湖北职业技术学院
摘要：土壤侵蚀是自然景观发展中的一种地表剥蚀过程（即夷平作用），它是指地表各种松散物在外营力（水、风、重力、冻融等）的作用下发生剥蚀、搬运、堆积的过程。从力学角度来看，土壤侵蚀（这里指水力侵蚀）是水与土壤力的相互作用的结果，是水对土壤的一种做功的过程，引起侵蚀的主要作用力是水的侵蚀力，是流体介质水造成土壤颗粒的运动。
关键词：土壤，侵蚀，过程
当水的侵蚀力超过土壤介质的抵抗力时，它们就可以使土壤破碎、分散，即使个别颗粒或土块从土壤母体中分离出来并发生输运。就土壤侵蚀过程而言，Ellision(1947)和 Hudson(1971)将其分为三种基本状态——分散、转运和淤积。这与我国多数文献所下的“土壤侵蚀”概念即“土壤或其他地面组成物质在外营力作用下，被剥蚀、破坏、分散、分离，搬运和沉积的过程”相一致。尽管有的文献认为土壤侵蚀分为两个步骤或过程——分离和搬运 (水蚀、风蚀等均如此)，但无疑在“搬运”之后必然要堆积或沉积、淤积。因此，可以认为，“土壤侵蚀”包括分离、搬运和沉积(或堆积)3个阶段，三者是不可分割的有机整体，共同构成完整的土壤侵蚀过程。 分离是指地表土壤在外营力的作用下而遭到破坏、分化并使之离开母体，从而发生物理位移。张汉银认为分离过程实际上也就是外营力做侵蚀功的过程。就水力侵蚀而言，分离是指地表土壤被径流或雨滴剪切破坏并脱离母体的过程。
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当径流的冲刷力或雨滴的打击力大于土壤的抵抗力时，侵蚀就会发生。试验观测表明，地表土壤被径流剥离土壤母体的形式有两种，一是以粒状（土壤颗粒）的形式剥离土壤母体；一是以片状、块状或团粒形式剥离土壤母体。前者主要是无黏性土的剥离形式，后者主要为黏性土的剥离形式。 搬运是指径流输移被剥离地表母体土壤的土壤颗粒或团粒的过程。当土壤以片状或块状形式剥离地表土壤时，被剥离的土块在径流的作用下分散成土壤颗粒或团粒，土壤主要以颗粒或团粒的形式被径流输移。土壤颗粒或团粒在水流搬运作用下有悬移、跃移和推移三种输移方式。土壤侵蚀中坡面径流是薄层水流，土壤侵蚀中的土壤颗粒或团粒的输移方式与一般明渠流（或河流）的输移方式不同。吴普特等研究发现，坡面薄层水流的侵蚀搬运土壤颗粒或团粒是通过推移运动的方式来完成的。坡面所产生的泥沙事实上是接触质，泥沙颗粒在坡面运动过程中始终与坡面保持接触；只要水流的拖曳力大于泥沙颗粒与坡面的摩擦力，就会向前滑动，在坡面产生一定位移。理由是：悬移运动是指依靠水流的紊动所形成的涡体将泥沙颗粒悬浮在水中，使其沿水流方向运动，并且它是在水流方向上的运动速度与水流本身的速度基本一致的一种泥沙颗粒运动方式。因此它不会直接消耗水流的能量，泥沙颗粒的悬浮是通过涡体的紊动动能来支持的。由于泥沙颗粒比水重，如果没有涡体的支持，则很快沉落到水流底部，不可能维持其恒定的运动。如果紊动极不稳定，涡体的紊动动能时高时低，变化较大，则会出现泥沙颗粒一会悬浮在水中，而一会又沉落在泥沙底部，这种跳跃式的运动方式称为跃移运动；如果无涡体出现，泥沙颗粒沿水流底部运动的现象则称为推移运动，事实上跃移也是推移的一种特殊运动方式。由于坡面薄层水流是搅动层流（坡面薄层水流属层流范畴，但其被雨滴搅动，因而称之为搅动层流，以示区别于明渠水流中的层流），无产生涡体的流体力学机制，因此由坡面薄层水流所引起的侵蚀搬运只能是推移运动，不可能有其他的运动形式。按照泥沙运动力学的观点，推移质又分为接触质，跃移质及层移质。薄层水流本身惯性作用较小，相对来讲拖曳力较小，加之黄土并非全为沙粒，粘性比沙性土壤相对较强，无法产生成层土粒运动的现象，亦不具有这种动力条件。相反它只能依靠薄层水流的拖曳作用，沿着坡面将已被雨滴及本身侵蚀作用所分散的土粒输出坡面，这正是接触质的运动方式。换句话讲，只要水流的拖曳力大子坡面土粒与坡面之间的摩擦力，就可使得土粒在坡面上发生滑动，进而输出坡面。但是，另一些研究者认为坡面径流仍存在层流、过渡流和紊流 3 种流区，但在降雨时其层流实际上是一种“伪层流”，
因为此时尽管有水质点的掺混现象，但阻力规律仍与通常明渠层流相似。坡面流的阻力大小与坡面糙度、坡度及雷诺数大小有关.沉积是指在搬运过程中，被搬运的土壤颗粒所需的运输能量超过径流所能提供的能量时，土粒就会沉积（或堆积）下来。由于土壤颗粒在径流的作用下以接触质的方式沿坡面运动，因此当径流的剪切力τ小于土壤颗粒与坡面之间的摩擦力 f 时，土壤颗粒就会停止运动，从而堆积起来。
参考文献：
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论文作者:夏艳华
论文发表刊物:《防护工程》2019年第2期
论文发表时间:2019/5/10
标签：土壤论文; 颗粒论文; 水流论文; 径流论文; 泥沙论文; 团粒论文; 层流论文; 《防护工程》2019年第2期论文;