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。     

三峡库区坡耕地埂坎类型、结构与利用状况

[目的]分析三峡库区埂坎的类型、结构及其功能和利用状况,为坡耕地整治、高标准基本农田建设规划设计提供依据。[方法]应用野外实地调查资料,结合文献总结。[结果](1)三峡库区坡耕地现有埂坎按筑坎材料可以分为土坎、石坎、土石复合坎和水泥砖坎4种基本类型;按埂坎型式可分为坎沟一体化、有坎有埂、有坎无埂和不规范埂坎4种类型;按功能定位可分为田间便道坎、土地权属分界坎和水土保持坎3种类型。(2)三峡库区坡耕地现有埂坎结构多样,不同结构埂坎的功能有所差异,其中,利用上土下石复合坎构建植物篱在耕地资源紧张的地方比较常见。下土上石复合坎主要用作田间便道。(3)三峡库区坡耕地现有埂坎中土坎比例较高,约占65%,其次是石坎,约占15%,土石复合坎和水泥砖坎共8%左右。另外,近10%的坡耕地没有埂坎。[结论]三峡库区特殊的地形地貌和复杂的人地关系背景下形成了多样的埂坎类型和结构,又决定了埂坎的功能多样性。目前,土坎的比例和利用率均较高。土石复合坎是三峡库区新的埂坎类型,兼顾土坎和石坎的优点,今后应加强结构优化研究,并在坡耕地整治、高标准基本农田建设中推广。     

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。     

坡改梯工程中混坎施工技术探讨

在总结白龙江干旱河谷紫色土区坡改梯工程实践经验的基础上，探索出土石混坎坡改梯施工技术。该技术系统整合了土坎坡改梯和石坎坡改梯各自的优势，又克服了各自的劣势。在石料相对不足，面蚀、沟蚀严重的高山峡谷区5°～25°坡耕地整治工程中，依据因地制宜、适地适措、就地取材、宜土则土、宜石则石、土石结合的原则，实施上部石坎下部土坎式或上部土坎下部石坎式的混坎坡改梯工程，既能有效防止土壤侵蚀，又能费省效宏，同时便于施工和后期管护。混坎工程实施后，通过稳定性分析，两种类型的混坎稳定性均达到要求，可推广应用。为充分利用土地，可在土坎、田埂上造林，还可种植有经济价值的草灌增加收益。     

石笼网技术在梯田建设中的应用

结合沂水县坡耕地治理工程实践,介绍了石笼网技术在梯田建设中的应用,以及田坎断面设计、工程量计算和施工组织等。从石笼网的整体性、柔韧性、透水性等特点分析了田坎的稳定性和寿命,并就田坎占地、工程投资等方面与石坎梯田、土坎梯田进行了对比分析。相比于石坎梯田,石笼网梯田能就地取材,利用田间粒径较小的砾石作为材料,节省了投资成本;相对于土坎梯田,石笼网梯田稳定性好,寿命长,田坎占地较少。在工程建设实践中,在小块砾石比较多的地方,利用石笼网技术修建梯田,能有效节省投资、延长工程使用寿命、减少田坎占地。     

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。     

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。     

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。     

沂蒙山区土坎梯田田坎防护补偿评价体系研究

临沂市为解决沂蒙山区土坎梯田田坎占地多、管护难的问题,试点开展田坎生物防护,并建立相应的补偿评价体系,为田坎防护经济补偿提供参考依据和补偿标准,旨在利用经济补偿引导群众自觉管护,逐步形成田坎经济产业并市场化运作,同时辐射周围区域发展田坎经济,实现田坎经济效益与生态效益有机结合,达到减少水土流失的目的。     

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。     

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。     

豫西南土坎水平梯田田坎稳定性分析

坡改梯对提高耕地的经济效益和环境生态效益具有重要的作用,梯田断面设计是保证梯田功能实现和运行的关键,梯田断面稳定性与土壤的抗剪强度有关,土壤抗剪强度与土壤类型有着直接的联系,针对豫西南坡改梯的重大需求,选取豫西南坡耕地分布区5种主要土壤类型并进行基本的物理性试验和固结不排水三轴剪切试验,得到了5种土壤类型日常工况和暴雨工况下的抗剪强度指标,采用暴雨工况下不同土壤的抗剪强度指标,分别设计4种梯田田坎高度和田坎坡度样式,利用理正软件进行土坎梯田田坎稳定性分析。结果表明:在相同工况下,立黄土梯田在设定的4种田坎高度和边坡样式条件下,都满足稳定性要求,黄刚土在田坎高度为2.5m时,梯田最大边坡不宜超过60°时,当边坡超过60°时,土坎梯田稳定性不满足安全要求。棕壤、褐土和黄棕土壤土土坎梯田设计高度不宜超过2m,边坡不宜超过65°。这说明在相条件下,立黄土土坎梯田边坡稳定性最好,其次是黄刚土,棕壤、褐土和黄棕土壤土坎梯田稳定性相对较差,研究结果可为豫西南土坎水平梯田多样化的设计提供依据。     

