一種利用無動力壤流的截水溝施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及土地整治領(lǐng)域，具體涉及一種利用非動力壤流對溝道農(nóng)田進行無動力灌溉的截水溝施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國丘陵溝壑區(qū)，耕地質(zhì)量不高或耕地資源不足是困擾這些區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一個重要因素。而往往在這些區(qū)域的流域溝道中，卻蘊藏著十分豐富的水土資源可供農(nóng)業(yè)利用和開發(fā)。因此，通過“治溝造地”實現(xiàn)高標準農(nóng)田建設(shè)已成為現(xiàn)行的一項重要舉措。
[0003]由于溝道特殊的地形地貌特征，受到降水匯流和兩側(cè)承壓影響，在溝槽區(qū)通常地下水位極淺甚至出流，造成農(nóng)田淤泥化甚至鹽漬化，在暴雨發(fā)生時極易發(fā)生洪澇災(zāi)害。對于流域溝道的治理，重點往往在排水而不是蓄水。因此，在“治溝造地”工程實施過程中，科學(xué)合理高效的利用溝道水資源對于保障農(nóng)田質(zhì)量，實現(xiàn)高標準農(nóng)田建設(shè)要求具有重要意義。
[0004]在以往的治理措施當中，通過淤地壩和排洪溝相結(jié)合對溝道上游來水進行蓄積和排泄最為常見，但這種措施工程量較大，且存在安全隱患，特別是在水土流失嚴重地區(qū)。能否尋求一種新的調(diào)蓄方法即實現(xiàn)了水資源的高效利用且能夠降低安全風險和開發(fā)成本是本發(fā)明的初衷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的問題是提供一種利用無動力壤流調(diào)節(jié)灌溉的截水溝施工方法，通過在梯平田下坎處建立透水性截水溝以改變農(nóng)田地下水位高低來實現(xiàn)農(nóng)田耕作層土壤墑情的調(diào)節(jié)。
[0006]解決上述問題的技術(shù)方案:所提供的利用無動力壤流調(diào)節(jié)灌溉的截水溝施工方法，包括以下步驟:
[0007]步驟1:截水溝設(shè)立在溝道區(qū)每級梯平田下坎處，截水溝開挖方向與梯平田下坎平行且長度一致；
[0008]步驟2:截水溝呈倒梯形設(shè)立，截水溝兩側(cè)斜面和底部無需硬化處理均為土質(zhì)；可以實現(xiàn)梯平田土壤水分及地下水位與截水溝水分的流通交換；
[0009]步驟3:截水溝至少一端與溝道排洪溝相連，連接處設(shè)有水閘；當水閘關(guān)閉時，水閘的上邊緣低于田塊。
[0010]上述截水溝的開口寬為150-200cm，底部寬為80-100cm，垂直深度為100-150cm，深度設(shè)置依據(jù)為地下水位高度。
[0011]上述截水溝的兩邊頂部利用石塊或水泥硬化處理，硬化寬度最好不小于30cm，便于耕作人員行走。
[0012]上述截水溝的兩邊頂部硬化后高于田塊表面10-15cm，防止田塊積水時漫過硬化路面。
[0013]上述水閘的上邊緣低于田塊15-20cm，目的在于當截水溝積水過量且不能及時開閘排水時可實現(xiàn)自動排泄而不至于淹沒田塊。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點:
[0015](1)實現(xiàn)了無動力灌溉;不需要外來動力(電力等)供應(yīng)，僅依靠截水溝對地下水位的調(diào)節(jié)便可實現(xiàn)對溝道區(qū)農(nóng)田耕作層土壤墑情的調(diào)節(jié)。
[0016](2)方法簡單，安全可靠;截水溝構(gòu)造簡單，易于實現(xiàn)；同時根據(jù)溝道區(qū)梯平田梯度分級分別設(shè)置截水溝，可將侵蝕淤積風險化整為零，降低安全隱患。
