紫色土水土流失特點及調(diào)控范式

紫色土水土流失特點及調(diào)控范式趙健;梁敏【期刊名稱】《中國水利》【年（卷），期】2010（000）002【總頁數(shù)】2頁（P41,43）【關鍵詞】紫色土;水土流失;調(diào)控范式【作者】趙健;梁敏【作者單位】水利部長江水利委員會長江科學院水土保持研究所,430010,武漢;水利部長江水利委員會網(wǎng)信中心信息所,430010,武漢【正文語種】中文【中圖分類】S517一、紫色土的非地帶性特點巖性土特點紫色土是發(fā)育于亞熱帶地區(qū)石灰性紫色砂頁巖母質(zhì)土壤，為非地帶性土壤。主要分布在長江上游丘陵地山區(qū)，四川、江西、貴州、湖南、廣西等?。ㄗ灾螀^(qū)），面積約26萬多km2。紫色土成土速度快（從巖石-風化物-土壤），發(fā)育進程慢（從飽和土一不飽和土），紫色土具有巖性土的特點。紫色土在物質(zhì)、能量交換都很強烈的亞熱帶濕潤氣候條件下能大面積、大跨度分布，保持穩(wěn)定的土壤性質(zhì)，并具有優(yōu)良的生產(chǎn)性能，有很高的土壤生產(chǎn)率，這是其他巖性土所不能比的。幼年性特點紫色土是紫色砂、頁、泥巖風化物，在亞熱帶濕潤氣候條件下形成的幼年土壤。由于受母巖影響以及頻繁的侵蝕和堆積，紫色土的發(fā)育形成明顯反映出生物氣候?qū)ν寥佬再|(zhì)影響小、化學風化作用微弱、但物理風化作用強烈的特點，土壤礫質(zhì)含量高。二、紫色土土壤侵蝕特征1.徑流系數(shù)高，坡面侵蝕為主紫色土大多土層淺薄，富含母質(zhì)碎屑，有機質(zhì)少，結(jié)構(gòu)水穩(wěn)性弱，易分散懸浮，抗蝕力和抗沖力均弱。容蓄水量少且滲透率低，下為透水性差的基巖，故徑流系數(shù)高,據(jù)對10。~25。不同坡度的紫色土進行10場人工降雨試驗顯示，在中大雨強狀況下，坡面徑流系數(shù)在0.3~0.7之間。紫色土區(qū)大多數(shù)丘陵為砂巖和泥巖間層組合，抗風化侵蝕力不同而呈臺階狀坡面，從坡麓至坡頂，坡長被自然臺階截斷。耕地分布在臺面上呈帶狀，且多溝壟種植，徑流沿溝壟排泄，故坡面上溝蝕不明顯，以面蝕為主，面蝕集中在坡耕地上。據(jù)遂寧水土保持試驗站觀測資料，坡耕地坡度為10°的年流失土壤5100t/km2，流失土層厚度0.39cm,15。的年流失土壤8745t/km2，流失土層厚度0.65cm,20。的年流失土壤11610t/km2,流失土層厚度0.86cm,25。的年流失土壤15900t/km2。2物理風化迅速，母質(zhì)侵蝕突出紫色土成土母巖多為泥鈣質(zhì)膠結(jié)，固結(jié)性差，組織松軟，抗壓強度低。加上母巖中礦物組成復雜，膨脹系數(shù)差異懸殊，含深色礦物多，吸熱快，冷熱干濕膨脹變化劇烈，近地表層網(wǎng)狀風化裂隙發(fā)育，易于崩解剝離。裸露巖面能迅速形成大量松散碎屑，為母質(zhì)侵蝕提供大量物源。侵蝕以剝落和瀉溜侵蝕現(xiàn)象為普遍。成土母巖的砂、頁、泥巖風化形成的幼年土，結(jié)構(gòu)性差，泥巖中鈣質(zhì)、石膏可溶性鹽分含量高，易被水分解溶蝕，土壤抗蝕力很弱。