一種侵蝕溝復墾技術的製作方法
2023-07-20 11:48:21
一種侵蝕溝復墾技術的製作方法
【專利摘要】一種侵蝕溝復墾技術，它涉及一種水土流失導致農田中形成侵蝕溝的修復技術。它要解決現有耕地侵蝕溝毀損農田，制約大機械的作業，降低了農機耕作效率的問題。方法：一、侵蝕溝溝底修整；二、暗管鋪設；三、打樁；四、秸稈打捆；五、秸稈鋪設；六、表土填埋；七、間隔築埂。本發明充分利用秸稈資源，就地取材填埋侵蝕溝，將當前大部分被焚燒的秸稈還田，肥沃土壤，減少二氧化碳的排放，淨化了環境，實現侵蝕溝復墾的同時，做到了廢棄資源的利用。本發明既復墾了土地，又解決了大型農機行走的問題，提高了農機耕作效率，提高農田水土資源的利用效率，對東北黑土區綜合治理，國家糧食生產能力建設，均具有重要的意義。
【專利說明】一種侵蝕溝復墾技術
【技術領域】
[0001 ] 本發明屬於農業生產【技術領域】。具體涉及一種水土流失導致農田中形成侵蝕溝的修復技術，用於已毀農田的整理復墾。
【背景技術】
[0002]水土流失是世界上的主要災害之一，它破壞土地資源，造成生產力衰退和淤積；消耗有限水資源，形成乾旱、洪澇等災害，引起生態環境惡化，嚴重威脅著人類的生存和發展，成為各國普遍關注的問題。無論是發展中國家還是發達國家都不同程度地存在水土流失這一問題，且有向繼續惡化的方向發展的趨勢。據聯合國糧農組織估算，全球發生水土流失的土地面積高達2500萬平方公裡，佔陸地總面積的16.7%，每年流失土壤260億噸。我國水土流失面積為356萬平方公裡，佔國土面積的三分之一。水土流失已成為造成土地退化的最主要原因之一，嚴重威脅著寶貴的表土資源和社會的可持續發展。
[0003]東北黑土區是我國最重要的糧食廣區和最大的商品糧基地，承擔我國50%以上城市人口糧食需求。但該區域出現了黑土嚴重退化問題，尤其是水土流失，加劇了土壤退化，損毀農田，嚴重損害了黑土農業的可持續發展，並威脅著東北商品糧基地地位。目前東北黑土區的水土流失面積27.59萬平方公裡，佔土地總面積的26.8%，主要發生在已開墾的坡耕地，而且水土流失仍在發展，強度增加，面積不斷擴大；導致黑土層變薄；侵蝕溝的數量、深度和寬度均有增加的趨勢。東北黑土區被國家列為急需治理的三個區域之一。因此，加強佔農田面積60%以上的東北黑土區坡耕地水土保持建設，提升黑土坡耕地地力，是確保黑土農田的可持續發展和實 現糧食增產能力建設的根本所在。侵蝕溝的治理在黑土坡耕地糧食產區已勢在必行，迫切需求修復農田侵蝕溝，保證大機械化作業。
[0004]當前世界各國都在探討治理措施，尤其我國黑土侵蝕區，採用成本低而成效顯著的治理辦法已成為今後一段時期內的趨勢。侵蝕溝的治理主要採用工程攔截和生態防護，技術多為修建谷坊等工程措施，輔以溝頭、溝岸水保措施，其主要目標是遏止侵蝕溝土壤侵蝕，形成了以漿砌石和柳跌水、柳谷坊為主體的侵蝕溝工程，並輔以栽植水保林和封育治理模式，並納入了 2009年水利部頒布的《黑土區水土流失綜合防治技術標準》(SL446—2009)，侵蝕溝的治理目標是穩定侵蝕溝不再發展，逐步恢復植被，穩定生態系統。
