专利名称：大横坡加小顺坡型坡式梯田构造及其建造方法
技术领域：
本发明涉及农业技术领域中坡式梯田构造技术，特别是涉及一种适用于三峡库区 紫色陡坡耕地的“大横坡+小顺坡”坡式梯田构造及构建方法。
背景技术：
三峡库区在我国，特别是长江流域的社会经济、水资源安全和生态屏障方面具有 重要的战略地位。三峡工程的建设、运行以及库区移民安置对库区及流域生态系统、地表过 程和社会经济正在并将要产生重大的影响。三峡水库蓄水后，库区淹没耕地38. 95万亩，使 区域发展与资源、环境承载力的矛盾更加尖锐；由于大量的后靠移民安置和城镇、公路、管 道等基础设施建设，非农用地大幅度增加，不但增加了退耕还林(草)和生态修复等水土保 持难度，而且为发展农村经济和提高粮食产量，迫使在有限土地资源上加大利用率和垦殖 率，加重水土流失。据2005年水土流失公告显示水土流失面积占幅员面积的48. 55% ；中 度侵蚀为主，占幅员面积的19. 90%;轻度侵蚀占幅员面积的14. 15%;强度侵蚀占幅员面积 的12. 23% ；极强度和剧烈占幅员面积的2. 27%。三峡库区紫色土分布区域占库区总面积 的78. 4%，其中绝大部分为陡坡地。三峡水库蓄水淹没和移民后靠势必加重紫色土坡耕地 负荷，如何有效的控制紫色土坡耕地土壤侵蚀、提高粮食产量则成为当务之急。长期以来，库区坡耕地耕作粗放，土地产出率与劳动生产率低下，抵御干旱与洪涝 等自然灾害能力不高，水土流失严重(库区年均水土流失量达1. 5亿吨，入库泥沙4000多 万吨，坡耕地土壤侵蚀占总水土流失量的60%以上)，不仅造成土层变薄、土地退化、土地 生产力下降、农民生活贫困和生态环境恶化，严重阻碍山区和民族地区社会经济发展与和 谐社会的构建，对中下游的水安全和三峡等水电工程安全造成严重的威胁。上个世纪80年代以来，国家在长江上游相继实施了 “长治”、“中低产田改造”、“天 保”、“退耕还林(草)”等系列工程，成效显著。但大面积的山区和少数民族地区坡耕地生 产条件尚未得到根本改善，水土流失与土地退化形势依然严峻。“坡改梯”一直是“长治”和“中低产田改造”等工程的重点，但水平梯田，造价高 (3000 5000元/亩，三峡库区更高，近10000元/亩)，陡坡梯田梯埂占地多，且需要高强 度的人力物力投入，在大量农村劳动力外出务工和“两工”取消的情况下，将大部分坡耕地 改造为水平梯田面临严峻挑战。因此，农业和水土保持等业务部门正努力寻求新的坡耕地 整治模式和技术，解决三峡库区大面积坡耕地的整治问题。
发明内容
本发明技术的目的是提供一种造价低、操作简便、农民乐意接受的，以控制坡耕地 细沟侵蚀为核心的大横坡加小顺坡型坡式梯田构造。本发明技术的目的是这样实现的一种大横坡加小顺坡型坡式梯田构造，坡面地块上缘和下缘均设置植物护坎地 埂，该地埂的上侧和下侧分别设置有边沟和背沟，坡面地块的其余周边沿坡面设置有连接坡面地块上缘的背沟和坡面地块下缘的边沟的排水沟而形成排水网渠；排水网渠内的坡面 地块由横坡截流沟分隔成多个顺坡起垄区；顺坡起垄区内均布设置有若干起垄小顺坡，相 邻两个小顺坡之间设置有垄沟，且顺坡起垄区内所有垄沟与横坡截流沟和边沟相连通，顺 坡起垄区的小顺坡坡面长度小于该坡面发生细沟的临界坡长。上述植物护坎地埂的上侧面为竖直面，下侧面与水平面的倾角Q为30 80°。上述坡面地块的坡度为10°时，小顺坡的长度为6. 5m，地埂植物篱中地埂高度为 20cm，地埂顶面宽25cm，边沟和背沟的宽度为20cm，深度为20cm，倾角Q为60° ；坡面地块 的坡度为15°时，小顺坡的长度为4. 5m，地埂植物篱中地埂高度为15cm，地埂顶面宽30cm， 边沟和背沟的宽度为25cm，深度为15cm，倾角Q为45°。本发明的另一目的是提供一种造价低、操作简便、农民乐意接受的，以控制坡耕地 细沟侵蚀为核心的大横坡加小顺坡型坡式梯田的建造方法。本发明的另一目的是这样实现的一种坡式梯田构造的建造方法，a)、在坡面地块上缘和下缘沿坡面横向均修筑地埂，地埂的上侧面为竖直面，下侧 面与水平面的倾角为30° 80° ；在地埂下侧面密植护埂植物，地埂的上侧和下侧分别开 挖边沟和背沟，并在坡面地块其余周边沿坡面开挖连接上缘地埂背沟和下缘地埂边沟的沟 渠而形成排水网渠。