風化與侵蝕交替進行紫色泥巖物理風化快，風化崩解形成的碎屑成為徑流侵蝕夾帶泥沙的來源。尤其在高溫多雨季節(jié)，物理風化更為嚴重，往往形成風化一層、剝蝕一層、流失一層的惡性循環(huán)。土壤總是處于幼齡階段，土層淺薄，水分滲透系數(shù)小，蓄水能力低，容易發(fā)生干旱。三、紫色土水土流失調(diào)控范式范式是指科學理論研究的內(nèi)在規(guī)律及其演進方式，庫恩認為范式是科學共同體的共有信念。目前，人們多將水土保持模式理解成范式，模式與范式是有區(qū)別的，模式是范式的基礎，范式是模式的總結(jié)和凝煉，水土保持的范式應是模式的模式，應具有能反映土壤侵蝕的地帶性規(guī)律、能反映區(qū)域性水土保持措施、有一定的區(qū)域尺度適應性、在經(jīng)濟上可以應用推廣的水土保持模式。徑流系數(shù)高是引起紫色土水土流失的主要原因，〃山坡無流水，沃土必自存”，因此，控制坡面徑流是紫色土區(qū)水土保持防治的方向。長期的水土保持實踐逐步總結(jié)創(chuàng)造形成了一套適于這種強降水地區(qū)、坡度在5。~20。的坡耕地水土流失調(diào)控治理范式，即〃以溝池凼路為骨架，梯地果林相配套”高蓄高用的坡面徑流調(diào)控范式。以坡面徑流調(diào)控措施為骨架體系，各項水土保持治理措施融入該體系，成為它的組成部分，使各項措施在不同地形地貌部位起著疏導、分散、儲用坡面徑流職能的水土流失調(diào)控體系。該范式具體結(jié)構(gòu)是分段分部位設置徑流聚散防線，即按10年一遇24h最大暴雨的徑流量標準設計，首先布設徑流聚散體系和道路骨架，然后布設坡改梯工程。在坡耕地與非耕地連接處的地貌部位沿等高線開挖一條截流溝，攔截從山頂分流下來的坡面徑流，并將其合理地排走。將田間道路與徑流分流工程重疊布設（溝路合一），分流溝上部蓋石板作為道路，或在溝邊埂上設置田間作業(yè)道路，溝道兩邊布置坡改梯和經(jīng)果林，每塊田塊布設有背溝和邊溝，均與骨干分流溝相通，一是分散過多的降雨徑流，二是能攔蓄一部分入滲，增加土壤水分，在骨干分流溝內(nèi)分上、中、下三部位設置相應容積的聚流池，儲蓄部分坡面徑流，供旱季灌溉用，多余的徑流均安全地排入河溝，紫色土區(qū)降雨量多，一般以分流為主，同時也做到高部位的徑流在高處分散和聚集高用、中部位的徑流在中部分散和聚集中用、低部位的徑流在低處分散和聚集的方式，該范式已在川中丘陵區(qū)廣泛應用。在具體應用中，可以在該范式基礎上對每條具體小流域的坡面徑流調(diào)控進行具體水土保持措施配置。四、結(jié)語紫色土在特殊的自然地理環(huán)境中形成了自己獨特的特征，具有巖性土、幼年性的非地帶性特點，在水土流失上具有徑流系數(shù)高、坡面侵蝕為主的特點，紫色土平均侵蝕強度高達3000-5000t/(km2?a)，已嚴重阻礙了區(qū)域生產(chǎn)力的發(fā)展，〃以溝池凼路為骨架，梯地果林相配套”的坡面徑流調(diào)控范式的應用將對紫色土分布區(qū)水土流失防治起到積極的作用。【相關文獻】托馬斯s庫恩著，紀樹立，等譯.必要的張力：科學的傳統(tǒng)和變革論文選[M]