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| 編輯推薦： |
本书既是普及砒砂岩治理的科普读物，也是砒砂岩治理项目研究成果之集成
全书用通俗的语言阐述那些艰涩的专业术语，图文并茂地展示砒砂岩治理方面所取得的成果及应用示范效益
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| 內容簡介： |
黄河水利科学研究院作为承担单位，联合十多家国内科研机构、高等院校、企业及管理部门的近百名专家，组成攻坚队伍，对砒砂岩治理的基础理论、核心技术、关键措施开展突破创新，经过大量的科学考察、探索研究，终于在砒砂岩治理的关键技术上取得了重要突破，在砒砂岩地区得到了成功示范。
为了向更多读者介绍这项成果，更广泛普及砒砂岩治理的科学知识，本书以科普的形式，较为系统地介绍了砒砂岩的来龙去脉、砒砂岩生态恶化危害、水土流失的严重性、砒砂岩的物理化学特性、砒砂岩的常规治理方法、砒砂岩治理取得的新技术新方法，以及新技术新方法的应用示范效益等。
本书是项目研究成果之集成，我们在编写过程中，尽量充分展示这项研究取得的多方面成果，尽量用通俗的语言阐述那些艰涩的专业术语，尽量做到图文并茂，但因作者文字水平有限和其他多种原因，又必然存在言辞不妥和插图欠缺的问题，在此敬请读者见谅。
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| 關於作者： |
姚文艺，男，1957年2月生。高级工程师。毕业于河海大学。现任黄河水利科学研究院副院长。河南省水利学会泥沙专业委员会副主任委员，中国水土保持学会会员。
主要业绩：从事水力学及河流动力学的研究，研究方向包括：泥沙运动基本理论、土壤侵蚀力学、河床演变学、河道整治、河工动床模拟，近期还开展关于水资源环境方面的研究。自1993年，完成国家级科研项目1项，省部级重大科研项目4项，担任其中2项的负责人。
2015年11月，入选2016年度河南省中原学者。
目前，主持国家自然科学基金重大项目和九五国家科技攻关计划项目各1个专题的研究工作。
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| 目錄：
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第一章地球生态癌症砒砂岩001
第一节简说黄河001
第二节多灾多难的开封004
第三节初探砒砂岩009
第四节话说砒砂岩的历史012
第五节康熙与砒砂岩016
第六节砒砂岩属于丹霞地貌吗？019
第二章砒砂岩在哪里？面积有多大？024
第一节砒砂岩分布范围及类型024
第二节砒砂岩的岩石、化学特征034
第三章砒砂岩是如何侵蚀的？043
第四章砒砂岩生态恶化的后果有多严重？053
第一节治理水土流失的必要性053
第二节细数水土流失危害057
第五章砒砂岩生态癌症常规疗法065
第一节油松林067
第二节柠条071
第三节沙棘073
第四节其他植物091
第五节淤地坝092
第六节谷坊096
第七节植物柔性坝098
第六章治疗砒砂岩生态癌症揭开新篇章103
第一节新篇序103
第二节二老虎沟、暖水乡及沙圪堵镇108
第三节项目的科学研究目标113
第七章把砒砂岩的性格改一改115
第一节探究砒砂岩膨胀原理117
第二节测取蒙脱石的特征数据126
第三节对砒砂岩进行改性13
第八章给砒砂岩穿上一件会呼吸的治疗服143
第一节固结材料研究历史与缺陷145
第二节遭遇挑战逆势而行149
第三节W-OH是什么？152
第四节W-OH抗蚀机理探索及试验155
