雨侵蚀力指标（J.cm/m2.h）； ∑E—— 一场侵蚀性降雨总动能（J/m2）； I60 —— 该场降雨最大60min雨强（cm/h）； ⑤降雨侵蚀力R值的简便算法以闽南为例： R＝∑0.0016Pi1.9288 式中：R —— 年降雨侵蚀力指标（英制单位） Pi —— 各月降雨总量（mm） ⑥R值及其分布以闽南为例 3、降雨量降雨量的大小、分布 ① 降雨量的年际分布特征 降雨的年际变化很大。 以闽南为例：闽南地区降雨量的年际变化很大最大年降雨量一般为平均降雨量的1.3～1.8倍最大年降雨量一般为最小年降雨量的1.7～3.0倍。 ② 降雨量的年内分布特征有三种模式： 4、降雨强度单位时间的降雨量。平均雨强：一场降雨的单位历时降雨量。时段雨强：均匀雨强段内的单位历时降雨量。最大时段雨强：一场雨中的时段最大降雨量。闽南地区的降雨强度均匀雨强段发生次数最多、历时最长的是小于2 mm/hr的降雨大于等于20 mm/hr的均匀雨强段发生的次数不多、历时不长，然而其降雨量却很大，占全年降雨的31.1%。二、降雨与土壤侵蚀 1、降雨量与土壤侵蚀量 ① 可蚀性降雨所谓可蚀性降雨是指能产生地表径流而引起土壤流失模数≥1t/km2的降雨量。在闽南，顺坡抛荒地可蚀性降雨的临界雨量标准为10.7㎜，其它各处理小区的可蚀性降雨的临界雨量标准变化于15.1～24.6㎜之间。 闽南地区多年平均总降雨量中有80%以上属于可蚀性降雨。可蚀性降雨的年内分布规律与降雨年内分布规律相似，集中在５至９月份。 ③ 土壤侵蚀与次降雨量的关系顺坡休耕抛荒区采取了工程和植物措施后 缓坡 14° 22° 26° 18° 顺坡休耕抛荒区： y=a+bx b>0，采取了工程和植物措施后的变化规律因坡度而异在较缓坡度下，降雨量与土壤侵蚀量不存在显著相关。 当坡度提高到14°时遵循y=axb，且有a>0，b>1的回归特征，其图象如图。 当小区坡度为22°时，土壤侵蚀量（y）与降雨量（x）之间遵守y=aebx的指数曲线变化规律，且都有a>0，b>0的回归特征，其图象如图 当小区坡度为26°时，土壤侵蚀量（y）与降雨量（x）之间遵守y=axb的幂函数变化规律，且有a>0，00，b>0的函数变化规律；也包含了y=axb，且有a>0，b>1的函数变化规律。各小区土壤侵蚀量与降雨量的关系图象如图。 小结第一，顺坡抛荒区的土壤侵蚀量与降雨量呈线性关系。第二，采取了一定工程和植物措施后低坡度区二者没有显著关系。 第三，采取了工程和植物措施后14°～22°各小区的土壤侵蚀量随降雨量的变化遵守y=axb且a>0，b>1或y=aebx，且a>0，b>0的函数规律。第四，当坡度达到26°时，各工程和植物措施区的土壤侵蚀量随降雨量的变化遵守y=axb，且a>0，00，b>1的函数图象。 ② 顺坡植草区降雨强度与土壤侵蚀与顺坡抛荒区比较，雨强与土壤侵蚀量之间关系也发生了一定的变化：首先是相关系数普遍下降。第二，关系方程中幂指数发生了明显变化 10°和26°坡度级的幂指数b值由顺坡抛荒区的b>1降为01的函数变化规律等高平台区 14º、26º小区时段最大雨强与土壤侵蚀量之间存在极显著的相关关系，并遵守y=axb，且b>1的函数变化规律 10º的等高平台区平均雨强和60分钟最大时段雨强与土壤侵蚀量没有显著相关，而I10、I20和I30与土壤侵蚀量之间存显著的相关性，并遵守y=axb，且01 工程和植物措施区的b变化较大，有些b>1，有些区01。第二节 地形 主要受坡度、坡长、坡向、坡形、沟壑密度等次级因子的影响。 一、坡度 1、坡度对渗透量的影响 水分入渗量与坡度成反比关系： 坡度小，流速小则入渗量大；坡度大，流速大则入 渗量小。 2、坡度对径流的影响 关系比较复杂（径流与坡度、降雨和入渗有关）。 不考虑入渗时，坡度与径流成反比关系。 为什么？ 受雨面积不同！坡度大，受雨面积小，径流小；反之也然！ 3、坡度与土壤侵蚀的关系哈德逊（N.W.Hudson）指出，随着坡度的增大，土壤侵蚀量增加得更快；津格（A.W.Zingg）的研究也表明，坡度增加一倍，土壤侵蚀量增加2.61-2.80倍； 霍顿（R.E.Horton）认为，在较小坡度下，侵蚀量与坡度之间的关系可表达为E=Asb b为1.35-1.40 因此，土壤侵蚀量与坡度之间的关系可以描述为： 随着坡面坡度的增加，土壤侵蚀量呈幂函数方式（幂指数b大于1）递增。 土壤侵蚀量与坡度的幂函数关系规律，只有在较低坡度下是存在的，当坡度增加到一定的界限时，随着坡度的增加，土壤侵蚀量反而下降，出现临界坡度。临界坡度: 当坡度增加到一定值，土壤侵蚀量不随坡度增加而增加，反而出现下降趋势，这一坡度就叫临界坡度。 福建25°-27.6° 二、坡长 在其他条件相同的情况下，水力侵蚀强度决定于坡长。 