PAGEPAGE292006年碩士研究生入學考試水土保持學試題試述流域綜合治理規劃的基本內容。（40分）內容主要包括以下幾個方面：土地利用規劃：土地利用規劃是流域管理的基礎，主要內容是確定農林牧各業土地利用結構和位置，劃分工礦、村鎮、水利、交通等項用地的范圍。水資源利用規劃：目的在于實現供水和需水之間的平衡和水資源的有效利用。農林牧副特業生產規劃：主要指農林牧特各業本身規劃，一方面為水土資源規劃提供依據，同時又受水土資源規劃的限制；要保證農林牧副特各業本身內部比例合理，資源利用和轉化效率高。流域生態建設措施體系布局規劃：按照因地制宜、因害設防、綜合管理、突出效益的原則，根據流域水土流失的空間分布特征，在土地利用規劃的基礎上，從上游到下游，從分水嶺到坡腳，從支溝到干溝，從溝頭到溝口，選擇不同地貌部位、不同地類的流域管理措施，提出一套由各種流域管理措施組成的具有經濟效益的、系統完整的、科學的流域生態環境建設措施體系布局規劃。投資和效益估算：投資計算包括生產費用和建設費用，效益一般指經濟效益、生態效益和社會效益。流域管理規劃的實施進度：根據規劃期內的物資、資金、勞力等情況綜合平衡，合理安排各年度內實施管理措施及其面積、施工季節等，并提出實施規劃的保障措施。試述我國主要水土流失防治區水土保持林體系的合理空間配置特點和小流域水土保持林的配置模式與基本原則。（40分）解答：就我國而言，山地丘陵區是我國主要的水土流失防治區。山丘區水土保持林體系作為山地丘陵區的防護林體系，其體系的組成主要分為黃土地區水土保持林和石質山地水土保持林。一、我國主要水土流失防治區水土保持林體系的合理空間配置特點：水土保持林體系的合理配置，要體現各個林種具有生物學的穩定性，顯示其最佳的生態經濟效益，從而達到流域治理持續、穩定、高效人工生態系統建設目標的主要作用。水土保持林體系配置的組成和內涵，其主要基礎是作好各個林中在流域內的水平配置和立體配置。1、所謂水平配置，是指水土保持林體系內各個林種在流域范圍內的平面布局和合理規劃。對具體的中、小流域應以其山系、水系、主要道路網的分布，以及土地利用規劃為基礎，根據當地發展林業產業和人民生活的需要，根據當地水土流失的特點，水源涵養、水土保持等防災和改善各種生產用地水土條件的需要，進行各個水土保持林種合理布局和配置，在規劃中要貫徹“因害設防，因地制宜”“生物措施和工程措施相結合”的原則，在林種配置的形式上，在于農田、牧場及其他水土保持設計的結合上，兼顧流域水系上、中、下游，流域山系得坡、溝、川，左、右岸之間的相互關系，同時，應考慮林種占地面積在流域范圍內的均勻分布和達到一定林地覆蓋率的問題。2、所謂立體配置，指某一林種組成的樹種或植物種的選擇和林分立體結構的配合形成。林種立體配置應強調的問題：一是針對防災需要和所處立地條件而合理選擇樹種或植物種；二是根據選定的樹種或植物種依其生物學特性、生態學特性處理好植物種間的關系；三是林分密度的確定，除應考慮一般確定林分密度的原則之外，還要注意林分將要防護災害的需要以及所應用樹種和植物種的特性。總之，對一個完整的中、小流域水土保持林體系的配置，要考慮通過體系內各個林種的合理的水平配置和布局，達到與土地利用的等的合理結合，分布均勻，有一定的林木覆蓋率，各林種間生態效益互補，形成完整的防護林體系，充分發揮其改善生態環境和水土保持功能；同時，通過體系內各個林種的立體配置，形成良好的林分結構，具有生物學上的穩定性，達到更好的生態效益和效益。二、小流域水土保持林的配置模式與基本原則水土保持林體系在小流域范圍內的總體配置原則，就是通過山丘區防護林體系各林種的水平配置與立體配置的合理結合，形成多功能，多效益的農林復合生態系統，達到最高的土地利用率和土地生產力。一些分布較廣的水土保持林林種主要有：①坡面水土保持林；②水文網與侵蝕溝防護林；③水庫、河岸（灘）防護林。以下主要針對這些分布較廣的水土保持林林種，闡述各個林種配置的主要原則和模式：1、坡面水土保持林（1）水土保持（或水源涵養）用材林水土保持用材林主要可采用以下配置形式：①主要喬木樹種與灌木帶的水平帶狀混交：沿坡面等高線，結合水土保持整地措施，先造成灌木帶，帶間距4-6m，等灌木成活，經第一次平茬后，再在帶間栽植喬木樹種1-2行，行距2-3m。②喬、灌木隔行混交：喬、灌同時栽植造林，采用喬、灌木間距混交（行距2-3m）。③結合農林間作，用喬木或灌木帶間間作農作物形式。營造林帶時，結合窄帶反坡梯田或水平溝等整地措施，在幼林初期，行間間作一些農作物，既可取得一些弄產品，又可以耕代撫，保水保土。（2）護坡薪炭林發展護坡薪炭的目的主要在于解決農村生活用能源的同時，控制坡面的水土流失。其配置技術如下：在立地條件配置上，可選擇距村莊（居民點）教近、交通便利而又不適于高經濟利用，或水土流失的嚴重的坡地作為人工營造護坡薪炭林的土地。在樹種選擇上，一般應選擇適應于干旱、瘠薄立地，再生能力較強，耐平茬，生物產量高，并且有較高熱值的喬、灌樹種。（3）護坡放牧林護坡放牧林是配置在坡面上，以放牧（或刈割）為主要經營目的，同時起著控制水土流失作用的喬、灌木林。它是破面最具明顯生產特征的，利用林業本身的特點為牲畜直接提供飼料的水土保持林業生態工程。在樹種選擇上，應選擇適應性強，耐干旱、瘠薄，適口性好、營養價值高，生長迅速、萌蘗力強、耐啃食，樹冠茂密、根系發達的樹種。在配置模式上，護坡放牧林（或刈割飼料林）可根據地形條件采用短帶狀沿等高線布設，每帶長10-20m，每帶由2-3行灌木組成，帶間距4-6m，水平相臨的帶與帶間留出缺口，以便牲畜通過。作為牧坡的天然草場或人工割草場，其周圍配置護牧林，主要目的在于改善草場的局部小氣候及牧坡的水土條件，以促進操場產量的提高，同時，護坡林林木的嫩枝葉也可作飼料之用。在牧場周圍護牧林以帶狀或帶狀沿等高線配置。2、水文網與侵蝕溝防護林（1）土質溝道防護林土質侵蝕溝道系統防護林配置的主要目的是結合土質溝道（溝底、溝坡）防蝕的必要，進行林業利用，獲得林業收益的同時發揮保障溝道生產持續、高效的利用。所謂土質侵蝕溝道系統一般指分布于黃土高原各個地貌類型上的侵蝕溝系統，也包括以黃土類母質為特征的，具有深厚“土層”的沿河沖積階地、山麓坡積或部分洪積扇等土地基礎上所沖刷形成的現代侵蝕溝系。可概括為3種類型來敘述其配置技術：①以利用為主的侵蝕溝：應在現有耕地范圍以外，選擇水肥條件較好、溝道寬闊的地段，在這一特定條件下，發展速生豐產用材林。②治理與利用相結合的侵蝕溝：此類侵蝕溝系的中下游，侵蝕發展基本停止，溝系上游侵蝕發展仍較為活躍，溝道內進行部分利用。③以封禁或治理為主的侵蝕溝：這類溝系的治理可考慮從兩方面進行：一種情況是距居民點較遠，現在又無力投工進行治理時，可采用封禁的辦法，減少不合理的人為破壞，使其逐步自然恢復植被，或散播一些林草種子，人工促進植被的恢復。另一種情況是距居民點較遠，對農業用地、水利設施（水庫、渠道等），工礦交通線路等有威脅時，應采用積極治理的措施。（2）石質溝道防護林配置特點：①集水區易于發生泥石流的流域，在樹種選擇和配置上應該形成又深根性樹種和淺根性樹種混交的異齡復層林。②通過區一般溝道十分狹窄，水流湍急，泥石俱下，應以格柵壩為主。有條件的溝道，留出水路，兩側營造雁翅式配置的防護林。③沉積區位于溝道下游至溝口，溝谷漸趨開闊，應在溝道水路兩側修筑石坎梯田，并營造地坎防護林或經濟林。為了保護梯田，沿梯田與岸的交接帶營造護岸林。3水庫、河岸（灘）防護林（1）水庫防護林水庫防護林的配置包括兩部分：水庫沿岸防護林和壩體下游以高地下水位為特征的低濕地段的造林。水庫沿岸防護林有靠近水面的放浪灌木林和其上坡的防蝕林組成。