不同水土保持技術(shù)模式的坡耕地產(chǎn)流與產(chǎn)沙特點(diǎn)

云南省曲靖市馬龍縣水務(wù)局 云南曲靖馬龍 655199

摘要：我國(guó)地形類(lèi)型復(fù)雜，坡耕地在耕地中占據(jù)著一定的比重，而我國(guó)的降水受到季風(fēng)氣候的影響，呈現(xiàn)出降水集中且季節(jié)分布不均的特點(diǎn)。在雨季受到降水的影響，坡耕地的水土流失現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致土壤的肥力下降，影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和土地的可持續(xù)利用。針對(duì)這種情況，本文在水土保持技術(shù)的基礎(chǔ)上，探討了不同水土保持技術(shù)模式下的坡耕地的產(chǎn)流和產(chǎn)沙特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：水土保持技術(shù)模式；坡耕地；產(chǎn)流；產(chǎn)沙

坡耕地水土流失現(xiàn)象嚴(yán)重是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的最大威脅，目前，我國(guó)的水土保持技術(shù)模式主要有三種，分別是：鼠洞技術(shù)、壟向區(qū)田技術(shù)和暗管技術(shù)，本文以云貴高原坡耕地為研究依據(jù)，通過(guò)對(duì)上述三種模式的綜合，最終形成了“鼠洞+暗管”、“壟向區(qū)田+暗管+鼠洞”、“鼠洞+壟向區(qū)田”的綜合水土保持技術(shù)模式，以常規(guī)耕作的各種參數(shù)為依據(jù)，研究了不同水土保持技術(shù)下的坡耕地的產(chǎn)流和產(chǎn)沙特點(diǎn)。

一、實(shí)驗(yàn)區(qū)的情況簡(jiǎn)介

實(shí)驗(yàn)區(qū)選擇在曲靖市馬龍縣，是丘陵地帶，屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候。平均年降水量為1032毫米，平均年蒸發(fā)量為1350毫米，無(wú)霜期大約為241天，最大的凍深為3米，地下水深大約為40米，適合種植小麥、大豆等農(nóng)作物[1]。

二、實(shí)驗(yàn)過(guò)程

（一）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了六個(gè)徑流區(qū)，分別是：對(duì)照常規(guī)區(qū)、鼠洞區(qū)、壟向區(qū)田區(qū)、暗管+鼠洞區(qū)、壟向區(qū)田+鼠洞區(qū)、壟向區(qū)田+暗管+鼠洞區(qū)。各個(gè)徑流區(qū)的長(zhǎng)為20米，寬為5米，平均坡度是3度，徑流區(qū)的邊界各安放深入地下1米的隔板。徑流區(qū)的內(nèi)部建造各種微地形，包括低洼水線，盡量保證各個(gè)徑流區(qū)的內(nèi)部環(huán)境保持一致。暗管埋設(shè)在地下8米處，埋設(shè)的位置是地勢(shì)比較低的縱軸線上。鼠洞的埋設(shè)方向和暗管的埋設(shè)方向斜交，暗管和鼠洞都使用直徑是6分米的塑料波紋管材。在徑流區(qū)下方1米的位置設(shè)置明溝，明溝的方向和暗管的方向垂直。壟向區(qū)田在7月份雨季到來(lái)初期進(jìn)行設(shè)置[2]。實(shí)驗(yàn)區(qū)種植的農(nóng)作物是同一型號(hào)的大豆。

（二）測(cè)量方法

使用自動(dòng)記錄雨量?jī)x器記錄降雨量和降雨的過(guò)程，使用徑流自動(dòng)記錄系統(tǒng)記錄不同水土保持技術(shù)模式下的降雨徑流過(guò)程，使用人工觀測(cè)的方法觀測(cè)不同水土保持技術(shù)模式下的產(chǎn)沙量和產(chǎn)沙的過(guò)程，在產(chǎn)流開(kāi)始之后，每個(gè)5分鐘取一次翻斗沙樣，然后將沙樣靜置24小時(shí)，濾去上層的清水，余下的部分經(jīng)過(guò)濾紙的過(guò)濾除去泥沙，經(jīng)過(guò)6個(gè)小時(shí)的烘干之后進(jìn)行稱(chēng)重。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

