本發(fā)明屬于生態(tài)護(hù)坡，具體而言，涉及一種干熱河谷區(qū)土地整理邊坡溝蝕植物防護(hù)結(jié)構(gòu)與方法。

背景技術(shù)：

1、土地整理是指在一定的地域范圍內(nèi)，根據(jù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，按照土地利用總體規(guī)劃，對(duì)田、水、路、林、村綜合整治，提高耕地質(zhì)量，增加有效耕地面積，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和生態(tài)環(huán)境，整治閑散地和廢棄地的過程。通過土地整理，可以優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益，提升基礎(chǔ)設(shè)施水平。但土地整理也伴隨著一系列的生態(tài)環(huán)境問題，在土地整理開發(fā)利用的過程中，原有植被被破壞，大量的植被被清除，導(dǎo)致植被覆蓋度降低，進(jìn)而引發(fā)一系列問題。例如，植被破壞會(huì)導(dǎo)致土壤暴露在陽光下，使得土壤溫度升高，水分蒸發(fā)加劇，進(jìn)而導(dǎo)致土壤干燥和水源減少。此外，植被破壞還會(huì)導(dǎo)致生物多樣性喪失，破壞生態(tài)平衡。

2、干熱河谷區(qū)內(nèi)溝壑縱橫交錯(cuò)分布，水土流失與土地退化嚴(yán)重。干熱河谷光熱資源極為豐富，為緩解該區(qū)突出人地矛盾，近年來開展了大規(guī)模的土地整理過程，將大面積荒坡荒溝整理為臺(tái)地，因而也形成了大量的裸露土地整理邊坡。這些邊坡極度缺乏防護(hù)措施，溝道侵蝕極為劇烈?，F(xiàn)有邊坡防護(hù)技術(shù)主要用于道路路基、礦山等邊坡植被修復(fù)與保護(hù)，目前對(duì)于土地整理農(nóng)田邊坡的防護(hù)措施較少，尤其是對(duì)于干熱河谷地區(qū)特殊的氣候與地理?xiàng)l件農(nóng)田邊坡的防護(hù)極為缺乏。傳統(tǒng)護(hù)坡方式例如混凝土護(hù)坡與漿砌擋土墻等造價(jià)成本高昂，而生物毯、草種播撒等恢復(fù)方式多為單一植被恢復(fù)方法，缺乏生物多樣性。對(duì)于土地整理之后農(nóng)田邊坡適用性不高，急需一種科學(xué)快速的干熱河谷農(nóng)田邊坡防護(hù)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種干熱河谷區(qū)土地整理邊坡溝蝕植物防護(hù)結(jié)構(gòu)與方法。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種干熱河谷區(qū)土地整理邊坡溝蝕植物防護(hù)結(jié)構(gòu)，包括：

3、將坡面修整為分層反坡階，分層反坡階包括木本植物種植反坡階和草本植物種植反坡階；木本植物種植反坡階上設(shè)置有等高水平溝；在木本植物種植反坡階種植果樹，在草本植物種植反坡階種植草本植物；

4、沿坡面設(shè)置順坡排水溝，在反坡階靠近坡面的一側(cè)向下開挖出等高水平的底部排水溝，并與順坡排水溝相連；

5、順坡排水溝將無法入滲土壤的水匯入底部排水溝，底部排水溝的水經(jīng)過沉淀池沉淀后通過排水管將水輸送至雨水蓄水池儲(chǔ)存；

6、在坡面底部平面設(shè)置智能灌溉系統(tǒng)；智能灌溉系統(tǒng)包括儲(chǔ)水系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)；在坡面上設(shè)置灌溉管路；

7、儲(chǔ)水系統(tǒng)包括設(shè)置在坡面底部的雨水蓄水池與設(shè)置在坡面底部的灌溉蓄水池；

8、雨水蓄水池連接有供水管路；

9、檢測(cè)系統(tǒng)包括設(shè)置在坡面上的土壤溫濕度傳感器、氣象傳感器、設(shè)置在灌溉蓄水池的第一液位傳感器與設(shè)置在雨

10、水蓄水池的第二液位傳感器；

11、控制系統(tǒng)包括控制器、設(shè)置在供水管路的第一電磁閥、設(shè)置在雨水蓄水池的第二電磁閥、設(shè)置在雨水蓄水池的過濾水泵與設(shè)置在灌溉管路的第三電磁閥；

12、土壤溫濕度傳感器、氣象傳感器、第一液位傳感器與第二液位傳感器分別與控制器的輸入端電信號(hào)連接；控制器的輸出端分別與第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥電信號(hào)連接；控制器的輸出端與過濾水泵的控制輸入端電信號(hào)連接；

13、灌溉管路包括主灌水管、分輸水管與滴灌帶；灌溉蓄水池通過主灌水管與各個(gè)分輸水管連接；各個(gè)分輸水管連接滴灌帶；主灌水管設(shè)置在順坡排水溝中，分輸水管設(shè)置在等高水平溝中，滴灌帶固定在分層反坡階對(duì)果樹與草本植物進(jìn)行滴灌。

14、第二方面，本發(fā)明提供了一種干熱河谷區(qū)土地整理邊坡溝蝕植物防護(hù)方法，包括：

15、將坡面修整為分層反坡階，分層反坡階包括木本植物種植反坡階和草本植物種植反坡階，木本植物種植反坡階上設(shè)置有等高水平溝，在木本植物種植反坡階種植果樹，在草本植物種植反坡階種植草本植物；