土壤侵蚀量随坡长的变化遵守幂函数规律，但其变化速率却因研究条件不同而异。 坡度(S)坡长(L)因子与土壤侵蚀的关系: 坡度(S)坡长(L)因子是美国通用土壤流失方程（USLE）中的因子，含义是： 任一坡度坡长条件下的土壤流失量与特定坡度、坡长（22.13m，9%）的标准小区土壤流失量的比值。 根据研究，闽南地区的LS值可用下式表达： LS=0.08λ0.35θ0.66 λ为坡长（m） θ为坡度（°） 上式的含义：LS值指任一坡度坡长条件下土壤流失量与坡度为10°、坡长为20 m的径流小区土壤流失量的比率。三、坡形 自然界的坡形一般可分为直线形坡、凸形坡、凹形坡和阶段形坡四种基本类型。 1、直线形坡 从分水岭到坡底坡度保持不变。 严重侵蚀发生在下半部。 2、凸形坡 坡度随着距分水岭距离的增大而增大。 侵蚀严重程度也随着增加。 3、凹形坡 坡的上半部较陡，下半部较缓。 上部侵蚀，下部沉积。 4、阶段形坡 斜直坡与阶地相间的复式坡形。 可增加入渗，减少径流量，降低径流流速。 第三节 地质地质因素中主要是岩性和构造运动对土壤侵蚀有较大的影响。 一、岩性 岩石的基本特性，对风化过程、风化产物、土壤类型及抗蚀能力都有重要影响。 容易风化的岩石易受强烈侵蚀，如花岗岩等； 块状坚硬的岩石可抵抗较大的冲刷； 岩石透水性对于降雨的渗透、地表径流和地下潜水的形成有重要影响。 二、新构造运动 是引起侵蚀基准变化的根本原因。土壤侵蚀地区如果地面上升运动比较显著，就会引起这个地区冲刷的复活。第四节 土壤 是侵蚀作用的主要对象，所以它的特性，尤其是透水性、抗蚀性和抗冲性对土壤侵蚀有很大影响。 一、土壤的透水性（渗透性） 透水性决定着地表径流的大小。所以土壤对水分的渗透能力是影响土壤侵蚀的重要因子。 如何测量土壤的渗透性？ 入渗的测定方法径流观测法；单（双）环法。单环法双环法 Keep water head to be about 5 cm depth. Maintain water level to be the same in both inside and outside rings. 土壤透水能力决定于土壤质地、结构性、孔隙度、剖面构造、土壤湿度等。 质地越粗，透水越好； 结构越好，透水性与持水量越大； 持水量取决于孔隙度； 透水性与孔隙大小有关； 透水性较小的土层距地面越近，越易侵蚀； 湿度大，透水性差。 二、土壤的抗蚀性 指土壤抵抗雨滴打击分散和抵抗径流悬浮的能力。 可用分散率、分散系数和侵蚀率表示。 分散率：土壤在水中的分散程度的指标。 测定方法：1%的悬浊液1000ml，震荡20次，然后测定粉粒（0.02-0.002mm）和粘粒（＜0.002mm）的含量与机械法全分散粉粒和粘粒的含量的比值的百分数。 计算： 分散率=（水散粉粒+水散粘粒）/（粉粒+粘粒）*100% 分级： 5.2%-15%为耐蚀性土壤；15%-55%为易蚀性土壤。南方花岗岩在25%-64%。 分散系数：土壤团聚体在水中破坏的指标。 随有机质和粘粒含量的增高而降低。 东北黑土：11.4 河田侵蚀红壤：41.0 侵蚀率：表示土壤可蚀性程度的指标。三、土壤抗冲性 土壤抵抗地表径流的机械破坏和推动下移的能力。 用土壤崩解度表示。 第五节 植被一、拦截雨滴 次降雨量（10-20mm）有15-40%首先为树冠截流；5-10%林内蒸发；50-80%入渗土壤。二、调节地表径流 枯枝落叶吸收降雨，很少形成地表径流， 好的植被只有1%的降雨形成地表径流。三、固结土体四、改良土壤性状五、降低风速，防止风害 第六节 人类活动一、人类加剧土壤侵蚀的活动 破坏森林 陡坡开荒 过度放牧 不合理的耕作方式 工程建设二、人类控制土壤侵蚀的积极作用 改变地形 改良土壤 改善植被 第五章 水土保持工程措施第一节 概述一、概念 指为达到保持水土，合理利用山区水土资源，防治水土流失而修筑的各种建筑物。二、类型 根据修建目的及其应用条件，分为： 山坡防护工程； 山沟治理工程； 山洪导排工程； 小型水利工程。 1、山坡防护工程 指为防止山坡水土流失而修筑的一些工程措施。 如梯田、山边沟、边栅护坡、拦水沟埂、水平沟、水平阶、鱼鳞坑、蓄水池等。 2、山沟治理工程 指为固定沟床、拦蓄泥沙、防止或减轻山洪及泥石流灾害而在山区沟道中修筑的各种工程措施。 如沟头防护工程、谷坊工程、各种拦沙坝等。 3、山洪导排工程 指为了防止山洪、泥石流的危害，保护村庄、道路、工矿企业及生产安全的各种工程。 如排洪沟、泄水建筑物等。 4、小型水利工程 如小水库、塘坝等。 二、水土保持工程的作用 1、改变小地形，防止土壤侵蚀 这是山坡防护工程的作用。 2、防止沟头前进，沟床下切 山沟治理工程的作用。 3、防止山洪和泥石流危害 山洪导排工程的作用。 4、拦蓄坡地径流，减轻水土流失 小型水利工程的作用。