第五节W-OH抗蚀促生材料试验效果161
第九章立体模式点绿砒砂岩区168
第一节抗蚀促生的终极目标169
第二节一个陡峭的试验小区172
第三节构建二元立体配置模式179
第四节二元立体配置模式是如何布置的？183
第十章科技必将让砒砂岩区恢复青山绿水195
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| 內容試閱：
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在鄂尔多斯，有一种石头，当地人认为它是一种毒石头，毒性像砒霜一样强。
这种石头真的有毒吗？真的会像砒霜那样，人吃了就会要命吗？其实不然。
实际上，这只是一种比较奇葩却没有找到合适用途的石头罢了。
之所以说它奇葩，是因为只要不遇到水，它硬如磐石，用榔头敲也敲不碎，可一遇到水就稀软了，马上就烂如泥；之所以说它没有合适用途，是因为拿它既不能直接当建筑材料用，又不能在它上面种树种草，但根据物尽其用的原则，它一定有用，只是我们还不知道。
这到底是一种什么石头呢？说来话长。
据说，在5.7亿年至2.3亿年前的古生代，内蒙古、陕西、山西等省区有一大片地方是一片海洋，进入距今约3亿年的二叠纪，却出现了海退陆进现象，这里逐渐变成了内陆盆地，并沉积了陆相红色泥岩、碎屑岩，在距今2.5亿年至2亿年前的三叠纪早中期还不断加厚。
从距今2.5亿年至2.03亿年的三叠纪晚期开始，盆地的地壳开始下沉，并一直持续到第三纪上新世，就是持续到距今258.8万年前。然而，在这个漫长的地质过程中，受几次地质构造运动的作用，出现了几次盆地上升的现象。这种现象直接导致了地层之间的错位，使得年老的地层跑到年轻的地层上面，在地层之间出现了不整合的现象。
与此同时，地层中的沉积物在侏罗纪早期呈绿色、灰色含煤砂岩，中末期就出现了红色泥岩，到了白垩纪就变成了巨厚的泥岩、粗碎屑岩，最后到了第三纪上新世，又变成了红色泥岩黏土层。到了晚第三纪，在喜马拉雅山构造运动的升降中，形成了鄂尔多斯高原。最后到了第四纪，这个地区的气候开始干冷起来，黄土风蚀成沙，古人类出现，初步形成现代地貌景观。
就在这种一阵上升一阵下沉的地质运动中，经过亿万年的地质运动，最终形成了这种奇葩无比的石头。其实，由于地质构造作用，地壳升升降降，这种石头实际上并没有修炼成咱们常见的那些石头。
因为沉积物不同，成岩的环境不同，这种石头的颜色很是丰富，有红色、白色、黄色，还有灰黄色、灰白色、紫红色、灰色、灰紫色、紫红色等，五颜六色，煞是美丽。也正是由于其中的紫红色的泥岩、泥砂岩颜色与羊肝十分相似，所以当地人又称其为羊肝石。
然而，这种石头给当地带来了很多麻烦，甚至是灾害。
正是因为这种石头遇水成稀泥的特征，水土流失非常严重。分布有这种石头的地区，地形破碎，千沟万壑，每平方千米内的沟道长度达到5~7千米，每年每平方千米流失的侵蚀物质达到三四亿吨。加上这里气候干燥，降雨少，植被退化非常严重，覆盖度极低，平均不到20％，到处能看到大面积的这种石头。最严重的是，这里冬夏温差大，冬天经常刮大风，因而，这里有水力侵蚀、风力侵蚀、冻融侵蚀，还有重力侵蚀，形成了多种力相互交叉作用的复合侵蚀现象。而且，这种石头侵蚀产生的泥沙颗粒大部分都很粗，一旦跑到黄河里，就会淤积河道。
据专家们调查分析，这种石头的分布面积约为1.67万平方千米，仅仅约占黄河流域面积的2％多点。但是，你可不要小看这个2％，它每年产生的粗泥沙量大约竟然占到黄河下游河道多年平均淤积量的14，对黄河下游河道的危害太大了。
强烈的复合侵蚀，使得这里生态环境极度恶化，群众无地可耕、有树难栽、无草养畜，又不能用这些石头盖房修路，造成严重的生态致贫。因此，当地人认为这种石头毒如砒霜，就把它叫作砒砂岩。在国际上，专家们把砒砂岩地区的生态退化问题又称为地球生态癌症。可见其危害之大，治理之难。
