土壤侵蝕原理-第8章-化學(xué)侵蝕課件

1、土壤侵蝕原理Soil Erosion第 8 章 化學(xué)侵蝕 8.1 巖溶侵蝕8.2 淋溶侵蝕8.3 土壤鹽漬化8.1 巖溶侵蝕8.1.1巖溶侵蝕特征 巖溶侵蝕，是指可溶性巖層在水的作用下發(fā)生以化學(xué)溶蝕作用為主，伴隨有塌陷、沉積等物理過程而形成獨特地貌景觀的過程及結(jié)果。地表巖溶侵蝕 地表巖溶侵蝕包括溶溝、石芽、漏斗、落水洞、溶蝕洼地、溶蝕盆地和溶蝕平原、峰叢、峰林和弧峰等侵蝕形態(tài)。巖溶侵蝕簡圖1峰叢 2.溶蝕洼地 3.漏斗 4.峰林 5.孤峰 6.地下河 7.溶洞 8.溶蝕平原 地下巖溶侵蝕 地下巖溶侵蝕主要包括溶洞、地下河和暗湖，溶洞是由于溶蝕形成的無水地下洞室，若有流水則稱為地下河，還有與地下

2、河相通的地下湖。8.1.2 巖溶侵蝕的影響因素 水的溶蝕力 碳酸鹽的溶解是涉及氣、液、固三相體系化學(xué)平衡的復(fù)雜過程，僅以CaCO3為例來看，其溶解要受到水中CO2含量、溫度、壓力及水的pH值影響。CaCO3在溶有不同數(shù)量CO2水中的溶解度（16.1）水溫（）0102030405060CO2深解量（g/L）3.3462.3181.6831.2570.9730.7610.576 地下水中CO2溶解量與水溫的關(guān)系 一般來說，CO2的溶解量與水溫成反比。 但在自然界，氣候濕熱的我國南方，巖溶遠較干燥寒冷的北方發(fā)育。為什么？ 濕熱的氣候極有利于溶蝕作用。 原因之一是溫度升高可促使CaCO3的溶解反應(yīng)速度

3、加快，溫度每升高10，化學(xué)反應(yīng)速度就可加快一倍； 二是溫度高，水的電離度大，水中H+和OH-離子增多，溶蝕力增強； 三是濕熱地區(qū)植物繁盛，可促成土壤母質(zhì)成土過程，生成大量腐殖質(zhì)和有機酸，產(chǎn)生大量的CO2。不同CO2分壓下方解石在水中的溶解度及溫度的關(guān)系 在溫度不變的條件下，壓力與水中CO2的含量成正比。CaCO3的溶解度與PH值的關(guān)系 當PH值增大時，CO32-濃度將增高，從而方解石的溶解度將降低，即酸性水對碳酸鹽類巖石將具有更大的溶蝕力。 水的流動性 地表水或地下水沿著碳酸鹽巖的裂隙和孔隙運動，如果水量得不到補充或流動受阻，很有可能部分或全部被CaCO3所飽和，從而喪失對可溶性巖石的溶蝕力。

4、 但如果水一直處于流動狀態(tài)之中，各處的水量能得到不斷的補充，溶蝕下來的物質(zhì)能源源不斷地被輸送走，水就能始終具備對巖石的溶蝕力。 CaCO3和CO2的平衡曲線 兩種飽和的CaCO3水溶液混合后就可以使水重新具有對可溶巖的溶蝕力，如果在巖溶化的巖體中，水總是處于不斷的流動中，既使各處的水都處于CaCO3飽和狀態(tài)，也依然會因為不斷的混合而具有溶蝕力。 巖石的可溶性 巖石的可溶性是指構(gòu)成巖石的所有礦物或部分礦物的可溶性。 巖漿巖主要由硅酸鹽礦物組成，難溶于水。 變質(zhì)巖除大理巖外，也難以被水溶解。這就決定了地表水、地下水在巖漿巖和絕大多數(shù)變質(zhì)巖分布地區(qū)難以進行化學(xué)溶蝕作用。 化學(xué)沉積或生物沉積的碳酸鹽類