[0005]黑龍江省農墾系統在全國率先實現了大機械化田間作業，農墾的農作特點是地塊大，單個地塊多在1000畝以上，旱作農田多處於漫川漫崗黑土坡耕地上，由於匯水區常在低洼處匯水形成侵蝕溝，造成耕地破碎化，大機械化連片作業遇到了嚴重的阻礙，大大降低了作業效率。同時形成的侵蝕溝平均有幾米寬，幾百米長，加之大型農機作業需要的轉彎「抹牛地」，溝兩側各需至少5米，致使耕地中I條溝損失耕地0.1公頃以上。據調查目前，侵蝕溝的數量、深度和寬度均有增加的趨勢，尤其是耕地中形成的侵蝕溝。如採取《黑土區水土流失綜合防治技術標準》，雖可穩定侵蝕溝，恢復生態，但侵蝕溝肢解耕地的問題沒有解決，嚴重地制約了大機械的作業。
【發明內容】
[0006]本發明目的是為了解決現有耕地侵蝕溝毀損農田，制約大機械的作業，降低了農機耕作效率的問題，而提供一種侵蝕溝復墾技術。
[0007]—種侵蝕溝復墾技術，按以下步驟實現:
[0008]一、侵蝕溝溝底修整:使用挖掘機，對侵蝕溝溝底修整，進行削坡和溝底平整，削坡角度為直角，自溝頭處挖掘方形溝至末端排水溝處，挖掘出的土方臨時堆放於溝邊；
[0009]二、暗管鋪設:將直徑為12~20釐米的PVC排水管鋪設於侵蝕溝溝底中央位置，從侵蝕溝溝頭處一直鋪設到溝尾，在PVC排水管上半部鑽出直徑為3毫米，間距為5釐米的導水孔，並用16~100目的尼龍網覆蓋，用尼龍繩每間隔50釐米捆綁一道； [0010]三、打樁:在侵蝕溝溝底每間隔10米插一排木樁，木樁長100~150釐米，直徑5~7釐米，埋入地下50釐米左右，樁距0.5米；
[0011]四、秸杆打捆:利用秸杆打捆機將秸杆打捆，秸杆捆的尺寸為長0.4~0.6米X寬0.2~0.4米X高0.25~0.5米，打捆選用耐腐的尼龍繩；
[0012]五、秸杆鋪設:將秸杆捆分層緊密排列鋪設於侵蝕溝溝底，鋪設的高度低於溝邊50釐米；
[0013]六、表土填埋:秸杆鋪設後，將堆放於溝邊的挖掘出的土方平鋪在秸杆捆上面，平鋪厚度為40~50釐米；
[0014]七、間隔築埂:表土填埋後，沿溝向，間隔20~40米在溝體位橫向修築攔水土埂，埂寬> 2米，埂高> 0.5米，土埂溝頭向前2米處秸杆捆埋設高度距地面20釐米，上覆土 20釐米，作為表層匯水下滲口。
[0015]本發明的優點是:
[0016]一、本發明充分利用東北豐富的秸杆資源，就地取材填埋侵蝕溝，將當前大部分被焚燒的秸杆還田，肥沃土壤，減少二氧化碳的排放，淨化了環境，實現侵蝕溝復墾的同時，做到了廢棄資源的利用。
[0017]二、本發明將農墾系統農業機械和秸杆資源優勢充分結合，開創了秸杆利用新模式，當前黑龍江省農墾系統已實現了大田全部機械收穫，秸杆被粉碎後，部分通過耕作還田，另一部分被打包後用於製造生物能源，本發明利用農墾機械收穫，將秸杆打捆，利用大型機械修整侵蝕溝後，將秸杆捆鋪設侵蝕溝底，上層覆土，侵蝕溝被填埋後，在耕地中消失，既復墾了土地，又解決了大型農機行走的問題，提高了農機耕作效率，創造了一種新型的秸杆利用方式。
[0018]三、本發明是農村廢棄生物質資源利用、暗管排放、谷坊攔水等水土保持技術的創新組合，還可與坡面水土保持技術諸如改壟、鼠洞、暗管、截水等組合成高效農田水土保持模式，提高農田水土資源的利用效率。
