三峡库区坡改梯埂坎建造方法

技术领域

本发明涉及水土保持技术，具体指一种在三峡库区坡耕地上进行坡改梯的埂坎建造方法，本方法相对石坎水平梯地可以降低建造成本，水土保持效果较好，比全部建成石坎更生态，属于水土保持技术领域。

背景技术

我国自然条件复杂，山地丘陵面积大，人均拥有耕地面积只有1.38亩，不到世界平均水平的40%。特别是三峡库区，人均耕地面积仅0.81亩，现有耕地资源以坡耕地为主，15°以上的坡耕地面积占耕地总面积47.6%，是库区粮食与经济作物的重要载体。同时，坡耕地被认为是三峡库区水土流失和入库泥沙的主要来源。三峡库区坡耕地平均侵蚀模数为7500吨/平方公里.年，年侵蚀量达9450万吨，占库区年侵蚀总量的60.0%，年入库泥沙量达1890万吨，占库区年入库泥沙总量的46.16%。

坡耕地治理是近几十年来水土保持工作的重点。坡改梯（其主要形式为把坡耕地改造为石坎水平梯地）是目前水土保持工程采用的一种重要方法，也是山区治理坡耕地和建设基本农田的有效措施。坡改梯工程通过改变坡面长度、分段拦截径流，增加土壤的入渗时间、减缓地表径流流速，有效防止和减少径流对表土的冲刷作用，还可把拦蓄的降水由坡面水转为深层土壤水或地下水，提高作物的抗旱能力。据调查，水平梯地比坡耕地的土壤流失量减少约97%，土壤有机质含量提高16.6%，全氮含量提高21.4%。

但三峡库区坡耕地比例大，坡度陡，要将坡耕地全部建设成为石坎水平梯地难度较大。首先，农民接受方面。在低山浅丘区,坡耕地坡度小，坡长长，石坎梯地将坡耕地进行有效整合，保土减沙效益明显，不仅有效改善了当地农业生产条件和生态环境，而且促进了农村经济的发展，农民容易接受。但就中高山区而言，坡耕地坡面大，坡度陡，坡长短，石坎坡改梯给农作生产带来一些不便，通常情况下，石坎高约1～2米，不方便农民耕作和牲畜行走。梯埂占地多(7%～12%)，使得耕地资源更加紧张，农民不易接受，个别区县的农民宁可撂荒石坎水平梯地而选择陡坡开荒种植。其次，成本投入方面。据调查，修建水平梯地工程量大(土方量3000～6000 m³/hm²)，造价高（3 万～10万元/hm²，不含坡面水系配套投资），且需要大量的人力物力投入，在三峡库区农村劳动力大量转移的背景下难以实现。综上，尽管石坎水平梯地布局标准、造型规整，减沙效益明显，但并不是三峡库区坡改梯的最优形式，如何寻找一种更适合三峡库区、易于为农民接受的坡耕地改造利用方式，是水土保持专家和当地政府亟待解决的问题。

发明内容

    针对现有坡耕地整改技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种成本投入降低、农业耕作方便、水土保持效果较好、农民比较容易接受的三峡库区坡改梯埂坎建造方法。

本发明的技术方案是这样实现的：三峡库区坡改梯埂坎建造方法，坡耕地由若干横向划分的耕作单元构成，每一耕作单元外侧修建固土行走的埂坎，所有的埂坎中既有石坎又有土坎，两石坎之间始终间隔有土坎，坡面最底层耕作单元外侧的埂坎为石坎，每一耕作单元保持原来的坡耕地微地貌形态进行耕作。

进一步地，所述石坎壁上沿不同的高度因地制宜地布设排水孔，增强雨季排水能力，避免强降雨径流对石坎产生破坏。在土坎内壁修建用以截流的边沟背沟，防止径流对土坎的冲刷。

所述土坎的布局位置均位于原耕作单元的外沿，不必对原有耕作单元进行重新划分，保持原有的地块微地貌，随着逐年的农事活动，对土地的耕翻，坡度逐渐减缓，减小整改过程中的工程量，能适当节约成本，更易为农民所接受。

考虑到石坎的相对稳定性，石坎纵截面为矩形，可减少占地面积，节约土地资源。由于土坎稳定性不如石坎，将土坎纵截面修建为直角梯形以增强土坎的稳定性，土坎可以种植矮杆经济作物，提高土地利用率，同时也方便农民在两相邻地块间上下行走。

所述土坎上种植经济植物篱，植物篱能进一步起到固结土壤的作用。也可以不设土坎，直接在土坎位置种植等高经济植物篱，同样能起到保持土壤的作用，还能提高土地利用率，增加产出。

