坡耕地治理技術規(guī)范 生態(tài)路溝技術地方標準編寫編制說明（草案）坡耕地治理技術規(guī)范 生態(tài)路溝技術地方標準起草小組二一七年十一月十日坡耕地治理技術規(guī)范 生態(tài)路溝技術地方標準編制說明一、任務來源水利部公益性行業(yè)科研專項經費項目紅壤坡耕地水土流失規(guī)律及調控技術研究示范（201301050）江西省水利科技重大項目應對旱澇急轉災害的水土保持關鍵技術研究（KT201109）坡耕地生態(tài)路溝構建技術來源于江西省水土保持科學研究院獲得的實用新型專利（授權公告號：CN204780495U）坡耕地農田生態(tài)路溝技術列入2017年度水利先進實用技術重點推廣指導名錄二、編制本標準的必要性坡耕地開發(fā)利用面廣量大，水土流失嚴重，導致坡耕地土壤貧瘠化，影響到糧食安全，此外，坡耕地水土流失造成農業(yè)面源污染嚴重，直接影響到下游水體水安全。目前我國絕大部分傳統(tǒng)坡耕地路溝分離，增加耕地的占用，功能單一，生態(tài)經濟效益缺乏，針對現有坡耕地開發(fā)利用過程存在主要技術瓶頸問題，從坡耕地路溝角度入手，探索現代生態(tài)坡地農業(yè)開發(fā)中的生態(tài)路溝技術，解決坡耕地開發(fā)利用引起的水土流失問題，構建坡耕地生態(tài)路溝，為土地高效和可持續(xù)利用，增強保土保水效果，提高坡地農業(yè)的生產效率，凈化水質，綠化美化環(huán)境等，同時保證糧食安全，促進經濟社會生態(tài)可持續(xù)發(fā)展，提供重要的科學依據和技術手段。然而如何設計生態(tài)路溝才能有效攔截泥沙及面源污染，調控徑流，提高水資源的有效利用，防治水土流失以及養(yǎng)分的流失是目前需要解決的生態(tài)問題。紅壤坡耕地生態(tài)路溝在治理水土流失和面源污染技術應用中，具有治理工期短、見效快，且能最大程度地節(jié)省治理時間和后期管理用工成本的優(yōu)點，簡單實用、操作可行。三、標準編寫原則和依據1、編寫原則（1）通用性原則：具有一定的相同生態(tài)氣候條件區(qū)域和紅壤區(qū)域通用性。（2）先進性原則：既立足現實生產需要，又融入當前先進的、科學的操作手段，理論與實際結合，生態(tài)理念融入路溝，技術具有一定先進性。（3）可操作性原則：技術成熟，可操作性強。2、編寫依據本標準依據起草組成員多年來紅壤坡耕地生態(tài)路溝技術研究及應用科研成果和相關業(yè)務經驗，經過科學的總結、梳理和提煉而成。四、主要工作過程1. 試驗研究（1）試驗小區(qū)該試驗區(qū)位于江西水土保持生態(tài)科技園，建成于2011年。在土層厚度均勻、土壤理化特性較一致、坡度較均一的同一坡面上，經人工修整后，共布設2個寬20 m長45 m和1個寬40m長45m的徑流小區(qū)（表1），水平投影面積分別為900和1800 m2，坡度均為10，依據當地坡耕地的農作物特點，試驗設計種植大豆、油菜、花生等代表性坡地旱作物，采用花生（大豆）+油菜輪作模式。表1 坡耕地實驗小區(qū)措施類型小區(qū)編號措施類型小區(qū)規(guī)格坡度14對照寬40m長45m1015生態(tài)路溝寬20m長45m1013生態(tài)路溝+蓄水池寬20m長45m10（2）生態(tài)路溝設計及構建坡耕地生態(tài)路溝，包括生態(tài)路溝，其特征在于：生態(tài)路溝上鋪設有草被層，生態(tài)路溝內側，沿坡壁方向種植攔截泥沙植物層，所述植物層沿生態(tài)路溝橫溝方向種植，所述坡壁與水平面存在一定夾角，生態(tài)路溝面壁進行植被生態(tài)處理。