一种黑土生态脆弱区侵蚀沟生态修复铅丝石笼谷坊形态改良方法技术

一种黑土生态脆弱区侵蚀沟生态修复铅丝石笼谷坊形态改良方法，涉及一种土壤修复改良方法，所述方法包括（1）测量侵蚀沟总长度、平均宽度、平均深度、比降等自然情况，参考直线形石谷坊的参数计算方法，设计铅丝石谷坊的间距、数量、高度、顶宽度、溢洪口宽等；（2）调整铅丝石笼谷坊的物理形态，将直线形铅丝石笼谷坊改为“弯月形”即弧形；（3）具体根据比降、侵蚀沟宽度等实际情况确定；（4）改良后的弧形谷坊溢洪口高度低于或等于直线形谷坊的溢洪口高度，（5）最后现场施工。改良后的弧形谷坊的弧侧受到的来自洪水的冲刷力比直线形小很多，且越接弧侧两端点，洪流的冲刷力就越小，减轻或避免了直线形谷坊洪流对沟壁两侧的掏蚀现象。

A Morphological Improvement Method for Ecological Rehabilitation of Lead Silk Cage Gufang in Erosion Gully of Black Soil Ecologically Vulnerable Areas

A morphological improvement method for ecological restoration of lead silk cage Valley in eroded gully of fragile black soil ecological region involves a soil remediation and improvement method. The method includes: (1) measuring the total length, average width, average depth and specific drop of eroded gully, and designing the spacing, quantity, height, top width and spillover of lead silk cage valley with reference to the parameter calculation method of linear stone Valley hall. The width of mouth is equal to that of mouth; (2) adjusting the physical form of lead silk cage Valley hall, changing the linear lead silk cage Valley hall into \meniscus\ or arc; (3) determining the height of the improved arc Valley hall spillway is lower than or equal to the height of the linear Valley hall; (5) finally, site construction. The scouring force from flood on the arc side of the improved arc-shaped Gufang is much smaller than that of the straight-shaped gufang, and the smaller the scouring force of the flood is, the less erosion phenomenon of the straight-shaped Gufang flood on both sides of the gully wall is alleviated or avoided.