對于壩體下游低濕地，宜用做培育速生豐產林，選擇一些耐水濕和鹽漬化土壤的造林樹種。（2）河岸（灘）防護林為了防止河岸的破壞，護岸林和護灘林必須密切結合起來，只有在河岸灘地營造起森林的條件下方能減弱水浪對河岸的沖淘和侵蝕。簡述風蝕荒漠化地區植被保護與建設的技術體系。（40分）解答：風蝕作用是由風的動壓力及風沙流中沙粒的沖蝕、磨蝕作用，使地表物質被吹蝕和磨蝕，造成土壤養分流失、質地粗化、結構變差、生產力降低、沙丘及劣地形成等土地退化的作用過程。因而風蝕荒漠化的實質就是土地的風蝕退化過程。風蝕荒漠化地區的植被建設技術主要是指生物措施。它包括封沙育林育草恢復天然植被、飛機播種造林種草固沙、植物固沙措施、沙結皮固沙及干旱區綠洲防護林體系等。具體介紹如下：1、封沙育林育草恢復天然植被：在干旱半干旱地區，原有植被遭到破壞或有條件生長植被的地段，實行一定的保護措施，建立必要的保護組織，把一定面積的地段封禁起來，嚴禁人畜破壞，給植被以繁衍生息的時間，逐漸恢復天然植被。封沙育林育草的面積大小與位置考慮與可能，封育時間長短要看植被恢復情況。封育要注重時效性，封育區必須存在植物生長的條件，且必須有種子傳播、殘存植株、幼苗、萌芽、根蘗植物的存在。在以往植被遭到大面積破壞，或存在植物生長條件，附近有種子傳播的廣大地區，都可以考慮采取封育恢復植被的措施以改善生態環境。封育不僅可以固定部分流沙地，更可以恢復大面積因植被破壞而衰退的林草地，尤其是因過牧而沙化退化的牧場。因此這一技術在恢復建設植被方面有重要意義。2、飛機播種造林種草固沙：飛機播種造林種草固沙恢復植被是治理風蝕荒漠化土地的重要措施，也是綠化荒山荒坡的有效手段。具有速度快、用工少、成本低、效果好的特點。飛播必須解決的技術問題有：①流沙地飛播植物的選擇：要求飛播植物種子擇易發芽、生長快、根系扎得深的，地上部分有一定的生長高度及冠幅，在一定的密度條件下，形成有抗風蝕能力的群體。同時還要求植物種子、幼苗適應流沙環境，能忍耐沙表高溫。②沙地飛播種子的發芽條件及種子處理：就種子本身而言，扁平種子易覆沙，大粒、輕而圓的種子覆沙較差。就種子發芽條件來看，需要有一定的溫度、水分條件和氧氣。另外，為防止某些體積大而輕的種子被風吹跑，可在種子外面包一層黏土，使種子重量增加5-6倍，即種子大粒化處理。③飛播期選擇：適宜的飛播期要保證種子發芽所必須的水分和溫度條件和苗木生長足夠的生長期。④飛播量的確定：播量大小影響造林密度、郁閉時期、林分質量、防護效益，在一定程度上決定著飛播的成敗。⑤飛播立地條件選擇：飛播區立地條件是影響飛播成效的重要因素。榆林流動沙丘可分為兩類：一種是沙丘高大密集，沙丘丘間地較窄，地下水較深；另一種是的沙丘比較稀疏，丘間地較寬闊，地下水較淺。后者水分條件較好，飛播出苗率、保存率高，植株生長量大，易形成大面積幼苗群體，因而飛播成效高。前者相反。⑥兔鼠蟲害的防治：飛播花棒等豆科植物種子受兔鼠蟲害嚴重，應對鼠蟲害采取一定捕殺措施。⑦飛播區的封禁管護：為防止人畜破壞，應對播區封禁和管護。3、植物固沙技術措施：在荒漠化地區通過植物播種、扦插、植苗造林種草固定流沙是最基本的措施。主要有以下幾個措施：①直播固沙：直播是用種子作材料，直接播于沙地建立植被的方法。播種方式分為條播、穴播、散播3種。播種深度一般根據種子大小而定。②植苗固沙：是以苗木為材料進行植被建設的方法。由于苗木種類不同，植苗可分為一般苗木、容器苗、大苗深栽3種方法。③扦插造林固沙：扦插造林的優點是便于推廣，生長迅速，固沙作用大，可就地取條，不必培育苗木。適于扦插造林的植物是營養繁殖力強的植物，沙區主要是楊、柳、黃柳、沙柳、檉柳、花棒等。4、沙結皮固沙：以低等生物藻類等為主形成的沙結皮對固沙有重要作用，它固定了植物之間的沙表，越是植叢下面沙結皮越厚，這也是加速流沙固定的有效途徑。5、風沙區防護林體系（1）干旱區綠洲護林體系：綠洲護林體系可分為三部分，綠洲外圍的封育灌草固沙帶、骨干防沙林帶、綠洲內部農田林網及其他有關樹種。（2）沙地農田防護林：沙區護田林除了一般的護田外，最重要的任務就是控制土壤風蝕，保證比表不起沙。這主要取決于主林帶間距即有效防護距離。主林帶距大致為15-20H（H為成年樹高）。（3）沙區牧場防護林：樹種選擇可與農田林網一致，但要注意其飼用價值，另外，營造護牧林時，草原造林必須整地。（4）沙區鐵路防護林：①為草原沙區鐵路防護體系：本區條件稍好，有植物生長條件，以植物固沙為主，機械固沙為輔。防護帶寬度取決于風沙危害程度。防護重點在迎風面。一般以多帶式組成防護體系。本區選擇的喬木主要有（主要指東部）適合當地條件的楊樹、沙柳、油松等，灌木有擰條、花棒等。配置上，東部應喬灌草相結合，條件好的地段可喬木為主，較差地段以灌木為主；西部以灌木為主，能灌溉地段應喬灌草結合。②半荒漠沙區鐵路防護林體系：該體系包括固沙防火帶（放火平臺）、灌溉造林帶（水林帶）、草障植物帶（旱林帶）、前沿阻沙帶（人工阻沙堤）、封沙育草帶（自然繁殖帶）。③荒漠地區鐵路防護林體系：樹種選擇上，灌溉造林可選用較多樹種，喬木有新疆楊、銀白楊、沙棗等；灌木有檉柳、擰條、錦雞兒、花棒等。配置上喬灌結合，形成前緊后疏結構。試述泥石流災害綜合防治措施體系。（30分）解答：泥石流是山區介于挾沙水流和滑坡之間的土（泛指固體松散物質）、水、氣混合流。泥石流具有土體的性質結構性、水體的性質流動性、發生在山區的性質加大的流動坡降。對泥石流的防治應采取綜合措施，包括土地利用規劃措施、工程措施、生物措施及預防性措施。工程措施（一）徑流調節工程：水是泥石流得以形成的不可缺少的動力條件之一，徑流調節工程旨在控制、削弱產生泥石流的水動力條件。①蓄水工程：在泥石流形成區的上游，選擇適宜的地點建造水庫、水塘或其他形式的蓄水池以調節洪水，削減泥石流形成的水動力條件。②引排水工程：興建于泥石流形成區的上方或側方，有排水渠、泄水涵洞等形式。具有調蓄洪水的功能。（二）擋攔工程：目的在于控制或抑制松散固體物質的活動性和其數量的增加，促使泥石流衰退并走向死亡。①攔沙壩、谷坊工程：是治理泥石流的骨干工程。目的在于攔蓄泥沙，利用回淤泥沙埋壓滑坡的滑動面，以穩定滑坡，促進山坡穩定，提高泥石流支溝的侵蝕基準面。②擋土墻工程：是靠墻后被動土壓力制止滑坡下滑及通過改變泥石流流向，防止水流、泥石流頂沖不穩定坡段的坡腳。③護坡工程：穩定泥石流的源地。④變坡工程：不僅有利于山坡的穩定，還有利于山坡資源的開發利用。⑤潛壩工程：建于溝床中，抑制泥石流發生的作用。（三）排導工程：泥石流治理中占有重要的位置，能直接保護某一工程設施或建筑群。①導流堤與順水壩：導流堤始于泥石流堆積扇扇頂或山口直至溝口。目的為控制泥石流流向。②排導溝：以溝道形式引導泥石流順利地通過防護區段排向下游泄入主河的工程。③渡槽、急流槽：排泄泥石流的工程措施；④明硐：渡槽的一種，工程量遠比渡槽大；⑤改溝工程：因某種需要而將泥石流的出口改向相鄰的溝道或另辟一出口的工程。（四）停淤工程①停淤場工程：人為地將泥石流引向開闊平緩地帶，使泥石流停積在某一開闊地帶。②攔泥庫：存放泥石流的工程。（五）農地工程①水改旱：水田改為旱地；②水渠防滲；③坡改梯；④夯實滑坡裂縫。二、生物措施：由于生物措施防治泥石流具有階段性和有限性故需與工程措施密切配合，方能有最佳效果。（一）林業措施：在荒溪流域內營造森林，按其目的和作用可分為四類，即水源涵養林、水土保持林、護床防沖林、防堤固灘林。這些森林類型既可削減泥石流泥沙補給量，又可控制形成泥石流的水動力條件。（二）農業措施：為減少水土流失和根治泥石流災害，需要建立山區生態農業和經濟良性循環，改善大農業生產的基礎條件。