梅州市水土流失的成因分析
2020-01-20 · 技术研发知识服务融合发展。
14.2.1 水土流失是综合因素作用的结果
(1)自然地理因素,包括岩性、地形地貌、降雨、植被等。梅州市水土流失的岩石主要是花岗岩、紫色页岩、砂砾岩和砂页岩等岩石,这些不同的岩石对水土流失有着不同影响(表14.2)。梅州市丘陵山地广阔,坡度陡峭。据调查,全市丘陵山地面积中坡度大于25°的占56%以上,海拔400m以下的占75.7%。一般发育剧烈和强度侵蚀的崩岗多发生在坡度为20°~300、海拔50~150m的丘陵台地上。梅州市地处南亚热带,高温多雨,年平均降雨量为1400~1800mm,其中70%以上的降雨集中在4~9月份,降雨强度大,暴雨频繁,特别是连续降雨之后的暴雨常有出现,据五华乌陂河的降雨资料,降雨量在50mm以上的暴雨平均每年达10次;梅州市的山地森林大部分属于南亚热带常绿阔叶林,然而,原始的森林早已遭破坏,基本上被马尾松、岗松、桃金娘、芒箕、鹧鸪草等所代替。
表14.2 梅州市岩性土质分布及其水土流失状况
(2)人类活动因素,表现在不恰当的开荒、不合理的开采矿床、大量采伐森林和人们对水土保持工作认识不足等方面。据统计,全区不合理开垦荒地1.43万hm2,其中顺坡开荒1万hm2,加剧了水土流失[1]。根据1985年调查资料,全市大小采矿场825处,采石场2495处,修路1552处,这些开采工程由于防护措施跟不上,导致水土流失愈来愈剧烈;1975~1985年,梅州市林地面积由83.16万hm2减少到56.29hm2,减少了32.3%;森林覆盖率从52%减少到36.1% 广东省水土保持工作调查总结(广东省水电厅农水处、中山大学地理系,1994),P69。
14.2.2 花岗岩风化壳的破坏机理
水土流失是地表坡面与动力矛盾相互作用的产物,当地面植被受到破坏时,降雨在坡面上汇集形成径流产生侵蚀。可概括地说,降雨强度愈大,坡面径流也愈大,侵蚀切割力愈强,为此,就必须分析当地气候条件与降雨的关系、降雨类型等气候因素。从坡面角度说,需探讨构成坡地的岩体、岩性与构造在气候条件作用下的风化作用、雨水对坡面稳定条件的关系,只有基岩风化继以形成松软的风化壳后,才能被侵蚀和崩塌;因风化壳内有断裂与裂隙的存在,它成为雨水携带风化壳中粘土矿物进入岩体的通道,再次下雨时,雨水浸润粘土矿物膨胀,导致山坡重力崩塌。故当地表失去植被保护时,降雨在不同坡度的斜坡上,汇集成径流,由势能加动能产生严重的侵蚀与崩塌。
梅州地区的水土流失主要发育在花岗岩分布地区。由于梅州大部分地处南亚热带(仅北部属中亚热带),因而高温多雨,另据1985年资料显示,全市林地面积为56.23万hm2,森林覆盖率36.1%,由于植被破坏,加速了水土流失的发展。区内花岗岩丘陵居多,400m以下的丘陵占75%,强烈的侵蚀分布于海拔50~150m、坡度在200~30°间的台地丘陵上,加之花岗岩体构造作用发育,利于风化和崩塌;人口稠密,人为活动破坏频繁,使梅州成了广东省严重水土流失地区[1](图14.1)。
图14.1 五华县上空俯瞰水土流失情况
据前人研究,岩体埋深越大,当其出露地表后的风化速度也愈快,因此,在华南地区,侵入的花岗岩体出露地表后均能形成巨厚的红色风化壳。由于岩体断裂与裂隙发育,破坏了岩体的完整性,使风化介质(如水、氧、二氧化碳、有机酸等)沿裂隙进入岩体内部,促使风化作用向岩体深部发展。风化壳形成必须具备相对稳定的新构造条件和地貌基础(即从几十米至200~300m的台地与丘陵地貌,这种地貌有利于风化介质在垂直空间上的活动)。在高温多雨的气候条件下,有相对稳定的构造基础,在较长期的地质时期,就能逐渐演变成厚层风化壳。其演化过程可概括为:初期使岩体表层破裂,形成碎屑角砾带,继之往深部发展,相继形成构造残积层,高岭石浅色亚带,杂色亚带、红土亚带。粘土矿物以高岭石为主,称之为高岭土型风化壳,又因表层铁锰富集,氧化形成红色,故又称为红色风化壳,代表着热带、亚热带的风化壳类型。风化作用不断向深部发展,形成一完整的剖面。电白县小良花岗岩台地风化剖面资料可以说明风化壳演化的特征(表14.3)[2]。
表14.3 电白县小良花岗石台地风化壳剖面
续表
当风化壳形成后,水又是水土流失最活跃的因素。由于植被破坏,降水产生坡面径流,形成侵蚀切割,坡面形成小沟—中沟—大沟侵蚀,水携带的粘土矿物进入岩体裂隙,且充填于裂隙内;当再次降雨时,粘土矿物膨胀,润滑土体(风化壳),降低岩土抗剪强度,在重力作用下产生的滑塌,崩岗接踵发生,这是风化壳形成发育与水土流失关系最一般规律。
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