第二节 坡面治理工程规划和设计一、规划 1、原则 工程、生物和农业措施合理配置的原则； 沟道、山坡兼治，上、下游治理结合的原则； 坚持预防为主、全面规划、综合治理、因地制宜、加强管理、注重效益的原则。 2、目标 减少水土流失，恢复地表植被，合理利用土地资源，合理利用水资源，实现经济、社会和生态效益的协调发展。 3、内容 土地利用规划； 灌溉工程规划； 排水工程规划； 小型水利工程规划； 田间道路工程规划； 支挡工程规划。 二、坡面治理工程设计 包括斜坡固定工程、山坡截流和沟头防护工程。 1、斜坡固定工程 为防止斜坡岩土体的运动，保证斜坡稳定而布置的工程措施。 如挡土墙、护坡工程、削坡、排水工程等。 2、山坡截流沟 在斜坡上每隔一定距离，在平行等高线或近平行等高线修筑的水沟。 作用：截短坡长，减免径流冲刷。 布置：与纵向布置的排水沟相连。 3、沟头防护工程 根据防护工程的作用，将其分为：蓄水式和泄水式沟头防护工程（P74-76）： 蓄水式用于沟上部来水较少时； 泄水式用于：沟头来水量大；沟头近村庄或交通。 4、编栅护坡工程 编栅护坡：用于表土较松，坡度较大的裸露坡面上。做法是：在坡面上每隔70厘米设置一个20厘米高的栅栏，用于上坡径流泥沙，栅栏分两层，里层为无纺布，外层为塑料网格，栅栏用钢筋固定于坡面上。栅栏上方设一沟底宽20厘米的排水沟，将径流排入排水总沟。在坡面上种植美化环境的植物。 5、梯田工程 在丘陵山坡地上沿等高线方向修筑的条状阶台式或波浪式断面的田地。 分类：按断面形式分： 水平梯田：田面水平。 坡式梯田：每隔一定距离，沿等高方向堆土或挖沟筑埂，把原坡面分割成若干等高带状的斜坡段。 用于劳动力缺乏，降雨少的地区。 隔坡水平梯田：由两个一次性修平的水平梯田之间隔着一段原状坡面的斜坡段组合而成的。 反坡梯田：田面由外向内倾斜的台阶形田块。 梯田断面设计的基本任务： 确定在不同条件下的最优断面。最优断面的要求： ①适应机耕和灌溉的要求； ②保证安全与稳定； ③挖填土方平衡。 计算方法： 之一：根据土质和地面坡度选定田坎高和田坎坡度，然后计算田面宽度。 之二：或根据地面坡度、机耕和灌溉需要先确定田面宽，然后计算田坎高度等。 各要素之间具体计算方法： 田面毛宽：Bm=Hcotθ 田埂占地：Bn=Hcotα 田面净宽：B=Bm-Bn=H（cotθ-cotα） 田埂高度：H=B/ （cotθ-cotα） 在丘陵陡坡地区： 8-10米宽的田面，1米的田坎高度是合适的。 缺点： 费工，成本高：在15-20度坡修梯田每公顷420-900工日，约8250-15000元； 土地利用率低：约64.8%； 田间作业不便。 6、山边沟 定义：在坡面上，每隔适当距离，沿等高方向所构筑的浅三角形沟。 目的：截短坡长，分段排水，以防止冲刷； 提供田间作业道路，建立坡地省工经营基础。 优点：省工经营，降低成本； 每公顷3150元，仅为梯田的35%； 提高土地利用率，比梯田高26%； 交通方便，便于机械化作业。 类型：宽型和窄型山边沟。 宽型适用于15°以下的缓坡地； 窄型适用于15°以上的坡地。 第三节 沟壑治理工程设计一、谷坊工程设计 1、谷坊定义 山区沟道内为防止沟床冲刷及泥沙灾害而修筑的横向拦挡建筑物。 是沟道治理的主要工程措施。 高度一般1—3米，最高5米。 2、类型 根据建筑材料不同，分为： 土谷坊； 干砌石谷坊； 浆砌石谷坊； 混凝土谷坊； 柳谷坊。 3、谷坊规划设计的主要内容 坝高；间距；断面尺寸。 坝高：根据建筑材料、沟道地质、地形条件确定。以能承受水压力和土压力而不被破坏为原则。 间距：与谷坊高度及淤积泥沙表面的临界不冲 坡度有关。 稳定坡度（I0）：谷坊淤满后，淤积泥 沙表面的坡度。 计算： L=Ho/（I-Io） L为谷坊的间距（m）； Ho为谷坊的有效高度， m； I为沟底原来的纵坡； Io为稳定坡度，决定于坝后淤积土的土质：粘土Io取1%；沙土Io取0. 5%；粘壤土0.8%。 断面尺寸：与建筑材料有关。 干砌石谷坊断面尺寸 土谷坊断面尺寸 二、淤地坝工程设计 在沟道里为了拦泥、淤地所建的坝，坝内所淤成的土地称坝地。三、小型水库工程 水库由挡水坝、溢洪道和放水建筑物组成。 挡水坝：拦蓄水量，台高水位； 溢洪道：排泄洪水的建筑物； 放水建筑物：放水用于下游灌溉。 我们研究小型水库： 小（一）型水库库容100万-1000万m2； 小（二）型水库库容10万-100万m2。 1、库址的选择 从安全、经济、合理等方面考虑。 2、地质调查 水库地质是决定性因素，主要调查库底是否漏水，坝基是否坚固。 适宜修坝的岩石： 花岗岩、花岗片麻岩、石英岩、石英砂岩等。宜修小型水库的岩石： 页岩、砂质页岩等。有断层、节理发育不能修水库。 3、死库容和死水位（设计最低水位） 以灌溉为主的小型水库，死库容需满足两个条件： 死水位应保证水库自流灌溉； 库容应满足泥沙淤积的要求。 