農業措施主要有水土保持與耕作措施。（三）牧業措施：山區草坡草場退化是導致泥石流災害愈演愈烈的重要因素，牧業措施主要包括草種選繁、合理放牧、改良草場、改放牧為圈養以及分區輪牧等。泥石流防治，應以防為主，開展預防監測，宣傳普及泥石流的知識，重視制止誘發泥石流的人為活動，保護山地生態環境，防患于未然。開展坡面治理，搞好水土保持，實行合理耕作活動，從根本上解決泥石流的災害。對易發生泥石流地區的工程防護措施主要是：（1）穩：用排水、攔擋、護坡等穩住松散物質、滑塌體及坡面殘積物；（2）攔：在中上游設置谷坊或攔擋壩，攔截泥石流固體物；（3）排：在泥石流流通段采取排導渠(槽)，使泥石流順暢下排；（4）停：在泥石流出口有條件的地方設置停淤場，避免堵塞河道；（5）封：即封山育林，退耕還林。造林增加植被復蓋率。第二章荒漠化概況第一節世界荒漠化概況三、非洲的荒漠化現狀及其成因（一）非洲荒漠化現狀非洲總面積的1/3是沙漠，僅撒哈拉沙漠面積就達777萬km2，非洲的荒漠化面積占土地總面積的34%。（二）荒漠化的成因＊水文環境差＊非洲的地表水資源分布不一，地區差異很大＊氣候環境惡劣＊土壤條件差＊干旱＊非洲的灌溉＊非洲的土壤流失第二節中國荒漠化地區概況干旱、半干旱和亞濕潤干旱區分布于新疆、內蒙古、西藏、青海、甘肅、河北、寧夏、陜西、山西、山東、遼寧、四川、云南、吉林、海南、河南、天津、北京18個省市（自治區、直轄市）的大部分或一部分，共涉及471個縣（市、旗）。一、荒漠化地區的氣候●日照充足，熱量資源較為豐富●氣候干燥●冷熱劇變●風大沙多，風能資源豐富第三節中國土地荒漠化的成因一、人為活動＊人口增長對土地的壓力，是土地荒漠化的直接原因＊過度放牧是草地退化的主要原因＊陡坡墾耕是導致耕地退化的主要原因＊樵采、亂挖中草藥、毀林等則是直接導致土地荒漠化的人類活動＊不合理灌溉方式是造成耕地次生鹽漬化的直接原因二、自然成因（一）地理環境因素中國干旱、半干旱及亞濕潤干旱地區深居大陸腹地，成為全球同緯度地區降水量最少、蒸發量最大、最為干旱脆弱的環境地帶。（二）氣候因素第四節中國土壤荒漠化類型、面積及分布一、風蝕荒漠化（一）風蝕荒漠化的面積及分布風蝕荒漠化面積160.7萬km2，其中分布在干旱地區的占總面積的54.5%；半干旱地區的占30.6%；亞濕潤干旱地區的占14.9%（二）風蝕荒漠化的程度風蝕荒漠化中，輕度占風蝕荒漠化面積的27.4%；中度占15.6%；重度占57.0%。風蝕荒漠化的程度分布規律充分顯示出風蝕荒漠化的進程受氣候、特別是受干濕程度的影響較大。二、水蝕荒漠化（一）水蝕荒漠化土地的面積及分布總面積為20.5萬km2，占荒漠化土地面積的7.8%。（二）水蝕荒漠化的程度在水蝕荒漠化土地中，輕、中、重度的面積分別為13.5萬km2、4.6萬km2和2.4萬km2，分別占水蝕荒漠化土地面積的66.0%、22.4%和11.6%。三、凍融荒漠化凍融荒漠化土地總面積共36.3萬km2，占荒漠化土地總面積的13.8%。四、鹽漬荒漠化（一）鹽漬荒漠化的面積及分布總面積23.3萬km2，占荒漠化土地總面積的8.9%。鹽漬荒漠化比較集中連片分布的地區有塔里木盆地周邊綠洲以及天山北麓前沖積平原地帶、河套平原、銀川平原、華北平原及黃河三角洲。（二）鹽漬荒漠化的程度以干旱區最為嚴重，半干旱區居中，亞濕潤干旱區則相對較輕。第五節荒漠化危害（一）土地退化＊生態環境破壞，植被覆蓋率降低，表層土壤發生退化，由于水蝕、風是作用，使植被賴以生存的肥沃表層土壤荒漠化＊沙漠蔓延，吞噬綠洲、農田，直接造成農牧業減產＊洪澇災害引起大量土體搬運、沉積＊土壤肥力降低＊土壤發生次生鹽漬化、酸化（使用過多的某種化肥）＊土壤污染，這是由于工業、城市的廢棄物堆放或過量使用化肥造成的（二）生物群落退化（三）氣候變化（四）水文狀況的惡化＊洪峰流量增大，形成洪澇災害，枯水流量減少，斷流時間增加。＊地上徑流增加，地下徑流減少，水蝕作用加大，水質變壞，甚至在一些地方，地下水位下降，為土地資源的退化創造了惡性循環的條件。＊一些地區地下水位提高，土壤發生次生鹽漬化，有些河湖灘地天然綠洲的沼澤土、草甸土逐漸向鹽漬化土壤演變。（五）污染環境(六）毀壞生活設施和建設工程第三章荒漠化防治原理第一節風蝕荒漠化防治的風沙物理學原理一、風力侵蝕作用（一）沙粒的起動（二）風力作用過程1．風力侵蝕作用2．風力輸移作用當風速大于啟動風速時，土壤和沙粒物質隨風運動其運動方式有懸移、躍移、蠕移3種形式3．風力沉積作用土壤顆粒被風搬運的距離取決于風速大小、土壤顆粒或團聚體的粒徑和重量，以及地表狀況。（1）沉降堆積（2）阻遇堆積（三）影響風蝕的因素1．土壤抗蝕性我國干旱區風成沙的力度成分，以細沙為主，很難形成抗風蝕的結構單位，易被吹蝕。土壤抵抗風蝕的性能主要取決于土粒質量及土壤質地、有機質含量等。土壤有機質能促進土壤團聚體的形成并提高其穩定性，提高抗蝕能力。2．地表土襲由耕作過程形成的地表土襲，能夠通過降低地表風速和攔截運動的泥沙顆粒來減慢土壤風蝕。3．降雨降雨使表層土壤濕潤而不能被風吹蝕。降雨還通過促進植物生長間接地減少風蝕。降雨還有促進風蝕的一面。因為雨滴擊壞了土塊和團聚體，提高了土壤的可蝕性。4．土丘坡度5．裸露地塊長度風力侵蝕強度隨被侵蝕地塊長度而增加，對于一定的風力，挾沙能力是一定的。土壤可蝕性越高（抗蝕性越低），則飽和路徑長度越短。6．植被覆蓋增加地面植被覆蓋（生長的作物或作物殘體），是降低風的侵蝕性最有效的途徑。植被的保護作用與植物種類（決定覆蓋度和覆蓋季節）、植物個體形狀和群體結構、行的走向等有關。二、風沙運動規律（一）風沙流結構特征1．沙粒粒徑隨高度的分布特征2．含沙量隨高度的分布特征3．含沙量隨風速變化（二）沙丘的移動1.沙丘移動的方向和方式（1）沙丘移動的方向移動的總方向是和起沙風的年合成風向大致相一致。2）沙丘移動的方式取決于風向及其變率，分為3種情況：前進式、往復前進式、往復式。2、沙丘移動的速度沙丘移動的速度取決于風速和沙丘本身的高度。三、風蝕與沙質荒漠化（一）土地風蝕退化土壤退化表現在如下幾個方面：（1）土壤流失（2）土壤質地變化（3）養分流失（4）生產力降低（5）磨蝕四、風蝕荒漠化防治的基本原理風蝕荒漠化的實質就是土地的風蝕退化過程。制定風蝕荒漠化防治的技術措施主要依據土壤風蝕原因及風沙運動規律，即蝕積原理。原理和途徑概括為下述幾個方面：（1）增大地表粗糙度，降低近地層風速（2）阻止氣流對地面直接作用（3）提高沙粒起動風速，增大抗蝕能力（4）改變風沙流蝕積規律第二節風蝕荒漠化防治的生態學原理植物治沙成為防治土地沙質荒漠化最有效的首選措施。利用植物改造沙質荒漠化土地，首要問題是植物在流沙上如何成活與保存，及其改造流沙環境的生態功能。一、植物對流沙環境的適應性原理可以利用天然植物在流沙地區去恢復和建立植被，這便是植物治沙的物質條件和理論基礎。干旱和流沙的活動性是影響植物最普遍、最深刻的2個限制因素，是制定各項植物治沙技術措施的主要依據。（一）植物對干旱的適應性在長期干旱氣候條件下，流沙上分布的植物，產生一定的適應干旱的特征，表現為：（1）萌芽快，根系生長迅速而發達（2）具有旱生形態結構和生理機能（3）植物化學成分發生變化（二）植物對風蝕、沙埋的適應流動沙丘上的植物對風蝕、沙埋的適應能力可歸納為以下4種類型：1．速生型適應2．穩定型適應3．選擇型適應4．多種繁殖型適應（二）植物對風蝕、沙埋的適應沙生植物對流沙環境活動性的適應途徑主要是避免風蝕，適度沙埋。沙埋的適度范圍可用沙埋厚度與灌木本身高度之比值（A）來衡量。