台湾西南部刺竹林更新与泥砂控制工法

刺竹目前占台湾西南部泥岩地区之绿蔽率达 80%以上,虽为早期最主要之适生造林树种,但其具有排他性,造成林下地表植物不易入侵。此外,刺竹之耗水量大（蒸散量大）,且根域保水力差,茎干丛生于坡顶之风摇作用与浅层性须根系型特性,使竹林地区易造成坡面基脚侵蚀或坡面崩滑之情形。若为水土资源保育之长远考量,泥岩地区刺竹林之林相更新或竹林地复层植被之建立,有其必要性与迫切性。有关泥岩地区之相关试验研究虽多,但目前对于持续扩大之自然裸坡则尚无良好对策与方法。本研究拟以泥岩整体环境重建构想,提出泥岩地区刺竹林地林相更新与复层植被建立之构想,并配合简易之淤砂控制工法,包括坡脚连续式植生土堤淤泥措施、坡脚连续式复层植栽土堤淤泥设施、淤泥植物栅工程、裸坡坡趾植生石笼与控式农塘配合湿地植被营造等配置工法。进行相关试验与评估,期望对泥岩坡面裸化、冲淤过程以及植被坡面保育功能等适宜性整治有所了解与助益,进而对持续扩张之泥岩裸露地加以控制,并建立一套具体可行之方式。初步结果显示东南向的裸坡冲蚀量最大,受当地之日照与气候变化影响颇巨,而冲蚀下的淤泥,造成第一道土堤内之植栽存活率减少。因此,就地取材的连续性拦阻、泥砂冲蚀控制及生态环境之营造,已颇具     

小集水区生物多样性工程之设计

依据国际生物多样性公约,世界各国从1992年以来,在环境保育利用与经营管理上,无不以生物多样性之规划设计为考虑。因此,为了集水区的水土资源保育与生态永续经营之长远目的,台湾特殊地之泥岩地区刺竹林之林相更新或竹林地复层植被之建立,有其必要性与迫切性。然有关泥岩地区之相关试验研究虽多,但目前对于持续扩大之自然裸坡则尚无良好对策与方法。以小集水区整体环境重建构想,提出小集水区生物多样性之设计,并配合土木工程之生态复育工法。经调查研究结果之泥岩坡面裸化、冲淤过程以及植被坡面保育功能等适宜性整治有所更深入了解与助益,且可对持续扩张之泥岩裸露地加以控制,提供一套具体可行之生态复育方式。经多年之调查结果,已显现其生物多样性效果,而就地取材的连续性拦阻及生态环境之营造,以及改善当地微气候之生物多样性营造方式,并可在小集水区进行区域生态足迹追踪,进而达到可预期之生态需求。     

台湾泥岩集水区整体生态经营策略之研究

台湾泥岩为全省山坡地灾害中最难整治的地区，素有台湾坡地之癌的恶地称谓，其特征为干旱时坚硬，热胀冷缩易呈片状剥落，潮湿时则泥演滑落，以致水土灾害频繁，而在裸露坡面，年平均冲刷深度更高达7．5cm，犹以东南坡向最严重，在生态方面，由于裸露面积迅速扩大，植被纯林化与栖地破坏，造成区域生态之失衡，生物歧异度遽减及微气候异常等，因此，汇整十几年来各方专家学者之经验与成果，拟就泥岩地区主要之冲蚀控制，水土保持工程与生态复育，监测方法加以配合，提出泥岩集水区整体生态经营与治理之相关问题对策。     

台湾泥岩地区刺竹林之微气候模式

以野外土壤立地条件而言,植物环境的微气候,不仅会影响植物之发育与生长,亦能作为仿真野外现场之试验用。因此,如何量化微气候之变异与植物生理反应之关系,对土壤贫瘠之泥岩地区植物之生长就显得格外重要。探讨泥岩地区盆栽植物之微气候影响因素,并以蒸发散量模式量化这些因子。并由此盆栽之试验结果,推衍至大面积不同植群之微气象量化模式。以台湾西南部泥岩地区之刺竹植物为例,推演微气候能量平衡模式,以描述植物蒸发散及其周围温湿度、叶温及日射等环境微气象因子之变化,并以实测数据验证比较不同模式之适称性与预测性能。由野外实测值与模式之预测值比较结果,经统计残差分析显示此模式合乎物理之合理性。对于刺竹覆盖植物之微气候蒸发散预测模式,此模式的显著误差出现于日照迅速变化时段或极端温湿度变动大时。     

