不同水土保持技術模式的坡耕地產流與產沙特點

云南省曲靖市馬龍縣水務局 云南曲靖馬龍 655199

摘要：我國地形類型復雜，坡耕地在耕地中占據著一定的比重，而我國的降水受到季風氣候的影響，呈現出降水集中且季節分布不均的特點。在雨季受到降水的影響，坡耕地的水土流失現象嚴重，導致土壤的肥力下降，影響農作物的產量和土地的可持續利用。針對這種情況，本文在水土保持技術的基礎上，探討了不同水土保持技術模式下的坡耕地的產流和產沙特點。

關鍵詞：水土保持技術模式；坡耕地；產流；產沙

坡耕地水土流失現象嚴重是農業生產中的最大威脅，目前，我國的水土保持技術模式主要有三種，分別是：鼠洞技術、壟向區田技術和暗管技術，本文以云貴高原坡耕地為研究依據，通過對上述三種模式的綜合，最終形成了“鼠洞+暗管”、“壟向區田+暗管+鼠洞”、“鼠洞+壟向區田”的綜合水土保持技術模式，以常規耕作的各種參數為依據，研究了不同水土保持技術下的坡耕地的產流和產沙特點。

一、實驗區的情況簡介

實驗區選擇在曲靖市馬龍縣，是丘陵地帶，屬于溫帶大陸性季風氣候。平均年降水量為1032毫米，平均年蒸發量為1350毫米，無霜期大約為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、大豆等農作物[1]。

二、實驗過程

（一）實驗設計

實驗設計了六個徑流區，分別是：對照常規區、鼠洞區、壟向區田區、暗管+鼠洞區、壟向區田+鼠洞區、壟向區田+暗管+鼠洞區。各個徑流區的長為20米，寬為5米，平均坡度是3度，徑流區的邊界各安放深入地下1米的隔板。徑流區的內部建造各種微地形，包括低洼水線，盡量保證各個徑流區的內部環境保持一致。暗管埋設在地下8米處，埋設的位置是地勢比較低的縱軸線上。鼠洞的埋設方向和暗管的埋設方向斜交，暗管和鼠洞都使用直徑是6分米的塑料波紋管材。在徑流區下方1米的位置設置明溝，明溝的方向和暗管的方向垂直。壟向區田在7月份雨季到來初期進行設置[2]。實驗區種植的農作物是同一型號的大豆。

（二）測量方法

使用自動記錄雨量儀器記錄降雨量和降雨的過程，使用徑流自動記錄系統記錄不同水土保持技術模式下的降雨徑流過程，使用人工觀測的方法觀測不同水土保持技術模式下的產沙量和產沙的過程，在產流開始之后，每個5分鐘取一次翻斗沙樣，然后將沙樣靜置24小時，濾去上層的清水，余下的部分經過濾紙的過濾除去泥沙，經過6個小時的烘干之后進行稱重。

三、實驗結果分析

（一）經過不同水土保持技術處理之后的次降雨條件下的地表徑流特征

在實驗的過程中記錄的降雨參數很多，從中選取最有代表性的一組數據進行分析。降水量是46毫米，降雨的時間為135分鐘，最大的降雨強度為60毫米每分鐘。不同水土保持技術模式下的地標徑流產生情況如下圖所示：

地表徑流圖

其中，CK代表常規區，LQ代表壟向區田，SD代表鼠洞，SA代表暗管+鼠洞。通過上圖分析可知，在這個降雨過程中沒有出現壤中流。

（二）次降雨條件下的產流過程

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。在開始降雨的20分鐘內，降雨的強度小于10毫米每小時，各個實驗徑流區內沒有產生徑流。低強度降雨持續了20分鐘之后，土地的表層逐漸濕潤，土壤表層的滲入率逐漸減小。在降水強度增大到29毫米每小時之后，沒有滲入土壤的雨水形成徑流。在地表徑流形成之后，常規處理的區域地表徑流形成的時間比較早，大約產生在降水開始的25分鐘之后；鼠洞、暗管+鼠洞、壟向區田的地表徑流的產生的比較晚，大約發生在降水開始的75分鐘之后；壟向區田+鼠洞、壟向區田+鼠洞+暗管沒有產生地表徑流。