[0019]四、本發明的侵蝕溝復墾技術對東北黑土區綜合治理，國家糧食生產能力建設，均具有重要的意義。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明中侵蝕溝溝體施工的橫向截面示意圖，其中①表示秸杆捆，②表示挖掘出的土方，③表示排水管，④表示木樁；[0021]圖2是本發明中侵蝕溝溝體復墾後的橫向截面示意圖，其中①表示秸杆捆，②表示挖掘出的土方，③表示排水管；
[0022]圖3是本發明中侵蝕溝溝體復墾後的縱向截面示意圖，其中①表示秸杆捆，②表示挖掘出的土方，③表示排水管，⑤表示土埂。
【具體實施方式】
[0023]本發明技術方案不局限於以下所列舉【具體實施方式】，還包括各【具體實施方式】間的任意組合。
[0024]【具體實施方式】一:本實施方式一種侵蝕溝復墾技術，按以下步驟實現:
[0025]一、侵蝕溝溝底修整:使用挖掘機，對侵蝕溝溝底修整，進行削坡和溝底平整，削坡角度為直角，自溝頭處挖掘方形溝至末端排水溝處，挖掘出的土方臨時堆放於溝邊；
[0026]二、暗管鋪設:將直徑為12~20釐米的PVC排水管鋪設於侵蝕溝溝底中央位置，從侵蝕溝溝頭處一直鋪設到溝尾，在PVC排水管上半部鑽出直徑為3毫米，間距為5釐米的導水孔，並用16~100目的尼龍網覆蓋，用尼龍繩每間隔50釐米捆綁一道；
[0027]三、打樁:在侵蝕溝溝底每間隔10米插一排木樁，木樁長100~150釐米，直徑5~7釐米，埋入地下50釐米左右，樁距0.5米；[0028]四、秸杆打捆:利用秸杆打捆機將秸杆打捆，秸杆捆的尺寸為長0.4~0.6米X寬0.2~0.4米X高0.25~0.5米，打捆選用耐腐的尼龍繩；
[0029]五、秸杆鋪設:將秸杆捆分層緊密排列鋪設於侵蝕溝溝底，鋪設的高度低於溝邊50釐米；
[0030]六、表土填埋:秸杆鋪設後，將堆放於溝邊的挖掘出的土方平鋪在秸杆捆上面，平鋪厚度為40~50釐米；
[0031]七、間隔築埂:表土填埋後，沿溝向，間隔20~40米在溝體位橫向修築攔水土埂，埂寬> 2米，埂高> 0.5米，土埂溝頭向前2米處秸杆捆埋設高度距地面20釐米，上覆土 20釐米，作為表層匯水下滲口。
[0032]本實施方式步驟六中填埋時土方如不夠用，可到附近耕地截流溝挖取。
[0033]本實施方式步驟一中侵蝕溝溝底修整，目的是為侵蝕溝秸杆鋪設修整出方形規整空間；
[0034]步驟二中暗管鋪設，目的是用於暗管排水；
[0035]步驟三中打樁，目的是用於固定秸杆捆固定；
[0036]步驟四中秸杆打捆，目的是將作物籽實收穫後的秸杆打成緊實捆用於侵蝕溝填埋；
[0037]步驟五中秸杆鋪設，目的是將打成捆的秸杆緊密鋪設於修整好的侵蝕溝溝底；
[0038]步驟六中表土填埋，目的是將侵蝕溝溝底修整時挖出的土方覆蓋於秸杆捆上；
[0039]步驟七中間隔築埂，目的是在已完成表土填埋的侵蝕溝上間隔修築攔水土埂。
