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全国坡耕地总面积达3.59亿亩,约占全国耕地总量的1/5,坡耕地水土流失面积占全国水土流失面积的6.7%,土壤侵蚀量却占全国总量的28.3%,是水土流失的主要策源地。其中,北方土石山区、西南土石山区、南方红壤区及青藏高原区土壤特征都以土层薄为基本特点。这些坡耕地耕作土层比较浅薄,不适宜修筑高标准的水平梯田,采用传统的水土保持耕作法用于控制其水土流失,但普遍存在措施防治标准低、随意性大、防治效果差等问题。急需研究发一种一劳永逸的工程治理工程技术,以解决长期困扰我国坡耕地治理难点问题。本文依据耕地坡面水土流失从面蚀到沟蚀的发展、演变和危害特征的基础上,提出了治理薄土坡耕地水土流失工程措施技术原理和技术思路。技术原理是依据坡面土壤侵蚀由溅蚀、面蚀到沟蚀的发生演变规律(沟蚀土壤侵蚀量是溅蚀、面蚀侵蚀量的2-3倍,占坡面侵蚀量的50-70%),且存在临界坡长的基本特点,设计田间工程措施容许面蚀、扼制沟蚀的发生,将坡面土壤侵蚀控制在一定容许的范围之内。技术思路:(1)针对坡面径流实施工程“拦、滤、排”的思路,设计了直坡型田间拦挡壤中排水技术和波状坡型田间工程拦挡壤中排水技术;(2)依据坡型,结合坡面径流特点实施工程“截、渗或截、渗、排”的思路,提出了直坡型石坎截坡开阶蓄渗技术;(3)针对“滤”不能稳定,时间久效率下降,维护困难的问题,提出了对坡面径流泥沙实施“拦、淀、排”的思路,提出了波状坡型浆砌石淀排拦挡壤中排水技术。通过设置试验径流小区对试验方案的水土保持效应进行评价,根据2年的试验观测结果对各技术进行综合评价,主要结论如下:1、直坡型田间拦挡壤中排水技术在坡耕地临界坡长处,设置人工高入渗层(碎石层)和地下安全排水设施(双壁波纹管),安全将壤中径流排出,保障农田安全。2012年径流总量为1.296m3,是常规耕作年径流量的1.49倍;侵蚀总量为99.02kg,是常规耕作年侵蚀量的1.77倍;2013年径流量为3.58m3,是常规耕作的2.08倍;侵蚀量为669.93kg,是常规耕作的1.92倍。该措施在试验初期能够很好的拦截径流并排出地块,减少径流对坡面的冲刷,但是,随着时间的推移,设置的碎石过滤层孔隙容易受到淤泥累积,导致入渗率变小,下渗的径流急剧减少,导致坡面土壤表层受到径流的冲刷强度变大,从而引起侵蚀强度的变大。所以,该措施基本是不成功的,需要另行设计。2、直坡型石坎截坡开阶蓄渗技术在坡耕地临界坡长处实施石坎截坡,坎下设计反坡库容,储水增渗,能够有效的控制沟蚀发生,降低径流对的坡面冲刷,促使水分入渗。2012年径流总量为0.538m3,是常规耕作年径流量的61.69%,侵蚀总量为99.02kg,是常规耕作年侵蚀量的6.13%;2013年径流量为0.95m3,是常规耕作的81.89%,侵蚀量为21.23kg,是常规耕作的2.4%。该技术能够有效的解决我国北方坡面多由超渗径流对坡面造成的冲刷,同时针对南方坡多由蓄满径流对坡面造成的冲刷,提出了坎下设排水沟的试验设计,预期解决该技术设计的南北方适宜性问题。3、波形坡田间工程拦挡滤渗壤中排水技术对坡面径流进行工程拦挡,缓解了径流的流速和冲刷强度,大量泥沙沉积在工程前迎水面,水流通过碎石层对泥沙进一步过滤,然后通过地下暗管排出田块,减少了径流的形成,降低了侵蚀强度。2012年径流总量为0.01m3,是对照小区的2.73%,侵蚀总量为0.03kg,是对照小区的7.09%;2013年径流量为1.82m3,是对照小区的39.52%,侵蚀量为126.21kg,是对照小区的49.16%。该措施在蓄水拦沙方面具有很好的效果,是一项有发展前景的工程措施。4、波形坡浆砌石拦挡淀排技术在临界坡长处实施浆砌石拦挡,浆砌石坎将坡谷汇集的水流拦挡以降低水流速度,使水流中所携带的泥沙得以沉淀,然后利用嵌置在浆砌石内的不同高度的斜向上排水管将上层清液排入壤中暗管,进而将清水排出坡面,使泥沙沉积在石坎正下方。2013年径流总量为0.18m3,是对照小区的2.48%,侵蚀总量为0.89kg,是对照小区的0.15%。该措施能够有效的降低坡面径流冲刷,沉淀泥沙,减少侵蚀。5、开展了主要工程治理技术的造价分析。实际修建石坎截坡措施时,如坡面坡度10°、反坡坡度为5°,该措施的成本为929元/亩,比普通石坎梯田节省78.74%。实际修建波形坡浆砌石淀排技术时,坎间距按15m计算,全面布设每亩总长为44.4m,平均每亩造价为1887元,比普通石坎梯田要节省56.81%。