[0017](3)可有效防止農(nóng)田土壤鹽漬化;截水溝底部低于農(nóng)田地下水位，且溝渠積水與農(nóng)田地下水位相連。截水溝的排水作用可有效防止地下水鹽分因蒸發(fā)而在地表的富集。
【附圖說明】
[0018]圖1截水溝設(shè)立位置示意圖；
[0019]圖2截水溝斷面示意圖；
[0020]附圖標記明細如下:
[0021]1-梯平田；2-排洪溝;3-截水溝;4-硬化的路面;5-土質(zhì);6-積水。
【具體實施方式】
[0022]本發(fā)明是一種利用溝道區(qū)非動力壤流調(diào)節(jié)農(nóng)田灌溉的方法，具體實施方案如下:
[0023]步驟一:截水溝3要建立在溝道區(qū)每級梯平田下坎處，截水溝開挖方向與梯平田下坎平且長度一致。
[0024]步驟二:截水溝3呈倒梯形設(shè)立，開口寬150-200cm，底部寬80-100cm，垂直深度為100-150cm。溝渠兩側(cè)斜邊和底部無需硬化處理，均為土質(zhì)5S卩可。
[0025]步驟三:截水溝3兩邊頂部利用石塊或者水泥硬化，硬化寬度不小于30cm，以便于農(nóng)田耕作人員行走，同時確保硬化的路面4應(yīng)高出田塊表面10-15cm。
[0026]步驟四:截水溝3至少一端要與溝道排洪溝2相連，連接處設(shè)有水閘；水閘建立在截水溝3兩端，通過水閘的開放與關(guān)閉實現(xiàn)截水溝的儲水與排放。
[0027]步驟五:截水溝兩端的水閘關(guān)閉時，水閘上邊緣應(yīng)低于田塊表面15-20cm，此舉一方面可防治截水溝過量積水6而淹沒田塊，同時可以一定程度上防止地下水冒出地表而出流。
[0028]步驟六:為了減小天然降水和滲流作用對截水溝兩邊斜坡的侵蝕，在截水溝兩邊斜坡和底部栽種蘆葦?shù)冗m合潮濕環(huán)境生長的植物，可有效防止溝渠水蝕。
[0029]步驟七:對于整條流域溝道，可在每級梯平田下坎處設(shè)置上述截水溝。
[0030]在本發(fā)明中，梯平田是指溝道區(qū)農(nóng)田或濕地先期通過土地整治，自溝底沿溝道走向到溝口形成階梯型農(nóng)田，通常為逐級降低;在某一級農(nóng)田中，其表面平坦整齊，無明顯高程差，以利于灌溉。
[0031]土壤墑情可根據(jù)種植作物類型自行測定，測定方法可以選用土壤墑情快速測定儀、TDR 土壤水分監(jiān)測儀、中子水分測定儀或烘干法。
[0032]以黃土溝壑區(qū)開展的某治溝造地工程為例:
[0033]首先，根據(jù)溝道區(qū)農(nóng)田整體走向和坡度，對溝道區(qū)進行綜合分級處理建立梯平田(圖1)，每級梯平田1長寬約為100m，梯平田1內(nèi)根據(jù)實際需要劃分不同大小田塊。在梯平田1兩側(cè)沿溝道走向設(shè)置排洪溝。由于溝道兩邊坡植被涵養(yǎng)作用和溝道兩邊的承壓影響，溝道區(qū)地下水位較高，甚至溢出地表，造成整治后的梯平田因水含量高二無法滿足耕作要求，需對其進行有效治理，同時達到水土資源充分合理的利用。
[0034]對上述問題治理前期，沿溝道走向在每級梯平田設(shè)置了兩處地下水位觀測井，定期對地下水位進行觀測。對雨季和旱季的地下水位觀測發(fā)現(xiàn)，該溝道流域的地下水位的變化范圍0-180cm。在溝道上游通常地下水位較低，在下游地下水位普遍較高。為減小地下水對耕層農(nóng)田的影響，利用本發(fā)明，在每級梯平田下坎處開挖了截水溝(如圖1)。截水溝深度隨地下水位的不同而設(shè)置不同的深度，可有效減少施工量。挖出來的土方均勻平鋪于梯平田中。地下水位越高處，截水溝深度越大。最大深度為150cm，最小為100cm。同時在截水溝兩頭建立調(diào)水閥，來調(diào)節(jié)截水溝水位高度，調(diào)水閥為金屬材質(zhì)，可通過螺紋上下調(diào)節(jié)。在截水溝兩側(cè)頂部利用石板和水泥進行硬化處理，寬度為30cm，便于耕作人員行走。石板就地取材，利用水泥進行固化處理。