既然砒砂岩这种石头有这么多的害处，那么再难也得设法治理。多年来，当地群众和国家相关行业的专家，提出了不少治理方法。例如，在砒砂岩的山顶，如果覆盖有土壤或沙，就挖鱼鳞坑种油松、山杏等树木，发展经济，防风固土，种草养畜；在沟底、沟坡种沙棘等灌木，还利用密植沙棘等灌木形成植物柔性坝，过滤拦截从上游山坡上下来的泥沙，防止泥沙出沟进入黄河；利用沟口沉积的三角洲泥沙建淤地坝，拦沙种地；封山育林育草，生态移民，防治人为活动对砒砂岩造成的侵蚀等。这些措施在一定程度上发挥了很好的作用，减轻了水土流失，改善了当地生态环境，并带来一定的经济效益。
但是，这些措施的作用仍然是有限的，砒砂岩地区的生态恶化和水土流失问题依然没有得到有效解决。山坡上大部分都是没有土或沙覆盖的裸露砒砂岩，是水土流失集中发生的部位，既种不活树也种不成草，也不能像在黄土地区那样修梯田等，没有相应的有效治理措施；沟道建拦沙的淤地坝缺乏大量土料等建筑材料；即使进行封禁，砒砂岩上面也仍难以恢复植被。改善这个地区的生态环境，促进当地经济社会发展，让因生态而致贫的群众尽快脱贫，已经成为国家的战略目标。解决砒砂岩地区退化植被修复、防治粗泥沙进入黄河等问题，已经成为实现我国西北地区生态建设目标的攻坚战。
为此，国家对砒砂岩地区的治理给予了高度重视。在十二五期间，将砒砂岩治理研究列入科技支撑计划中，设立了黄河中游砒砂岩区抗蚀促生技术集成与示范项目（编号：2013BA05B00），集中全国相关科技力量打响治理砒砂岩的攻坚战。河南省也通过河南省创新型科技人才队伍建设工程项目（编号：162101510004）资助攻关研究。
黄河水利科学研究院作为这些重大项目的承担单位，联合十多家国内科研机构、高等院校、企业及管理部门的近百名专家，组成攻坚队伍，对砒砂岩治理的基础理论、核心技术、关键措施开展突破创新。
经过近年大量的科学考察、探索研究，终于在砒砂岩治理的关键技术上取得了重要突破，摸清了砒砂岩无水坚如磐石、遇水烂如稀泥的原因，攻克了适应于砒砂岩治理的抗蚀促生技术和砒砂岩改性技术，研发了砒砂岩改性材料，建立了治理砒砂岩区的技术集成模式，实现了在裸露砒砂岩上种草种树，让退化植被得以修复，将砒砂岩原岩作为建筑材料修建淤地坝，把砒砂岩当作资源加以利用的设定目标。这些技术在砒砂岩地区得到了成功示范。
为了向更多读者介绍这项成果，更广泛普及砒砂岩治理的科学知识，我们试图以科普的形式，较为系统地介绍砒砂岩的来龙去脉、砒砂岩生态恶化危害、水土流失的严重性、砒砂岩的物理化学特性、砒砂岩的常规治理方法、砒砂岩治理取得的新技术新方法，以及新技术新方法的应用示范效益等。
在这本科普读物的编写过程中，我们尽量充分展示这项研究取得的多方面成果，但又不可能面面俱到；尽量用通俗的语言阐述那些艰涩的专业术语，但又难以照顾到方方面面的读者；尽量做到图文并茂，但又因作者文字水平有限和其他多种原因，又必然存在言辞不妥和插图欠缺的问题。另外，我们对一些专业知识或术语的介绍可能不够全面，在此敬请读者见谅。
这本读物是项目研究成果之集成，为此，我们向所有为项目研究成果作出贡献的人员表示感谢。另外，在编写过程中，参考和采用了大量文献，包括发表的学术论著、图片等，读物中没有一一列出文献出处和作者姓名，我们敬请相关作者给予谅解，并对这些文献的作者表示十分感谢！
参加本书编著工作的还有肖培青、赵何晶、申震洲等。
应再次说明的是，由于我们的水平有限，难免有不当之处，请读者给予批评指正。
作者
二〇一六年九月三十日
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