16、沿坡面設(shè)置順坡排水溝，在反坡階靠近坡面的一側(cè)向下開挖出等高水平的底部排水溝，并與順坡排水溝相連；

17、沿坡面排水溝將無法入滲土壤的水匯入底部排水溝，底部排水溝的水經(jīng)過沉淀池沉淀后通過排水管將水輸送至雨水蓄水池儲(chǔ)存；

18、第一液位傳感器采集灌溉蓄水池的第一液位數(shù)據(jù)，第二液位傳感器采集雨水蓄水池的第二液位數(shù)據(jù)；

19、控制器根據(jù)第一液位數(shù)據(jù)與第二液位數(shù)據(jù)，控制設(shè)置在供水管路的第一電磁閥、設(shè)置在雨水蓄水池的第二電磁閥與設(shè)置在雨水蓄水池的過濾水泵的工作狀態(tài)；若第一液位數(shù)據(jù)到達(dá)第一設(shè)定下限閾值，第二液位數(shù)據(jù)沒有到達(dá)第二設(shè)定下限閾值，打開第二電磁閥，啟動(dòng)過濾水泵，將雨水蓄水池的水輸送至灌溉蓄水池；若第一液位數(shù)據(jù)到達(dá)第一設(shè)定下限閾值且第二液位數(shù)據(jù)到達(dá)第二設(shè)定下限閾值，則打開第一電磁閥，雨水蓄水池由供水管路供水；若灌溉蓄水池的第一液位數(shù)據(jù)未到達(dá)第一水位上限，雨水蓄水池的第二液位數(shù)據(jù)到達(dá)第二達(dá)水位上限，則控制器控制設(shè)置在雨水蓄水池的過濾水泵啟動(dòng)，將雨水蓄水池的水輸送至灌溉蓄水池；

20、土壤溫濕度傳感器采集土壤溫濕度數(shù)據(jù)，氣象傳感器采集氣象數(shù)據(jù)，控制器根據(jù)植被蓋度、植物種類、植物生長(zhǎng)階段、土壤溫濕度數(shù)據(jù)與氣象數(shù)據(jù)構(gòu)建灌溉模型，確定灌溉水量；

21、控制器根據(jù)灌溉水量通過第三電磁閥控制灌溉管路的開關(guān)狀態(tài)，利用灌溉管路的主灌水管、分輸水管與滴灌帶對(duì)坡面的果樹與草本植物進(jìn)行灌溉，對(duì)土壤溫濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

22、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

23、可選的，上層木本種植反坡階寬度大于最下層草本種植區(qū)寬度。

24、進(jìn)一步，雨水蓄水池連接有溢流管；若雨水蓄水池的第一液位數(shù)據(jù)到達(dá)第二水位上限，則水從溢流管流出。

25、進(jìn)一步，灌溉管路設(shè)置有過濾器。

26、進(jìn)一步，智能灌溉系統(tǒng)還包括供電系統(tǒng)；供電系統(tǒng)包括太陽能電池板與市電輸入變壓器；太陽能電池板與市電輸入變壓器的輸出端分別與土壤溫濕度傳感器、氣象傳感器、第一液位傳感器、第二液位傳感器、控制器、第一電磁閥、第二電磁閥與過濾水泵電信號(hào)連接。

27、進(jìn)一步，灌溉蓄水池上方設(shè)置有肥料儲(chǔ)存箱；肥料儲(chǔ)存箱的出口設(shè)置有第四電磁閥；控制器的輸出端與第四電磁閥電信號(hào)連接。

28、進(jìn)一步，木本種植反坡階寬為30cm～60cm，靠近坡底的最下面一層的草本種植反坡階寬度為20cm～40cm，每層分層反坡階的垂直距離為1m～2m。

29、進(jìn)一步，植被蓋度為植物群落總體或各個(gè)體的地上部份的垂直投影面積與樣方面積之比的百分?jǐn)?shù)。

30、進(jìn)一步，通過減少溝道數(shù)量、降低溝道密度與溝道割裂度，增加坡面植被種類與植被蓋度；設(shè)a0是山坡的平面面積，li是第i個(gè)溝壑的總長(zhǎng)度，n是溝壑的數(shù)量，μ為溝道割裂度，溝道密度為ρ，則：

31、

32、本發(fā)明的有益效果是：

33、(1)將坡面修整為分層反坡階，分層反坡階包括木本植物種植反坡階和草本植物種植反坡階，木本植物種植反坡階上設(shè)置等高水平溝，在木本植物種植反坡階種植果樹，在草本植物種植反坡階種植草本植物，草本與喬木結(jié)合形成植物籬，能夠提高水土保持能力，保護(hù)邊坡與耕地，有效減小坡面溝道發(fā)育，減少坡面徑流與土壤流失，減少水土流失，改善土壤質(zhì)量，有利于農(nóng)田質(zhì)量的提高；

34、(2)種植適宜的果樹與草本植物，草本植物可以作為牧草進(jìn)行使用，尤其是選用草本植物可以有效攔截泥沙，果樹可分散坡面徑流，控制溝道發(fā)育，還能帶來經(jīng)濟(jì)效益，合理利用邊坡，顯著提升土地利用效率；果樹與草本配合，能夠快速改善土壤質(zhì)量，促進(jìn)植被生長(zhǎng)，能夠在較短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)邊坡的植被覆蓋，恢復(fù)邊坡生態(tài)系統(tǒng)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)多樣化；

35、(3)利用智能化、自動(dòng)化的灌溉系統(tǒng)，省時(shí)省力，能夠合理利用水資源，實(shí)現(xiàn)水資源高效利用，改善水資源時(shí)空分布，減少水資源浪費(fèi)。