埂坎建筑材料宜就地就近取材，石坎的建筑材料可以采用石料也可以采用空心砖。

相比现有的“坡改梯”(水平石坎梯地)水土保持和对应的耕作方法，本方法具有以下效果：

1) 根据三峡库区的调查研究，土坎坡改梯侵蚀模数为555吨/平方公里.年，石坎坡改梯侵蚀模数为26吨/平方公里.年，本方法提出的“土坎+石坎”相间布局模式的土壤侵蚀模数小于允许流失量500吨/平方公里.年，能达到水土保持要求。

2) 因为石坎中间隔有土坎，土坎构筑成本小于石坎，所以整体成本降低。

3) 土坎上可以种植低矮经济作物，无形中增加了作业面积和土地利用率，避免了原来构筑梯地单一布局的石坎造成的不能种植和土地占用率高的缺陷。

4) 本方法中耕作单元不需整理成水平梯地，而是保持原来的坡耕地微地貌形态，在后期的农事活动中，农民对土地的逐年耕翻，坡度逐渐减缓。不但符合农民的耕作习惯，顺应当地雨季沥水的需求，而且大大降低了改造成本。三峡库区的调查也表明，中高山区“坡改梯”田地操作不尽方便，农民不太欢迎，而按本方法改造的坡耕地，农民方便生产，耕作效率增强，水肥利用率提高，农民容易接受。

总之，本方法与现有的石坎水平梯地相比，成本有所降低，操作简单，合理种植经济植物篱既能固土也能提高经济效益，比较受农民欢迎，同时也比全部建成石坎更生态，适合在中高山区推广。

附图说明

图1-本发明一个实施例正面示意图。

图2-图1侧面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明三峡库区坡改梯埂坎建造方法，坡耕地由若干横向划分的耕作单元构成，每一耕作单元外侧修建固土行走的埂坎。本方法埂坎中既有石坎又有土坎，两石坎之间始终间隔有土坎，形成“石坎+土坎”间隔的混合模式，且基于埂坎稳定性要求，（坡面最底层）最下一级耕作单元外侧的埂坎始终构建为石坎。土坎根据坡度和坡长以及细沟侵蚀发生临界值配置。石坎的构建材料可以采用块石、砾石、(空心)砖块等，在构建过程中石坎壁上沿不同的高度均匀设置排水孔，增强雨季排水能力，避免强降雨径流对石坎的破坏。同时在土坎内壁修建用以截流的边沟背沟，防止径流对土坎的冲刷。本发明在石坎中间隔有土坎，而土坎构筑成本小于石坎，所以成本降低。每一耕作单元保持原来的坡耕地微地貌形态进行耕作即可，不用夷平形成水平梯地，这样可以进一步降低改造成本。

所述土坎的布局位置均位于原耕作单元的外沿，田面原则上维持原状，这样不必对原有耕作单元进行重新划分，可以保持原有的地块微地形，在后期的农事活动中，农民对土地进行逐年耕翻，坡度逐渐减缓。更易为农民所接受，同时能适当节约成本。

考虑到石坎的相对稳定性，石坎纵截面为矩形，可减少占地面积，节约土地资源。由于土坎稳定性不如石坎，将土坎纵截面修建为直角梯形以增强土坎的稳定性，土坎上可以种植经济植物篱，不但能提高土地利用率，而且还能起到固结土壤的作用，同时也方便农民在两相邻地块间上下行走。

所述土坎的埂和坎坡面上通常种植矮杆经济作物，经济作物根据农民喜好，市场需求和场地条件等因地制宜地选择。利用植物篱进一步固结土坎，增强土壤抗冲蚀能力，同时增加经济收入。坡度较小时（8°以下）也可以不构建土坎，直接在土坎位置种植等高经济植物篱，同样能起到保持土壤的作用，还能提高土地利用率，增加产出。

    本方法具体实施时将坡耕地按坡度分为8°以下、8°~15°、15°~25°三种情况进行考虑，由于25°以上坡度为退耕还林区，不适宜作为耕地，故不在本方法考虑之列。同时由于坡脚径流量大，冲刷最严重，发生崩塌的概率比较高，而石坎的稳固性大于土坎，故坡脚始终修建石坎。（植物篱）土坎和石坎的构建道数依据细沟侵蚀发生临界值、坡度、坡长和耕作需要来灵活确定，具体可以参照表1推荐方式。

表1 本方法埂坎建造方式推荐

表中标示石坎、土坎的排列方法为自下而上的布局方式，上述石坎和土坎分别为一道。原地面坡长不在上述范围的可以根据超出长度另行配置。

图1和图2为两石坎1间修建有两道土坎2的具体实施例。l₁为石坎间的原地面坡长，l₂为土坎间的原地面坡长。

本发明提出的坡改梯埂坎建造方法，其效果接近水平梯地，将广泛采用的石坎水平梯地转变为石坎和土坎相间布局、改部分石坎为土坎的方法，保持原有的坡地微地貌形态进行耕作，不对坡耕地进行夷平，其坡面水系的构建和现有坡改梯的坡面水系构建方法基本相似，适合在山丘区特别是三峡库区推广。