4、水库兴利调节计算及设计水位的确定（自习为主） ①水库的调节性能； ②年调节库容 ③兴利库容和设计蓄水位的计算。 5、防洪库容的确定（自习）第六章 水土保持生物措施第一节 概述一、定义 指在山地丘陵区以控制水土流失、保护和合理利用水土资源、改良土壤、维持和提高土地生产潜力为主要目的所采取的造林种草措施。也叫水土保持林草措施。 二、种类 1、类型划分的要求 科学性：符合科学原理，类型概念清晰，相互之间要有明显的界限； 实践性：符合生产实际，便于操作； 系统性：类和种之间的 隶属关系明确。 2、种类的命名 根据地形（或小地貌）+防护性能+生产性能； 或地形（或小地貌）+防护性能（或生产性能）分类。 举例： 山顶防护林：山顶，保持水土，涵养水源，获取木材。 护坡薪炭林：较缓坡，防止各类坡面侵蚀，薪材。 坡面水土保持林：陡坡，防止各类坡面侵蚀。 沟头防护林：沟头，防止水蚀和重力侵蚀。 三、作用（参考第四章“植被”的作用） 1、林冠截留降雨，减少土壤侵蚀 一般15—40% 2、枯枝落叶层吸水下渗，调节径流 3、固持和改良土壤，提高土壤的抗冲和抗蚀性第二节 水土保持林规划设计与造林技术一、规划设计（一）内容 1、立地条件类型的划分 意义：是选择树种、制定造林技术的依据。 划分的方法有：生活因子法、立地指数法和主导环境因子法。 通常采用主导环境因子法（影响林木成活与生长的环境因子）。 环境因子有： 地形：海拔、坡向、坡度等； 土壤：类型、土层厚度、表土层厚度、土壤侵蚀等； 水文：季节性积水等； 生物：造林地群落状况。 主导环境因子的分析： 从两个方面进行分析： 第一，环境因子与林木必须的生态因子的关系 （生态因子：光、热、水、气和养分） 从环境因子与林木必须的生态因子之间的关系 分析寻找与生态因子关系密切的主导环境因子。 第二、分析在极端状态下可能限制林木生长的环境因 子。 划分立地条件类型步骤： 绘制平面图:可用地形图勾绘平面图。 划分小斑：造林设计的基本单位，其地类、权属和立地条件基本一致。一般根据地面明显标志划分小斑，小斑面积一般为1—20公顷。 确定划分立地条件类型的方法：主导环境因子法。 确定小斑调查的因子：根据主导环境因子的要求，确定小斑调查的具体因子。 划分立地条件类型和命名：根据小斑调查资料，通过分析找出主导环境因子，进行分级并组合成不同的立地条件类型，然后进行命名。如低山阳坡紫色土。 2、造林典型设计 是对各立地条件类型的造林树种、造林密度、配制方式、混交、整地、造林方法等进行设计。 采用图、表和文字相结合的形式表示，称为造林类型配置图。 举例：引自长汀2004年的治理设计立地条件类型：山脊强度流失地（现有林木稀少，覆盖度小 于10%）；整地方式：小水平沟整地。 沟面宽0.5米，沟底宽0.3米，沟深0.3米，沟长4 米；沿等高线布置；沟间距3米；上下行距2米。整地时间：2003年12月； 造林树种：木荷（乔）、胡枝子（灌）和宽叶雀稗（草）；造林密度：每条小水平沟种植胡枝子7株，木荷苗1株，每亩 沟埂用百喜草0.25kg或宽叶雀稗0.5kg；混交：乔灌草混交；基肥：亩施钙镁磷20kg，生物有机肥20kg，均匀撒施于沟底 后，复土至沟深2/3。造林时间和方法：2004年2月造林；植苗造林，撒播草种。 关于树种规划： 按照适地适树的原则，兼顾防护和群众的需要来选择树种。 林种是按森林所起的作用来划分的。 我国分为：防护林、用材林、薪碳林、经济林及特种用途林。 水土保持林是防护林中的一种。 广义上，能够产生防护及水土保持作用的林木都归入水土保持林。如分水岭防护林、坡面水土保持林等。 在树种规划的基础上，按各树种的防护和生产性能，统计各林种的面积。 （二） 规划设计的工作程序 1、准备阶段 培训：统一指导思想、规划原则、规划内容、 要求和指标。 2、资料的分析研究阶段 影响造林成活和林木生长的主要环境因子， 总结造林的经验和教训。 3、规划与设计阶段 包括立地条件类型的划分、造林典型设计、树种和林种规划、造林顺序、种苗规划、幼林抚育、投入劳力和投资预算等。 4、设计图的绘制和报告的编写 按立地条件类型、树种和林种绘制规划设计图。 要求：大比例尺成图； 显示小斑界、号和面积； 表明造林树种和造林年限； 用颜色表示林种。 二、水土保持造林技术 1、适地适树 就是使树种的生物学和生态学特征与造林地的生态环境相匹配： 有三条途径： 选地适树或选树适地； 改地适树； 改树适地。 2、混交造林 营造水保混交林时，要为主要树种选择混交树种。 混交树种是指起辅助、改良土壤和护土作用的次要树种。 3、整地工程小水平沟整地： 沟面宽0.5米，沟底宽0.3米，沟深0.3米，沟长4米；沿等高线布置；沟间距3米；上下行距2米。