台湾特殊地质区水土保持工法之运用

防冲蚀截水草沟藉由在沟槽中加销一或多层具柔韧、耐腐蚀等材质之细网围保护网,并於沟中以50cm间距铺钉一束防冲截留束,可有效强化沟槽抗水流冲刷能力。防渗蚀喷浆式排水沟系藉由沟底增设渗流水截导装置,并以高压推力将泥浆强力的嵌入泥岩沟槽每一缝隙,使沟体等坡面紧密契合,再於两沟侧施设可遇热游移或触水膨胀等功能之防渗措施,有效排除传统排水沟於泥岩坡面施设后沟体易产生裂隙、断裂之问题,使其能稳定发挥其功能。防冲蚀植生挡土栅施工法具材质轻巧、设置简易、可随坡表微地形紧贴坡面,并能蓄积多量植生材料及发挥分段排除坡面水等多种功能,这些特征适可有效因应泥岩恶地各项立地条件。解决昔日坡面植生工程各项问题。     

基于冲刷试验的贵州耕地土壤抗冲性研究

对5种不同坡度(5°～25°)的翻耕地以及有苔藓覆盖的荒坡地(20°)进行不同流量下(0.042～0.250L/s)的放水冲刷试验,以探讨贵州耕地坡面水动力性质、土壤抗冲性及地表生物(苔藓)对坡面侵蚀产沙的影响。结果表明,贵州地区坡耕地坡面流速与冲刷流量呈较好的幂函数关系,而与坡面坡度无关。坡面土壤分离速率与坡度及冲刷流量均呈显著正相关,并可用水动力学参数水流剪切力来估算贵州坡耕地土壤分离速率。与黄土高原相比,在同一坡度、同一冲刷流量下贵州坡耕地坡面产沙速率低于黄土高原坡耕地,表明贵州黄壤抗冲性高于黄土。苔藓覆盖可显著减小坡面侵蚀速率,在同一冲刷流量下,具有苔藓覆盖的荒坡地坡面产沙速率低于翻耕地达3个数量级。     

岩溶槽谷区不同土地利用方式下的坡地产流产沙规律

[目的]研究岩溶槽谷区坡地产流产沙规律,为槽谷区坡面水土流失防治提供理论基础。[方法]基于重庆市北碚区中梁山岩溶槽谷区径流小区,探讨了土地利用类型(耕地、林地、果园和竹林地)、降雨等级、降雨特征对坡地产流产沙的影响。[结果]①不同土地利用方式的径流小区坡地总产流量为:耕地(3534.64 L)>果园地(3150.60 L)>竹林地(2347.75 L)>林地(1957.41 L);径流系数(3.12%~5.70%)远低于非岩溶区(约20%);地表产沙量耕地(3.37 kg)>果园地(2.60 kg)>林地(1.60 kg)>竹林地(1.43 kg);②虽然暴雨占总降雨场次的1.53%,但产流量占年产量的42.28%,产沙量占年总产沙量的33.42%。中雨占年产流总量的16.61%,产沙量占年总产沙量的20.47%,但是由于中雨的降雨次数多,其造成的泥沙流失也不可忽视。③降雨量对不同土地利用方式下的坡面产流的影响最大,是坡面产流的主要影响因素。I30对耕地和果园产沙量的影响最大,降雨量对林地和果园产沙量的影响最大。[结论]在相同的降雨条件下,耕地的产流产沙量最大,果园次之。在坡度一定的条件下,不同等级的降雨是影响产流产沙的主要因素,因此,在安排农事活动时,应尽量避开高强度降雨,减少严重侵蚀事件的发生。     