（一）經(jīng)過(guò)不同水土保持技術(shù)處理之后的次降雨條件下的地表徑流特征

在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中記錄的降雨參數(shù)很多，從中選取最有代表性的一組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。降水量是46毫米，降雨的時(shí)間為135分鐘，最大的降雨強(qiáng)度為60毫米每分鐘。不同水土保持技術(shù)模式下的地標(biāo)徑流產(chǎn)生情況如下圖所示：

地表徑流圖

其中，CK代表常規(guī)區(qū)，LQ代表壟向區(qū)田，SD代表鼠洞，SA代表暗管+鼠洞。通過(guò)上圖分析可知，在這個(gè)降雨過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)壤中流。

（二）次降雨條件下的產(chǎn)流過(guò)程

第一，地表徑流形成情況描述。從上面的“地表徑流圖”中可以看出。在開(kāi)始降雨的20分鐘內(nèi)，降雨的強(qiáng)度小于10毫米每小時(shí)，各個(gè)實(shí)驗(yàn)徑流區(qū)內(nèi)沒(méi)有產(chǎn)生徑流。低強(qiáng)度降雨持續(xù)了20分鐘之后，土地的表層逐漸濕潤(rùn)，土壤表層的滲入率逐漸減小。在降水強(qiáng)度增大到29毫米每小時(shí)之后，沒(méi)有滲入土壤的雨水形成徑流。在地表徑流形成之后，常規(guī)處理的區(qū)域地表徑流形成的時(shí)間比較早，大約產(chǎn)生在降水開(kāi)始的25分鐘之后；鼠洞、暗管+鼠洞、壟向區(qū)田的地表徑流的產(chǎn)生的比較晚，大約發(fā)生在降水開(kāi)始的75分鐘之后；壟向區(qū)田+鼠洞、壟向區(qū)田+鼠洞+暗管沒(méi)有產(chǎn)生地表徑流。

第二，結(jié)論分析。通過(guò)上述分析，可以得出如下結(jié)論：

1）與常規(guī)區(qū)相比，壟向區(qū)田的地標(biāo)徑流的深度是常規(guī)區(qū)的18%，并且地表徑流產(chǎn)生的時(shí)間比較晚，但是在地表徑流產(chǎn)生之后地表徑流的強(qiáng)度卻突然上升，這說(shuō)明壟向區(qū)田在小強(qiáng)度的降雨條件下能夠很好的起到攔截地表徑流的作用，但是在降雨的強(qiáng)度增加后，降雨來(lái)不及滲入地下，地表徑流形成并迅速增加，最終會(huì)沖毀土垱，壟向區(qū)田的作用消失。

2）鼠洞的地表徑流占常規(guī)區(qū)地表徑流的10.33%，暗管+鼠洞的地表徑流占常規(guī)區(qū)徑流的6.55%。這兩塊徑流區(qū)產(chǎn)生地表徑流的時(shí)間和壟向區(qū)田產(chǎn)生地表徑流的時(shí)間一致，但是相較于壟向區(qū)田來(lái)說(shuō)，這兩塊區(qū)田的地表徑流的強(qiáng)度比較小，并且變化曲線比較平緩，能夠?qū)Φ乇韽搅髌鸬胶芎玫恼{(diào)控作用。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是因?yàn)槭蠖吹呐潘绞绞且揽渴蠖幢谏戏叫纬傻牧芽p來(lái)達(dá)到強(qiáng)化地表水下滲的目的，同時(shí)暗管也能夠有效的排出一部分地表水，在很大程度上減少了地表的徑流量。通過(guò)上述分析可以得知，這兩種水土保持技術(shù)模式在水土保持方面能能夠起到很好的效果，同時(shí)因?yàn)榕潘夹g(shù)的費(fèi)用低，所以可以應(yīng)用在澇區(qū)低產(chǎn)田的改造中。

3）壟向區(qū)田+鼠洞、壟向區(qū)田+鼠洞+暗管的水土處理技術(shù)模式的產(chǎn)流量是零，說(shuō)明這種水土保持技術(shù)模式取得的效果是最好的。

