專利名稱：大橫坡加小順坡型坡式梯田構(gòu)造及其建造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中坡式梯田構(gòu)造技術(shù)，特別是涉及一種適用于三峽庫區(qū) 紫色陡坡耕地的“大橫坡+小順坡”坡式梯田構(gòu)造及構(gòu)建方法。
背景技術(shù)：
三峽庫區(qū)在我國，特別是長江流域的社會(huì)經(jīng)濟(jì)、水資源安全和生態(tài)屏障方面具有 重要的戰(zhàn)略地位。三峽工程的建設(shè)、運(yùn)行以及庫區(qū)移民安置對(duì)庫區(qū)及流域生態(tài)系統(tǒng)、地表過 程和社會(huì)經(jīng)濟(jì)正在并將要產(chǎn)生重大的影響。三峽水庫蓄水后，庫區(qū)淹沒耕地38. 95萬畝，使 區(qū)域發(fā)展與資源、環(huán)境承載力的矛盾更加尖銳；由于大量的后靠移民安置和城鎮(zhèn)、公路、管 道等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，非農(nóng)用地大幅度增加，不但增加了退耕還林(草)和生態(tài)修復(fù)等水土保 持難度，而且為發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)和提高糧食產(chǎn)量，迫使在有限土地資源上加大利用率和墾殖 率，加重水土流失。據(jù)2005年水土流失公告顯示水土流失面積占幅員面積的48. 55% ；中 度侵蝕為主，占幅員面積的19. 90%;輕度侵蝕占幅員面積的14. 15%;強(qiáng)度侵蝕占幅員面積 的12. 23% ；極強(qiáng)度和劇烈占幅員面積的2. 27%。三峽庫區(qū)紫色土分布區(qū)域占庫區(qū)總面積 的78. 4%，其中絕大部分為陡坡地。三峽水庫蓄水淹沒和移民后靠勢必加重紫色土坡耕地 負(fù)荷，如何有效的控制紫色土坡耕地土壤侵蝕、提高糧食產(chǎn)量則成為當(dāng)務(wù)之急。長期以來，庫區(qū)坡耕地耕作粗放，土地產(chǎn)出率與勞動(dòng)生產(chǎn)率低下，抵御干旱與洪澇 等自然災(zāi)害能力不高，水土流失嚴(yán)重(庫區(qū)年均水土流失量達(dá)1. 5億噸，入庫泥沙4000多 萬噸，坡耕地土壤侵蝕占總水土流失量的60%以上)，不僅造成土層變薄、土地退化、土地 生產(chǎn)力下降、農(nóng)民生活貧困和生態(tài)環(huán)境惡化，嚴(yán)重阻礙山區(qū)和民族地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與和 諧社會(huì)的構(gòu)建，對(duì)中下游的水安全和三峽等水電工程安全造成嚴(yán)重的威脅。上個(gè)世紀(jì)80年代以來，國家在長江上游相繼實(shí)施了 “長治”、“中低產(chǎn)田改造”、“天 ?！?、“退耕還林(草)”等系列工程，成效顯著。但大面積的山區(qū)和少數(shù)民族地區(qū)坡耕地生 產(chǎn)條件尚未得到根本改善，水土流失與土地退化形勢依然嚴(yán)峻。“坡改梯”一直是“長治”和“中低產(chǎn)田改造”等工程的重點(diǎn)，但水平梯田，造價(jià)高 (3000 5000元/畝，三峽庫區(qū)更高，近10000元/畝)，陡坡梯田梯埂占地多，且需要高強(qiáng) 度的人力物力投入，在大量農(nóng)村勞動(dòng)力外出務(wù)工和“兩工”取消的情況下，將大部分坡耕地 改造為水平梯田面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，農(nóng)業(yè)和水土保持等業(yè)務(wù)部門正努力尋求新的坡耕地 整治模式和技術(shù)，解決三峽庫區(qū)大面積坡耕地的整治問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明技術(shù)的目的是提供一種造價(jià)低、操作簡便、農(nóng)民樂意接受的，以控制坡耕地 細(xì)溝侵蝕為核心的大橫坡加小順坡型坡式梯田構(gòu)造。