穴状整地： 种植穴在坡面沿等高线布设，上下行成品字形排列，根据不同造林树种设计株行距。 如胡枝子和木荷混交的株行距是：2×2.7m； 造樟树林：4×4m； 定植穴的规格（乔木）： 0.5×0.4×0.3m 4、造林方法 植苗造林： 最广泛的水土保持林造林方法。播种造林： 人工或飞机播种造林。分植造林： 利用树木的营养器官直接进行造林的方法。 只适用于营养器官具有萌芽能力的树种，如 杉木、竹类、柳等。第三节 水土保持种草一、草种的选择与配置 按适地适草的原则，因地制宜，选择适生的草种，同时考虑种植和管理成本。 选择草种有两种方法： 对现状草地进行调查，选出不同生境条件下 的适生草种； 种植和引进不同草种进行对比，筛选出适宜 的草种。 配置：参见表格。 福建几种水土保持草种： 百喜草、宽叶雀稗、圆叶决明、日本草等。 百喜草： 百喜草：百喜草属禾本科、雀稗属，为匍匐性草类，须根系，其根系水平分布约65～80cm，在垂直分布方面50%以上的根系集中在表土层中；一般可延伸至地表下100cm以上。百喜草的须根常因地上部割除或地上走茎干枯而死亡；其干枯部分经腐烂分解后，成为土壤有机质的来源。百喜草耐高温，最适生长温度为28˚～33˚C；不耐寒，当温度低至0˚C以下时，则地上部变成黄褐色而枯萎。 宽叶雀稗属禾本科、雀稗属，多年生草本。其株高160㎝左右，丛生，茎半匍匐状，具短粗的根茎。宽叶雀稗喜温暖湿润气候，耐热，我国南方6～9月生长旺盛；较不耐寒，对霜冻敏威，冬季地上部枯死；耐旱性强；对土壤要求不严，耐酸，较耐瘠，而以肥沃湿润的土壤生长最好。 圆叶决明属豆科决明属。直根系，侧根发达，根系主要分布在0-25cm土层，匍匐型多年生热带草本植物，喜高温，适合于酸性土壤。 二、种植技术 1、播种方式 条播：开沟、播种、复土； 撒播：把种子均匀地撒在土壤表面并轻耙复土； 带肥播种：播种时把肥料条施在种子下4-6cm处； 犁沟播种：把种子条播进沟底湿润土层的抗旱播种方法。适用于干旱和半干旱区。 2、播种要求 水分条件：豆科要求为田间持水量的40—80%； 禾本科要求为田间持水量的20—60%。 播种深度： 开沟深度：依土壤墒情而定； 覆土深度：一般小粒种1-2cm； 中粒种不超过3-4cm。 播种量：适量播种，合理密植（参表4-3）。 3、混播技术 播种量：（参P108）； 播种时期：主要以生物学特性和当地条件为依据； 播种方法：同行条播、交叉播种，间行条播、撒播、撒播与条播结合。 三、草地管理与开发 1、草地经营与管理 新建草地管护：围栏建设与保护； 促进成株成长； 冬前追施草木灰。 成熟草地管理：利用； 病虫害防治； 更新复壮； 翻耕技术。 第七章 水土保持农业技术措施 第一节 措施的特征一、以改变小地形增加地面糙率为主的措施 1、等高耕作 指沿着垂直于等高线方向进行的横向耕作。 实行等高耕作的要点： ①坡耕地的坡度越小越好，一般坡度在15°以下为 宜； ②种植行偏离等高线的坡降不超过3%； ③缓坡自下而上、较陡坡应自上而下犁耕； ④雨水较多的湿润地区，等高犁沟应有一定坡降， 0.5-1.0%为宜，并结合草沟排水； ⑤在土层薄或降水多的地区，在上下间隔2-3米开 挖水平防冲沟； ⑥等高耕作可加宽作物的行距，缩小株距，实行密 植； ⑦若在坡地栽种果茶等稀植作物，必须实施套种。 2、等高沟垄耕作 在水土流失的坡地上沿等高线或在风蚀地上垂直主风向开沟、起垄、蓄水、防风、保土的耕作法。 3、其他 区田、圳田等。 二、增加植物为主的措施 1、轮作 不同农作物在一定的农田上按一定的顺序，周而复始地轮翻种植。 轮作能增加地表覆盖的时间和覆盖度。 制定轮作制度时应遵守的原则： 根据当地的自然经济条件，充分考虑后作对 前作的要求，以及前作对后作的影响，合理安排 轮作制度。 轮作应该注意的问题： ①把每一种作物都配置在最适的田块上，使每一种作物都有良好的前作； ②中耕和非中耕作物应间隔排列； ③注意作物对连作的反应： 耐连作：玉米、甘薯、麦类等（连作4-5年）； 不耐连作：大豆、花生、马铃薯等（种1年，停1- 2年）； 不宜连作：油菜、烟草、瓜类（种1年，停3-5年）。 ④轮作中不安排休闲； ⑤注意豆科和非豆科的轮作。 草田轮作： 前后作物是农作物和多年生牧草的就叫草田轮作。 2、间作、套种与混作 间作：在同一田块于同一生长期内，分行或分带相间种植两种或两种以上作物的种植方式。 套种：在前季作物生长后期的株行间播种或移栽后季作物的种植方式。 混作：在同一块地上，同时混合种植两种或两种以上作物的种植方式。 3、等高带状间作 沿等高线将坡地划分成若干条带状，在各条带上交互或轮换种植密生作物与疏生作物或牧草与农作物的种植方式（P115）。 福建的研究： 用香根草做草带，带间种作物。 三、改善土壤物理性状的措施 1、深耕 一般在夏、秋两季进行，深耕21-24cm。 