A=0~0.7為適度沙埋，A>0.7為過度沙埋天然灌木、半灌木產生灌叢沙堆效應，以消除風蝕。（三）植物對流沙環境變異性的適應植物對環境變異的適應性變化，亦即沙地植被演替規律，這是恢復天然植被和建立人工植被各項技術措施的理論基礎。二、植物對流沙環境的作用原理（一）植物固沙作用植物以其茂密的枝葉和聚積枯落物庇護表層沙粒，降低近地層風速，加速土壤形成過程，提高臨界風速值，起到固沙作用。當沙面逐漸穩定以后，便開始了成土過程。（二）植物的阻沙作用輸沙量與風速的三次方成正相關，風速的降低，起到阻沙作用。植被阻沙作用大小與覆蓋度有關，不同植物固沙和阻沙能力取決于近地層枝葉分布狀況。灌木固沙和阻沙能力較強。（三）植物改善小氣候作用在植被覆蓋下，反射率、風速、水面蒸發量顯著降低，相對濕度提高。小氣候改變后，加速成土過程。（四）植物對風沙土的改良植物對風沙土的改良作用，主要表現在以下幾個方面：①機械組成發生變化。②物理性質發生變化。③水分性質發生變化。④有機質含量增加⑤氮、磷、鉀三要素含量增加。⑥碳酸鈣含量增加，PH值提高⑦土壤微生物數量增加。⑧沙層含水率減少。第三節水蝕荒漠化的防治原理一、水力侵蝕作用（一）侵蝕起動流速起動流速或臨界流速分為滑動起動和滾動起動2種（二）水力侵蝕作用過程1．水流侵蝕作用水力侵蝕作用分為下蝕和側蝕2種方式。2．水流搬運作用水流搬運作用有懸移和推移2種。3．泥沙堆積二、土壤侵蝕規律水力侵蝕過程中剝蝕、搬運和沉積3種狀態的發生是在不同條件下，水的破壞力大于土體的抵抗力的結果。（一）雨滴擊濺侵蝕雨滴濺蝕主要表現在下列3個方面：（1）破壞土壤結構，形成“板結”。（2）直接打擊地面，產生土粒飛濺和沿坡面遷移。（3）雨滴打擊增強地表薄層徑流的紊動強度，導致了侵蝕和輸沙能力增大。（二）地表徑流侵蝕1．坡面徑流侵蝕2．溝蝕侵蝕溝谷分為淺溝、切溝、沖溝、坳溝4個不同發育階段。坡面徑流集中向下切入底土，形成深度超過1m，寬度超過深度0.5~1倍以上（在生產影響下可達幾倍到幾十倍）的寬而淺的溝道，即淺溝。淺溝徑流集中切入地面很深，出現溝頭，即為切溝。切溝的深度為10~50m，橫斷面呈“V”字型。切溝進一步發育，跌水出現在上游，橫斷面一般呈“V”型或寬“U”型，下游出現堆積物及沖積物，即沖溝階段沖溝發育到一定階段時，侵蝕溝逐步停止發育，坡腳形成穩定的坡積物，溝頭和溝坡上逐漸長出植物，稱為坳溝階段或安息階段。（三）下滲侵蝕水流下滲，增加了土體重力，土體顆粒之間凝聚力減弱，發生滑坡、崩塌、瀉溜等，造成土壤侵蝕。水力對土壤侵蝕還有混合侵蝕。最常見的混合侵蝕就是泥石流。三、影響土壤水蝕的因素（一）降雨對土壤水蝕的影響1．雨型2．降雨強度3．降雨量（二）地形對土壤水蝕的影響1．坡度坡面坡度是決定徑流沖刷能力的基本因素之一。條件相同時，坡度愈大，流速愈大，土壤侵蝕量愈大。坡度對雨滴的擊濺侵蝕也有一定影響。2．坡長條件相同時，坡面長度直接影響水力侵蝕強度。結合降雨條件，歸納起來有三種情況：⑴特大及較大暴雨情況下，坡長與徑流量、沖刷量均成正相關；⑵降雨平均強度小，或平均強度較大而持續時間較短的情況下，坡長與徑流量成反相關，而與沖刷量成正相關；⑶一次降雨量很小，歷時也很短的情況下，坡長與徑流量、沖刷量均成負相關。3．地形地形對水力侵蝕的影響，是坡度和坡長綜合作用的結果。4．坡向坡向不同，太陽輻射不同，從而影響土壤環境因子的不同，其侵蝕過程也有差異。（三）土壤條件對水力侵蝕的影響土壤是影響徑流的因素。影響土壤的因素有土壤質地、土壤結構及水穩性、土壤孔隙、剖面結構、土層厚度、土壤濕度及土地利用方式等。（四）植被對土壤侵蝕的影響植被對抑制土壤侵蝕發生起積極作用。1．攔截降雨2．調節徑流3．團結土體4．改良土壤性狀（五）人為活動對水力侵蝕的影響人為活動的影響有2個作用：1、是人為過度的經濟活動，成為水蝕荒漠化發生、發展的主導因素；2、是人們促進退化土壤逆轉。第四節鹽漬荒漠化的防治原理一、鹽漬土的形成與分布（一）鹽漬土的形成鹽漬土形成條件主要有：1．物質來源巖石風化物；含鹽地層風化和再循環；火山活動的產物；深層鹽水外冒；風蝕風積鹽類；生物累積的鹽分等等2．地形條件土壤鹽分的累積必須具有適宜的地形條件。從大中地形來看，低洼地區積鹽形成漬土。從小地形來看，高處積鹽，形成鹽斑3．水文條件地下水位高，礦化度高是形成鹽漬化的重要條件4．氣候條件干旱、半干旱地區或季節性干旱地區，易于積鹽5．生物條件植被稀疏或光板地極易積鹽形成鹽漬化。6．人為因素灌溉地區，人為用水不當，造成或加強鹽漬化。（二）我國鹽漬土的分布我國鹽漬土主要分布在干旱、半干旱和亞濕潤的干旱地區，主要有濱海、華北、西北、東北、灌區次生等五大鹽漬土區。其中三北防護林地區是我國鹽漬土集中分布區，鹽堿地2170.48萬hm2，占全區土地總面積的5.3%。三北地區境內共有5個亞類：旱鹽土草甸鹽土沼澤鹽土堿化鹽土（蘇打鹽土）濱海鹽土二、水肥鹽運動規律（一）水鹽運動規律1．垂直運動水鹽垂直運動有積鹽和脫鹽2種。2．水平運動大地形在洼處形成鹽漬化小地形洼地邊緣或平地中局部高地形成鹽斑（二）肥鹽關系肥料對土壤鹽類的克制作用表現在：有機質使堿性鹽被吸附固定對作物起到緩沖作用有機質利于脫鹽，活化鈣鎂鹽類，中和土壤，釋放養分施肥可以補充和平衡陽離子，提高作物的抗鹽性。水肥鹽的運動規律是鹽漬化防治重要理論依據，治水是基礎，培肥是根本。三、土壤次生鹽漬化的成因及特點（一）土壤次生鹽漬化的成因含有可溶性鹽類的地下水位上升是形成土壤次生鹽漬化的根本原因。引起灌區地下水位上升的原因主要有：（1）渠系滲漏水大量補給地下水（2）缺少充分的出流條件（3）過量灌水促使地下水位上升利用高礦化度的咸水、堿性水灌溉也是引起次生鹽漬化的因素之一。工業廢水（污水）大量排放，也造成土壤鹽分積累。（二）次生鹽漬化發生的特點和規律次生鹽漬化常具有如下發生和分布規律：（1）灌區的地上河道或輸水道兩側，次生鹽漬化沿河、渠呈條帶狀分布。（2）洪積扇揚水灌區的下部或多級揚水灌區的一級揚水地區，大面積成片發生。（3）耕種的條田中，插花鹽斑，呈點片狀分布。（4）平原水庫、湖泊，常年積水的洼地和插花種稻的稻田周圍地帶，由內向外呈輻射狀分布。（5）渠道交岔的三角地帶易發生鹽漬化（6）墾殖鹽漬土而發展的自流灌區，鹽斑多分布于條田中間，僅在干、支渠兩側呈帶狀分布。（三）鹽斑的成因形成鹽斑的因素有自然因素，也有人為因素。沖積平原，土壤分布不均勻，使土壤水鹽重新分配，運行速度發生差異，形成鹽斑。灌溉中，土壤分布不均勻，使水鹽重新分配，產生鹽斑。可見土壤的不均勻性是鹽斑形成的基礎。四、土壤鹽漬化的防治原理鹽漬化的防治概括為以下幾個方面：（1）控制鹽源（2）消除過多的鹽量（3）調控鹽量（4）轉化鹽類（5）適應性種植第四章荒漠化地區植被建設技術第一節封沙育林育草恢復天然植被中國防沙治沙工程十年規劃要求全國封育治沙面積達266.7萬hm2，占治沙面積的40%。在干旱半干旱地區，實行保護措施，建立保護組織，給植物以繁衍生息的時間，逐步恢復天然植被。半干旱風沙地區，封育措施在幾年內可使流沙地達到固定、半固定狀態。我國東北沙區和西北干旱區重點植被的封育措施＊沙地樟子松封育該地樟子松林的迅速恢復，反映了森林、草原之間的變化規律：＊梭梭林的封育梭梭是亞洲荒漠區分布最廣泛的植被類型，有良好的防風固沙改善小氣候環境的生態效益。＊干旱區綠洲邊緣天然植被封育我國在營造林帶林網的同時，綠洲邊緣封沙育草，保護天然植被成為綠洲防護體系，形成固沙植物帶。第二節飛機播種造林種草固沙飛機播種造林種草固沙恢復植被具有速度快、用工少、成本低、效果好的特點，對偏遠荒沙、荒山地區恢復植被意義更大。