重庆缙云山不同土地利用类型坡面产流对暴雨的响应

 为给三峡库区理水调洪型植被建设提供一定依据,在三峡库区重庆缙云山5种典型土地利用类型(混交林,阔叶林,楠竹林,灌木林及农地)建立坡面径流小区,从产流量、产流历时和产流过程来研究坡面产流对暴雨的响应。结果表明:在相同暴雨条件下,楠竹林地表径流深分别为混交林的2．7倍,为灌木林的3．7倍,为农地的4．5倍,为阔叶林的5．7倍。混交林和阔叶林的地下径流深比其他土地利用类型大一个数量级,为其他土地利用类型的 8-10倍。混交林坡面径流产流历时可延长248min,农地最少,仅为33 min。混交林地下产流历时可延长59 h;阔叶林居次,为50 h;农地产流历时缩短近11h。楠竹林坡面径流峰值约为混交林和灌木林的2倍,为阔叶林和农地的3倍。阔叶林和混交林地下径流峰值比楠竹林大2个数量级,比灌木林和农地大1个数量级。因此,重庆缙云山各土地利用类型中,混交林和阔叶林理水调洪功能最强,楠竹林理水调洪功能最差。     

不同土地利用与覆盖之景观生态水文变迁探讨

以景观生态理论为基础,配合水文现象的变化,应用统计分析技术计算各种景观生态指标,生态意涵在不同时期上之变异与能量循环上之改变及其生态代表意义,结果显示嵌块体的聚合大多由泥岩及竹林二种景观所造成,对于不同时期之景观生态变迁,因素分析之三个主成分的解释变异达93.2%.景观嵌块体形状因子与水质之有机营养盐供给因子,具有整体性的高相关性.在景观生态水文方面,景观多样性均一度因子,也能显著地影响到与水库淤积量、冲蚀深度有关之集水区土壤冲蚀因子.综合结果可知泥岩景观嵌块体较为破碎,边缘指数较高,因此能量、物质和营养     

川中丘陵区土壤侵蚀的特征与行为方式

川中丘陵区土壤侵蚀普遍,其侵蚀面积之广,侵蚀强度之大仅次于我国北方的黄土高原。土壤侵蚀表现出类型多样而独特,强度极度超常,全层性流失,基岩物理风化迅速,母质侵蚀突出,丘陵体为侵蚀主体等特征;土壤侵蚀行为方式也颇具特色,表现为坡面产流快,土壤冲刷广泛,风化与侵蚀交替进行,流域水力侵蚀频率不高但集中,土壤侵蚀的垂直分带性,土壤侵蚀的季节变动性,土壤侵蚀与流域泥沙搬运不同步等现象;这些特征和行为方式与这里的紫色砂泥岩的广泛出露,复杂的地表物质结构和地貌组合,季节变动明显的季风气候和人类农业耕作活动等因素密切相关。     

土地坡面漫流系统的结构设计

在美国的九个州和澳大利亚已建造了十几个土地坡面漫流系统;设计内容包括: 坡度:应该仔细考察场地的自然坡度,尽量利用自然坡度,标准的设计坡度在2—8%的范围内。大于8%的坡度不一定降低处理效果,但会增加浸蚀坡面、冲出水沟造成短路等危险,低于2%有可能形成水洼。在自然坡度复杂的地区,坡面会有交叉,但     

雨型和甘蔗种植对赤红壤坡面土壤侵蚀特征的影响

为探究南方高强度、高频次降雨下甘蔗种植对赤红壤坡面土壤侵蚀的影响,基于径流小区原位观测试验,分析不同种植方式下(顺坡和横坡)蔗地和裸坡坡面径流和侵蚀泥沙特征,探讨甘蔗种植方式对坡面侵蚀产沙的影响,获得影响赤红壤坡面侵蚀的主要雨型。结果表明:(1)坡面径流量和侵蚀量均表现为裸坡>顺坡蔗地>横坡蔗地,裸坡坡面径流量和侵蚀量是顺坡蔗地和横坡蔗地的1.7~5.3倍;顺坡蔗地坡面径流量和侵蚀量是横坡蔗地的1.9,2.3倍。(2)次降雨条件下,裸坡坡面径流量与侵蚀量均整体高于蔗地处理,而顺坡蔗地整体上大于横坡蔗地,但二者差异随甘蔗生长逐渐缩小。(3)A型雨(中历时、小雨强、小雨量)发生频次最高,但B型雨(短历时、大雨强、中雨量)是引起裸坡和顺坡蔗地坡面产流产沙的主要雨型,径流量和侵蚀量分别占总量的49.9%,57.6%和62.3%,64.2%;D型雨(长历时、极大雨强、极大雨量)是造成横坡蔗地坡面水土流失严重的主要雨型,由其产生的坡面径流量和侵蚀量分别占总量的49.5%和72.2%。研究结果可为明晰南方赤红壤区蔗地土壤侵蚀特征及防治提供理论依据。     