第二，結論分析。通過上述分析，可以得出如下結論：

1）與常規區相比，壟向區田的地標徑流的深度是常規區的18%，并且地表徑流產生的時間比較晚，但是在地表徑流產生之后地表徑流的強度卻突然上升，這說明壟向區田在小強度的降雨條件下能夠很好的起到攔截地表徑流的作用，但是在降雨的強度增加后，降雨來不及滲入地下，地表徑流形成并迅速增加，最終會沖毀土垱，壟向區田的作用消失。

2）鼠洞的地表徑流占常規區地表徑流的10.33%，暗管+鼠洞的地表徑流占常規區徑流的6.55%。這兩塊徑流區產生地表徑流的時間和壟向區田產生地表徑流的時間一致，但是相較于壟向區田來說，這兩塊區田的地表徑流的強度比較小，并且變化曲線比較平緩，能夠對地表徑流起到很好的調控作用。出現這種現象的原因是因為鼠洞的排水方式是依靠鼠洞壁上方形成的裂縫來達到強化地表水下滲的目的，同時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。通過上述分析可以得知，這兩種水土保持技術模式在水土保持方面能能夠起到很好的效果，同時因為排水技術的費用低，所以可以應用在澇區低產田的改造中。

3）壟向區田+鼠洞、壟向區田+鼠洞+暗管的水土處理技術模式的產流量是零，說明這種水土保持技術模式取得的效果是最好的。

（三）產沙過程描述。產沙過程如下圖所示：

產沙過程圖

產沙過程受地表徑流的影響非常明顯，受降水強度的影響也非常明顯。從上圖可以看出，在降雨強度達到最大值的時候，產沙量也達到了最大值。常規區的產沙量為2.997千克，壟向區田的產沙量為常規區的32.6%，鼠洞的產沙量為常規區的7.84%，暗管+鼠洞區的產沙量為常規區的5.44%，說明壟向區田的產沙量大于鼠洞區的產沙量大于鼠洞+暗管區的產沙量。而壟向區田+鼠洞和壟向區田+鼠洞+暗管這兩個區沒有產生徑流，所以也就沒有產沙，水土保持的效果是最好的[3]。

（四）年降雨條件下的產流情況和產沙情況

2010全年實驗區的降雨量都偏少，使得產流和產沙的數量都比較小，但是同樣能通過對比看出不同水土保持技術模式下的坡耕地的效果。

在六塊實驗區中，壟向區田+暗管+鼠洞的水土保持模式和壟向區田+鼠洞的水土保持模式的產流量和產沙量都是零，水土保持的效果最好。鼠洞+暗管實驗區的產流量為2.46%，產沙量為1.32%；鼠洞實驗區的產流量為3.83%，產沙量為1.75%；壟向區田實驗區的產流量為26.65%，產沙量為24.65%。綜上所述，水土保持效果從好到壞的排序依次是：壟向區田+鼠洞+暗管技術、壟向區田+鼠洞技術、鼠洞+暗管技術、鼠洞技術、壟向區田技術。

結論：

與常規區對照，五種水土保持技術在產流和產沙方面都起到了很好的效果，在產流時間上都有很好的滯后性，其中壟向區田+鼠洞+暗管和壟向區田+鼠洞的水土保持技術取得的效果最為明顯，而鼠洞+暗管的水土保持技術能夠很好的應用于澇區坡耕地的改造。而單一的水土保持技術比如鼠洞技術和壟向區田技術都能產生一定的作用，但是作用不是非常明顯，所以綜合的水土保持技術的效果要優于單一的水土保持技術的效果。綜合的水土保持技術能夠有效的減少地表徑流，有效的改善水土流失的現狀，保證土壤的養分，達到增產增收的效果。但是由于降雨的不確定性，所以實驗的結果還存在一定的不精準性。所以不同水土保持技術的模式以及效果還有待完善。

參考文獻：

[1]魏永霞，李曉丹，胡婷婷等.坡耕地保護性耕作技術模式的保水保土增產效應研究[J].東北農業大學學報，2013，（5）：51-55.

[2]陳偉，魏永霞，王存國等.不同水土保持技術模式的坡耕地產流、產沙特征[J].水土保持學報，2011，（6）：27-30.

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