“排水保土”措施在生产建设项目水土保持中的应用

未来一段时期,中国开发建设强度仍将维持在较高水平,人为水土流失防治任重道远,生产建设项目水土保持理论和技术仍需不断探索和完善。“排水保土”相关研究实践还未专门在生产建设项目水土流失防治中进行试验或应用。根据“排水保土”的内涵,对照现行相关技术规范,对生产建设项目“排水保土”措施进行了界定,并厘清了相关规定。通过对18个不同类型、区域的生产建设项目水土保持设施自主验收典型案例的调查分析,系统总结了生产建设项目“排水保土”措施类型、材料、投资等情况,确认了“排水保土”措施是生产建设项目水土流失防治的重要组成部分,且占有重要比重。同时指出目前生产建设项目存在“排水保土”措施功能较为单一,“排水”和“蓄水”需求协同不足,与生态结合不足,以及缺乏基于排导土体(渣体)渗流的“排水保土”措施等不足和短板,提出了启动专门研究和呼吁同行关注等相关建议。

小江水库除险加固工程水土保持方案保土效果预测

以小江水库除险加固工程为例,基于《生产建设项目土壤流失量测算导则》,对工程水土保持方案实施前后土壤流失量进行预测分析。结果表明,未采取水土保持方案中的防治措施时,土壤流失预测总量为7238 t,水土保持方案实施后可减少土壤流失量5935 t,土壤流失量的控制率为82%,水土保持方案保土效果显著;施工期是产生水土流失的主要时段,该时段实施的水保措施主要为临时措施,因此水土保持方案在注重工程、植物措施设计的同时,也需要重视临时措施的设计。

龙须草蓄水保土机理及效益研究

本研究结果指出 ,龙须草具有较好的蓄水作用 (包括草层截雨、土壤贮水 )和保土作用 (包括根系固土、防治水土流失 )。其中截雨作用效果大小 ,在草层覆盖率为 92 %以上的情况下主要取决于草层厚度 ,草层厚度越大 ,截雨作用效果越大 ;土壤贮水作用效果大小 ,主要取决于草层覆盖率和根系生长量 ,草层覆盖率和根系生长量越大 ,土壤贮水作用效果越大 ;根系固土作用效果大小 ,主要取决于根系生长量 ,根系生长量越大、根系固土作用效果越大 ;而防治水土流失作用效果大小 ,主要取决于草层覆盖率和降雨量 ,在草层覆盖率大于 84% ,而且日降雨量小于或等于 79.3mm的情况下 。

治沙保土灌木白刺开发利用现状及发展前景

白刺属灌木是蒺藜科的旱生或超旱生典型荒漠植物，天然分布于干燥荒漠区。白刺浆果含有丰富的营养成分和活性物质，有食用、油用、医用和保健食品等绿色产品的综合利用经济价值。鲜果甜酸适度，味美爽口，是有发展前景的第二代水果。白刺资源的开发利用应引起有关方面的重视和扶持，尽快使白刺新产品、新商品进入国内外市场。

“排水保土”探索与实践

“蓄水保土”一直是中国水土保持工作的主导方针理念,基于“蓄水保土”的水土保持理论和防治措施体系全面指导着全国各地的水土保持工作,取得了显著成效。但随着研究的深入和不断的实践探索,尤其是水土保持工作的精细化推进,“蓄水保土”防治效果时常出现异常,逐渐引起有些专家学者反思。笔者团队通过多年研究与实践,总结提出了“排水保土”理论。详细阐释了“排水保土”的内涵,并研发了以半透水型截水沟和抗蚀增肥技术为代表的“排水保土”关键技术。通过示范推广,保土效益显著。“排水保土”理论体现了水土保持“因地制宜”的方针,丰富了水土保持理论,有力推动了水土保持工作的精细化管理。

