石坎梯田优化设计及施工试验研究

长江流域山区以土石山地为主,山高坡陡,土层薄,石料丰富,基本农田建设以修筑石坎梯田为主。对梯形断面石坎进行稳定分析,认为最大稳定坎高为２６２ｍ。从物理概念入手,建立了以坎高Ｈ为决策变量,以综合费用损失最小为目标的石坎梯田优化设计数学模型。优化设计施工实例表明,优化设计方案与农民常规修筑方法相比,具有田块大、田面平、田坎占地少且稳定、节省修筑投工等优点。     

汝阳县梯田建设现状及问题

<正>1 汝阳县的梯田现状1.1 发展速度较快河南省汝阳县的梯田建设历史可追溯到新中国建立以前,但真正进入大规模持续发展阶段是1965年以后.1965～1977年主要发展的是旱作梯田,出现了以登山村为代表的修造石坎梯田的典型,丘陵区出现了不少修建人造小平原的典型,这12年间全县共修造土、石坎梯田2600多hm~2.从1982年开始,汝阳把旱作梯田建设纳入到了小流域治理规划,由此推动了旱作梯田的又一次发展,此后又围绕各类灌区渠系的土地平整发展起了水浇梯田,这15年间共新修土、石坎梯田3300多hm~2,到1996年底,全县的梯田面积累计达到了6000hm~2,占总坡耕地面积1.53万hm~2的39.1%.     

石坎梯田的优化设计

通过对石坎梯田断面要素和工程量的分析,以田坎高度和田坎侧坡坡率作为设计变量,以每公顷梯田的造价为目标函数,提出了石坎梯田的通用优化设计数学模型,并进行了实际优化计算。优化设计结果和常用的石坎梯田规格相比,优化设计的石坎梯田要比常用规格安全经济得多。     

植物篱与石坎梯田改良坡耕地效益研究

三峡库区秭归段生态环境脆弱,当地群众广泛采用石坎梯田为主的工程措施和植物篱为主的农林复合技术措施改良利用坡耕地。通过试验,对三峡库区秭归县相同坡度、坡向和土层厚度的坡耕地采取石坎坡改梯和定植等高植物篱的投入和产出进行对比,结果表明:石坎梯田与植物篱均是改良利用坡耕地的有效方法;石坎梯田建设期投入费用高,涵水保土能力强,田坎无经济效益;植物篱建设期投入费用低,生产期运行费用略高于石坎梯田,成坎周期较长,涵水保土能力初期较低后期逐渐增强,生产期产出效益明显。     

植物篱与石坎梯田改良坡耕地效益研究

三峡库区秭归段生态环境脆弱,当地群众广泛采用以石坎梯田为主的工程措施和以植物篱为主的农林复合技术措施改良利用坡耕地。通过试验,对三峡库区秭归县相同坡度、坡向和土层厚度的坡耕地采取石坎坡改梯和定植等高植物篱的投入和产出进行对比,结果表明:石坎梯田与植物篱均是改良利用坡耕地的有效方法;石坎梯田建设期投入费用高,涵水保土能力强,田坎无经济效益;植物篱坡地建设期投入费用低,生产期运行费用略高于石坎梯田,成坎周期较长,涵水保土能力初期较低后期逐渐增强,生产期产出效益明显。     

梯田规划设计中田块规格标准分析

甘肃省截止 2 0 0 0年底已修梯田 15 4 6 5万hm2 。但存在梯田设计不科学的现象 ,缺乏统筹规划 ,合理设计。分析梯田田面宽度、长度、埂坎边坡等设计因素与需功量、农机具、灌溉及农作物产量等经济生产因素的关系 ,提出田面宽决定单位面积土方量 ;需功量与田面宽平方成正比 ;机械工效与田宽成反比。系统分析认为 :当地面坡度为 5°～ 10°时 ,适宜田宽为 2 0～ 30m ;坡度为 10°～ 2 5°时 ,适宜田宽为 10～ 2 0m ,这样不仅利于机械作业 ,发展农田水利 ,而且渠系建筑投资较小 ,水量损失较少。地埂边坡选用 1∶0 5～ 1∶0 7为宜 ,不仅满足边坡稳定 ,且利于地埂利用。     

丘陵区梯田优化设计研究

对平邑县资邱乡时家村东岭修筑的石坎及土坎梯田的断面要素和稳定性分析。根据丘陵区实际情况对梯田修筑参数进行优化设计,并建立了适用于丘陵区的梯田优化设计数学模型。通过实践应用,优化参数在稳定性和费用计算方面具有一定优越性,可供类似地区参考。     