5、巖石、硫酸鹽類巖石便成為溶蝕作用的主要對象。石灰?guī)r（CaCO3）白云巖（MgCaCO3）類型結(jié)構(gòu)特征CaO/MgO相對溶解度結(jié)構(gòu)特征CaO/MgO相對溶解度隱晶質(zhì)微粒結(jié)構(gòu)18.991.12細晶質(zhì)生物微粒結(jié)構(gòu)2.131.09細晶質(zhì)微粒結(jié)構(gòu)27.031.06隱晶質(zhì)間鑲嵌結(jié)構(gòu)過渡1.440.88鮞狀結(jié)構(gòu)21.041.04細晶及隱晶質(zhì)鑲嵌結(jié)構(gòu)1.650.85細粒及中粒結(jié)構(gòu)21.430.99中晶及細晶質(zhì)鑲嵌結(jié)構(gòu)1.530.71中晶質(zhì)鑲嵌結(jié)構(gòu)25010.56中晶質(zhì)鑲嵌結(jié)構(gòu)1.360.66中、粗粒結(jié)構(gòu)14.970.32中粗粒鑲嵌結(jié)構(gòu)具1.730.65廣西不同結(jié)構(gòu)碳酸鹽巖的相對溶解度可溶巖中的裂隙經(jīng)溶蝕改造示

6、意圖 具有侵蝕性的水在裂隙中流動，溶解隙壁上的CaCO3，使裂隙逐步擴大。最終發(fā)展成為溶蝕管道。石灰?guī)r與下伏隔水層界面上巖溶發(fā)育示意圖 巖層界面往往具有比巖層內(nèi)部更好的透水性，尤其是在可溶巖與下伏隔水層的接觸面上，往往集中發(fā)育成呈層的溶洞，這主要是因為水流下方受阻，流水密集于接觸界面上所致。8.2 淋溶侵蝕 淋溶侵蝕是指降水或灌溉水進入土壤，土壤水分受重力作用沿土壤孔隙向下層運動，將溶解的物質(zhì)和未溶解的細小土壤顆粒帶到深層土壤，產(chǎn)生有機質(zhì)等土壤養(yǎng)分向土壤剖面深層的遷移聚集甚至流失進入地下水體中的過程。 淋溶侵蝕一般不易被人們察覺，但其危害不可忽視。它不僅使土壤肥力減退，作物產(chǎn)量降低，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)

7、物種多樣性退化，惡化生態(tài)環(huán)境，而且還會污染水源，惡化水質(zhì)，直接影響人畜飲水。 在淋溶侵蝕比較嚴重的地區(qū)，除要改進施肥方法和灌溉技術(shù)之外，還應(yīng)增加土壤粘性和有機質(zhì)含量，改善土壤理化性質(zhì)，增強土壤保水保肥能力，減少淋溶侵蝕。8.2.1 淋溶侵蝕危害及防治 8.3 土壤鹽漬化 在干燥炎熱和過度蒸發(fā)條件下，土壤毛管水上升運動強烈，致使地下水及土中鹽分向地表遷移并在地表附近發(fā)生積鹽的過程及結(jié)果就稱為土壤鹽漬化或土壤鹽堿化。 8.3.1 土壤鹽漬化的形成條件干旱的氣候地下水位高，礦化度大地勢低洼，排水不暢土壤母質(zhì)的影響土壤水分運動8.3.2 土壤次生鹽漬化 如果由于灌溉不當?shù)热祟惢顒釉蛞鹨恍┓躯}漬化的土地發(fā)生鹽漬化，則稱為次生鹽漬化。8.3.3 土壤潛在鹽漬化土壤潛在鹽漬化，主要是指那些地下水位高或在臨界水位上下，地下水礦化度高，土體中含有一定鹽分（一般在0.2%以下），一旦目前的水鹽狀況失去平衡，將可能發(fā)生土壤次生鹽漬化的現(xiàn)象。 8.3.4 土壤堿化 為了防止土壤鹽漬化，有的地方采用堿性低礦化水進行灌溉，然而，如果農(nóng)業(yè)措施或化學(xué)改良措施跟不上