[0035]降水豐富時，地下水位普遍較高，嚴重影響農(nóng)田耕作。此時打開水閥，截水溝中的積水從兩側(cè)閥門排泄進入排洪溝。農(nóng)田耕層水分因補充截水溝失水而快速降低，有效降低了梯平田的地下水位。耕層土壤水分從飽和狀態(tài)有效降低到田間持水量，保證了作物的正常需水。對于多余的水分，通過排洪溝和灌排區(qū)引導(dǎo)而進入下游水田，確保了水田的正常需水。
[0036]在偏旱時期，地下水位降低，耕作人員關(guān)閉水閥，地下水可以被有效聚集，保證了作物的正常需水。
[0037]該發(fā)明在上述工程中的應(yīng)用，有效改善了該溝道流域的水土資源分配，實現(xiàn)了耕地面積擴展和耕地質(zhì)量的改善。由于該溝道區(qū)農(nóng)田淤積水分的有效調(diào)節(jié)，恢復(fù)棄耕土地超過4000畝。溝道上游旱田產(chǎn)量從原來畝產(chǎn)300公斤增至500公斤，下游水田產(chǎn)量從原來畝產(chǎn)200公斤增至400公斤。同時可節(jié)省大量的人力、電力資源用于農(nóng)田排水和灌溉。
[0038]本發(fā)明的原理:
[0039]通過在溝道區(qū)重力壤流方向上橫向設(shè)置截水溝，通過截斷溝道一方面可截斷上游來水，起到對壤中流的調(diào)蓄；同時可通過截水溝的排蓄功能實現(xiàn)對梯平田地下水位的調(diào)節(jié)確保農(nóng)田耕作層保持合理的含水量。最終形成一種多水外泄、少水保墑的無動力壤流進行農(nóng)田灌溉保墑的方法。
【主權(quán)項】
1.一種利用無動力壤流的截水溝施工方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:截水溝設(shè)立在溝道區(qū)每級梯平田下坎處，截水溝開挖方向與梯平田下坎平行且長度一致； 步驟2:截水溝呈倒梯形設(shè)立，截水溝兩側(cè)斜面和底部無需硬化處理均為土質(zhì)； 步驟3:截水溝至少一端與溝道排洪溝相連，連接處設(shè)有水閘；當水閘關(guān)閉時，水閘的上邊緣低于田塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用無動力壤流的截水溝施工方法，其特征在于:所述截水溝的開口寬為150-200cm，底部寬為80-100cm，垂直深度為100-150cmo3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用無動力壤流的截水溝施工方法，其特征在于:所述截水溝的兩邊頂部利用石塊或水泥硬化處理。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用無動力壤流的截水溝施工方法，其特征在于:所述截水溝的兩邊頂部硬化后高于田塊表面10-15cm。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用無動力壤流的截水溝施工方法，其特征在于:所述水閘的上邊緣低于田塊15-20cmo
【專利摘要】本發(fā)明提供一種利用無動力壤流的截水溝施工方法，包括以下步驟：截水溝設(shè)立在溝道區(qū)每級梯平田下坎處，截水溝開挖方向與梯平田下坎平行且長度一致；截水溝呈倒梯形設(shè)立，截水溝兩側(cè)斜面和底部無需硬化處理均為土質(zhì)；截水溝至少一端與溝道排洪溝相連，連接處設(shè)有水閘；當水閘關(guān)閉時，水閘的上邊緣低于田塊。該方法不需要外來動力供應(yīng)，僅依靠截水溝對地下水位的調(diào)節(jié)便可實現(xiàn)對溝道區(qū)農(nóng)田耕作層土壤墑情的調(diào)節(jié)。
【IPC分類】E02B13/00, E02B11/00
【公開號】CN105464061
【申請?zhí)枴緾N201510882953
【發(fā)明人】韓霽昌
【申請人】陜西省土地工程建設(shè)集團有限責任公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月4日