玉米苜蓿间作的蓄水保土效益试验研究

为了在种植作物的同时减少水土流失,采用玉米苜蓿间作的种植模式,研究其蓄水保土效益。试验对玉米苜蓿间作与单作玉米的土壤含水量,径流量以及产沙量进行观测,进而研究两者的蓄水保土效益。结果表明:玉米苜蓿间作地的土壤含水量大于玉米单作地的土壤含水量;玉米苜蓿间作的径流量和产沙量均小于玉米单作,说明了玉米苜蓿能够有效地减少径流的冲刷侵蚀,具有良好的拦沙性能;经计算得出玉米苜蓿间作的蓄水效益为87%,保土效益为98%,表明玉米苜蓿间作的蓄水保土效益显著。

紫色丘陵区坡耕地生物埂的蓄水保土效应

【目的】研究紫色丘陵区坡耕地生物埂的蓄水保土效应。【方法】采用土壤物理性质及土壤力学分析等综合性研究手段,对4种紫色丘陵区坡耕地生物埂措施的蓄水保土效应及其影响因素进行研究。【结果】(1)不同生物埂措施的土壤总孔隙度表现为桑树埂>花椒埂>紫花苜蓿埂>自然生草埂;生物埂土壤初始入渗率、稳定入渗率和平均入渗率变化趋势一致,依次为桑树埂>花椒埂>紫花苜蓿埂>自然生草埂。(2)生物埂土壤有效库容与对照自然生草埂相比差异明显(P<0.05),表现为木本埂>草埂>对照自然生草埂;在生物埂蓄水过程中,土壤的非毛管孔隙度和总孔隙度越大,土壤入渗性能越好,土壤水库库容越大;生物埂土壤容重越大,则土壤渗透性和通透性越差,导致土壤无效库容越大,坡耕地农作物水分利用困难。(3)生物埂土壤抗剪强度表现为紫花苜蓿埂(0.38 kg·cm-2)>花椒埂(0.25 kg·cm-2)>桑树埂(0.22 kg·cm-2)>自然生草埂(0.18 kg·cm-2),内摩擦角以花椒埂最大(20.76°);生物埂土壤内摩擦角与机械组成分形维数、土壤初始含水率之间呈显著负相关,与微团聚体分形维数呈显著正相关;土壤黏聚力和抗剪强度与机械组成分形维数呈显著负相关,与土壤分散率呈显著正相关,与微团聚体分形维数相关性不显著。【结论】由于紫色丘陵区生物埂措施对土壤孔隙结构等物理性质具有改良作用,提高了土壤有效库容,这对抵御坡耕地季节性干旱作用成效明显;同时也增强了土壤抗剪强度,使得地埂抵抗降雨和径流剪切的能力增强,保证了坡耕地土地生产力的稳定。

缙云山几种林分水源涵养和保土功能评价

在对缙云山几种天然林林分林冠层、枯枝落叶层和土壤层拦蓄降水和保土功能指标定性评价的基础上,采用坐标综合评定法对重庆缙云山几种天然林林分水源涵养和保土功能进行了综合评价。结果表明:不同林分水源涵养和保土综合能力由大到小顺序为:常绿阔叶灌丛、针阔混交林、常绿阔叶林、楠竹林。常绿阔叶灌丛水源涵养和保土综合能力评价值(0.0653)比其它林分少两个数量级,说明其水源涵养和保土功能明显优于其它林分类型。由分析可得,树种组成丰富、枯落物储量多的灌木林水源涵养和保土能力最强,针阔混交林的水源涵养和保土能力要优于单一的阔叶林,而楠竹林最差。

石灰岩山地不同整地组合对侧柏林蓄水保土功能的影响

以新泰市汶南镇洞山小流域石灰岩山地山坡上部采取6种整地组合营造的六年生侧柏林为研究对象,系统研究不同整地组合侧柏林的蓄水保土功能。结果表明:(1)6种整地组合侧柏林的林木保存率、林木生长量和枯落物层蓄积量以整地深度和面积最大的侧柏林的林木保存率和林木生长量最大,枯落物层蓄积量最多;林下灌草植被生物量随着林分郁闭度的减小而增加。枯落物分解后改善了土壤物理性状,增加了土壤孔隙度,减小了土壤容重,提高了土壤渗透速率,增加了土壤蓄水量。(2)6种整地组合侧柏林与对照相比减少的土壤侵蚀量以水平阶整地2最多,为39.161t/hm2,穴状整地1的较小,为34.153t/hm2。(3)对不同整地组合侧柏林的林分郁闭度、枯落物蓄积量、土壤总孔隙度、非毛管孔隙度、土壤渗透速率、增加的土壤饱和贮水量、减少的土壤侵蚀量、灌草生物量、灌草盖度和有机质含量等进行方差分析,可知均存在显著差异,按各项指标得分相加得出蓄水保土效益,不同整地组合侧柏林的蓄水保土功能排序为水平阶整地2>鱼鳞坑整地2>水平阶整地1>鱼鳞坑整地1>穴状整地2>穴状整地1。