【技术实现步骤摘要】
一种黑土生态脆弱区侵蚀沟生态修复铅丝石笼谷坊形态改良方法
本专利技术涉及一种土壤修复改良方法，特别是涉及一种黑土生态脆弱区侵蚀沟生态修复铅丝石笼谷坊形态改良方法。
技术介绍
根据文献资料对黑土典型土种和边缘土种边界界定的研究，《中华人民共和国行业标准SL190—96土壤侵蚀分类分级标准》--全国土壤侵蚀类型区划二级类型区划分中关于东北黑土区的定义和描述，以及全国土壤分类图土类与东北三省及内蒙古东四盟行政边界叠加空间分析，并参考植被类型分布、降水量等值线、地形地貌等空间分布特征，确定黑土生态脆弱区范围主要包括辽宁西北部阜新蒙古族自治区地区、吉林西北部白城地区、内蒙古赤峰和通辽北部及兴安盟的大部分地区，区域面积129786Km2。山地丘陵广布，占到区域面积的61%，海拔48.5—1800m。属温带半干旱大陆性季风气候区，四季分明，雨热同季，光照充足，年平均气温为0—7.6℃，年降水量多年平均值在350—481毫米之间，降水量季节分配不均，年降水量的70%以上集中在6—8月。该区域气候干旱，但降雨量集中，再加土层薄且多砂石，植被覆盖度低，造成农田和荒山荒坡侵蚀沟发育，大中小型侵蚀沟广布。根据2013年全国第一次水利普查东北黑土区侵蚀沟专项普查数据，叠加生态脆弱区范围矢量数据，通过切割计算等过程，统计出该区域侵蚀沟的面积、长度、类型等特征，100m以上侵蚀沟41019条，总长度33877322m，总面积92092.78ha2，平均坡降9.46%。谷坊是目前侵蚀沟生态修复中使用最为普遍的侵蚀沟治理措施，主要有植物谷坊、土谷坊、石谷坊、铅丝石笼谷坊、混凝土谷坊及钢筋混凝土谷坊、生态袋谷坊。由于黑土生态脆弱区的侵蚀沟大多数处于坡度大、降水集中干旱地区，植物谷坊、土谷坊很容易被冲毁，混凝土谷坊及钢筋混凝土谷坊、生态袋谷坊造价高，对于数量众多的侵蚀沟来说，应用成本高，不利于推广使用。目前黑土生态脆弱区的谷坊大多数是石谷坊、铅丝石笼谷坊，形态主要是直线形。而调查发现，此区域的侵蚀沟沟坡比降大，沟坡峭立不稳定，塌陷严重，沟岸扩张快。沟中设立的石谷坊多为直线形谷坊，大多数中大型沟谷坊两侧均出现冲毁或掏蚀的现象，因此优化现存谷坊形态，防止侵蚀沟沟岸扩张、避免或减轻目前的直线形谷坊洪流对沟壁两侧的掏蚀现象，防治水土流失是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种黑土生态脆弱区侵蚀沟生态修复铅丝石笼谷坊形态改良方法，本专利技术提出了“弯月形”即弧形谷坊的设计方案，避免或减轻目前的直线形谷坊洪流对沟壁两侧的掏蚀现象。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种黑土生态脆弱区侵蚀沟生态修复铅丝石笼谷坊形态改良方法，所述方法包括以下修复改良过程：1）测量侵蚀沟总长度、平均宽度、平均深度、比降等土壤自然情况，参考直线形石谷坊的参数计算方法（《水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术》GB/16453.3-2008），设计铅丝石谷坊的间距、谷坊数、高度、顶宽度、溢洪口宽等；2）调整铅丝石笼谷坊的物理形态，将直线形铅丝石笼谷坊改为“弯月形”即弧形；3）改良后的弧形铅丝石笼谷坊中心角（Ф）范围为60-120°；4）优化后的弧形谷坊溢洪口高度低于或等于直线形谷坊的溢洪口高度；5）上游的改良谷坊的溢洪口宽度小于谷底露出的石质谷底宽度，中、下游的改良谷坊溢洪口宽度等于直线形的宽度；6）现场进入施工即可。所述的一种黑土生态脆弱区侵蚀沟生态修复铅丝石笼谷坊形态改良方法，所述谷坊的物理形态方面进行调整：1）将以往的直线形改为“弯月形”即弧形，弧形的中心角范围为60-120°；2）沟道上游1/12-1/6谷坊为60-80°；3）沟道中游1/4-1/2谷坊为81-100°；4）沟道下游1/6-1/3谷坊为101-120°；5）具体根据比降、侵蚀沟宽度等实际情况确定。所述的一种黑土生态脆弱区侵蚀沟生态修复铅丝石笼谷坊形态改良方法，所述优化后的弧形谷坊基底到溢洪口高度低于或等于直线形谷坊基底到溢洪口高度：1）沟道上游1/12-1/6个谷坊基底到溢洪口高度低于直线形谷坊的10-20cm；2）沟道中游1/4-1/2个谷坊基底到溢洪口高度低于直线形谷坊的5-10cm；3）沟道下游1/6-1/3个谷坊基底到溢洪口高度等于直线形谷坊基底到溢洪口高度。所述的一种黑土生态脆弱区侵蚀沟生态修复铅丝石笼谷坊形态改良方法，所述现场施工包括：1)谷坊基线的确定：以侵蚀沟沟宽的中点为中心，利用量角器量好角度，中心角两边的线延长，与侵蚀沟沟坡的交点，为所确定的弧形谷坊的端点，以中心点到端点的距离为半径，以中心点为中心画弧，此弧形即为弧形谷坊的基线；2）谷坊中点的确定：是弧形两端点的中点和中心角间的连线与弧线的交点即为谷坊中点；3）五点定桩：然后在基线的中点、两端点及2个基线中点与端点的中点共5点定木桩，便于施工时基线不偏移；4）清除地基：清除基线附近的风化层，基岩面水平下凿10cm，防止石块下滑；5）谷坊修建：根据弧线，从中点向两端点，从下往上开始砌，石块交错排列，要求砌石间不留缝隙，如果石头形状不规则，缝隙不超过1cm，砌石保证牢固、平稳，谷坊，谷坊高度1-5m，底宽0.85-2m，顶宽0.5-1.0m；溢流口高0.2-0.5m，谷坊溢流口宽度为0.5-1m，视侵蚀沟宽而定；6）铁丝固定：铁丝用8-10#铅丝，边砌边编制石笼。本专利技术的优点与效果是：本专利技术针对该区域直线形谷坊两侧易于出现冲毁或掏蚀的突出现象，提出了“弯月形”即弧形谷坊的设计，避免或减轻目前的直线形谷坊洪流对沟壁两侧的掏蚀现象。可以在黑土生态脆弱区侵蚀沟治理中推广应用，解决了直线形谷坊两侧易于被掏蚀的突出问题。附图说明图1为本专利技术“弯月形”弧形谷坊示意图。图中标号：1谷坊；2中心点；3端点；4中心点与端点的中间点；5溢洪口；6溢洪口侧壁；7溢洪口底；8中心角（Ф）；9沟坡。具体实施方式下面结合附图所示实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术的技术措施如下：1.测量侵蚀沟总长度、平均宽度、平均深度、比降等自然情况，参考直线形石谷坊的参数计算方法（《水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术》GB/16453.3-2008），设计铅丝石谷坊的间距、谷坊数量、高度、顶宽度、溢洪口宽等；2.调整铅丝石笼谷坊的物理形态，将直线形铅丝石笼谷坊改为“弯月形”即弧形；3.将传统的直线形改为“弯月形”即弧形，弧形的中心角范围为60-120°，沟道上游1/12-1/6谷坊为60-80°，沟道中游1/4-1/2谷坊为81-100°，沟道下游1/6-1/3谷坊为101-120°，具体根据比降、侵蚀沟宽度等实际情况确定。4.优化后的弧形谷坊基底到溢洪口高度低于或等于直线形谷坊基底到溢洪口高度：沟道上游1/12-1/6个谷坊基底到溢洪口高度低于直线形谷坊的10-20cm，沟道中游1/4-1/2个谷坊基底到溢洪口高度低于直线形谷坊的5-10cm，沟道下游1/6-1/3个谷坊基底到溢洪口高度等于直线形谷坊基底到溢洪口高度。5.现场施工：1)谷坊基线的确定：以侵蚀沟沟宽的中点为中心，利用量角器量好角度，中心角两边的线延长，与侵蚀沟沟坡的交点，为所确定的弧形谷坊的端点，以中心点到端点的距离为半径，以中心点为中心画弧，此弧形即为弧形谷坊的基线；2）谷坊中点的确本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种黑土生态脆弱区侵蚀沟生态修复铅丝石笼谷坊形态改良方法，其特征在于，所述方法包括以下修复改良过程：1）测量侵蚀沟总长度、平均宽度、平均深度、比降等土壤自然情况，参考直线形石谷坊的参数计算方法（《水土保持综合治理技术规范 沟壑治理技术》GB/16453.3‑2008），设计铅丝石谷坊的间距、谷坊数、高度、顶宽度、溢洪口宽等；2）调整铅丝石笼谷坊的物理形态，将直线形铅丝石笼谷坊改为“弯月形”即弧形；3）改良后的弧形铅丝石笼谷坊中心角（Ф）范围为60‑120°；4）优化后的弧形谷坊溢洪口高度低于或等于直线形谷坊的溢洪口高度；5）上游的改良谷坊的溢洪口宽度小于谷底露出的石质谷底宽度，中、下游的改良谷坊溢洪口宽度等于直线形的宽度；6）现场进入施工即可。