一、飛播必須解決的技術問題＊流沙地飛播植物種選擇因流動沙丘迎風坡有劇烈風蝕，背風坡有嚴重沙埋，故要求飛播植物種子易發芽、生長快、根系扎得深。＊沙地飛播種子的發芽條件及種子處理飛播在沙表的種子能否順利發芽于地表性質、粗糙度、小氣候及種子大小、形狀等許多因素有關。＊飛播期選擇適宜的飛播期要保證種子發芽所必須的水分和溫度條件和苗木生長足夠的生長期，還要考慮種子發芽后能避開害蟲活動盛期。＊飛播量的確定N=ng/(5×105×P1×P2×P3×P4)式中N—公頃播量（㎏/h㎡）n—667x(x為每平方米面積計劃有苗數)g—種子千粒重（g)P1—種子純度（用小數表示）P2—種子發芽率（用小數表示）P3—種子受鼠鳥蟲害后保存率（小數表示，經驗值）P4—苗木當年保存率（小數表示，經驗值）＊飛播區立地條件選擇＊兔鼠蟲病害的防治＊飛播區的封禁管護二、飛播作業＊播前準備工作＊航向與作業方式航向應與主風向一致。作業方式為單程式、復程式、交叉式。＊航高與播＊播后調查用路線（航帶中央）調查方法，飛播當年在發芽后和生長季結束后各調查1次，調查路線上每隔5m（背風坡6m）設1㎡樣方。第三節植物固沙技術措施一、直接固沙＊播種方式分條播、穴播、散播3種。＊播種深度一般根據種子大小而定，播小粒種子，覆土1~2cm；播大粒種子應覆土3~5cm。＊播種量散播用種最多，穴播用種最少，條播用種居中。二、植苗固沙＊苗木質量影響成活率的重要因素，必須選用健壯苗木。＊苗木保護＊苗木定植一般用穴植，穴直徑不小于40cm，穴深大于40cm。＊植苗季節＊樹種選擇栽植固沙成功的樹種有沙蒿、紫穗槐、花棒、楊柴。三、扦插造林固沙優點：方法簡單，便于推廣；生長迅速，固沙作用大；就地取條、干，不必培育苗木。＊選插條（穗）＊插條（穗）處理＊造林季節和方法一般在春秋兩季扦插，多用倒坑栽植，插深多與地面平。沙柳扦插固沙；黃柳、楊柴網格活沙障固沙。第四節沙結皮固沙流沙表面這種藻類形成的沙結皮最早由Varming和Groebner指出。土壤藻類的生態作用，在于它是植物演替最初階段的先鋒植物，強調它有助于土壤的形成。人工沙結皮培養技術：（1）用0.01mm細土1kg/m2；（2）1kg細土加10g沙蒿粉；（3）不加措施的沙丘作對照。將上述（1）、（2）中的物質撒于沙表使之與表面1cm的沙粒混合均勻，經6~8m/s風速吹楊及1mm降雨濕潤又蒸發后，除對照外，上述處理的沙面均出現結皮。第五節風沙區防護林體系一、干旱區綠洲防護體系封育灌草固沙沉沙帶防風阻沙帶式中L—安全距離（m）h—沙丘高度（m）k—苗高（m）s—苗木年生長量（m）v—沙丘年前進距離（m）c—沙埋苗木高1/2處的水平距離（m），據生長快慢取0.4或0.8。綠洲內部農田林網二、沙地農田防護林沙區護田林任務是控制土壤風蝕，主帶距大致為15~20H(H為成年樹高)，透風系數0.6~0.7；林帶寬度有3~6行喬木，5~15m寬即可。半濕潤地區主帶距300m左右；半干旱地區主帶距150~200m；旱作區主帶距僅50m左右。三、沙區牧場防護林草地荒漠化表現：☆地表形態的變化☆植被的變化☆地表機械組成和理化性質變化護牧林營造技術營造護牧林時，草原造林必須整地。可帶狀、穴狀整地，帶寬1.2~1.5m，用2~4年大苗造林，3年保護。牧牧區其他林種納入防護體系之內。牧場防護林體系的效益四、沙區鐵路防護林＊鐵路沙害主要是風蝕路基，線路積沙，腐蝕機械傳動部分、沿線通訊設備和鋼軌等3種形式。＊鐵路防護體系建設（1）草原沙區鐵路防護體系（2）半荒漠沙區鐵路防護體系第七節沙地造林方法及樟子松造林技術一、干旱區、半干旱區沙地育苗技術容器育苗優越性：☆縮短了育苗期；☆延長了造林期；☆苗木質量高；☆容器苗培養便于機械化和工廠化。二、沙（丘）地造林方法＊前擋后拉造林法＊大苗深栽與長插條深插＊抗旱造林系列技術＊2行1帶造林法＊攆沙騰地造林法＊沙地楊樹嫁接更新法＊沙地喬木萌蘗苗更新法＊背風坡高桿造林＊沙地喬木根蘗苗更新法＊鉆孔深植造林技術＊沙地樟子松造林第八節沙地造林密度、混交與配置一、沙地造林密度要解決好風沙區植物固沙密度和水分不足這一矛盾。流沙地制約植物成活的首先是風蝕，其次才是水分。確定適宜密度方法：由植物根系確定；由植物耗水特點確定；調查各種密度的人工林地及天然植被，比較其生物量、生長勢、蓋度等來確定。二、固沙林的混交與配置選擇耐旱植物和前期先鋒植物混交；提高固沙效果和林分穩定性。在配置形式上，半荒漠沙地采用不同樹種帶狀混交，可以節約水分，又可保證固沙效果。第十節水蝕荒漠化地區植被建設技術概況與危害據水利部1990年調查，我國有水蝕土地面積179萬k㎡，其中20.5萬k㎡是處于干旱、半干旱及干旱的亞濕潤地區的水蝕荒漠化土地。

危害：破壞水土資源，蠶食農田，群眾生存受到威脅削弱地力，加劇干旱發展泥沙淤積河、湖、水庫，加劇洪澇災害影響水運，破壞交通安全水土流失與貧困同步發展，形成惡性循環林草的水土保持作用水土保持林（草）的水文效應水土保持林（草）通過對降雨的再分配在很大程度上調節了地表徑流枯枝落葉層對降雨截留作用林地土壤水文性質改良作用林地土壤入滲能力較高改良土內徑流狀況林草地土體貯水能力提高消減洪峰與涵養水源作用林草植被防止土壤侵蝕和改良土壤作用林草植被對水蝕控制作用林草根系對土體固持作用林草植被改善小氣候環境作用水土保持林（草）的配置與營造技術坡面水土保持林☆坡面水土（或水源涵養）用材林配置特點：1.營造坡面水土保持用材林2.小流域水涵養用材林的封山育林（草）☆坡面薪炭林配置特點：1.地點選擇2.營造關鍵是樹種選擇3.經營☆復合林牧護坡林配置特點：1.放牧護坡林樹種選擇（樹種特點：適應性強；適口性好；營養價值高；生長快。）2.配置山地水文網、侵蝕溝道防護林☆土質侵蝕溝道防護林☆石質山區溝道防護林配置當坡面得到治理，主溝道開闊，縱坡平緩山腳土厚時應進行農業、經濟林利用。飛播是快速、優質、大面積進行植被建設和發展生態大農業的有效途徑鹽堿地的植被恢復與建設植被改良鹽漬化土地的作用抗御干熱風；降低地下水位；提高肥力選擇耐鹽植物鹽堿地造林種草植苗造林☆圍埝、挖坑、壓鹽、冬秋栽樹☆客土整地造林☆壟溝整地造林☆溝底造林☆溝畦整地造林播種造林☆開溝播種☆催芽浸種☆適當增加播量☆雨后及時灌水☆及時松土☆施用有機肥和磷肥種植牧草第六章荒漠化地區生態農業建設技術第一節中國生態農業產生與發展的客觀必然性生態農業的內涵和特點生態農業是把農業生產、農村經濟發展和生態環境治理與保護、資源培育和高效利用融為一體的新型綜合農業體系。有機質在農田養分循環中的重要作用有機質是各種養分的載體為土壤微生物提供生活物質具有吸附陽離子的能力農田土壤有機質的積累和分解土壤中有機質的來源主要是作物殘體。有機氮與無機氮的合理配比有利于保持土壤養分平衡。第十一章荒漠化防治工程的效益評價一、生態效益的系統分析（一）植物措施的生態效益1、小氣候效益治沙植被過程中會對其控制區的局部氣象因子如氣溫、空氣濕度、地溫等產生影響，能夠產生對環境的某些改善和某些有利于植物生長的因素和降低風速的效應，是固沙生態效益中最首要的，最重要的指標。2、防風固沙阻沙效益（1）植被降低風速的作用灌木林降風作用（3）植被的固沙作用①排除風對沙的直接作用②降低近地層作用③增加沙粒徑或粘結力（4）植物的阻沙作用3、植物對風沙土的改良作用沙結皮層可抗11級大風4、光能利用植物的光能利用率是單位土地面積上一定時間內植物光合作用積累的有機物所含能量與同期照射土地面積上太陽輻射量之比。植物對光能的吸收和作用是系統穩定、平衡和發展的基礎。