本實驗小區(qū)設置生態(tài)路溝比降為3%（圖1），內側坡壁方向與水平面呈45，寬度為200cm，內斜高10cm（圖2，3）。植物層沿生態(tài)路溝橫溝方向種植，沿生態(tài)路溝配合植物籬覆蓋，用于攔截泥沙，水流動至生態(tài)路溝內側，之后沿生態(tài)路溝流出，最終匯集于小區(qū)中心底部沉砂池與集水池內，坡耕地農田生態(tài)路溝平面圖見圖4。圖1坡耕地農田生態(tài)路溝B-B剖面圖圖2 坡耕地農田生態(tài)路溝A-A剖面圖（1）圖3 坡耕地農田生態(tài)路溝A-A剖面圖（2）圖4坡耕地農田生態(tài)路溝平面圖（3）生態(tài)路溝對紅壤坡耕地產流的影響利用坡耕地試驗區(qū)13-15號小區(qū)2012年8-12月份徑流泥沙觀測數據，分析生態(tài)路溝對紅壤坡耕地地表產流的影響見2，可知不同措施地層產流差異明顯，徑流深從大到小依次為對照生態(tài)路溝生態(tài)路溝+蓄水池，15號生態(tài)路溝比14號對照區(qū)具有明顯減少地表徑流作用，減流效益達61.86%，13號生態(tài)路溝+蓄水池與對照區(qū)相比減流效益高達88.64%，與純生態(tài)路溝相比減流效益為70.22%。上述分析說明，生態(tài)路溝具有明顯的減流作用，其主要通過截短坡長減緩流速，并增加入滲；生態(tài)路溝+蓄水池的坡面水系工程比單純的生態(tài)路溝減流效益更好，主要由于蓄水池可以集蓄生態(tài)路溝引入的地表徑流，從而進一步減少地表徑流作用。表2 坡耕地配套生態(tài)路溝的地表產流狀況小區(qū)編號措施類型徑流深（mm）減流效益（%）14對照295.4215生態(tài)路溝112.6861.8613生態(tài)路溝+蓄水池33.5688.64上述分析表明，在坡耕地試驗區(qū)內設置生態(tài)路溝可以有效的減少地表徑流。（4）坡面生態(tài)路溝對紅壤坡耕地產沙的影響利用坡耕地試驗區(qū)13-15號小區(qū)2012年8-12月份徑流泥沙觀測數據，分析生態(tài)路溝對紅壤坡耕地地表產沙的影響，具體結果見表4，可知不同措施土壤侵蝕產沙差異明顯，不同措施土壤侵蝕模數從大到小依次為14對照15號生態(tài)路溝13號生態(tài)路溝+蓄水池，生態(tài)路溝比對照區(qū)減沙效益高達81.78%，生態(tài)路溝+蓄水池減沙效益達93.82%。上述分析說明，生態(tài)路溝具有明顯的減沙作用，其主要通過截短坡長，減少徑流功率，生態(tài)路溝+蓄水池比當獨的生態(tài)路溝建設效益更好，主要由于蓄水池的蓄水作用減少了地表徑流的進一步下泄，減少對下坡面的沖刷侵蝕。表3 坡耕地配套生態(tài)路溝的地表產沙狀況小區(qū)編號措施類型土壤侵蝕模數（t/km2）減沙效益（%）14對照2983.0015生態(tài)路溝543.3781.7813生態(tài)路溝+蓄水池184.4993.82（5）生態(tài)路溝雨水集蓄利用效益南方紅壤區(qū)季節(jié)性降水不均勻，在坡耕地上設置蓄水池可以蓄積雨期的降水，用于干旱時灌溉。生態(tài)路溝和蓄水池相結合使用，可以充分利用生態(tài)路溝的導排水功能將地表徑流引入蓄水池。