[0040]本實施方式中的工作過程:復墾後的侵蝕溝仍處於坡面的匯水線上，坡面地表徑流匯集到復墾後，當地表徑流較少或較緩時，通過滲入50釐米的填埋土方進入秸杆捆層，匯入PVC排水管，然後流出田塊，進入下遊的排水溝；當地表徑流較多或較急時，部分未來得及入滲的地表徑流仍會沿著溝線向下流淌，到攔水土埂處停留下來，快速滲透到秸杆捆層，再到PVC排水管排出。隨著年限的延長，侵蝕溝中處於厭氧條件的秸杆慢慢發生腐解，秸杆捆層變薄，侵蝕溝土體下陷，而地表徑流匯集到侵蝕溝上表面時，會帶來部分泥沙，水分入滲後泥沙沉積於表面，維持侵蝕溝上表面的高度，復墾後的侵蝕溝轉變為地表谷坊攔截、地下暗管排放水保模式。
[0041]【具體實施方式】二:本實施方式與【具體實施方式】一不同的是，步驟二中將直徑為16釐米的PVC排水管鋪設於侵蝕溝溝底中央位置。其它步驟及參數與【具體實施方式】一相同。
[0042]【具體實施方式】三:本實施方式與【具體實施方式】一或二不同的是，步驟二中用50目的尼龍網覆蓋。其它步驟及參數與【具體實施方式】一或二相同。
[0043]【具體實施方式】四:本實施方式與【具體實施方式】一至三之一不同的是，步驟三中木樁長120釐米，直徑6釐米。其它步驟及參數與【具體實施方式】一至三之一相同。
[0044]【具體實施方式】五:本實施方式與【具體實施方式】一至四之一不同的是，步驟四中秸杆捆的尺寸為長0.5米X寬0.3米X高0.3米。其它步驟及參數與【具體實施方式】一至四之一相同。
[0045]【具體實施方式】六:本實施方式與【具體實施方式】一至五之一不同的是，步驟四中秸杆為麥秸、大豆秸杆、水稻秸杆或玉米秸杆。其它步驟及參數與【具體實施方式】一至五之一相同。
[0046]【具體實施方式】七:本實施方式與【具體實施方式】一至六之一不同的是，步驟六中平鋪厚度為45釐米。其它步驟及參數與【具體實施方式】一至六之一相同。
[0047]採用以下實施例驗證本發明的有益效果:
[0048]實施例:
[0049]結合圖1所示，一種侵蝕溝復墾技術，按以下步驟實現:
[0050]一、侵蝕溝溝底修整:使用挖掘機，對侵蝕溝溝底修整，進行削坡和溝底平整，削坡角度為直角，自溝頭處挖掘方形溝至末端排水溝處，挖掘出的土方臨時堆放於溝邊；
[0051]二、暗管鋪設:將直徑為20釐米的PVC排水管鋪設於侵蝕溝溝底中央位置，從侵蝕溝溝頭處一直鋪設到溝尾，在PVC排水管上半部鑽出直徑為3毫米，間距為5釐米的導水孔，並用20目的尼龍網覆蓋，用尼龍繩每間隔50釐米捆綁一道；
[0052]三、打樁:在侵蝕溝溝底每間隔10米插一排木樁，木樁長120釐米，直徑6釐米，埋入地下50釐米左右，樁距0.5米；
[0053]四、秸杆打捆:利用秸杆打捆機將秸杆打捆，秸杆捆的尺寸為長0.6米X寬0.4米X高0.5米,打捆選用耐腐的尼龍繩；
[0054]五、秸杆鋪設:將秸杆捆分層緊密排列鋪設於侵蝕溝溝底，鋪設的高度低於溝邊50釐米；
[0055]六、表土填埋:秸杆鋪設後，將堆放於溝邊的挖掘出的土方平鋪在秸杆捆上面，平鋪厚度為50釐米；
[0056]七、間隔築埂:表土填埋後，沿溝向，間隔30米在溝體位橫向修築攔水土埂，埂寬> 2米，埂高>0.5米，土埂溝頭向前2米處秸杆捆埋設高度距地面20釐米，上覆土 20釐米，作為表層匯水下滲口。