极限保土状态下的反滤机制试验研究

提出了反滤系统极限保土状态的概念,分别采用4种不同孔径的钢丝编织网进行粉土反滤试验,研究反滤系统的极限保土状态。试验表明,当滤网孔径O和粉土特征粒径d85的比值等于12时,反滤系统才达到极限保土状态。极限保土状态下的反滤系统,在淹没式出流条件下,经往复水流作用26 h后改为单向水流,水力梯度从3.8逐渐增加到9.1,并在9.1的水力梯度下持续渗透453.25 h,反滤系统仍保持稳定,未发生失稳破坏;在非淹没式出流条件下,水力梯度从5.3逐渐增加到12.7期间,反滤系统保持稳定,但在维持12.7的水力梯度下持续渗透261.83 h后,反滤系统发生失稳破坏。对极限保土状态的研究有助于工程设计中更加合理地确定织物滤层孔径上限,减少淤堵。

黄土高原水平梯田的蓄水保土效益分析

在整理、分析黄土高原西峰等水土保持试验站径流、泥沙观测资料的基础上 ,研究了该地区水平梯田的蓄水保土效益。结果表明 :其效益的平均值为 86 7%和 87 7% ,但差异悬殊 ,主要是受暴雨、大暴雨质量的影响。次降雨综合参数PI、汛期降雨量和年产流降雨量分别小于 2 0 0mm2 /min、35 0mm和 12 5mm时 ,蓄水保土效益均为10 0 % ,大于这些数值时 ,效益降低 ,两者呈负相关 ;同时 ,梯田的质量也影响蓄水保土效益。

鲁中南砂石山区不同林分类型保土功能及其效益

以临朐县辛庄水土保持试验站营造的6种林分为研究对象,研究不同林分类型的保土效益。结果表明:刺槐、麻栎、五角枫、黄连木等阔叶树种林分的枯落物多,林下草本植物盖度大,吸持和拦蓄地表径流能力强,枯落物腐烂分解后改善土壤理化性状良好,土壤渗透速度快,0-20 cm草本植物根系生物量大,固持土壤免遭地表径流的冲刷,保土功能强;而黑松、侧柏等针叶树种林分相应的保土功能较弱。6种林分类型与对照相比减少的土壤侵蚀量:以刺槐林最大,为43.22 t/hm2;麻栎林、五角枫林和黄连木林的次之,分别为41.85,39.74,38.39 t/hm2;而黑松林和侧柏林的较小,分别为31.32,29.41 t/hm2。通过对不同林分类型的枯落物层蓄积量、土壤总孔隙度、土壤非毛管孔隙度、土壤有机质含量、土壤渗透速率、林下草本植物生物量、减少土壤侵蚀量等进行方差分析,均存在显著差异,计算结果显示,6种林分类型保土效益大小排序为刺槐林>麻栎林>五角枫林>黄连木林>黑松林>侧柏林。

重庆四面山5种人工林保土功能评价

森林的保土功能是其生态功能的重要体现。在对重庆四面山5种林分枯枝落叶层和土壤层保土功能指标定性评价的基础上,通过坐标综合评定法对不同林分保土功能进行综合评价。结果表明:不同林分之间存在明显的功能差异,其中保土综合能力最强的林分类型是杉木-马尾松-木荷针阔混交林(其综合评定值为1.1581),杉木-马尾松针叶混交林(1.4152)和石栎-木荷阔叶混交林(1.4595)差别不大,杉木纯林(2.5580)保土综合能力最弱,明显弱于其他林分。从排序可看出,树种组成丰富、枯落物储量多的针阔混交林保土能力最强,要优于针叶混交林或阔叶混交林,单一针叶林保土功能最差。

