DB15T+3116-2023黑土区坡耕地水蚀防治工程技术规范.pdf

ICS 65.05.020 CCS B 05 15 内蒙古自治区地方标准 DB15/T 31162023 黑土区坡耕地水蚀防治工程技术规范 Technical code of practice for water erosion control project of slope farmland in the black soil area 2023-08-03 发布 2023-09-03 实施 内蒙古自治区市场监督管理局 发 布 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由内蒙古自治区水利厅提出并归口。本文件起草单位：水利部牧区水利科学研究所、中国水利水电科学研究院、内蒙古大学、扎兰屯市水利局。本文件主要起草人：刘铁军、宋一凡、秦伟、徐湘田、焦剑、王文君、刘静、王立新、王丽霞、刘迪、殷哲、许海超、于向前、张铁钢、廖梓龙、冯秀、周泉成、杨振奇、徐凯然、龙胤慧、尉迟文思、程波、王文婷、张志夫、万普强。黑土区坡耕地水蚀防治工程技术规范 1 范围 本文件规定了黑土区坡耕地水蚀防治工程技术规范要求、设计。本文件适用于内蒙古黑土区坡耕地水蚀的防治工作。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 16453.1 水土保持综合治理技术规范 坡耕地治理技术 NY/T 1143 播种机质量评价技术规范 SL 446 黑土区水土流失综合防治技术标准 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。宽面梯田 wide-base terrace 通过适当挖填调整垄作长缓坡耕地（坡度6以下）自然地形，改变局部地形高低，形成仿拟波浪状起伏的坡型，凸坡段截断汇流坡长、拦截地表上坡水沙，凹坡段促进径流入渗、增加泥沙沉积，形成一种基本不占地和不影响传统耕种的理水减蚀工程措施。排水草路 grassed drainage path 植草护坡的地表排水路径，即可拦截地表径流泥沙的运移，无径流通过时可作为人行道路。4 单元划分 按照坡度变化，将黑土区坡耕地划分为以下5个单元及对应的防治措施，详见表 1。表1 黑土区坡耕地水蚀防治单元划分与防治措施 序号 防治单元 特点与适宜防治措施 1 坡面坡度2 坡度较缓，水蚀较轻，宜采取横坡改垄、宽面梯田防治措施。2 2坡面坡度6 坡度相对较缓，水蚀相对较轻，宜采取地埂植物带、宽面梯田、保护性耕作防治措施。表1 黑土区坡耕地水蚀防治单元划分与防治措施（续）序号 防治单元 特点与适宜防治措施 3 6坡面坡度8 坡度相对较大，水蚀相对变强，宜采取坡式梯田、保护性耕作防治措施。4 8坡面坡度15 坡度较大，水蚀变强，宜采取水平梯田、保护性耕作防治措施。5 15坡面坡度 坡度非常大，水蚀较强，宜采取退耕还林（草）与封育防治措施。5 防治工程技术 横坡改垄 适用于顺坡、斜坡垄耕种的坡度在2以内的坡耕地。在改垄时应根据不同地形、土质、坡度、气候等条件，耕作方向应基本按等高线，有利于保水保土，大弯就势，小弯取直，便于机耕作业等综合因素调整垄向。实施横坡改垄的坡耕地，应视立地条件，从坡面由上到下，每隔100 m150 m，布设截流沟、地埂植物带等水土保持措施，截短坡长，减轻水土流失。将原有顺坡垄、斜坡垄改为横坡垄时，应先深翻、耙平。耙平后，踏勘测量定出基线，沿基线开好第一犁，再进行横坡耕作，形成新的横坡沟垄。应符合SL 446有关规定。在有风蚀的缓坡地区，横坡改垄耕作时，应使耕作方向与主风向正交，或成45。