表4 蓄水池的蓄水狀況日 期上池（m3）中池（m3）下池（m3）總蓄水量（m3）1月1日0.000.000.000.003月8日1.640.582.484.693月18日5.622.434.7212.783月19日6.032.715.8414.583月23日6.853.256.7016.793月31日10.415.018.7124.134月13日12.345.5810.1028.024月25日16.308.8413.4338.574月29日16.5916.2516.3449.174月30日17.5（溢流）17.1（溢流）17.00（溢流）51.60坡耕地13號試驗區(qū)分別在上坡、中坡、下坡各布設1個蓄水池，通過13號試驗區(qū)2012年1-4月份蓄水池觀測數據記錄見表6，可知上、中、下蓄水池的蓄水量從1月份到4月30日隨著時間變化，隨著降雨累計作用各蓄水池蓄水量均不斷增加，最后蓄滿溢流，水平投影面積1800m2的坡耕地試驗區(qū)內4個月總蓄水量達51.60m3，上述分析表明南方紅壤坡耕地設置蓄水池可以有效蓄積地表徑流，可以將作物不需水期的地表徑流蓄積起來用于干旱需水期灌溉，可以有效緩解南方紅壤區(qū)季節(jié)性。圖5 總蓄水量月累積變化趨勢通過對坡耕地13號試驗區(qū)2012年蓄水池總蓄水觀測數據分析見圖5，1月份至4月份蓄水池蓄水量不斷增大，4月底時蓄水池蓄滿溢流，4-6月份降雨充沛，作物未出現旱情，一直未灌溉，蓄水池蓄滿，因此，該時間段未增加蓄水量，7月初種植大豆，旱情較重進行抽灌，總灌溉量達48.1m3，起到很好的緩解旱情作用，灌溉后蓄水池水量減少，7月中旬至7月31日期間降雨繼續(xù)蓄入蓄水池，僅半個月時間蓄積28m3地表徑流，8月7日出現干旱，繼續(xù)抽灌，灌溉量達6.1m3， 9月3日降雨出現蓄滿溢流，9月中旬種植油菜，9月中旬至10月份進行不間斷抽灌，灌溉量達16.9m3，保證了油菜的正常生長，通過2012年全年的蓄水和灌溉情況分析認為坡耕地13號試驗區(qū)蓄水池蓄水量足以保證該試驗區(qū)的灌溉用水，并且到年底蓄水池仍然有35.9 m3余水，可以防止第二年春旱。通過圖可知1800m2的13號坡耕地大試驗區(qū)2012年全年蓄水量高達110.5m3，相當于降雨產生61.4mm的徑流深。2. 技術推廣在江西省九江市德安縣境內的江西水土保持生態(tài)科技園進行了“坡耕地生態(tài)路溝構建技術”推廣應用，推廣示范面積20畝，種植農作物和果樹。在贛州市寧都縣還安小流域（寧都縣水土保持科技示范園）進行了較大面積的推廣應用。該科技園屬于生態(tài)產業(yè)型科技園，主要在紅砂巖侵蝕劣地上進行臍橙、錐栗的開發(fā)。在開發(fā)初期注重水土保持工作，依山就勢在坡面上實施了生態(tài)路溝工程，面積為300畝，在方便農事管理的基礎上水土保持效益明顯。五、標準實施后的經濟、生態(tài)、社會效益（1）經濟效益：經濟效益體現在兩個方面，一是減少土壤侵蝕，節(jié)約肥料投入。生態(tài)路溝減少土壤侵蝕30 t/hm2a，折合減少土壤N、P、K養(yǎng)分流失51.8 kg，每公斤N、P、K養(yǎng)分折算經濟價值1.5元，節(jié)約肥料投入77元/hm2；二是生態(tài)路溝節(jié)省了路面面積，增大了10% 種植面積，每畝節(jié)省約60m2的耕地面積，按照年產量5250kg/hm2，花生價格6元/kg，新增效益3150元/hm2。（2）社會效益：推動和促進了農村產業(yè)結構的調整，帶動農村經濟全面健康發(fā)展和農民脫貧致富。提高和鍛煉專業(yè)技術人員10余人，培訓基層技術人員300余人次，為促進行業(yè)發(fā)展發(fā)揮了重要作用。（3）生態(tài)效益：生態(tài)路溝的減流效益在60%以上，減沙效益在80%以上。推廣區(qū)水土綜合治理程度達85%以上，坡耕地造成的水土流失得到了有效控制，養(yǎng)分流失明顯減少，坡耕地抗御自然災害的能力得到顯著增強。六、國際國內同