b)、在排水网渠内的坡面地块开挖多条横坡截流沟，将坡面分割为若干顺坡起垄 区；在顺坡起垄区内沿坡面均勻起垄若干小顺坡，相邻小顺坡之间开挖垄沟；并使顺坡起 垄区内垄沟与横坡截流沟和边沟相连通；顺坡起垄区的顺坡坡面长度小于该坡面发生细沟 的临界坡长。调查发现长江上游广大山区的坡耕地，手工等高耕作的劳动效率低，一直采用顺 坡种植方式，但为了防止土壤流失和提高土地生产力，农民又有横坡水平整地的习惯。本发 明在总结农民经验的基础上，采用人工模拟试验与核素示踪相结合的方法，查明了长江上 游紫色陡坡耕地不同坡面情况下细沟侵蚀发生的临界坡长，相关研究论文发表于《长江科 学院院报》2010年第10期。根据细沟侵蚀发生的临界坡长和当地农民的长期实践，科学设 计“大横坡+小顺坡”坡式梯田的结构，实施横坡水平整地，有效控制坡耕地水土流失，保育 和提高土地生产力。科学评估了“大横坡+小顺坡”坡式梯田的调水减蚀、降低劳动力投入 等方面的优越性。本发明的有益效果是1、保水减蚀采用核素示踪与小区观测的结果表明“大横坡+小顺坡”坡式梯田比没有改造的 坡耕地拦沙效益提高53. 8%，土壤容重减小11. 57%，含水量增加18. 64%，饱和导水率增 加36. 11%，总孔隙度增加9.31%。2、降低劳动力投入在三峡库区两块坡地的改造数据表明“大横坡+小顺坡”坡式梯田比水平梯田造 价降低0. 75万元/亩，节约劳动力14. 1人天/亩(表1)。
权利要求
1.一种大横坡加小顺坡型坡式梯田构造，其特征是坡面地块上缘和下缘均设置植物护坎地埂，该地埂的上侧和下侧分别设置有边沟和背 沟，坡面地块的其余周边沿坡面设置有连接坡面地块上缘的背沟和坡面地块下缘的边沟的 排水沟而形成排水网渠；排水网渠内的坡面地块由横坡截流沟(5)分隔成多个顺坡起垄 区；顺坡起垄区内均布设置有若干起垄小顺坡(4)，相邻两个小顺坡之间设置有垄沟(3)， 且顺坡起垄区内所有垄沟与横坡截流沟和边沟相连通，顺坡起垄区的小顺坡坡面长度LR 小于该坡面发生细沟的临界坡长。
2.根据权利要求1所述大横坡加+小顺坡型坡式梯田构造方法，其特征是所述植物 护坎地埂的上侧面为竖直面，下侧面与水平面的倾角Q为30 80°。
3.根据权利要求2所述大横坡加+小顺坡型坡式梯田构造方法，其特征是所述坡面 地块的坡度为10°时，小顺坡的长度为6. 5m，植物护坎地埂中地埂高度H为20cm，地埂顶面 L宽25cm，边沟和背沟的宽度为20cm，深度为20cm，倾角Q为60° ；坡面地块的坡度为15° 时，小顺坡的长度为4. 5m，植物护坎地埂中地埂高度为15cm，地埂顶面宽30cm，边沟和背沟 的宽度为25cm，深度为15cm，倾角Q为45°。
4.一种如权利要求1所述坡式梯田构造的建造方法，其特征是a)、在坡面地块上缘和下缘沿坡面横向均修筑地埂，地埂的上侧面为竖直面，下侧面与 水平面的倾角为30° 80° ；在地埂下侧面密植护埂植物，地埂的上侧和下侧分别开挖边 沟和背沟，并在坡面地块其余周边沿坡面开挖连接上缘地埂背沟和下缘地埂边沟的沟渠而 形成排水网渠。b)、在排水网渠内的坡面地块开挖多条横坡截流沟，将坡面分割为若干顺坡起垄区；在 顺坡起垄区内沿坡面均勻起垄若干小顺坡，相邻小顺坡之间开挖垄沟；并使顺坡起垄区内 垄沟与横坡截流沟和边沟相连通；顺坡起垄区的顺坡坡面长度小于该坡面发生细沟的临界 坡长。
全文摘要
一种大横坡加小顺坡型坡式梯田构造及其建造方法，该构造为坡面地块上缘、下缘设置植物护坎地埂，地埂的上侧和下侧分别设置有边沟和背沟，坡面地块的其余周边沿坡面设置有连接上缘地埂背沟和下缘地埂边沟的排水沟而形成排水网渠；排水网渠内的坡面地块由横坡截流沟分隔成多个顺坡起垄区；顺坡起垄区内均布设置有若干起垄小顺坡，相邻小顺坡之间设置有垄沟，且顺坡起垄区内所有垄沟与横坡截流沟和边沟相连通；它具有保水减蚀、节省劳力、操作简便的特点。
文档编号A01B79/00GK101999264SQ20101028340
公开日2011年4月6日 申请日期2010年9月16日 优先权日2010年9月16日
发明者严冬春, 周萍, 龙翼 申请人:中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所