岩溶区不同土地利用方式土壤抗蚀性分析

采用土壤微团聚体类、水稳性团聚体类及有机质含量作为指标,通过主成分分析方法,对重庆市中梁山不同土地利用方式表层土壤抗蚀性进行了研究。结果表明：〉0.25mm水稳性团聚体含量及破坏率、〉0.5mm水稳性团聚体含量及破坏率、平均重量直径和有机质含量是评价土壤抗蚀性的最佳4指标;土壤抗蚀性强弱顺序为：灌丛地〉草地〉竹林地〉坡耕地,退耕还林、还草有利于提高土壤抗蚀性;运用微团聚体类指标和水稳性团聚体类及有机质指标分别进行土壤抗蚀性评价时,得到相反的结论;土壤水稳性团聚体类指标评价结果与主成分分析结果一致,这与研究区特殊的成土过程和脆弱的生态环境有关;耕作侵蚀使坡耕地土壤主要性质产生坡面分异,进而产生土壤抗蚀性的坡面分异。坡耕地不同部位土壤抗蚀性强弱为：上部〉下部〉底部〉顶部,这与土壤水稳性团聚体含量坡面分异一致,证明水稳性团聚体类指标可以较好地反映土壤抗蚀性特性。     

黄土半干旱丘陵区陡坡地土壤水分空间变异性研究

通过对黄土半干旱丘陵区陡坡坡地土壤水分变异规律研究，阐明陡坡坡面土壤水分变化特征，0～200 cm土层内土壤含水量垂直变化呈高—低—高趋势；陡坡土壤水分沿坡顶向下变化总趋势是先增加后持平或减小；在坡面有浅沟微地形存在的情况下，虽然纵向和横向坡位对坡面土壤水分分布均存在影响，但纵向坡位的影响要较横向显著；地统计学对有浅沟微地形存在的陡坡坡面土壤水分变异特征不能进行很好地描述。     

植被混凝土抗雨水冲刷性能试验研究

边坡受雨水冲刷而造成的地质灾害是较常见的一种自然灾害,也是目前研究较多的一个方向。植被混凝土坡面与一般土质坡面的冲刷过程有一定的共性,但由于植被混凝土坡面的冲刷过程受到水泥含量、植被覆盖度等其他因素的影响,因此两者又有许多不同之处。试验选取不同水泥含量的植被混凝土,通过室内模拟不同降雨强度作用下植被混凝土的冲刷过程,得出相关因素对冲刷量的影响程度,并针对试验结果提出植被混凝土护坡技术在工程实际应用中减弱冲刷的一些措施。     

三峡库区森林植被坡面产流特性

以重庆缙云山4种不同植被类型坡面为研究对象,对2002年降雨和地表产流实测值进行对比分析,结果表明三峡库区4种坡面在相同的降雨条件下,产流量依次为：混交林地（65.18 mm）〉毛竹林地（64.72 mm）〉灌木林地（30.52 mm）〉阔叶林（18.71 mm）,并且产流量集中分布在4-9月份,阔叶林这一时期的产流量所占比例76.84%,为4种植被类型坡面中最低,表明阔叶林相对于其它坡面在调节径流方面的作用最大;地表特性各因素与产流量间的灰关联度大小依次为：土层厚度〉枯落物量〉林份郁闭度〉坡度,地表特性各因素对产流量的影响均较大,其中土层厚度对产流量的影响最大,而坡度对产流量的影响最小;产流量与降雨量都表现出了较好的线性相关关关系,且土层厚度直接影响着起始产流雨量。     

