[发明专利]一种波型坡耕地水土流失的防治方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于水土保持工程技术领域，具体涉及波型坡耕地水土流失的防治方法及其装置。

背景技术

我国是世界上水土流失最严重的国家之一，水土流失主要分布于西北黄土高原、西南云贵高原、北方高原山地、南方山地丘陵、东北半湿润平原等五大水土流失区。据水利部2009年统计数据，我国水土流失面积达356万平方公里，约占国土面积37%，年平均土壤侵蚀量高达45亿吨。全国各省都有不同程度的水土流失，其分布之广、强度之大、危害之重，在全球屈指可数。

坡耕地是水土流失的主要策源地之一，据统计全国有3513万hm²坡耕地（其中>25°的坡耕地520万hm²），坡耕地的水土流失量占到流域水土流失总量的40％～60％，而面积大、坡度较陡的地区可达70％～80％；海河流域年平均土壤侵蚀总量4亿吨，25%来源于坡耕地；三峡库区每年坡耕地产生的土壤流失量占库区总流失量的73％；陕西省每年入黄河泥沙的40％～60%来自坡耕地；贵州省珠江流域坡耕地侵蚀量占流域总侵蚀量的60％以上。坡耕地水土流失的特点是：以水力侵蚀为主；土壤疏松、可蚀性大；坡度越陡，土壤流失越严重；养分流失严重。

坡耕地治理是我国水土流失治理工作的重点，传统的工程治理措施主要针对厚层(≥2m)土壤坡耕地。而对于薄土坡耕地土层较薄(＜2m)，土壤侵蚀极易导致坡耕地的退化，针对这一类坡耕地水土流失的治理已引起人们的重视；由于土层较薄、不适合修筑梯田的坡耕地治理，主要以耕作措施为主，如等高沟垄种植、垄作区田、草田轮作及横坡带状间作等。而这些水土保持耕作措施效益差、不稳定、需频繁维护、花费较多劳力。

波型坡耕地是一种地形较为复杂的坡耕地，这种坡耕地除纵向坡度外，在横向（等高线方向）也存在起伏从而形成波浪状，这类坡耕地在波谷处易汇集大量径流，从而使波谷处产生严重侵蚀。现有的坡耕地水土保持措施（包括耕作措施和生物措施）主要是针对坡面横向无起伏的直型坡，对于有波谷汇流的波型坡耕地则难以发挥作用，尤其是对波型坡薄土坡耕地的水土流失治理措施的未见有报道。

发明内容

本发明的目的是提出一种波型坡耕地水土流失的防治方法及其装置，以期减少波型坡耕地的水土流失，提高坡面土壤水分含量，为坡耕地的水土流失治理提供一种稳定、持续有效的工程防护方法。

本发明提出的波型坡耕地水土流失的防治方法及其装置适用于土层厚度2m以下、横向坡度为5°～15°、纵向坡度为5°～25°、波峰间距为10～50m、坡面侵蚀模数10000t/(km²·a)以下的波型坡耕地，对土壤特性及作物特性无特殊要求。

本发明波型坡耕地水土流失的防治方法，其特征在于，实地获得波型坡的横向和纵向坡度以及波型坡两波峰的间距，在波型坡耕地两波峰之间波谷的低凹处地下0.4m～0.6 m沿纵坡向埋设一排水管，排水管的下方通入田间沟渠或河道；在波谷低凹处按纵坡向分段设置若干横向砌墙坎，分段设置的横向砌墙坎的间距是以纵向坡度决定（坡度大则间距小，坡度小则间距大），横向砌墙坎以排水管位置为中心向两侧横向延伸，砌墙坎入土深度为其高度的一半；在砌墙坎中心位置内部设有竖管，与其下端的排水管相通，上端口可以伸出砌墙坎体外；在竖管朝向迎水面设有若干引水管通向砌墙坎外，其外端裸露于地面以上，引水管由外向内呈斜向上。

本发明波型坡耕地水土流失的防治装置，其特征在于，在沿坡向的排水管上方分段设置有横向砌墙坎，其间距为10～45m，砌墙坎长3～9m，宽40～60cm，高70～80cm；在砌墙坎中心位置内部设有竖管，与其下端的排水管相通，其上端口可以封闭在砌墙坎体内，也可以伸出砌墙坎体外，或是与砌墙坎上表面齐平，并设有检查盖；在竖管朝向迎水面设有若干引水管通向砌墙坎外，引水管由外向内斜向上呈8°～12°，引水管（口）在砌墙坎迎水面呈竖向排列1～3列，每列由高向下设置4～7根。引水管的列数和每列的数量及其口径是依据坡面的径流量确定，径流量越大则设置的列数及每列的数量及其口径就相应增大。