2、少耕 指在常规耕作的基础上尽量减少土壤耕作次数，或在全田间隔耕种，减少耕作面积的一类耕作方法。 3、免耕 依靠生物的作用进行土壤耕作，用化学除草代替机械除草的一种保土耕作法。 实施免耕的技术要点： ①地表有敷盖物； ②化学除草剂的应用； ③适合的农机具（免耕播种机）； ④深厚的土层； ⑤有较高的有机质含量，土壤不板结。第二节 措施的作用一、防止水土流失 水土保持农业技术措施的防蚀机理： 结合上述内容进行总结（三个方面）。 举例： 等高耕作：可减少径流29%和减少土壤流失80%； 间作：减少地表径流30-40%，减少土壤冲刷30-70%； 免耕：翻耕地径流量比免耕地大3.5-25倍，流失量 大15.5-769倍。 二、增加作物产量 如等高耕作增加产量25%，间作、套种增产38%。 第八章 水土保持效益估算与评价第一节 概述一、水土保持效益 是对实施水土保持措施后所获得的利益或收益的预测和计算。 目的：分析措施当前的效益； 检验原规划、设计的合理性； 预测规划措施的效益。 二、水土保持效益的分类 根据水土保持效益的性质，分为： 蓄水保土效益； 经济效益； 社会效益； 生态效益。三、效益计算的原则 1、根据治理措施的使用年限确定效益计算期 一般20-30年 2、采用的数据资料要翔实可靠 3、从措施开始生效之年计算效益 ①从开始实施开始计算效益的有： 梯田、保土耕作措施和小型蓄水保土工程的保水、保土效益； 保土耕作措施的增产效益； 采用工程措施造林种草的保水、保土效益。 ② 没有整地工程时，灌木第三年，乔木第五年，种草 第二年开始计算效益，其经济效益应在开始有果品、 枝条和饲草等收益时； ③ 封禁治理第3年开始计算。 4、多项措施的效益要分摊。第二节 水土保持效益的计算一、蓄水保土效益计算 包括： 单项措施的蓄水保土效益：如梯田、小水平沟造林等； 小流域或某区域的蓄水保土总体效益：比如2004年长汀 重点治理小流域采取了果园改造、小水平沟造林、坡面种草、 拦沙坝等措施。（年蓄水增加958万m3，减少侵蚀19.3万吨） 蓄水保土效益计算方法：主要有水保和水文法。 1、水保法 指应用水土保持单项措施来综合计算全流域的蓄水保土效益。流域实施治理后减沙、蓄水量计算： ①蓄水量的计算 W=W1+W2 W 为流域实施治理后的蓄水总量； W1 为流域实施治理后坡面各种措施蓄水量总和； W2 为流域实施治理后沟谷各种治理措施蓄水总和。 W=∑Ww·A·Iw+∑Vw·a Ww为坡面某项措施实施前的径流模数； A为坡面某措施的面积； Iw坡面某措施的减流系数； Vw沟谷某项措施的平均蓄水体积； a沟谷某项工程措施的数量。 ②减沙效益的计算 M=M1+M2 M 为流域实施治理后的减沙总量； M1 为流域实施治理后坡面各种措施减沙总量； M2 为流域实施治理后沟谷各种治理措施减沙总量。 M=∑Ms·A·Im+∑Vm·a Ms为坡面某项措施实施前的侵蚀模数； A为坡面某措施的面积； Im坡面某措施的减沙系数； Vm沟谷某项措施的平均拦沙体积； a沟谷某项工程措施的数量。 2、水文法 以水文站或径流站等实测的降雨、径流和泥沙资料为依据，用统计相关分析的方法来计算全流域实施水土保持措施后的蓄水、减沙效率。 二、经济效益计算 （一） 直接经济效益计算 以各项措施增产的产品的经济效益计算为基础，并以货币定量表示。 各项治理措施的经济效益，应根据每年实际生产效益的有效面积、单位面积增加的产品数量以及产品价格，逐年计算，最后累加得到在效益计算期内的总效益。 直接经济效益包括： 粮食和经济作物增产的效益； 栽植经济果林、种草的产品效益； 增加木材蓄积量的效益； 增加薪材的效益。 （二）间接经济效益 1、坡地（特别是果园）的间接效益 如节约化肥用量和节约劳动力等带来的效益。 节约化肥用量： 如果园生草（百喜草）可节约尿素、过钙和氯化钾470kg/hm2、133kg/hm2 、1321kg/hm2。 节约劳动力： 果园生草（百喜草）每公顷节约60个工日（每亩节约4个工日），按每工日50元计算，每公顷节约3000元。 2、种草的间接经济效益 如以草养畜：增产的饲草养畜带来的效益； 3、造林的间接经济效益 直接产品有：花与叶、枝条、果品、木材。 加工转化提供间接经济效益的有如下几方面： 编织； 加工； 药用。 计算转化效益要注意： 当地有转化条件，转化多少计算多少； 必须扣除转化中的投入； 只计算一次转化提高的产值和投入，而且只限于 在当地农村就地加工转化。 三、社会效益的计算 水土保持社会效益包括减轻自然灾害和促进社会进步两个方面带来的效益。 1、减轻自然灾害的效益计算 ① 保护耕地的效益 主要比较治理前后耕地的损失量变化。 ② 防洪效益计算 林草措施的防洪效益，采用两种方法计算，即： 对等措施替代法，是以其他防洪措施 （水库等）替代林草的防洪效能，而以此替代措施的投资定额计算其效益。 