本發(fā)明技術(shù)的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種大橫坡加小順坡型坡式梯田構(gòu)造，坡面地塊上緣和下緣均設(shè)置植物護(hù)坎地 埂，該地埂的上側(cè)和下側(cè)分別設(shè)置有邊溝和背溝，坡面地塊的其余周邊沿坡面設(shè)置有連接坡面地塊上緣的背溝和坡面地塊下緣的邊溝的排水溝而形成排水網(wǎng)渠；排水網(wǎng)渠內(nèi)的坡面 地塊由橫坡截流溝分隔成多個(gè)順坡起壟區(qū)；順坡起壟區(qū)內(nèi)均布設(shè)置有若干起壟小順坡，相 鄰兩個(gè)小順坡之間設(shè)置有壟溝，且順坡起壟區(qū)內(nèi)所有壟溝與橫坡截流溝和邊溝相連通，順 坡起壟區(qū)的小順坡坡面長度小于該坡面發(fā)生細(xì)溝的臨界坡長。上述植物護(hù)坎地埂的上側(cè)面為豎直面，下側(cè)面與水平面的傾角Q為30 80°。上述坡面地塊的坡度為10°時(shí)，小順坡的長度為6. 5m，地埂植物籬中地埂高度為 20cm，地埂頂面寬25cm，邊溝和背溝的寬度為20cm，深度為20cm，傾角Q為60° ；坡面地塊 的坡度為15°時(shí)，小順坡的長度為4. 5m，地埂植物籬中地埂高度為15cm，地埂頂面寬30cm， 邊溝和背溝的寬度為25cm，深度為15cm，傾角Q為45°。本發(fā)明的另一目的是提供一種造價(jià)低、操作簡便、農(nóng)民樂意接受的，以控制坡耕地 細(xì)溝侵蝕為核心的大橫坡加小順坡型坡式梯田的建造方法。本發(fā)明的另一目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種坡式梯田構(gòu)造的建造方法，a)、在坡面地塊上緣和下緣沿坡面橫向均修筑地埂，地埂的上側(cè)面為豎直面，下側(cè) 面與水平面的傾角為30° 80° ；在地埂下側(cè)面密植護(hù)埂植物，地埂的上側(cè)和下側(cè)分別開 挖邊溝和背溝，并在坡面地塊其余周邊沿坡面開挖連接上緣地埂背溝和下緣地埂邊溝的溝 渠而形成排水網(wǎng)渠。b)、在排水網(wǎng)渠內(nèi)的坡面地塊開挖多條橫坡截流溝，將坡面分割為若干順坡起壟 區(qū)；在順坡起壟區(qū)內(nèi)沿坡面均勻起壟若干小順坡，相鄰小順坡之間開挖壟溝；并使順坡起 壟區(qū)內(nèi)壟溝與橫坡截流溝和邊溝相連通；順坡起壟區(qū)的順坡坡面長度小于該坡面發(fā)生細(xì)溝 的臨界坡長。調(diào)查發(fā)現(xiàn)長江上游廣大山區(qū)的坡耕地，手工等高耕作的勞動(dòng)效率低，一直采用順 坡種植方式，但為了防止土壤流失和提高土地生產(chǎn)力，農(nóng)民又有橫坡水平整地的習(xí)慣。本發(fā) 明在總結(jié)農(nóng)民經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用人工模擬試驗(yàn)與核素示蹤相結(jié)合的方法，查明了長江上 游紫色陡坡耕地不同坡面情況下細(xì)溝侵蝕發(fā)生的臨界坡長，相關(guān)研究論文發(fā)表于《長江科 學(xué)院院報(bào)》2010年第10期。根據(jù)細(xì)溝侵蝕發(fā)生的臨界坡長和當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的長期實(shí)踐，科學(xué)設(shè) 計(jì)“大橫坡+小順坡”坡式梯田的結(jié)構(gòu)，實(shí)施橫坡水平整地，有效控制坡耕地水土流失，保育 和提高土地生產(chǎn)力。科學(xué)評(píng)估了“大橫坡+小順坡”坡式梯田的調(diào)水減蝕、降低勞動(dòng)力投入 等方面的優(yōu)越性。本發(fā)明的有益效果是1、保水減蝕采用核素示蹤與小區(qū)觀測的結(jié)果表明“大橫坡+小順坡”坡式梯田比沒有改造的 坡耕地?cái)r沙效益提高53. 8%，土壤容重減小11. 57%，含水量增加18. 64%，飽和導(dǎo)水率增 加36. 11%，總孔隙度增加9.31%。2、降低勞動(dòng)力投入在三峽庫區(qū)兩塊坡地的改造數(shù)據(jù)表明“大橫坡+小順坡”坡式梯田比水平梯田造 價(jià)降低0. 75萬元/畝，節(jié)約勞動(dòng)力14. 1人天/畝(表1)。