5、水分利用林冠截留蒸發6、植物種的優勢度對沙地植被影響植物種重要值可以反映種群在群落中的重要程度和優勢程度（二）工程措施的生態環境影響1、機械沙障的生態作用沙障可分為平鋪式和直立式兩大類，平鋪式沙障屬固沙型，直立式沙障大多屬積沙型。水土保持工程學是應用工程之原理，防治山區、丘陵區、風沙區水土流失，保護、改良與合理利用水土資源，以利于充分發揮水土資源的經濟效益和社會效益，建立良好生態環境的科學。水土保持工程措施是小流域水土保持綜合治理措施體系的組成部分，根據興修目的及其應用條件，可以分為以下4種類型：（1）山坡防護工程；（2）山溝治理工程；（3）山洪排導工程；（4）小型蓄水用水工程。一、山坡防護工程的作用山坡防護工程的作用在于用改變地形的方法防止坡地水土流失，將雨水及雪水就地攔蓄，使其滲入農地、草地或林地，減少或防止形成坡面徑流，增加農作物、牧草以及林木可利用的土壤水分。同時，將未能就地攔蓄的坡地徑流引入小型蓄水工程。在有發生重力侵蝕危險的坡地上，可以修筑排水工程或支撐建筑物防止滑坡作用。屬于山坡防護工程的措施有：梯田、攔水溝埂、水平溝、水平階、水簸箕、魚鱗坑、山坡截留溝、水窯（旱井）、蓄水池以及穩定斜坡下部的擋土墻等。坡面集水保水工程水是農業的命脈,尤其是旱農地區,水資源的狀況對旱地農業生產更有著特別重要的意義。集水技術是在干旱地區充分利用降水資源為農業生產和人畜生活用水服務的一種技術措施。本章主要介紹的是集水蓄水工程，包括水窖(又名旱井)、澇池(又名蓄水池)、山邊溝渠工程、魚鱗坑和保水工程技術等。1.1水窖1.1.1水窖的定義與功能定義：修建于地面以下并具有一定容積的蓄水建筑物叫水窖，水窖由水源、管道、沉沙、過濾、窖體等部分組成。功能：1．攔蓄雨水和地表徑流2．提供人畜飲水和旱地灌溉的水源3．減輕水土流失。1.1.2水窖的類型水窖可分為井窖、窯窖、豎井式圓弧形混凝土水窖和隧洞形（或馬鞍形）漿砌石窖等形式。可根據實際情況采用修建單窖、多窖串聯或并聯運行使用，以發揮其調節用水的功能。井窖在黃河中游地區分布較廣。主要由窖筒、旱窖、散盤、水窖、窖底等部分組成。窯窖與西北地區群眾居住的窯洞相似，其特點是容積大，占地少，施工安全，取土方便，省工省料。窯窖容積一般為300～500m3。窯高2m以上，窖長6～25m。上寬2.0～3.5m，底寬0.5～2.5m，根據其修筑方法不同又可分為挖窯式和屋頂式兩種。1.1.3水窖的規劃與設計修建水窖要根據年降水量、地形、集雨坪（徑流場）面積等條件因地制宜進行合理布局。水源高于供水區的，采取蓄、引工程措施；水源低于供水區的，采取提、蓄工程措施；無水源的采取建塘庫、池窖，分散解決的工程措施。（一）水窖的設計1．設計所需材料（1）氣象資料，附近雨量站（氣象站）的多年降雨量（以月為單位），年最大24h平均降雨量，以及年最低、最高氣溫，日照天數，最大蒸發量等。（2）水源的水位資料，包括枯流量、基流量、豐水期流量及最大洪水流量，干旱期實測值和水質化驗報告。（3）水源工程、輸水工程及窖體的地質地形圖。（4）當地建材的分布調查。（5）當地的社會經濟情況調查。（6）1:10000或1:50000地形圖。（7）灌溉面積（需水）分布情況及人畜飲用需水調查。（8）現有水利設施情況。2．工程布置原則（1）以飲用水為主的窖池，應遠離污染源。（2）水源地（或調節池）應置于高位點，以便自壓供水。（3）應避開不良地質地段。3．水源工程水窖的水源有雨水、泉水、裂隙水、山溝水、庫水以及提水入窖（池）等。（1）雨水作為水窖水源。可利用現有的房屋、曬壩（坪）、沖溝、道路等集水，也可修建集雨坪、攔山溝等工程攔截雨水，匯流入窖。（2）庫水作為水窖水源時，水庫就是水窖的調節池、沉淀池。（3）泉水、裂隙水、河水作為水窖水源。在水源處修建一集水池或取水口，將水集中起來，通過輸水管或暗（明）渠進入水窖。（4）渠水作為水窖水源。一般來說，渠水水源均能滿足水窖對水量的需求。（5）輸配水工程輸水形式，一般采取暗渠、陡坡、管道三種形式輸水。（6）凈化設施利用自然山坡匯集雨水，必須經沉沙過濾后方能進入水窖。過濾池下方應設一集水溝，再用管道（或）進入窖內。（二）水窖總容積的確定水窖總容積是水窖群容積的總和，應與其控制面積相適應。水窖群的布置形式有以下幾種1．梅花形：將若干水窖按梅花形布置成群，用暗管連通，從中心水窖提水灌溉。2．排子形水窖群：這種水窖群布置在窄長的水平梯田內，順等高線方向筑成一排水窖群，窖底以暗管連通，在水窖群的下一臺梯田地坎上設暗管直通窖內，窖水可自然灌溉下方農田。（四）窖址的選擇1．有足夠的水源。2．有深厚而堅硬的土層；水窖一般應設在質地均勻的土層上，以粘性土壤最好，黃土次之。3．在石質山區，多利用現有地形條件，在無泥石流危害的溝道兩側的不透水基巖上，加上修補，做成水窖。4．窖址應便于人蓄用水和灌溉農田。1.2澇池1.2.1澇池的定義與功能定義:以攔蓄地表徑流為主而修建的，蓄水量在50m3～1000m3的蓄水工程,稱為澇池（蓄水池）。功能:攔蓄地表徑流，充分和合理利用自然降雨或泉水，就近供耕地、經濟林、果澆灌和人畜飲水需要，減輕水土流失。1.2.2澇池的類型按材料可分為土池、三合土池、漿砌條石池、漿砌塊石池、磚砌池和鋼筋混凝土池等;按形式可分為圓形池、矩形池、橢圓形池等幾種類型。此外，蓄水池還可分為封閉型和敞開式兩大類。1.2.3澇池位置的選擇澇池一般都修在鄉村附近、路邊、梁峁坡和溝頭上部。池址土質應堅實，最好是粘土或粘壤土。此外選擇澇池的位置還應注意以下幾點：1、有足夠的來水量。2、澇池池底稍高于被灌溉的農田地面，以便自流灌溉。不能離溝頭、溝邊太近，以防滲水引起坍塌。1.2.4澇池的規劃蓄水池一般規劃布設在坡面水匯流的低凹處，并與排水溝、沉沙池形成水系網絡。以滿足農、林用水和人畜飲水需要為規劃設計依據。規劃布設中應盡量考慮少占耕地，來水充足，蓄引方便，造價低，基礎穩固等條件。蓄水池的配套設施有：引水渠、排水溝、沉沙池、過濾池（有人畜飲水要求的蓄水池）、進水和取水設施（放水管或梯步）。房屋前后或道路旁的開敞式蓄水池還應加欄桿或圍坪。人畜飲水用的蓄水池一般為封閉式，確保用水清潔衛生和安全。1.2.5澇池的布置形式（一）平地澇池：修在平地的低凹處，一般是把凹處再挖深些，將挖出的土培在周圍。（二）結合溝頭防護：在溝頭附近適當距離處挖澇池，攔蓄坡面匯集的地表徑流，防止溝頭前進。（三）開挖小渠將地下水引入澇池：溝底坡腳常有地下水滲出，給很多地方造成泥流及滑塌。可在附近挖澇池，并開小渠使地下水引入澇池，用以灌溉或人蓄飲用，也可避免塌岸。（四）結合山地灌溉，開挖澇池：其布置形式渠道聯結澇池在山地渠道上，每隔適當的距離挖一個澇池，澇池與渠道連接處設立閘門，將多余的水蓄在池內，以備需水時灌溉。（五）連環澇池：澇池與澇池之間用小水渠聯接起來，多修在道路的一側，以防止道路沖刷，有時也修在坡面上的淺凹地上，一般為方形或長方形，蓄水量可達10～15m3。1.2.7澇池的養護澇池的養護和管理要遵循以下幾點原則：（一）按誰建設、誰使用、誰管理原則落實養護責任制。（二）應盡量避免澇池干涸，以免池底和四周的防滲層干裂而導致其漏水。（三）澇池修成后，如果來水量比預先估計的少，應另設法開辟水源，或開挖引水溝。把可能引入溝的水引入澇池，增加來水量，以充分發揮澇池的作用。（四）暴雨前后應及時修補養護，及時清淤保持蓄水容積，并對蓄水池上下沉沙池、排水溝進行養護。1.3山邊溝渠工程1.3.1溝渠工程的定義與功能定義：為防治坡面水土流失而修建的截排水設施，統稱坡面溝渠工程。坡面溝渠工程是坡面治理的重要組成部分。功能：1．攔截坡面徑流，引水灌溉；2．排除多余來水，防止沖刷；3．減少泥沙下瀉，保護坡腳農田；4．鞏固和保護治坡成果。