用矢量法进行一阶三维梯田设计

通过一设计例说明用矢量法进行一阶三维梯田设计的步骤，设计成果包括梯田设计图，梯田田面设计高程和填（挖）方量。     

黄土丘陵区第Ｉ副区梯田断面水分变化规律

在对黄土丘附区第Ｉ副区梯田土壤水分系统测定的基础上,建立了不同年份及不同坡向梯田断面土壤水分变化模型,结合产量综合分析订为,在干旱年和正常年,田面宽度小于４m的梯田,田坎侧向蒸发对田面对土训水分及作物产量的影响显著,“歇边”宽度占田面宽度的２７．５％－３５．０％,干旱年份梯田作物平均半日产较坡地减少２１．９％,并提出了提主梯田土壤水分利用率的改进措施和作物配置建议。     

双平双膜梯田试验研究

双平双膜梯田是在距离水平梯田田面一定深度土层 (80cm )水平铺设一层塑料薄膜作为不透水层 ,同时在地表进行覆膜种植的水平梯田。经试验 ,在黄土高原年降水量为 3 0 0mm左右的地区 ,双平双膜梯田 0～ 80cm土层土壤含水率平均比普通梯田高 1 4个百分点 ,粮食产量比普通梯田高 5 5 %～ 75 % ,年均净收益比普通梯田高 88%。     

关于低山丘陵区水平梯田断面优化设计的探讨

水平梯田最优断面要同时达到下列3个条件:适应机耕和灌溉的需要;保证田坎的坚固和稳定;在满足上述两条要求的基础上,最大限度地节省土方量和需功量。水平梯田最优断面的关键要素为:田面净宽(B)及田坎坡度(α);优化设计的理论值与经验值相比,主要存在以下差异和不足:田面净宽偏窄,将不适于大机械操作,仅能满足小机械和耕畜操作;田坎坡角偏小,使田坎占地及单位面积需功量相对偏大;由于受B和α的影响,对于缓坡地段,田坎高度偏低。水平梯田最优断面建议:应满足最大限度省工的要求(亦即要求单位面积需功量Wa为最小)、田坎稳定理论上的绝对保证。应放宽田坎占地百分比及地面坡度的制约,使水平梯田断面优化数学模型的计算结果趋于合理化、完美化,更有实用价值。     

晋西王家沟流域梯田系统产流分析

梯田周边的道路、坡耕地、疏林地、荒坡及梯田地埂、梯田田面6种地类统称为梯田系统。根据观测资料分析，在天然降雨年内分配不均的情况下，道路、坡耕地、疏林地和梯田田面等有较好的集流条件和较大的地面径流量。这些水资源若能采用先进的节水微灌技术进行合理利用，对缓解当地旱情，提高农业产量将起到重要的作用。     

PP织物袋梯田效益研究

PP织物袋梯田是陕南秦巴山区一项新的水土保持工程措施。通过定点观测试验,分析和比较了PP织物袋梯田的蓄水保土能力和经济、社会效益,结果表明:PP织物袋梯田与坡耕地比较,能有效提高土壤含水量和养分含量,调水保土、增产增收效益显著;与土坎和石坎梯田相比土壤含水量和养分含量差异不大,但节约投资效益明显。因此,PP织物袋梯田为该区低成本高效益梯田建设和发展提供了一种新的技术途径。     

梯田对侵蚀地形指标的影响——以黄土丘陵第2副区为例

[目的]探究人工地形(梯田)对地形指标的影响,分析修建梯田对土壤侵蚀过程的影响,为土壤侵蚀评价中梯田措施因子的确定提供科学依据。[方法]通过无人机航空摄影测量,获取纸坊沟流域高精度DEM数据,通过模拟原始坡面数据和构建水平梯田数据,并对这些数据提取坡度、坡长、坡度坡长因子、单位汇水面积和地形湿度指数,分析了这些因子的变化情况,认识梯田对侵蚀地形的影响。[结果](1)梯田的修建使得坡度减缓、坡长截断、LS因子变小,随着梯田面积占比的增加,坡度、坡长、LS因子均呈减小趋势;梯田区,坡度、坡长、LS因子大致沿等高线呈条带状分布,非梯田区,坡度、坡长、LS因子从分水线向下逐渐增加,到沟底又逐渐变缓。(2)梯田的修建使得单位汇水面积减小、地形湿度指数变大;单位汇水面积的空间格局与坡长比较类似,较高部位单位汇水面积较小、低洼部位较大;梯田区地形湿度指数与坡度有相反的空间分布格局,非梯田区地形湿度指数与单位汇水面积类似。(3)微观尺度上,坡长、LS因子、单位汇水面积以及地形湿度指数均沿田面坡降方向呈增加趋势,在修建梯田或维护梯田时,应尽量保持田面水平或有微小反坡。(4)根据梯田对LS因子的影响,研究...     