第二，淹没损失替代法，有无林草措施的洪水淹没损失差。 工程措施的防洪效益计算： 坡面水土保持工程措施的防洪效益计算： 用林草措施的对等措施替代法计算。 沟道水土保持工程措施的防洪效益计算： P = D – C P 为沟道工程的防洪效益； D 为无沟道措施时的洪水灾害损失； C 为沟道工程的防洪部分投资。 ③ 水土保持农业技术措施的社会效益计算 P = （A1-A2）* C P 为某单项措施的减沙效益（元/hm2）； A1 为措施区产沙量（m3/hm2）； A2 为实施措施区的产沙量（m3/hm2） ； C 为当地小型水库的修筑费用定额（元/m3）。 2、促进社会进步的调查分析 提高土地生产率； 提高劳动生产率； 改善土地利用结构与农村产业结构； 促进群众脱贫致富； 提高环境容量等。 四、生态效益计算 1、农田防护林效益（一般了解） 体现在农作物的增产和减少土壤风蚀的价值上。 2、林草措施改善水质的效益 P=W（C1-C2）*N P改善水质的效益； W某地区的用水量；C1未治理时该区的水处理费； C2治理后该区的水处理费； N实施措施的时间。 五、经济分析 静态评价（P188）： 计算净效益； 计算效益费用比； 计算还本年限； 计算经济效益系数。 标准还本年限10-12年；标准经济效益系数为 0.08—0.10。 2、动态评价 考虑了各项费用和效益的时间价值，因而在计算中需将不同年份的投资、年运行费和获得的效益都换算到同一基准年。第三节 流域综合治理评价一、评价指标体系的构建 1、评价指标体系 由若干指标按照一定规则，相互补充、相对独立地组成的群体指标体系。 2、指标体系构建的原则 ①指标体系能全面反映综合治理的效果； ②各项指标均应有明确的概念，且要避免指标内涵的重叠； ③各项指标都要无量纲化； ④评价指标体系的指标容易获得，计算方法简单。 3、评价指标体系的构建 ①生态效益综合指数（P190）； ②经济效益综合指数（P190）； ③社会效益综合指数（P190）； 以上三综合指数进行加权平均即得流域管理综合指数（P190）。 二、评价指标的计算方法 1、生态效益 土壤侵蚀减少率= （治理前侵蚀模数-治理后侵蚀模数）/治理前侵蚀模数×100%； 林草覆盖率=林草地面积/土地总面积×100%； 治理度=已治理面积/需治理面积×100%。 还有光能利用率、土壤有机质、环境质量提高率、系统抗逆力。 2、经济效益 益本比、投资回收期、成本利润率等。 3、社会效益 农产品商品率、劳动力利用率等。 三、评价的方法 1、比较分析法 根据评价目的要求，选取一些具有代表性的指标进行比较，来评价不同管理措施实施前后效益的高低变化。 从内容上： 单项比较分析：以单一指标来分析管理效果； 综合比较分析：以多项指标来分析管理效果。从方法上： 相对评价法：对若干待评事物的评价结果进行比 较，并排出次序； 绝对评价法：根据对事物本身的要求，评价其达 到的水平。 2、模拟评价法 分为： 数学模拟：把不同方案涉及的问题、技术、经济等方面的数据，按其内在的联系及总体规划的要求，相应地建立各种数学模型，从而计算各种方案的经济和生态效益。 实验模拟：设置实验，获取数据，进行评价。用于生态效益的评价。 3、其他方法 投入产出分析法、投资分析法等。 第九章 水土保持动态监测与管理第一节 概述一、水土保持监测的作用 1、水土保持项目管理的重要手段 判断水土保持是否符合标准，是否达到预期目标。 2、为项目建设提供基础资料 建立本地信息库，为其他项目评估、科研、规划、 设计等提供资料。 3、为水土保持评价和决策提供科学依据 4、为水土保持监督执法提供依据 5、为水土保持宣传提供新途径 二、水土保持监测的原则 充分考虑服务对象对信息的需求和服务的有效性， 同时遵循： 1、规范性 监测方法、监测方式和范围的界定、指标等必须统一，监测的描述和表达等应有全国统一的标准。 2、综合性 指标的综合性(自然、社会、经济等方面选指标)、 监测方法的多样性（高新技术结合常规方法）。 3、动态性 4、层次性 宏（全地区）、中（重点地区）、微观（典型样点）。 三、水土保持监测的内容 《中华人民共和国水土保持法实施条例》规定：国务院水行政主管部门和省、自治区、直辖市人民政府水行政主管部门应当定期分别公告水土保持监测情况。公告应当包括下列事项： ①水土流失面积、分布状况和流失程度； ②水土流失造成的危害及其发展趋势； ③水土流失防治情况及其效益。 水土保持监测内容应包括： 1、水土流失变化； 2、土地利用现状； 3、治理措施实施情况； 4、生产与收入的变化； 5、群众物质和文化活动水平的变化情况。 四、监测方法与技术 总体来说，要用到RS、GPS、GIS技术、地面调查、专项试验和数理分析与预测、预报等方法。