1.3.2溝渠工程的類型（一）截水溝（水平溝、沿山溝、攔山溝、環山溝、山圳以及梯田內的邊溝、背溝）；（二）排水溝（撇水溝、天溝、排洪溝）（三）蓄水溝（水平竹節溝）；（四）引水渠（堰溝）；（五）灌溉渠。1.3.3工程規劃與設計1．坡面溝渠工程應與梯田、耕作道路、沉沙蓄水工程同時規劃，并以溝渠、道路為骨架，合理布設截水溝、排水溝、蓄水溝、引水渠、灌溉渠、沉沙池、蓄水池等工程，形成完整的防御、利用體系。2．根據不同的防治對象，因地制宜確定溝渠工程的類型的數量，并按高水高排或高用、中水中排或中用、低水低排或低用的原則設計。以修梯田、保土耕作、經果林為主的坡面，應根據降雨和匯流面積合理布設截水溝、排水溝，并結合水源規劃引水渠、灌溉渠；以保土耕作為主的坡面還應配合等高種植，規劃若干道蓄水溝；以種植林草為主的坡面，溝渠工程應采用均勻分布的蓄水溝，上方有較大來水面積的應規劃截水溝或排洪溝。3．在坡面上一般應綜合考慮布設截、排、引、灌溉渠工程，截水溝、排水溝可兼做引水渠、灌溉渠。4．截水溝一般應與排水溝相接，并在連接處前后作好沉沙、防沖設施。5．梯田區域內承接背溝兩端的排水溝，一般垂直等高線布設，并與梯田兩端的道路同向，呈路邊溝或路代溝（為凹處）狀，土質排水溝應分段設置跌水，一般以每臺梯面寬為水平段，每臺梯坎高為一級跌水，在跌水處作好鋪草皮或石方襯砌等防沖消能措施。6．截水溝和排水溝、引水渠、灌溉渠在坡面上的比降，應視其截、排、用水去處（蓄水池或天然沖溝及用水地塊）的位置而定。當截、排、用水去處的位置在坡面時，截水溝和排水溝可基本沿等高線布設，溝底比降應滿足不沖不淤流速；溝底比降過大或與等高線垂直布設時，必須作好防沖措施。7．一個坡面面積較小的溝渠工程系統，可視為一個排、引、灌水塊。當坡面面積較大，可劃分為幾個排、引、灌水塊或單元，各單元分別布置自己的排、引、灌去處（或蓄水池，或天然沖溝或用水地塊）。8．坡面溝渠工程規劃還應盡量避開滑坡體、危巖等地帶，同時注意節約用地，使交叉建筑物（如涵洞等）最少，投資最省。1.4魚鱗坑、水平溝和水平階1.4.1魚鱗坑魚鱗坑是陡坡地（45°）植樹造林的整地工程，多挖在石山區較陡的梁毛坡面上，或支離破碎的溝坡上。由于這些地區不便于修筑水平溝，因而采取挖坑的辦法分散攔截坡面徑流。魚鱗坑的布置是從山頂到山腳每隔一定距離成排地挖月牙形坑，每排坑均沿等高線挖，上下兩個坑應交叉而又互相搭接，成品字型排列。1.4.2水平溝在坡面不平、覆蓋層較厚、坡度較大的丘陵坡地，采用水平溝。水平溝的設計和修筑原則是：水平溝的溝距和斷面大小，應以保證設計頻率暴雨徑流不致引起坡面水土流失。陡坡、土層薄、雨量大，溝距應小些；反之可大些。坡陡，溝深而窄；坡緩，溝淺而寬。一般溝距為3～5m，溝口寬0.7～1m,溝深0.5～1.0m.水平溝容積比魚鱗坑大，故蓄水量也大。為防止山洪過大沖壞地埂,每隔5～10m,設置瀉洪口,使超量的徑流導入山洪溝中。為使雨水在溝中均勻，減少流動，每隔5～10m,留一道土擋,其高度為溝深的1/2～1/3。1.4.3水平階水平階是沿等高線自上而下里切外墊，修成一臺面，臺面外高里低，以盡量蓄水，減少流失，但其效果不如水平溝。在山石多、坡度大（10°～25°）坡面上采用。水平階的設計計算類同梯田，如采用斷續水平階，實際相當于窄式隔坡梯田。階面面積與坡面面積之比為1:1～4。抑制水面蒸發的工程技術1、液態化學制劑2、石蠟蒸發抑制劑3、固態板4、砂、石填充法抑制農用水池和渠道滲漏的工程技術1、“膨潤土”2、化學制劑，如聚乙烯和聚丙烯塑料薄膜及丁烯橡膠、塑料布、塑料纖維或玻璃纖維，增強的瀝青和水泥等材料，也可用于水池和渠道防滲。抑制農田水分滲漏的工程技術1、建造人工地下擋水層2、施用改土物質改良土壤的保水性能用環境控制的手段抑制農田水分的蒸騰和蒸發1、封閉的溫室農業2、局部開放的溫室農業3、塑料棚2.梯田梯田是山區、丘陵區常見的一種基本農田，它是由于地塊順坡按等高線排列呈階梯狀而得名。在坡地上沿等高線修成階臺式或坡式斷面的田地，梯田可以改變地形坡度，攔蓄雨水。增加土壤水分，防治水土流失，達到保水、保土、保肥目的，同改進農業耕地作技術結合，能大幅度地提高產量，從而為貧困山區退耕陡坡，種草種樹，促進農、林、牧、副業全面發展創造了前提條件。我國規定，25°以下的坡耕地一般可修成梯田，種植農作物。25°以上的則應退耕植樹種草。2.1梯田的分類由于各地的自然地理條件、治理程度、勞動力多少、土地利用方式與耕作習慣等不同，修筑梯田形式各異，其分類方法也有多種，簡介如下：(一)按斷面形式可分為階臺式梯田和波浪式梯田兩類1.階臺式梯田在坡地上沿等高線修筑成逐級升高的階臺形的田地。中國、日本、東南亞各國對人多地少地區的梯田一般屬于階臺式。階臺式梯田又可分為水平梯田、坡式梯田、反坡梯田、隔坡梯田四種。(1)水平梯田田面呈水平，適宜于種植水稻和其他旱作、果樹等。(2)坡式梯田順坡向每隔一定間距沿等高線修筑地埂而成的梯田。依靠逐年耕翻、徑流沖淤并加高地埂，使田面坡度逐年變緩，終至成水平梯田，所以這也是一種過渡的形式。（3)反坡梯田田面微向內側傾斜，反坡一般可達2°，能增加田面蓄水量，并使暴雨時過多的徑流由梯田內側安全排走。適于栽植旱作與果樹。(4)隔坡梯田相鄰兩水平階臺之間隔一2.波浪式梯田在緩坡地上修筑的斷面呈波浪式的梯田。又名軟埝或寬埂梯田。斜坡段的梯田。(二)按田坎建筑材料分類按田坎建筑材料分類，可分為土坎梯田、石坎梯田、植物田坎梯田。黃土高原地區，土層深厚，年降水量少，主要修筑土坎梯田。土石山區，石多土薄，降水量多，主要修筑石坎梯田。陜北黃土丘陵地區，地面廣闊平緩，人口稀少，則采用以灌木、牧草為田坎的植物田坎梯。(三)按土地利用方向分類按土地利用方向分類，有農田梯田，水稻梯田、果園梯田、林木梯田等。以灌溉與否可分為旱地梯田、灌溉梯田。(四)按施工方法分類有人工梯田、機修梯田。2.2梯田的規劃與設計2.2.1梯田的規劃(一)

耕作區的規劃耕作區的規劃，必須以一個經濟單位(一個鎮或一個鄉)農業生產和水土保持全面規劃為基礎。在塬川緩坡地區，一般以道路、渠道為骨干劃分耕作區在丘陵陡坡地區，一般按自然地形，以一面坡或峁、梁為單位劃分耕作區，每個耕作區面積，一般以50～100畝為宜。(二)地塊規劃1.地塊的平面形狀，應基本上順等高線呈長條形、帶狀布設。一般情況下，應避免梯田施工時遠距離運送土方。2.當坡面有淺溝等復雜地形時，地塊布設必須注意“大彎就勢，小彎取直”，不強求一律順等高線，以免把田面的縱向修成連續的“S”形，不利于機械耕作。3.如果梯田有自流灌溉條件，則應使田面縱向保留1/300～1/500的比降，以利行水，在某些特殊情況下，比降可適當加大，但不應大小1/200。4.地塊長度規劃，有條件的地方可采用300～400m，一般是150～200m，在此范圍內，地塊越長，機耕時轉彎掉頭次數越少，工效越高，如有地形限制，地塊長度最好不要小于100m。5.在耕作區和地塊規劃中，如有不同鎮、鄉的插花地，必須進行協商和調整，便于施工和耕作。(三)梯田附屬建筑物規劃1.坡面蓄水攔沙設施的規劃梯田區的坡面蓄水攔沙設施的規劃內容，包括“引、蓄、灌、排”的坑、函、池、塘、埝等緩流攔沙附屬工程。規劃時既要做到各設施之間的緊密結合，又要做到與梯田建設的緊密結合。規劃程序上可按“蓄引結合，蓄水為灌，灌余后排”的原則，根據各臺梯田的布置情況，由高臺到低臺逐臺規劃，作到地(田)地有溝，溝溝有函，分臺攔沉，就地利用。其攔蓄量，可按攔蓄區內5～10年一遇的一次最大降雨量的全部徑流量加全年土壤可蝕總量為設計依據。2.