湘南红壤区不同林分类型涵水保土效益研究

通过对湘南丘陵区不同林分类型涵水保土效益的定位观测 ,分别对林地的产流量、产沙量、输沙率、最大涵水能力及保土效果进行了探讨 ,发现 :1CK坡面的地表径流系数比有林地的地表径流系数要大 1.0 4～ 1.2 1倍、林分质量越好的林地坡面的径流系数比林分质量较差的林地坡面的径流系数要小 ;2 CK坡面的产沙量、输沙率比有林地的产沙量、输沙率要大 2 .80～ 3.73倍、2 .5 8～ 3.2 6倍 ;林分质量越好的林地坡面的比林分质量较差的林地坡面的产沙量、输沙率要小 ;3湘南红壤区长江防护林的各种林分类型虽然还处于幼龄林阶段 ,但其林地的保土、涵水能力还是比较强的 ,其林地土壤的涵水能力为 CK的 1.5 6～ 3.0 8倍、保土能力在 386 0 t/ (km2 · a)～ 4 390 t/(km2 · a)

黄土高塬沟壑区水土保持调水保土效益研究

利用甘肃省第一次全国水利普查关于水土保持措施的成果资料和黄委西峰水保试验站60多a观测资料,确定甘肃省黄土高塬沟壑区调水保土效益指标参数,按照《水土保持综合治理效益计算方法》(GB/T15774—2008)规定的计算方法,以1979年为基准年,首次全面系统地分析计算了甘肃省高原沟壑区30多a水土保持综合治理的调水保土效益。结果表明,年均增加入渗量为1 484.33万m3,年均增加拦蓄径流量和拦蓄泥沙量分别为1 161.6万m3和184.4万t;淤地坝年增加拦蓄径流量为23.04万m3,拦蓄泥沙量为15.39万t。沟头防护工程减轻沟蚀的保土量为60.92万m3;淤地坝年均增加保土量为8.9万t。年均减少雨季径流量5 076.6万m3,增加旱季径流量48.6万m3,从而减轻了洪灾和旱灾。

渭北高原植被保土保肥生态效益的计量研究

植被保土、保肥、保水功能是陆地生态系统最重要的生态服务 ,对于促进区域农业可持续发展具有基础性作用。该文在地理信息系统支持下 ,以通用土壤侵蚀方程 (ULSE)及植被指数 (C)为依据 ,按裸地侵蚀模数减植被覆盖侵蚀模数 ,测算了渭北高原植被保土、保肥的物质量 ,以保土、保肥物质量为基础 ,按等效应原则测算了植被保土、保肥的价值量。结果显示 ,渭北黄土高原植被每年保持表土 3 6 45× 1 0 8t,按等效应人工保土措施计算 ,植被保土价值量合 2 5 5× 1 0 8元 ;植被在保持表土的同时也保持了土壤有机质及N、P、K等土壤养分 ,按各类土壤养分含量及面积加权计算 ,每年可保持 45 7 2× 1 0 4 t有机质 ,植被保持有机质量相当于 1 3 0 6 2 9m3薪材、合 6 5 3× 1 0 8元 ;每年可保持全氮 3 5 45× 1 0 4 t、全磷 5 4 49× 1 0 4 t、全钾73 6 62× 1 0 4 t,植被保持的N、P、K按化肥市场价格计算 ,分别合 3 42× 1 0 8元、3 0 3× 1 0 8元、43 79× 1 0 8元。将该区植被保土、保持有机质、保持氮磷钾三者加起来 ,该区 4 2 6× 1 0 8km2 的植被整个保土保肥效益约5 9 3 2× 1 0 8元 ,这是植被为本区提供天然生态服务和自然资本。