基于梯田信息的地形湿度指数表达研究

[目的]研究基于梯田DEM的地形湿度指数,为深化黄土高原地区土壤水分的研究提供依据。[方法]以黄土高原地区梯田为研究对象,选择5mDEM、基于真实田坎方法构建的1m梯田DEM和基于激光点云数据构建的高精度1 m DEM数据分别对研究样区的地形湿度指数进行表达并作对比分析。[结果]3种不同梯田DEM数据对地形湿度指数的表达有显著差异。(1)5m DEM数据仅能表现出地形湿度指数的宏观分布特征,不具备梯田地形特征信息;(2)基于真实田坎方法构建的1m梯田DEM能较准确细致地实现对梯田样区地形湿度指数的表达,梯田田面和田坎特征分布明显。但与高精度1 m DEM相比,在单个田面和田坎内部地形湿度指数定量表达有所偏差。[结论]基于真实田坎方法构建出的梯田DEM可以更加准确地表达出梯田区域的地形湿度指数分布特征,但与真实地形相比,在田面和田坎内部的表达上仍然有所偏差,其构建方法需要进一步改进。     

关于梯田储流节水灌溉的探讨

<正> 山西省山地丘陵面积占总面积的80%以上,坡耕地360万hm~2,占耕地面积的62%.坡改梯是建设基本农田、改善农田条件的一项主要内容,也是实现农业持续稳定发展的一项重要措施.目前我省已修成水平梯田98.1万hm~2,这对我省农业的发展已起到很大的促进作用.但由于我省气候干旱,水资源缺乏,加之大部分梯田都分布在山梁上,水低地高,没有灌溉条件,在正常年景梯田具有良好的蓄水保墒能力,但遇到久旱不雨的持续干旱,其抗旱能力就明显下降.如何将山坡上的雨洪径流储存起来,高储高用,发展一些梯田的应急灌溉,提高梯田的抗旱减灾能力,是我省坡地修梯田进一步发展的方向,也是急需研究解决的一个重要课题.1 发展梯田灌溉的必要性水平梯田一般拦蓄径流80%以上,减少冲刷90%以上,是山丘地区保水保土的基本农田.但坡地修成梯田之后,随着几何形状的变化,地表蒸发增强.特别是陡坡地修梯田,坡度越陡,梯田田面越窄,田坎越高,基侧向蒸发越大,保墒能力也随之下降.我省位于半干旱气候区,地面蒸发量大于降水量的2～3倍,土壤水分入不敷出,严重影响着梯田的蓄水保墒抗旱能力.     

彭阳县机修梯田建设的经验

彭阳县自建县以来狠抓机修梯田建设,截至2008年底机修梯田面积已达到4.4万hm2,人均新增机修梯田面积0.174 hm2。机修梯田建设与流域综合治理有效地蓄集了降雨径流,减少了水土流失和洪涝灾害,人民生活水平得到较大提高,生态步入良性循环的轨道。介绍了机修梯田的设计、施工及验收管理经验,并提出了机修梯田建设应注意的几点事项。     

按“用功量”计算投资 提高机修梯田质量标准

<正> 三川河流域开展重点治理以来,机械修筑梯田在我县得到了迅速的发展。截止1992年底,全县共新建机修梯田1266.8hm~2。在组织开展机修梯田中,我们对机修梯田投资管理进行了一些探索研究,不断改革完善,由以修筑面积投资到按土方量投资,1991年又改为按“用功量”计算投资,既考虑修平土方量,又考虑土方运移距离(用功量=梯田修平土方×平均运距),并根据梯田适宜宽度要求,规定单位“用功量”计费标准,较好地解决了机修梯田中的合理计费和田面过宽或过窄的问题。其主要实施办法是: (一)加强技术指导,严格质量标准。明确规定,新建机修梯田必须做到“四结合、三达到、两不小”,即新建机修梯田与土地开发利用相结合,与流域综合治理相结合,修地与埂坎利用相结合,与深耕结合;机修梯田集中连片面积必须达到6.67hm~2以上,一般地形田面宽度必须达到10m以上,当年机耕深度必须达到     

紫色砂页岩区“土石混合梯坎+黄花菜梯埂”梯田技术应用及效益分析

紫色砂页岩区坡耕地水土流失严重,梯田是治理坡耕地水土流失的有效措施。"土石混合梯坎+黄花菜梯埂"梯田技术就是下部毛条石梯坎、上部土质梯坎,梯埂种黄花菜,组成较为稳定的梯田埂坎。该技术比毛条石坎梯田投资少,比土坎梯田稳定性强、埂坎占地少,具有较好的生态、经济和社会效益,可为紫色砂页岩区坡耕地综合治理提供有效途径,值得大力推广应用。     

薄壁小孔混凝土六角砖坎梯田设计与施工

开县在2013年国家农业综合开发水土保持项目、2013年三峡后续工作水土保持项目、开县水利科技项目建设中探索出薄壁小孔混凝土六角砖坎梯田建造技术,此种梯田比毛条石坎梯田成本低,比土坎梯田稳定性好、使用寿命长、埂坎占地少,与混凝土框格护坡梯田、土坎梯田相比梯坎不生杂草和虫卵。通过近3 a运行,薄壁小孔混凝土六角砖坎梯田保存率高,经济、生态和社会效益好,值得在改造土层厚、石料稀少的坡耕地上推广应用。