【技术特征摘要】
1.一种黑土生态脆弱区侵蚀沟生态修复铅丝石笼谷坊形态改良方法，其特征在于，所述方法包括以下修复改良过程：1）测量侵蚀沟总长度、平均宽度、平均深度、比降等土壤自然情况，参考直线形石谷坊的参数计算方法（《水土保持综合治理技术规范沟壑治理技术》GB/16453.3-2008），设计铅丝石谷坊的间距、谷坊数、高度、顶宽度、溢洪口宽等；2）调整铅丝石笼谷坊的物理形态，将直线形铅丝石笼谷坊改为“弯月形”即弧形；3）改良后的弧形铅丝石笼谷坊中心角（Ф）范围为60-120°；4）优化后的弧形谷坊溢洪口高度低于或等于直线形谷坊的溢洪口高度；5）上游的改良谷坊的溢洪口宽度小于谷底露出的石质谷底宽度，中、下游的改良谷坊溢洪口宽度等于直线形的宽度；6）现场进入施工即可。2.根据权利要求1所述的一种黑土生态脆弱区侵蚀沟生态修复铅丝石笼谷坊形态改良方法，其特征在于，所述谷坊的物理形态方面进行调整：1）将以往的直线形改为“弯月形”即弧形，弧形的中心角范围为60-120°；2）沟道上游1/12-1/6谷坊为60-80°；3）沟道中游1/4-1/2谷坊为81-100°；4）沟道下游1/6-1/3谷坊为101-120°；5）具体根据比降、侵蚀沟宽度等实际情况确定。3.根据权利要求1所述的一种黑土生态脆弱区侵蚀沟生态修复铅丝石笼谷坊形态改良方法，其特征在于，所述优化后的弧形谷坊基底到溢洪口高度低于或...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏建兵，侯永侠，郭旭东，高世乾，刘景琦，王丽，王怀清，李玉双，宋雪英，陈红亮，
申请(专利权)人：沈阳大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21