一种利用无动力壤流的截水沟施工方法技术

本发明专利技术提供一种利用无动力壤流的截水沟施工方法，包括以下步骤：截水沟设立在沟道区每级梯平田下坎处，截水沟开挖方向与梯平田下坎平行且长度一致；截水沟呈倒梯形设立，截水沟两侧斜面和底部无需硬化处理均为土质；截水沟至少一端与沟道排洪沟相连，连接处设有水闸；当水闸关闭时，水闸的上边缘低于田块。该方法不需要外来动力供应，仅依靠截水沟对地下水位的调节便可实现对沟道区农田耕作层土壤墒情的调节。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及土地整治领域，具体涉及一种利用非动力壤流对沟道农田进行无动力灌溉的截水沟施工方法。
技术介绍
在我国丘陵沟壑区，耕地质量不高或耕地资源不足是困扰这些区域农业生产的一个重要因素。而往往在这些区域的流域沟道中，却蕴藏着十分丰富的水土资源可供农业利用和开发。因此，通过“治沟造地”实现高标准农田建设已成为现行的一项重要举措。由于沟道特殊的地形地貌特征，受到降水汇流和两侧承压影响，在沟槽区通常地下水位极浅甚至出流，造成农田淤泥化甚至盐渍化，在暴雨发生时极易发生洪涝灾害。对于流域沟道的治理，重点往往在排水而不是蓄水。因此，在“治沟造地”工程实施过程中，科学合理高效的利用沟道水资源对于保障农田质量，实现高标准农田建设要求具有重要意义。在以往的治理措施当中，通过淤地坝和排洪沟相结合对沟道上游来水进行蓄积和排泄最为常见，但这种措施工程量较大，且存在安全隐患，特别是在水土流失严重地区。能否寻求一种新的调蓄方法即实现了水资源的高效利用且能够降低安全风险和开发成本是本专利技术的初衷。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是提供一种利用无动力壤流调节灌溉的截水沟施工方法，通过在梯平田下坎处建立透水性截水沟以改变农田地下水位高低来实现农田耕作层土壤墒情的调节。解决上述问题的技术方案:所提供的利用无动力壤流调节灌溉的截水沟施工方法，包括以下步骤:步骤1:截水沟设立在沟道区每级梯平田下坎处，截水沟开挖方向与梯平田下坎平行且长度一致；步骤2:截水沟呈倒梯形设立，截水沟两侧斜面和底部无需硬化处理均为土质；可以实现梯平田土壤水分及地下水位与截水沟水分的流通交换；步骤3:截水沟至少一端与沟道排洪沟相连，连接处设有水闸；当水闸关闭时，水闸的上边缘低于田块。上述截水沟的开口宽为150-200cm，底部宽为80-100cm，垂直深度为100-150cm，深度设置依据为地下水位高度。上述截水沟的两边顶部利用石块或水泥硬化处理，硬化宽度最好不小于30cm，便于耕作人员行走。上述截水沟的两边顶部硬化后高于田块表面10-15cm，防止田块积水时漫过硬化路面。上述水闸的上边缘低于田块15-20cm，目的在于当截水沟积水过量且不能及时开闸排水时可实现自动排泄而不至于淹没田块。本专利技术的优点:(1)实现了无动力灌溉;不需要外来动力(电力等)供应，仅依靠截水沟对地下水位的调节便可实现对沟道区农田耕作层土壤墒情的调节。(2)方法简单，安全可靠;截水沟构造简单，易于实现；同时根据沟道区梯平田梯度分级分别设置截水沟，可将侵蚀淤积风险化整为零，降低安全隐患。(3)可有效防止农田土壤盐渍化;截水沟底部低于农田地下水位，且沟渠积水与农田地下水位相连。截水沟的排水作用可有效防止地下水盐分因蒸发而在地表的富集。【附图说明】图1截水沟设立位置示意图；图2截水沟断面示意图；附图标记明细如下:1-梯平田；2-排洪沟;3-截水沟;4-硬化的路面;5-土质;6-积水。【具体实施方式】本专利技术是一种利用沟道区非动力壤流调节农田灌溉的方法，具体实施方案如下:步骤一:截水沟3要建立在沟道区每级梯平田下坎处，截水沟开挖方向与梯平田下坎平且长度一致。步骤二:截水沟3呈倒梯形设立，开口宽150-200cm，底部宽80-100cm，垂直深度为100-150cm。沟渠两侧斜边和底部无需硬化处理，均为土质5S卩可。步骤三:截水沟3两边顶部利用石块或者水泥硬化，硬化宽度不小于30cm，以便于农田耕作人员行走，同时确保硬化的路面4应高出田块表面10-15cm。步骤四:截水沟3至少一端要与沟道排洪沟2相连，连接处设有水闸；水闸建立在截水沟3两端，通过水闸的开放与关闭实现截水沟的储水与排放。