陕南秦巴山区PP织物袋梯田筑坎结构和坎型研究

陕南秦巴山区的试验示范表明,PP织物袋能够用作梯田筑坎材料。在总结示范经验的基础上,对PP织物袋的特点、PP织物袋梯田筑坎结构和坎型进行了研究,基于稳定性分析,分析了田坎坎高与坎坡的关系,为PP织物袋梯田筑坎技术在陕南及其他地区的应用提供了理论基础。     

陕南秦巴山区PP织物袋梯田筑坎土压力分布研究

以PP织物袋梯田田坎为研究对象,通过人工降雨及弦式土压力盒实测田坎土压力相结合的方法,分析了陕南秦巴山区PP织物袋梯田筑坎土的压力分布,进而探究了导致田坎产生滑塌、鼓肚等破坏形式的原因。研究结果表明,对于不同工况修筑的梯田,其田坎土压力分布曲线呈现出不同的形式。暴雨和连阴雨是导致PP织物袋梯田垮坎的关键性因素。     

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。     

PP织物袋梯田护坎植物根-土复合体抗剪强度研究

聚丙烯土工织物袋(简称PP织物袋)作为新型梯田筑坎材料,对解决土坎梯田垮坎问题提供了很大帮助。在其所筑坎坡上种植合适的植物既可充分开发利用埂坎空间,又兼具经济效益和稳固田坎作用。通过对PP织物袋梯田田坎上种植的黑麦草、高羊茅、白三叶、紫花苜蓿、山麦冬的根-土复合体试样进行直剪试验,与空白织物袋内无根土样的抗剪强度对照,分析5种草本植物对土体抗剪强度的增强作用,旨在筛选出最佳的护坎植物,促进PP织物袋筑坎技术在陕南的应用与推广。结果表明:5种草本根-土复合体的抗剪强度与垂直压力的关系均符合库仑定律;在含水量和含根量相当的情况下,对比无根土样,白三叶、黑麦草、紫花苜蓿、高羊茅、山麦冬5种草本植物的根-土复合体的黏聚力增加幅度分别为56.3%、51.1%、50.7%、30.9%和15.2%,而内摩擦角的变化幅度仅为-0.2°⁰.8°,变化并不明显;5种草本植物对PP织物袋内土体抗剪强度的增强作用为白三叶>黑麦草>紫花苜蓿>高羊茅>山麦冬。     

陕南秦巴山区PP织物袋筑坎梯田田坎稳定性分析

采用理论计算方法,分析了陕南秦巴山区PP织物袋筑坎梯田田坎坎高、坎坡与稳定性之间的关系。结果表明:田坎坡度越大,适宜的坎高越低,反之则越高;当田坎坡度≥75°时,坎高应不高于1.6 m;当65°≤田坎坡度<75°时,坎高应不高于1.8 m;当田坎坡度<65°,适宜坎高应在2 m以下。     

大别山南麓坡耕地水土保持治理模式研究

在大别山南麓花岗片麻岩黄棕壤地区,设置石坎、半石坎、PP织物袋、土坎、土坎+香根草篱和自然坡面等坡改梯模式的标准径流试验小区,观测降雨量、植被盖度、土壤侵蚀量等参数,并对不同坡改梯模式的投资成本进行分析,结果表明:几种模式按泥沙拦截效果排序为石坎PP织物袋坎半石坎土坎+香根草篱土坎自然坡面。结合投资成本及田坎稳定性分析,建议大力推广应用PP织物袋和土坎+香根草篱两种坡改梯模式。     

坡改梯土石结合田坎的特点和效果

坡改梯田坎的筑坎方式主要有土坎和石坎两种。汉阴县近几年经过不断探索,设计出一种半石半土结合的筑坎工艺。土石结合田坎的下部为石坎、上部为土坎,这种筑坎工艺比土坎的稳定性高、节约土地,比石坎节省材料和投资,并且能改造成高标准的水田,提高土地产出率。土石结合田坎在当地经多年运行,经济效益显著,具有较高的推广运用价值。     

砂质山区土坎梯田埂坎稳定性分析

针对临朐县砂质山区梯田建设中存在的埂坎过陡或过缓问题,经剪切试验对埂坎的稳定性进行分析表明,采用砾质细砂土筑埂时坡角可取３７°,细砂土筑埂时坡角可取３４°。经试验设计的一种复式坎坡,与传统的直线坎坡比较,埂坎占地减少４０％～４３％。     

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。     

降雨强度对梯田边坡细沟侵蚀的影响

为了进一步明确黄土高原丘陵沟壑区梯田边坡在不同降雨强度下的细沟侵蚀和发育特征,选取陕西安塞县纸坊沟小流域土壤为试验材料,利用自制的试验模型槽,采用人工分层填筑方法,模拟野外最常见的单级梯田形态,在室内模拟降雨的条件下,设计了5组降雨强度(1.5,1.75,2.0,2.25,2.5mm/min),研究了不同降雨强度对单级梯田边坡细沟侵蚀和发育的影响。结果表明:(1)降雨强度越大,梯田边坡坡面产流、跌坎和细沟出现的时间越早,细沟主要由沿坡面方向呈线状平行分布的跌坎相互连通演化而成;(2)各雨强条件下,细沟长度、宽度和深度的变化趋势不同,其中细沟的长度能很好地反映细沟的发育过程,且其与侵蚀速率之间存在着极显著的正相关关系;(3)不同降雨强度下,梯田边坡发生崩塌的过程分为3个阶段:跌坎的形成、有跌坎相互贯通形成细沟、由于表层土体悬空靠近坡顶的坡面出现浅层崩塌。     