權(quán)利要求
1.一種大橫坡加小順坡型坡式梯田構(gòu)造，其特征是坡面地塊上緣和下緣均設(shè)置植物護(hù)坎地埂，該地埂的上側(cè)和下側(cè)分別設(shè)置有邊溝和背 溝，坡面地塊的其余周邊沿坡面設(shè)置有連接坡面地塊上緣的背溝和坡面地塊下緣的邊溝的 排水溝而形成排水網(wǎng)渠；排水網(wǎng)渠內(nèi)的坡面地塊由橫坡截流溝(5)分隔成多個(gè)順坡起壟 區(qū)；順坡起壟區(qū)內(nèi)均布設(shè)置有若干起壟小順坡(4)，相鄰兩個(gè)小順坡之間設(shè)置有壟溝(3)， 且順坡起壟區(qū)內(nèi)所有壟溝與橫坡截流溝和邊溝相連通，順坡起壟區(qū)的小順坡坡面長度LR 小于該坡面發(fā)生細(xì)溝的臨界坡長。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述大橫坡加+小順坡型坡式梯田構(gòu)造方法，其特征是所述植物 護(hù)坎地埂的上側(cè)面為豎直面，下側(cè)面與水平面的傾角Q為30 80°。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述大橫坡加+小順坡型坡式梯田構(gòu)造方法，其特征是所述坡面 地塊的坡度為10°時(shí)，小順坡的長度為6. 5m，植物護(hù)坎地埂中地埂高度H為20cm，地埂頂面 L寬25cm，邊溝和背溝的寬度為20cm，深度為20cm，傾角Q為60° ；坡面地塊的坡度為15° 時(shí)，小順坡的長度為4. 5m，植物護(hù)坎地埂中地埂高度為15cm，地埂頂面寬30cm，邊溝和背溝 的寬度為25cm，深度為15cm，傾角Q為45°。
4.一種如權(quán)利要求1所述坡式梯田構(gòu)造的建造方法，其特征是a)、在坡面地塊上緣和下緣沿坡面橫向均修筑地埂，地埂的上側(cè)面為豎直面，下側(cè)面與 水平面的傾角為30° 80° ；在地埂下側(cè)面密植護(hù)埂植物，地埂的上側(cè)和下側(cè)分別開挖邊 溝和背溝，并在坡面地塊其余周邊沿坡面開挖連接上緣地埂背溝和下緣地埂邊溝的溝渠而 形成排水網(wǎng)渠。b)、在排水網(wǎng)渠內(nèi)的坡面地塊開挖多條橫坡截流溝，將坡面分割為若干順坡起壟區(qū)；在 順坡起壟區(qū)內(nèi)沿坡面均勻起壟若干小順坡，相鄰小順坡之間開挖壟溝；并使順坡起壟區(qū)內(nèi) 壟溝與橫坡截流溝和邊溝相連通；順坡起壟區(qū)的順坡坡面長度小于該坡面發(fā)生細(xì)溝的臨界 坡長。
全文摘要
一種大橫坡加小順坡型坡式梯田構(gòu)造及其建造方法，該構(gòu)造為坡面地塊上緣、下緣設(shè)置植物護(hù)坎地埂，地埂的上側(cè)和下側(cè)分別設(shè)置有邊溝和背溝，坡面地塊的其余周邊沿坡面設(shè)置有連接上緣地埂背溝和下緣地埂邊溝的排水溝而形成排水網(wǎng)渠；排水網(wǎng)渠內(nèi)的坡面地塊由橫坡截流溝分隔成多個(gè)順坡起壟區(qū)；順坡起壟區(qū)內(nèi)均布設(shè)置有若干起壟小順坡，相鄰小順坡之間設(shè)置有壟溝，且順坡起壟區(qū)內(nèi)所有壟溝與橫坡截流溝和邊溝相連通；它具有保水減蝕、節(jié)省勞力、操作簡便的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)A01B79/00GK101999264SQ20101028340
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月16日
發(fā)明者嚴(yán)冬春, 周萍, 龍翼 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所