梯田區的道路規劃山區道路規劃總的要求，一是要保證今后機械化耕作的機具能順利地進入每一個耕作區和每一地塊。二是必須有一定的防沖設施，以保證路面完整與暢通，保證不因路面徑流而沖毀農田。(1)丘陵陡坡地區的道路規劃，重點在于解決機械上山問題。西北黃土丘陵溝壑區的地形特點是，上部多為15°～30°的坡耕地，下部多為40°～60°的荒陡坡，溝道底部比降較小。因此，機械上山的道路，也應地分上、下兩部分。下部一般順溝布設，道路比降大體接近稍大于溝底比降，上部道路，一般應在坡面上呈“S”形旋而上。(2)塬、川緩坡地區的道路規劃。由于塬、川地區地面廣闊平緩，耕作區的劃分主要以道路為骨干劃定，因此，相鄰的兩條順坡道路的距離，就是梯田地塊的長度，相鄰的兩條橫坡道路的方向，可以直接影響到耕作區地塊的布設，因此，必須注意以下問題。①根據前述地塊長度的要求，確定順坡道路間的距離，一般是200～400m。②若地塊布設基本上順等高線，橫坡道路的方向，也應基本上順等高線。因此，在塬、川緩坡地區，通過道路布設劃分耕作區時，應根據地面等高線的走向，每一耕作區的平面形狀，可以是正方形或矩形，也可以是扇形。見下頁圖3-7（a）這樣，耕作區內的每一個地塊，都可以基本上順著等高線布置，機械修筑梯田時省工，修成的梯田又便于機耕，避免了地塊呈斜角小塊地或梯田施工中的遠距離大土方量的搬運。3.灌溉排水設施的規劃梯田建設不僅控制了坡面水土流失，而且為農業進一步發展創造了良好的生態環境，并導致農田熟制和宜種作物的改進，提高梯田效益。在梯田規劃的同時必須結合進行梯田區的灌溉排水設施規劃。梯田區灌溉排水設施的規劃原則，一方面要根據整個水利建設的情況，把一個完整的灌溉系統所包括的：水源和引水建筑、輸水配水系統、田間渠道系統、排水泄系統等工程全面規劃布置；另一方面，由于梯田分布多在干旱缺水的山坡或山洪匯流的沖溝(古代侵蝕溝道)地帶，常處于干旱或洪澇的威脅，因此，梯田區灌排設施規劃的另一個原則，就是要充分體現攔蓄和利用當地雨水的原則，圍繞梯田建設，合理布設蓄水灌溉和排洪防沖以及冬水梯田的改良工程。梯田灌排設施的重點：坡地梯田區以突出蓄水灌溉為主，結合坡面蓄水攔沙工程的規劃，根據坡地梯田面積和水源(當地降水徑流)情況，布設池、塘、埝、庫等蓄水和渠系工程；沖溝梯田區，不僅要考慮灌溉用水，而且排洪和排澇設施也十分重要。沖溝梯田區的排洪渠系布設可與灌溉渠道相結合，平日輸水灌溉，雨日排澇防沖。至于沖溝梯田區的排落空問題，由于多屬土壤本身或地勢低洼之故，所以，為了節省渠道占地和提高排澇效果，可以采用暗渠或明渠結合工程的排澇設施。2.2梯田的斷面設計梯田的斷面關系到修筑時的用工量，埂坎的穩定，機械化耕作和灌溉的方便。不少地方過去修筑的窄條梯田，田面寬度只有3-5m，不能適應機械耕作要求。有的地方則片面求大求寬，致使修筑梯田時用工過多，而且修成后埂坎高，穩定性差。梯田斷面設計的基本任務，是確定在不同條件下梯田的最優斷面。所謂“最優”斷面，就是同時達到下述三點要求。一、是要適應機耕和灌溉要求；二、是要保證安全與穩定；三、是要最大限度地省工。最優斷面的關鍵是確定適當的田面寬度和埂坎坡度，由于各地的具體條件不同，最優的田面寬度和埂坎坡度也不相同，但是考慮“最優”的原則和原理，是相同的。(一)水平梯田的斷面要素1.梯田的斷面要素2.各要素之間的關系一般根據土質和地面坡度選定田坎高和側坡(指田坎邊坡)，然后計算田面寬度，也可根據地面坡度、機耕和灌溉需要先定田面寬，然后計算田坎高。從圖可以看出，田面愈寬，耕作愈方便，但田坎愈高，挖(填)土方量愈大，用工愈多，田坎也不易穩定。在黃土丘陵區一般田面寬以30m左右為宜，緩坡上寬些，陡坡上窄些，最窄不要小于8m，田坎高以1.5～3m為宜，緩坡上低些，陡坡上高些，最高不要超過4m。三山坡固定工程3.1斜坡固定工程斜坡固定工程是指為防止斜坡、巖體和土體的運動、保證斜坡穩定而布設的工程措施，主要包括：擋墻、抗滑樁、削坡和反壓填土、排水工程、護坡工程、滑動帶加固工程、植物固坡措施和落石防護工程等。3.2溝頭防護工程蓄水式溝頭防護工程泄水式溝頭防護工程3.1斜坡固定工程3.1.1擋墻3.1.2抗滑樁抗滑樁是穿過滑坡體將其固定在滑床的樁柱。使用抗滑樁，土方量小，省工省料，施工方便，工期短，是廣泛采用的一種抗滑措施。3.1.3削坡和反壓填土削坡主要用于防止中小規模的土質滑坡和巖質斜坡崩塌。當高而陡的巖質斜坡受節理縫隙切割，比較破碎，有可能崩塌墜石時，可剝除危巖，削緩坡頂部。反壓填土是在滑坡體前面的阻滑部分堆土加載，以增加抗滑力。3.1.4排水工程(一)排除地表水工程排除地表水工程的作用，一是攔截病害斜坡以外的地表水，二是防止病害斜坡內的地表水大量滲入，并盡快匯集排走。它包括防滲工程和水溝工程。防滲工程包括整平夯實和鋪蓋阻水，水溝工程包括截水溝和排水溝。(二)排除地下水工程排除地下水工程的作用是排除和截斷滲透水。它包括滲溝、明暗溝、排水孔、排水洞，截水墻等。3.1.5護坡工程常見的護坡工程有：干砌片石和混凝土砌塊護坡、漿砌片石和混凝土護坡、格狀框條護坡、噴漿和混凝土護坡、錨固護坡等。3.1.6滑動帶加固措施3.1.7植物固坡措施3.1.8落石防護工程3.2溝頭防護工程3.2.1蓄水式溝頭防護工程當溝頭上部來水較少時，可采用蓄水式溝頭防護工程，即沿溝邊修筑一道或數道水平半圓環形溝埂，攔蓄上游坡面徑流，防止徑流排入溝道。溝埂的長度、高度和蓄水容量按設計來水量而定。蓄水式溝頭防護工程又分為溝埂式與埂墻澇池式兩種類型。3.2.2泄水式溝頭防護工程泄水式溝頭防護工程有懸臂跌水式溝頭防護、陡坡式溝頭防護、臺階式跌水溝頭防護三種類型。土壤侵蝕定義：在風力、水力和重力等外營力作用下土壤物質被分散、搬運和沉積的過程。定義2：在水力、風力、凍融、重力等外營力作用下，土壤、土壤母質被破壞剝蝕、搬運和沉積的全部過程。土壤侵蝕是指土壤或成土母質在外力（水、風）作用下被破壞剝蝕、搬運和沉積的過程。廣泛應用的“水土流失”一詞是指在水力作用下，土壤表層及其母質被剝蝕、沖刷搬運而流失的過程。土壤及其母質在水力、風力、凍融或重力等外營力作用下，被破壞、剝蝕、搬運和沉積的過程。土壤在外營力作用下產生位移的物質量，稱土壤侵蝕量。單位面積單位時間內的侵蝕量稱為土壤侵蝕速度（或土壤侵蝕速率）；土壤侵蝕量中被輸移出特定地段的泥沙量，稱為土壤流失量。在特定時段內，通過小流域出口某一觀測斷面的泥沙總量，稱為流域產沙量。類型劃分土壤侵蝕類型的目的在于反映和揭示不同類型的侵蝕特征及其區域分異規律，以便采取適當措施防止或減輕侵蝕危害。土壤侵蝕類型的劃分以外力性質為依據，通常分為水力侵蝕、重力侵蝕、凍融侵蝕和風力侵蝕等。其中水力侵蝕是最主要的一種形式，習慣上稱為水土流失。水力侵蝕分為面蝕和溝蝕，重力侵蝕表現為滑坡、崩塌和山剝皮，風力侵蝕分懸移風蝕和推移風蝕。水力侵蝕水力侵蝕或流水侵蝕是指由降雨及徑流引起的土壤侵蝕，簡稱水蝕。包括面蝕、潛蝕、溝蝕和沖蝕。1.面蝕或片蝕：面蝕是片狀水流或雨滴對地表進行的一種比較均勻的侵蝕，它主要發生在沒有植被或沒有采取可靠的水土保持措施的坡耕地或荒坡上。是水力侵蝕中最基本的一種侵蝕形式，面蝕又依其外部表現形式劃分為層狀、結構狀、砂礫化和鱗片狀面蝕等。面蝕所引起的地表變化是漸進的，不易為人們覺察，但它對地力減退的速度是驚人的，涉及的土地面積往往是較大的。土壤侵蝕2.潛蝕：是地表徑流集中滲入土層內部進行機械的侵蝕和溶蝕作用，千奇百怪的喀斯特溶巖地貌就是潛蝕作用造成的，另外在垂直節理十分發育的黃土地區也相當普遍。3.溝蝕：溝蝕是集中的線狀水流對地表進行的侵蝕，切入地面形成侵蝕溝的一種水土流失