喀斯特峰丛洼地坡面土壤水分空间变异研究

以线形取样方式测定了喀斯特峰丛洼地坡面表层(0～5、5～10、10～15 cm)的土壤水分,采用经典统计结合地统计学方法分析了其空间分布特征及变异结构。结果表明：在坡面特定土地利用结构下(上坡到下坡分布有自然坡地、退耕地和耕地),表层土壤水分沿上坡向下具有不断减小的变化趋势,坡面纵向和横向土壤水分均呈中等变异,横向上由于特殊的土壤分布和地形地貌特征使得变异程度较纵向强烈,土地利用和坡度因子是造成坡面土壤水分分布和变异的重要因素;半方差分析显示,坡面表层土壤水分具有明显的块金效应和较大的基台值,呈中等或较强的空间相关性,土壤水分总体上具有较好的变异结构和空间连续性,因此可以应用地统计学方法在该地区开展土壤水分空间变异研究。     

长江三峡花岗岩地区坡面产沙及沟道输沙规律

运用砂粒粒组分析方法，对长江三峡花岗岩地区下岸溪流域的坡面产沙及沟道输沙规律进行了研究。结果表明，〈２．００ｍｍ砂粒的累积含量松栎混交林和马尾松林地最多，荒草坡地居中，农坡地和梯田最少，农坡地和质量不高的梯田是花岗岩坡面侵蚀产沙的主要来源：坡面各级砂粒在沟道各断面都有分布，主沟道泥沙输移比接近于１。     

模拟降雨条件下角砾和圆砾对陡峭路堑边坡产流产沙的影响

[目的]研究角砾和圆砾对陡峭工程边坡入渗、产流、产沙以及水动力学特征,为青藏高原地区工程边坡土壤侵蚀预测模型与水土保持工作提供一定的理论支撑。[方法]基于青藏高原地区派墨农村公路沿线气候特征及其土质路堑边坡形态和物质组成特征,通过室内人工降雨模拟试验,研究了在强降雨(120 mm/h),大坡度(50°),3种砾石含量(30%,40%,50%)条件下圆砾和角砾坡面宏观侵蚀特征和产流产沙规律。[结果]圆砾坡面平均入渗率高于角砾坡面,平均产流率低于角砾坡面,初始产流时间明显晚于角砾坡面;圆砾和角砾坡面水流流态均属于层流,流型均为急流,圆砾坡面的径流剪切力、径流功率、雷诺数略小于角砾坡面,但弗劳德数远大于角砾坡面,流速大于角砾坡面,阻力系数小于角砾坡面,径流挟沙能力更强;圆砾坡面稳定产沙率约为角砾坡面的2倍,总产沙量比角砾坡面高出约20%。[结论]卵砾石表面光滑,与土壤间贴合不够紧密,形状更容易引起局部湍流,在强降雨条件下,陡峻冲洪积路堑边坡坡面易发育以卵砾石为中心,遍布坡面的环形小细沟,细沟发育数量和产沙量都将大于以棱角状碎块石组成的崩坡积路堑边坡。     

西南黄壤和西北黄土坡面侵蚀产沙规律比较研究

喀斯特地区是我国主要生态脆弱地区之一,黄壤是该地区主要土壤类型,本文基于贵州省毕节市与陕西安塞径流小区观测资料,对比分析降雨与坡面径流深、产沙模数等关系,研究次降雨坡面侵蚀规律.结果表明:黄壤坡面产流产沙主要来源于大雨及暴雨,受降雨量影响最大,数量上小于黄土坡面;黄壤坡面产流与降雨量相关性大于与其与时段降雨强度相关性,黄土坡面反之;随降雨级别增大,黄壤坡面产流与降雨特征关系由无规律变为线性;时段降雨强度与黄壤坡面产沙呈指数关系,与黄土坡面呈幂函数关系;缺乏过程资料时,可采用M=0.54e011p预测黄壤坡面次降雨侵蚀量;降雨侵蚀力与产流产沙呈线性关系,单位降雨侵蚀力引起的产流产沙量黄壤坡面均小于黄土坡面;坡面产流与产沙均呈良好线性关系,产流量相近时,黄壤坡面产沙量略小于黄土坡面.研究结果表明黄壤坡面侵蚀量小于黄土坡面,但由于其土层薄,侵蚀程度仍十分严重,区域水土流失防治工作仍需加强.