地埂植物带 5.2.1 布设原则 适用于 26坡耕地。5.2.2 技术参数 地埂植物带技术参数如下：a)地埂植物带应沿等高线布设，间距应保证其地埂之间坡面不发生坡面径流冲刷为原则，并应满足下列要求：1)间距可按机耕播幅倍数结合当地治理经验取值。2)最大距离可按下式计算：L=22(1)式中：L 最大距离，m；max 地埂植物带间开始发生土壤侵蚀的临界流速，m/s，可取 0.15 m/s 或 0.16 m/s；m 流速系数，根据地形切割度大小而定，其值可取 1.02.0；C 径流系数；P 10 年一遇 24 h 最大降雨强度，m/s；根据坡降与地面糙率决定的系数，其值可取（i为地面坡降）。b)地埂布设应满足下列要求：1)埂顶宽 a 可为 30 cm50 cm，埂高 h 可为 50 cm60 cm，内外坡比均为 10.5。按照GB/T 16453.1 相关规定；2)如遇水线洼兜时，地埂应适当加高、夯实；3)地埂植物带布设，应按图 1 所示进行。图1 地埂植物带布设图 c)地埂修成后，应在地埂上种植经济价值高的护埂植物。地埂灌木每隔 23 年应平茬一次。地埂毁损应及时修复。宽面梯田 5.3.1 布设原则 适用于黑土区坡度6以下、土层厚度大于30 cm长缓垄作坡耕地；根据地形条件，通过适当挖填，改变局部地形高低，形成纵断面仿拟波浪状的坡型；利用现状沟道作为排水通道，排水通道实施应与侵蚀沟治理及沟底、沟壁植被恢复相结合；若新建排水通道，选取排水草路并垂直于等高线沿纵向布设。耕作形成的横垄应与天然沟道或排水草路顺接；当顺坡耕作时，应在凸坡段内坡坡脚处布设截水沟，截水沟沿等高线布设，且与等高线取1%2%的比降，与天然沟道或排草水路顺接；当坡面上部是林草、下部是坡耕地时，应在其交界处布设截水沟，截水沟沿等高线布设，且与等高线取1%2%的比降，与天然沟道或排草水路顺接。宽面梯田布设按照图2所示进行。图2 宽面梯田纵断面示意图 5.3.2 技术参数 宽面梯田技术参数如下：a)两个相邻的凸形波峰间的距离 Bx可视为田面宽度，其确定方法为：1)田面宽度最大值：为避免浅沟侵蚀出现，宽面梯田田面宽度不宜超过浅沟侵蚀发生的上坡汇流临界坡长。通过通用水土流失方程及多年野外试验数据计算，坡度介于 56田面最大宽度不宜超过 100 m，坡度 4不宜超过 130 m，坡度介于 3以下不宜超过 400 m；2)考虑机械耕作需要的田面宽度最小值：根据东北地区农机耕作对于田面宽度要求，将最小田面宽度确定为 15 m；3)基于容许土壤流失量的田面宽度规格确定：对于每个田面的坡段（含内坡与外坡），其土壤侵蚀量可采用中国土壤流失方程计算，相应的坡长可由可容许土壤侵蚀量和其他相关因子反推。b)宽面梯田排水草路确定方法为：1)排水草路断面设计：设计标准为 10 年一遇 1 h 历时暴雨。排水草路布设按照图 3 进行。依据公式，计算排水草路设计排水流量Qm：=(16)()0.5(2)式中：过水断面面积，m2；R 水力半径；n 糙率，取值为 0.07；J 为草水沟坡度，m/m。图3 宽面梯田排水草路分布示意图 2)排水草路最大集水面积计算：依据排水草路设计排水流量，推算排水草路最大集水面积F m：=100/(16.67)(3)式中：径流系数，取一般耕地径流系数值，根据扎兰屯黑土区径流小区观测资料（10年序列），可得顺坡垄作耕地该值为 0.42 左右；q 为设计重现期和降雨历时内平均降雨强度（mm/min），取值范围为 0.680.93 mm/min。3)排水草路间距规格：将F m视为梯田田面宽度Bx与相邻排水沟设计间距D m的乘积。