步骤五:截水沟两端的水闸关闭时，水闸上边缘应低于田块表面15-20cm，此举一方面可防治截水沟过量积水6而淹没田块，同时可以一定程度上防止地下水冒出地表而出流。步骤六:为了减小天然降水和渗流作用对截水沟两边斜坡的侵蚀，在截水沟两边斜坡和底部栽种芦苇等适合潮湿环境生长的植物，可有效防止沟渠水蚀。步骤七:对于整条流域沟道，可在每级梯平田下坎处设置上述截水沟。在本专利技术中，梯平田是指沟道区农田或湿地先期通过土地整治，自沟底沿沟道走向到沟口形成阶梯型农田，通常为逐级降低;在某一级农田中，其表面平坦整齐，无明显高程差，以利于灌溉。土壤墒情可根据种植作物类型自行测定，测定方法可以选用土壤墒情快速测定仪、TDR 土壤水分监测仪、中子水分测定仪或烘干法。以黄土沟壑区开展的某治沟造地工程为例:首先，根据沟道区农田整体走向和坡度，对沟道区进行综合分级处理建立梯平田(图1)，每级梯平田1长宽约为100m，梯平田1内根据实际需要划分不同大小田块。在梯平田1两侧沿沟道走向设置排洪沟。由于沟道两边坡植被涵养作用和沟道两边的承压影响，沟道区地下水位较高，甚至溢出地表，造成整治后的梯平田因水含量高二无法满足耕作要求，需对其进行有效治理，同时达到水土资源充分合理的利用。对上述问题治理前期，沿沟道走向在每级梯平田设置了两处地下水位观测井，定期对地下水位进行观测。对雨季和旱季的地下水位观测发现，该沟道流域的地下水位的变化范围0-180cm。在沟道上游通常地下水位较低，在下游地下水位普遍较高。为减小地下水对耕层农田的影响，利用本专利技术，在每级梯平田下坎处开挖了截水沟(如图1)。截水沟深度随地下水位的不同而设置不同的深度，可有效减少施工量。挖出来的土方均匀平铺于梯平田中。地下水位越高处，截水沟深度越大。最大深度为150cm，最小为100cm。同时在截水沟两头建立调水阀，来调节截水沟水位高度，调水阀为金属材质，可通过螺纹上下调节。在截水沟两侧顶部利用石板和水泥进行硬化处理，宽度为30cm，便于耕作人员行走。石板就地取材，利用水泥进行固化处理。降水丰富时，地下水位普遍较高，严重影响农田耕作。此时打开水阀，截水沟中的积水从两侧阀门排泄进入排洪沟。农田耕层水分因补充截水沟失水而快速降低，有效降低了梯平田的地下水位。耕层土壤水分从饱和状态有效降低到田间持水量，保证了作物的正常需水。对于多余的水分，通过排洪沟和灌排区引导而进入下游水田，确保了水田的正常需水。在偏旱时期，地下水位降低，耕作人员关闭水阀，地下水可以被有效聚集，保证了作物的正常需水。该专利技术在上述工程中的应用，有效改善了该沟道流域的水土资源分配，实现了耕地面积扩展和耕地质量的改善。由于该沟道区农田淤积水分的有效调节，恢复弃耕土地超过4000亩。沟道上游旱田产量从原来亩产300公斤增至500公斤，下游水田产量从原来亩产200公斤增至400公斤。同时可节省大量的人力、电力资源用于农田排水和灌溉。本专利技术的原理:通过在沟道区重力壤流方向上横向设置截水沟，通过截断沟道一方面可截断上游来水，起到对壤中流的调蓄；同时可通过截水沟的排蓄功能实现对梯平田地下水位的调节确保农田耕作层保持合理的含水量。最终形成一种多水外泄、少水保墒的无动力壤流进行农田灌溉保墒的方法。【主权项】1.，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1:截水沟设立在沟道区每级梯平田下坎处，截水沟开挖方向与梯平田下坎平行且长度一致； 步骤2:截水沟呈倒梯形设立，截水沟两侧斜面和底部无需硬化处理均为土质； 步骤3:截水沟至少一端与沟道排洪沟相连，连接处设有水闸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用无动力壤流的截水沟施工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：截水沟设立在沟道区每级梯平田下坎处，截水沟开挖方向与梯平田下坎平行且长度一致；步骤2：截水沟呈倒梯形设立，截水沟两侧斜面和底部无需硬化处理均为土质；步骤3：截水沟至少一端与沟道排洪沟相连，连接处设有水闸；当水闸关闭时，水闸的上边缘低于田块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩霁昌，
申请(专利权)人：陕西省土地工程建设集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61