（三）產(chǎn)沙過(guò)程描述。產(chǎn)沙過(guò)程如下圖所示：

產(chǎn)沙過(guò)程圖

產(chǎn)沙過(guò)程受地表徑流的影響非常明顯，受降水強(qiáng)度的影響也非常明顯。從上圖可以看出，在降雨強(qiáng)度達(dá)到最大值的時(shí)候，產(chǎn)沙量也達(dá)到了最大值。常規(guī)區(qū)的產(chǎn)沙量為2.997千克，壟向區(qū)田的產(chǎn)沙量為常規(guī)區(qū)的32.6%，鼠洞的產(chǎn)沙量為常規(guī)區(qū)的7.84%，暗管+鼠洞區(qū)的產(chǎn)沙量為常規(guī)區(qū)的5.44%，說(shuō)明壟向區(qū)田的產(chǎn)沙量大于鼠洞區(qū)的產(chǎn)沙量大于鼠洞+暗管區(qū)的產(chǎn)沙量。而壟向區(qū)田+鼠洞和壟向區(qū)田+鼠洞+暗管這兩個(gè)區(qū)沒(méi)有產(chǎn)生徑流，所以也就沒(méi)有產(chǎn)沙，水土保持的效果是最好的[3]。

（四）年降雨條件下的產(chǎn)流情況和產(chǎn)沙情況

2010全年實(shí)驗(yàn)區(qū)的降雨量都偏少，使得產(chǎn)流和產(chǎn)沙的數(shù)量都比較小，但是同樣能通過(guò)對(duì)比看出不同水土保持技術(shù)模式下的坡耕地的效果。

在六塊實(shí)驗(yàn)區(qū)中，壟向區(qū)田+暗管+鼠洞的水土保持模式和壟向區(qū)田+鼠洞的水土保持模式的產(chǎn)流量和產(chǎn)沙量都是零，水土保持的效果最好。鼠洞+暗管實(shí)驗(yàn)區(qū)的產(chǎn)流量為2.46%，產(chǎn)沙量為1.32%；鼠洞實(shí)驗(yàn)區(qū)的產(chǎn)流量為3.83%，產(chǎn)沙量為1.75%；壟向區(qū)田實(shí)驗(yàn)區(qū)的產(chǎn)流量為26.65%，產(chǎn)沙量為24.65%。綜上所述，水土保持效果從好到壞的排序依次是：壟向區(qū)田+鼠洞+暗管技術(shù)、壟向區(qū)田+鼠洞技術(shù)、鼠洞+暗管技術(shù)、鼠洞技術(shù)、壟向區(qū)田技術(shù)。

結(jié)論：

與常規(guī)區(qū)對(duì)照，五種水土保持技術(shù)在產(chǎn)流和產(chǎn)沙方面都起到了很好的效果，在產(chǎn)流時(shí)間上都有很好的滯后性，其中壟向區(qū)田+鼠洞+暗管和壟向區(qū)田+鼠洞的水土保持技術(shù)取得的效果最為明顯，而鼠洞+暗管的水土保持技術(shù)能夠很好的應(yīng)用于澇區(qū)坡耕地的改造。而單一的水土保持技術(shù)比如鼠洞技術(shù)和壟向區(qū)田技術(shù)都能產(chǎn)生一定的作用，但是作用不是非常明顯，所以綜合的水土保持技術(shù)的效果要優(yōu)于單一的水土保持技術(shù)的效果。綜合的水土保持技術(shù)能夠有效的減少地表徑流，有效的改善水土流失的現(xiàn)狀，保證土壤的養(yǎng)分，達(dá)到增產(chǎn)增收的效果。但是由于降雨的不確定性，所以實(shí)驗(yàn)的結(jié)果還存在一定的不精準(zhǔn)性。所以不同水土保持技術(shù)的模式以及效果還有待完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏永霞，李曉丹，胡婷婷等.坡耕地保護(hù)性耕作技術(shù)模式的保水保土增產(chǎn)效應(yīng)研究[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，（5）：51-55.

[2]陳偉，魏永霞，王存國(guó)等.不同水土保持技術(shù)模式的坡耕地產(chǎn)流、產(chǎn)沙特征[J].水土保持學(xué)報(bào)，2011，（6）：27-30.

[3]王曉艷，王存國(guó)，魏永霞等.不同水土保持模式下坡耕地的土壤水分特征[J].灌溉排水學(xué)報(bào)，2012，（1）：99-101.