若梯田田块近似梯形，则 D m为相邻排水沟最小间距（D m1）和最大间距（D m2）的平均值。依据下式可获得不同坡长和坡度组合下的D m取值：=10000 /(4)式中：排水草路的实际间距需结合设计间距和地表汇水沟道的实际情况确定。若相邻汇水沟道或天然汇水线的平均距离DD m时，则可将现状汇水沟道改建为排水草路；若D m1.5D m，则需新建排水草路。c)宽面梯田凸坡段波峰高度 H 确定：宽面梯田凸出原地面高度须具有拦蓄径流的作用，且不宜过高而影响机械化耕作，由此确定 H=0.8 m1.0 m。为了方便机械化耕作，凸出部分所形成的上凸坡段坡度较和缓，其内坡坡度（510）之间，外坡坡度 612）之间。5.3.3 实施步骤 宽面梯田修筑如图4所示，具体实施步骤如下：a)坡面地形调整：根据田面宽度 Bx 确定基线位置，基线为对应内坡和外坡的交界线。图4 宽面梯田修筑示意图 以基线为基础，将基线上、下分别开挖，使用分土器和犁，按如下4个步骤施工完成凸坡段修筑：1)清理基线上段和下段 10 m 以内的表土，清理深度 15 cm20 cm，基线上段表土堆放在基线以上 8 m 内，基线下段表土堆放在基线以下 6 m 内，形成凸坡段波峰高度 H 20 cm30 cm。清理表土的同时，在田埂内坡坡脚形成宽 4 m5 m，深 0.3 m0.4 m 的宽浅截水沟（顺坡耕作时布设）；2)清理基线上段和下段 10 m20 m 的表土，清理深度 15 cm20 cm，表土清理和堆放的施工方式与第一步相同，使得田梗高度达到 50 cm60 cm；3)清理基线上段和下段 20 m 以外范围内的表土，清理深度 10 cm15 cm，表土清理和堆放的施工方式与第一步相同，使田梗高度达到设计高度。上述三个步骤中，翻土筑埂时人工辅助机械。拖拉机牵引筑埂坎犁，在表土堆放处翻土筑坎，每次筑埂高度 20 cm30 cm，人工辅助犁后踩拍田坎；4)分别沿内坡和外坡基线方向整平定型，将内坡修成 1:81:10 的坡比，将外坡修成 1:61:8 的坡比；在田梗达到设计高度后，平整田面，剩余表土还原。b)排水草路修筑：新建排水草路，断面开挖完成后，对原土层清理杂物并平整，再撒播种植草种。建议撒播草种为紫花苜蓿、沙打旺、小冠花等。排水草路开挖剩余表土回填至宽面梯田开挖坡。梯田田面内的宽浅截水沟以及后期耕作形成的横垄，应与排水草路顺接。若宽面梯田田块为顺垄种植，则间隔 100 m150 m，在低洼处田面上布设宽 1 m 的草带或设置跌水以消能。坡式梯田 5.4.1 布设原则 适用于68的坡耕地，土层厚度不小于0.3 m；根据地形条件，大弯就势、小弯取直，便于耕作和灌溉；梯田埂坎应充分利用土地资源配置地埂植物，并应选用具有一定经济价值、胁地较小的埂坎植物种。5.4.2 技术参数 坡式梯田技术参数如下：a)坡式梯田断面设计如图 5 所示，并应符合下列规定：图5 坡式梯田断面 d田埂顶宽；h田埂高；a沟底宽；b埂下切深 b)等高沟梗间距 Bx 应根据地面坡度、降雨、土壤渗透系数等因素确定。地面坡度越陡，Bx 越小，降雨强度越大，Bx 越小；渗透系数越大，Bx 越大。应根据各地条件实测确定，宜取 15 m30 m；c)等高沟梗断面尺寸应符合以下规定：1)田埂顶宽宜取 0.3 m0.4 m，田埂高度宜取 0.5 m0.6 m，外坡 1：0.5，内坡 1：1；2)年降雨量为 400 mm550 mm 的地区，田埂上方容量应满足拦蓄与梯田级别对应的设计暴雨所产生的地表径流和泥沙。年降雨量为 550 mm 以上的地区，田埂宜结合坡面小型蓄排工程，妥善处理坡面径流与泥沙。