[0057]本實施例中的工作過程:復墾後的侵蝕溝仍處於坡面的匯水線上，坡面地表徑流匯集到復墾後，當地 表徑流較少或較緩時，通過滲入50釐米的填埋土方進入秸杆捆層，匯Λ PVC排水管，然後流出田塊，進入下遊的排水溝；當地表徑流較多或較急時，部分為來得及入滲的地表徑流仍會沿著溝線向下流淌，到攔水土埂處停留下來，快速滲透到秸杆捆層，再到PVC排水管排出。隨著年限的延長，侵蝕溝中處於厭氧條件的秸杆慢慢發生腐解，秸杆捆層變薄，侵蝕溝土體下陷，而地表徑流匯集到侵蝕溝上表面時，會帶來部分泥沙，水分入滲後泥沙沉積於表面，維持侵蝕溝上表面的高度，復墾後的侵蝕溝轉變為地表谷坊攔截、地下暗管排放水保模式。[0058]本實施例中復墾侵蝕溝年限為8年，為麥秸填溝，秸杆腐爛不足20%，侵蝕溝表面平整，地下秸杆排水良好；秸杆選用大豆秸杆、水稻秸杆或者玉米秸杆填溝，效果依然良好，達到了設計要求，實現了侵蝕溝復墾。
【權利要求】
1.一種侵蝕溝復墾技術，其特徵在於它按以下步驟實現: 一、侵蝕溝溝底修整:使用挖掘機，對侵蝕溝溝底修整，進行削坡和溝底平整，削坡角度為直角，自溝頭處挖掘方形溝至末端排水溝處，挖掘出的土方臨時堆放於溝邊； 二、暗管鋪設:將直徑為12~20釐米的PVC排水管鋪設於侵蝕溝溝底中央位置，從侵蝕溝溝頭處一直鋪設到溝尾，在PVC排水管上半部鑽出直徑為3毫米，間距為5釐米的導水孔，並用16~100目的尼龍網覆蓋，用尼龍繩每間隔50釐米捆綁一道； 三、打樁:在侵蝕溝溝底每間隔10米插一排木樁，木樁長100~150釐米，直徑5~7釐米，埋入地下50釐米左右，樁距0.5米； 四、秸杆打捆:利用秸杆打捆機將秸杆打捆，秸杆捆的尺寸為長0.4~0.6米X寬0.2~0.4米X高0.25~0.5米，打捆選用耐腐的尼龍繩； 五、秸杆鋪設:將秸杆捆分層緊密排列鋪設於侵蝕溝溝底，鋪設的高度低於溝邊50釐米; 六、表土填埋:秸杆鋪設後，將堆放於溝邊的挖掘出的土方平鋪在秸杆捆上面，平鋪厚度為40~50釐米； 七、間隔築埂:表土填埋後，沿溝向，間隔20~40米在溝體位橫向修築攔水土埂，埂寬^ 2米，埂高> 0.5米，土埂溝頭向前2米處秸杆捆埋設高度距地面20釐米，上覆土 20釐米，作為表層匯水下滲口。
2.根據權利要求1所述的一種侵蝕溝復墾技術，其特徵在於步驟二中將直徑為16釐米的PVC排水管鋪設於侵蝕溝溝`底中央位置。
3.根據權利要求1或2所述的一種侵蝕溝復墾技術，其特徵在於步驟二中用50目的尼龍網覆蓋。
4.根據權利要求3所述的一種侵蝕溝復墾技術，其特徵在於步驟三中木樁長120釐米，直徑6釐米。
5.根據權利要求4所述的一種侵蝕溝復墾技術，其特徵在於步驟四中秸杆捆的尺寸為長0.5米X寬0.3米X高0.3米。
6.根據權利要求5所述的一種侵蝕溝復墾技術，其特徵在於步驟四中秸杆為麥秸、大S.稻杆、水稻稻杆或玉米稻杆。
7.根據權利要求6所述的一種侵蝕溝復墾技術，其特徵在於步驟六中平鋪厚度為45釐米。
【文檔編號】A01B79/00GK103650694SQ201310652348
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月5日 優先權日:2013年12月5日
【發明者】劉立春, 竇家剛, 孫濤, 張興義, 張光輝, 王春英 申請人:中國科學院東北地理與農業生態研究所