豫西梯田地埂综合利用研究

豫西山丘区土坎梯田占梯田面积的93％。据典型调查,平均地坎侧坡47.2度,占地16.8％。为了充分利用土地资源,嵩县水保试验站对梯田埂坎利用进行了六年试验研究,筛选出十余种适宜地坎坡上栽植的乔、灌、草种。地坎坡栽种适宜林草后,固埂保土和经济效益显著,径流模数减少9.01～98.1％,土壤侵蚀模数减少92.1～98.8％;六年试验,每亩坡坎年净收益111.8元,效益费用比6.38,随着栽种利用年限延长,收益还能不断增大。地坎栽种植物对梯田农作物的影响主要是乔木冠遮荫和灌草串根胁地。通过试验研究,提出了地坎植物的合理配置要点。     

山西省的梯田埂坎资源

据调查,山西省的梯田埂坎类型,依筑埂材料划分主要有土质埂坎和石质埂坎两大类.土质埂坎依据不同部位土体的密实程度又可分为硬埂、软埂和复式埂.石质埂坎按砌筑方式可分为干砌石坎和浆砌石坎,从埂坎结构型式上又可分为单墙式和双墙式.埂坎占地比率是测算埂坎资源量的重要指标,据典型调查加权平均计算,全省梯田复式埂占地率15.22%,土质硬坎占地率7.35%,石质埂坎占地率7.65%,埂坎平均占地率8.21%. 根据1996年底全省梯田面积统计核实资料和不同埂型平均占地率测算成果,求得全省梯田埂坎资源面积共计7.294万hm2,其中,土质硬坎3.548万hm2,复式埂2.851万hm2,石坎0.895万hm2.     

浅谈山西省梯田埂坎资源的开发利用

机修梯田的埂坎多为复式埂,占地比例大。随着机修梯田的大面积推广,梯田埂坎合理利用问题逐步被提到重要议事日程。山西省的梯田埂坎主要为土质埂坎和石质埂坎两类。根据典型调查测算,全省梯田埂坎资源现状为7294万hm2,利用率为2315%。开发利用梯田埂坎资源,具有显著的经济效益和生态效益。虽然埂坎植物会造成一定的胁地,但其影响范围仅局限在1～3m内,其影响范围内的作物减产损失与埂坎植物的增值相比微不足道。大力开发利用梯田埂坎资源,不仅可缓解日益严重的人地矛盾、培育新的经济增长点,而且可加速丘陵山区的生态建设,其发展前景广阔。     

晋东南地区的石坎梯田

晋东南地区石坎梯田面积较广,长治市石坎梯田约占梯田面积的12％,其中土石山区绝大部分梯田都是石坎梯田。作者通过调查,论述了该区梯田石坎的型式、损毁情况及原因、石坎梯田的设计和施工技术要点,认为石坎梯田的石坎是加在田面外侧的挡土墙,在设计中石坎与田面应分别计算,并对梯田的设计及干砌石坎的稳定进行了分析、核算。     

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。     

混凝土预制件筑坎试验研究

要建设“保水、保土、保肥”的高标准梯地,筑坎技术最为关键。经过多年调查分析,结合实际,在陕西略阳县开展了混凝土预制件筑试验。混凝土预制件采用“板-板”式和“柱-板”式两种结构。用这两种结构预制件筑坎,抗滑抗倾,稳定性好,投资比石坎少1/3,弥补了无石地区土坎固坝的缺陷,比土坎坚固耐用,固坎效果明显,在浅山黄土地带有着较高的推广应用价值。     

山地梯田埂坎设计探讨

通过对土坡直滑动面的剖析,将其应用于梯田田坎的稳定分析,并通过回归分析给出了梯田埂坎少占地的目标函数的数学模型,从而使得梯田埂坎优化设计及实践应用成为可能。     

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。     

等高绿篱系统土壤水分入渗特性研究

以等高绿篱(新银合欢和黄荆)前淤积土与石坎梯田为研究对象.探讨等高绿篱系统与石坎梯田不同土层深度、不同距篱/坎的土壤水分人渗特性及其影响因素,并对其土壤水分入渗过程进行模型拟合.结果显示.同一土层,随距篱坎变长,各处理土壤入渗性能坎依次减弱,不同距篱绿篱处理土壤入渗性能存在较大差异,而不同距坎石坎梯田处理土壤人渗性能差异相对不明显,随土层加深,绿篱处理土壤入渗性能相应依次减弱,而石坎梯田处理土壤人渗性能急剧减弱;表层(0-0.15 m)土壤平均人渗性能,石坎梯田处理优于绿篱处理,对于二层(0.15-0.30 m)土壤平均人渗性能.绿篱处理转而优于石坎梯田处理,三层(0.30-0.45 m)土壤,各处理土壤入渗性能基本相当;黄荆处理土壤人渗性能存在明显的空间变化规律,主要通过水平和垂直两个方向来体现.其中水平方向,距篱远近间接反映了黄荆对土壤入渗性能的影响程度,距篱越近,影响越大;土壤容重、砂粘比与有机质对土壤入渗性能均有显著影响.而初始含水量仅对初始入渗率有显著影响,其中砂粘比对初始人渗率、前30 min入渗量影响最大,容重对稳定人渗率影响最大;Green-Ampt模型和Philip模型更适合本研究土壤水分入渗过程描述与模拟,且具有较高的准确性.     

“坡坝地工程”治理模式设计

“坡坝地”工程用治沟和形式治坡：一架山一面坡从上而下坡地和梯田水平带状相间排列至沟沿线。坡面产流,梯田蓄水。坡面植树种草,梯田种草种菜,梯田外侧筑埂坝（边埂）挡水,坡、梯、坝三结合,内侧设井,涝蓄旱灌,变梯田为不地。广泛于山区尤其是黄土丘壑区的农田建设,是山区水土保持综合治理、发展生态农业、农林牧副多种经营的好模式。