水平梯田 5.5.1 布设原则 适用于815的坡耕地，土层厚度不小于0.3 m；根据地形条件，大弯就势、小弯取直，便于耕作和灌溉；梯田埂坎应充分利用土地资源配置地埂植物，并应选用具有一定经济价值、胁地较小的埂坎植物种。5.5.2 技术参数 水平梯田布设断面按照图6所示进行，技术参数如下：a)水平梯田断面设计应符合下列规定：图6 水平梯田断面 b)田坎高度应根据地面坡度、土层厚度、梯田等级等因素合理确定，其范围宜取 1.2 m2.0 m，田埂高度宜取 0.3 m0.5 m；c)田埂宽度宜取 0.3 m0.5 m；d)田坎侧坡坡比宜取 1：0.11：0.4，田埂边坡宜采用 1：1；e)田面净宽和田坎高度应按下列公式计算：B=2(T h)cot(5)H=B/(cot cot)(6)式中：B田面净宽（m）；T原坡地土层厚度（m）；H修平后挖方处后缘保留的土层厚度（m）；地面坡度（）；H田坎高度（m）；田坎坡度（）。退耕还林（草）与封育 适用于15的坡耕地，采取退耕还林（草）与封育措施；退耕还林与封育应统一规划，通过封育措施可恢复林草植被的，可直接封育；自然封育难以达到林草覆盖度40%以上的，应该辅助人工造林或者种草；根据当地适宜成活的草树种，降雨量较小（420 mm）以及土层较厚的坡面，适宜植树，植树可以乔灌结合，树种可以兼顾选择经济树种。保护性耕作 5.7.1 少耕免耕 适用于大于2坡面坡度6的坡耕地；少耕免耕应与等高种植结合；不进行秋、春整地，留茬越冬；可采用免耕播种机作业，耕作时除播种或注入肥料外，不应再搅动土壤，且不应进行中耕作业；田面喷洒除草剂，只收获籽实，作物残留物留在地表。5.7.2 秸秆全量原位覆盖保护性耕作 秸秆全量原位覆盖收获时秸秆粉碎全量还田，均匀覆盖地表原位不动状态下越冬；宜在有深耕基础的地块实施。秸秆直接粉碎全量还田，留茬高度10 cm25 cm，粉碎长度10 cm，以撕裂状为宜，均匀抛撒覆盖地表越冬。按所选作物品种农艺要求设定公顷播量、施肥量；选择经过试验示范且符合NY/T 1143要求的免耕播种机；以秋季收获秸秆粉碎还田一次作业为宜，收获、运输等车辆进地作业不破坏原垄形，春季免耕播种。5.7.3 秸秆条带少耕覆盖保护性耕作 秸秆条带少耕覆盖在秸秆粉碎还田均匀覆盖地表状态下，秋季或翌年春播前使用条耕机对垄体种床进行少耕，对秸秆（根茬）进行清洁处理；少耕作业深度20 cm以上，条带宽度以20 cm30 cm为宜，土壤扰动率50%。按所选作物品种农艺要求设定公顷播量、施肥量；选择经过试验示范的条带少耕整地机械及符合NY/T 1143要求的免耕播种机；条带少耕地块条耕带要及时镇压，对准条耕带进行免耕播种。5.7.4 秸秆条带归行覆盖保护性耕作 秸秆条带归行覆盖在秸秆粉碎还田（或留高茬）均匀抛撒覆盖地表状态下，秋季或翌年春播前采用秸秆归行机或搂草机，将播种带秸秆归集到空闲带；宜在有深耕基础的地块实施。秸秆归行在空闲带处，实施40/90或40/70种植模式，苗带行距40 cm，宽行距90 cm或70 cm。若留高茬，其高度应大于30 cm；选择经过试验示范的秸秆归行机及符合NY/T 1143要求的免耕播种机；归行后秸秆条带整齐成行，再进行免耕播种作业，实施宽窄行隔年交替种植。5.7.5 秸秆少量覆盖保护性耕作 秸秆少量覆盖将收获后粉碎的秸秆部分离田，地表残留部分秸秆越冬；技术要求宜在有深耕基础的地块实施。地表秸秆覆盖率不少于30%；机具选择选用经过试验示范的秸秆打捆机、秸秆捡拾收集车、秸秆捡拾抛撒机，以及符合NY/T 1143要求的免耕播种机；捡拾、运输等车辆进地作业减少进地碾压次数，不破坏原垄形，春季在原茬上使用免耕播种机播种。