鲁中片麻岩低山丘陵针阔混交林蓄水保土效益研究

以山东省莱芜市雪野镇通天河小流域2003年3月营造的6种针阔混交林为研究对象,2013年10月采用样收获法测定枯落物蓄积量和灌草生物量,烘干法和环刀浸水法测定土壤物理性状和土壤水文效应,单环定量加水法测定土壤入渗速率,标尺法测定土壤侵蚀量,研究不同针阔混交林的蓄水保土效益。结果表明:(1)林下灌草盖度与生物量随林分郁闭度的增加而减少,而枯落物层蓄积量随林分郁闭度的增加而增加。(2)黑松刺槐混交林和侧柏刺槐混交林的土壤物理性状与土壤养分改良效果最好。(3)土壤蓄水性能以黑松刺槐混交林、侧柏刺槐混交林最好,其土壤渗透性能也较好。(4)减蚀量以黑松刺槐混交林、侧柏刺槐混交林最大。6种针阔混交林的蓄水保土效益以黑松刺槐混交林、侧柏刺槐混交林最大,黑松五角枫混交林、侧柏五角枫混交林、黑松麻栎混交林次之,侧柏麻栎混交林较差。

紫色土坡耕地耕层蓄水保土及耕性特征研究

通过对重庆合川和云南楚雄紫色土坡耕地野外调查和土壤物理力学性质分析,对比研究了紫色土坡耕地耕层土壤的蓄水、稳定性及耕性特征。结果表明：（1）紫色土坡耕地耕层土壤入渗速率随土层深度而降低,0—20,20—40,40—60cm耕层土壤稳定入渗率分别为5.80-9.58,2.81-4.35,0.98-1.96 mm/min;而相应深度土壤最大有效库容分别介于49.93-66.26,46.04-59.05,37.42-43.55mm范围,0—20cm土壤兴利库容高产耕层大于低产耕层;（2）不同类型紫色土坡耕地耕层土壤稳定性差异明显,土壤团聚体结构均以〉5,5-3,3-0.5mm 3个粒级为主,且〉0.25 mm水稳性大团聚体含量随耕层深度显著降低;0—20cm耕层土壤稳定性指数依次为烟草高产耕层（2.96）〉玉米高产耕层（2.55）〉烟草低产耕层（2.45）〉玉米低产耕层（2.38）;20—40,40—60cm土层的玉米和烟草稳定性指数分别较0—20cm耕层降低0.44,0.64和0.66,0.71;（3）不同坡耕地耕层土壤抗剪强度和贯入阻力差异显著（p〈0.05）,土壤抗剪强度依次为玉米低产耕层（36kPa）〉玉米高产耕层（29kPa）〉烟草低产耕层（25kPa）〉烟草高产耕层（21kPa）,峰值出现在20—40cm;高产耕层的土壤贯入阻力在0.3-1.9 MPa,低产耕层则在0.5-2.5MPa变化,其峰值出现在40—50cm。紫色土坡耕地高产耕层具有稳定入渗率高、有效库容大、土壤持水性能较强、土壤结构稳定性高、表层土壤抗剪强度和贯入阻力较低的特征。

黄土高原水土保持植物措施蓄水保土效益研究

黄土高原地区植被稀疏,坡陡沟深,土质疏松,水土流失严重,生态环境日益恶化。对黄土高原地区多年水土保持造林、种草和封坡禁牧等措施的蓄水保土效益及毁林毁草后水土保持效益减退情况进行的研究表明:沟谷林、沙棘林、人工林等均可有效地减少径流量和土壤侵蚀量,具有较好的蓄水保土效益;森林被破坏对流域年径流总量影响较小,对径流年内分配影响较大;在黄土高塬沟壑区退耕地种植草木樨,可有效地减少冲刷量和径流量。

农业耕作措施蓄水保土效益试验研究

坡耕地由于人为耕作管理作用,造成地表高低起伏,影响着坡面地表径流和产沙。在室内人工降雨试验基础上,分析了坡面耕作措施的蓄水保土效益。等高耕作蓄水效益为70.56%～10.07%,平均值为51.58%,保土效益为76.60%～21.66%,平均值37.73%。同时分析了坡度和雨强对坡面耕作措施蓄水保土效益的影响,以期服务于坡耕地治理。