梯田蓄水效益估算方法探讨

[目的]综合考虑梯田土壤性质、梯田形态及降雨雨型的差异,构建梯田蓄水保水效益的估算方法及框架。[方法]运用土壤水库计算模型与入渗模型,探讨蓄满产流和超渗产流模式下梯田土壤水分的预测方法;基于Richards方程,分析不同田坎边界的土壤水分入渗二维分异。在此基础上,进一步对前峰型、均匀型、后峰型、阶梯型4种降雨雨型下产生的单一产流模式或2种产流模式均存在时土壤水分运动进行情景分析。[结果](1)提出梯田蓄水效益分布式估算方法,计算单个梯田田块土壤最大蓄水容量(W_M);(2)对不同田坎类型的梯田而言,浆砌石坎梯田防侧渗效果最好,土坎梯田防侧渗效果最差,且孔隙大、密度小、修筑时间短的新土坎梯田比修筑时间长的土坎梯田在发生侧渗时损失水分更多;(3)得出不同雨型下蓄满产流的临界时间(t)。[结论]该估算方法可大幅度降低对野外设施、设备的依赖程度,降低投入成本,借助野外调查采样,基于模型模拟估算梯田蓄水效益。此外,该方法可根据单个梯田田块蓄水效益分布式计算数据,在区域尺度上估算梯田蓄水保水效益,以期为不同区域梯田的蓄水效益估算提供参考。     

生态建设工程质量评定(续一)

2　生态建设工程质量标准2 .1　生态建设工程项目划分生态工程与其他基本建设项目不同 ,其建筑物等级较低 ,工程类型多样、点多而分散 ,不能简单套用建设项目的划分方式。目前 ,还没有十分成熟的项目划分方法 ,本着既遵守国家有关技术规程的规定 ,又符合生态工程的特点 ,提出项目划分参考意见 ,见表 4。表 4　生态工程质量评定项目划分单位工程分部工程单元工程说　　明梯田工程分片 (分区 )梯田工程梯田地块的田坎、田面、排水、修复田坎区分土坎和石坎保土耕作措施分片 (分区 )保土耕作措施等高耕作、农耕、排水、种植等地块造林工程分片 …     

降雨因素和不同土地利用方式对水土流失的影响

对湖北省秭归县张家冲水土保持试验站10个试验小区连续5a的径流、侵蚀观测数据,分析了降雨因素和不同利用方式的土地对水土流失的影响。试验结果表明:在其他影响水土流失因子不变的情况下,土壤侵蚀量与高强度、大降雨量、大侵蚀雨量有密切的关系,总降雨量越大、强度越高、侵蚀雨量越大,其土壤侵蚀量越大;相同降雨条件和相同坡度试验小区的水土流失量由小到大依次为坡篱地种粮、坡篱种茶、荒坡地、坡地种茶、坡篱种柑、土坎篱种柑、坡地种粮、坡地种柑、石坎梯种粮、土坎梯种柑。     

混凝土框格护坡坡改梯工程设计初探

坡改梯工程设计多为石坎坡改梯或土坎坡改梯。结合贵州省思南县坡耕地治理实际情况,针对土层厚、石料来源稀少的地区特点,采用混凝土框格护坡坡改梯模式进行了治理。相比石坎坡改梯,平均节约投资39 889.10元/hm2,节约66.26%。实践证明,混凝土框格护坡坡改梯具有梯坎稳定性好、投资成本低、施工影响度低、耕地破坏小、景观协调度高、生态效益好的优势,为相似地区的坡改梯工程提供了一种新思路。     

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。     

紫色砂泥岩区梯地土坎稳定性及利用效益研究

采用大面积调查，典型小区观测试验，室内土质测定和系统分析的方法，对紫色砂泥岩区梯地士坎的高度、坡度、施工、利用与土坎稳定和效益的关系进行了研究。为使土坎稳定，土坎高度一般确定在１．０ｍ左右，控制在１．５ｍ以内为宜，土坎边坡除沙土外，以６５°～７８°，不超过８０°为限，同时，在地坎密植护埂经济灌木和草，在暴雨季节要求覆盖度超过８０％，对土坎稳定有良好作用。每公顷土坎合理利用年收入可达１６２０元。