第二节 水土流失预报一、USLE（Universal Soil Loss Equation，通用土壤流失 方程，20世纪80年代以前） A=RKLSCP 式中：A—土壤流失量 R—降雨侵蚀力因子 K—土壤可蚀性因子 L—坡长因子 S—坡度因子 C—耕作和管理因子 P—辅助性保持措施因子 优点： 形式简单，方便使用。不足： 数据来自落基山脉以东； 适用于缓坡地； 适用土壤是以蒙脱石为主要粘土矿物的土壤； 未考虑径流因素； 因子交互作用被忽略，如坡长与降雨等。 20世纪70年代后修改形成了RUSLE。 二、WEPP模型（Water Erosion Prediction Project，水蚀 预报计划） 最新的预报模型； 有坡面、流域和网络版。 优点：是过程模型； 可以估算侵蚀的时空分布。 不足：复杂！ WEPP可以预报每天或每次的降雨、入渗、地面径流过程产生的侵蚀和泥沙过程状况，还可以计算日、月、年平均径流、泥沙运移状况等等。 三、中国土壤侵蚀模型的研究概况 1、基于USLE建立坡面土壤侵蚀预报模型 A=RKLSBET （CSLE） B、E、T分别为水土保持生物、工程和耕作措施因子。 2、陡坡地土壤侵蚀预报模型 以江忠善为代表，建立了模型。 3、坡面水蚀物理过程模型 第三节 水土保持信息系统概述一、构成 四部分：硬件系统、软件系统、空间数据和管理操作人员。 水土保持空间数据： 指以地球表面空间位置为参照的与水土保持有关的自然、社会和人文景观数据。 包含三种互相联系的特征： 已知坐标系中的位置； 实体间的空间相关性（拓扑关系）； 与几何位置无关的属性。 二、水土保持信息系统的设计与建立 1、设计思想 运用系统工程的原理和方法，结合空间信息系统的特点实施建设。 2、建立过程 ① 可行性研究 用户需求调查、确定系统的目标和任务、数据源调查和评估、系统处理工作量、数据库结构和大小、服务范围、输出形式和质量、系统的支持情况等。 ②系统设计 功能设计：应有的空间操作功能； 数据设计：分类、编码、存储和管理； 应用设计：系统建模和产品的输出。 ③建立系统的实施计划 ④系统实验 ⑤系统运行 3、软件设计 4、用户界面设计 5、系统评价 从技术和经济两方面对设计的系统进行评价。 ① 系统效率 ② 可靠性 ③ 可扩展性 ④ 可移植性 ⑤ 系统效益 三、系统数据库建立 1、源数据的获取与预处理 2、数据录入 3、数据质量控制与评价 ①质量衡量准则 准确性：测量值与真值的接近程度； 正确性：无遗漏无重复正确表示各类属性的编码; 完整性：具有同一准确度和精度的数据在类型上和 特定空间范围内完整的程度； 一致性：同一或同类现象表达的一致程度； 现势性：数据反映客观现象目前状况的程度。 ② 数据误差来源分析 数据误差通常是一个累积的量。 采集、加工、存档。来源主要有： 数据收集：测量、遥感和地图数据等； 数据输入：数字化和数据格式转换； 数据存储：存储数据精度不够和空间精度不够；数据处理：分类间隔不合理，多层叠加误差传播，比 例尺太小等；数据输出：设备输出精度低和媒介不稳定；数据使用：对数据所包含信息的误解和使用不当。 ③ 数据质量控制技术 前期的误差控制：采集过程的误差控制； 后期的误差处理：对空间数据的采点误差和属性数 据的输入错误进行检查，针对不 同情况进行误差处理。 ④ 数据质量评价 依据准则进行评价。 4、数据维护 第四节 水土保持动态监测信息系统一、水土保持监测网络信息系统 建立一个以GIS为平台的实用化的信息管理系统，为有关部门提供数据统计、信息管理、规划设计的决策支持工具。 1、系统组成（以省级网络为例） 省、地、市三级网络。 2、系统功能 监测信息综合处理； 项目管理； 会议演示； 监督执法管理； 规划辅助设计； 数据传输与通信模块。 二、水土保持动态监测信息子系统 在GIS支持下，利用遥感、遥测信息，定位、定量、动态地监测和分析区域水土保持及其资源环境变化规律。 1、建立系统的几个主要技术指标 监测范围； 指标的更新周期（一般为1年）； 点网的布设； 网络系统的建立。 2、系统设计 3、系统的基本结构 监测指标库； 基础年图形和属性库； 监测年份图形和属性库； 监测模型库； 监测指标变化分析。 第五节 水土保持管理信息系统 利用计算机技术，将流域内各种资源与环境的信息按空间分布进行存储管理，把大量单一分散的数据资料变成活的综合的信息资源，向用户提供灵活方便的查询检索，统计计算和列表制图的基本信息服务。 一、基础信息管理子系统 对区域资源环境、社会经济、人文历史方面的基本信息进行管理，为其他子系统提供基础数据。 二、规划子系统 三、效益评价子系统
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