云南省曲靖市马龙县水务局 云南曲靖马龙 655199
摘要：我国地形类型复杂，坡耕地在耕地中占据着一定的比重，而我国的降水受到季风气候的影响，呈现出降水集中且季节分布不均的特点。在雨季受到降水的影响，坡耕地的水土流失现象严重，导致土壤的肥力下降，影响农作物的产量和土地的可持续利用。针对这种情况，本文在水土保持技术的基础上，探讨了不同水土保持技术模式下的坡耕地的产流和产沙特点。
关键词：水土保持技术模式；坡耕地；产流；产沙
坡耕地水土流失现象严重是农业生产中的最大威胁，目前，我国的水土保持技术模式主要有三种，分别是：鼠洞技术、垄向区田技术和暗管技术，本文以云贵高原坡耕地为研究依据，通过对上述三种模式的综合，最终形成了“鼠洞+暗管”、“垄向区田+暗管+鼠洞”、“鼠洞+垄向区田”的综合水土保持技术模式，以常规耕作的各种参数为依据，研究了不同水土保持技术下的坡耕地的产流和产沙特点。
一、实验区的情况简介
实验区选择在曲靖市马龙县，是丘陵地带，属于温带大陆性季风气候。平均年降水量为1032毫米，平均年蒸发量为1350毫米，无霜期大约为241天，最大的冻深为3米，地下水深大约为40米，适合种植小麦、大豆等农作物[1]。
二、实验过程
（一）实验设计
实验设计了六个径流区，分别是：对照常规区、鼠洞区、垄向区田区、暗管+鼠洞区、垄向区田+鼠洞区、垄向区田+暗管+鼠洞区。各个径流区的长为20米，宽为5米，平均坡度是3度，径流区的边界各安放深入地下1米的隔板。径流区的内部建造各种微地形，包括低洼水线，尽量保证各个径流区的内部环境保持一致。暗管埋设在地下8米处，埋设的位置是地势比较低的纵轴线上。鼠洞的埋设方向和暗管的埋设方向斜交，暗管和鼠洞都使用直径是6分米的塑料波纹管材。在径流区下方1米的位置设置明沟，明沟的方向和暗管的方向垂直。垄向区田在7月份雨季到来初期进行设置[2]。实验区种植的农作物是同一型号的大豆。
（二）测量方法
使用自动记录雨量仪器记录降雨量和降雨的过程，使用径流自动记录系统记录不同水土保持技术模式下的降雨径流过程，使用人工观测的方法观测不同水土保持技术模式下的产沙量和产沙的过程，在产流开始之后，每个5分钟取一次翻斗沙样，然后将沙样静置24小时，滤去上层的清水，余下的部分经过滤纸的过滤除去泥沙，经过6个小时的烘干之后进行称重。
三、实验结果分析
（一）经过不同水土保持技术处理之后的次降雨条件下的地表径流特征
在实验的过程中记录的降雨参数很多，从中选取最有代表性的一组数据进行分析。降水量是46毫米，降雨的时间为135分钟，最大的降雨强度为60毫米每分钟。不同水土保持技术模式下的地标径流产生情况如下图所示：
地表径流图
其中，CK代表常规区，LQ代表垄向区田，SD代表鼠洞，SA代表暗管+鼠洞。通过上图分析可知，在这个降雨过程中没有出现壤中流。
（二）次降雨条件下的产流过程
第一，地表径流形成情况描述。从上面的“地表径流图”中可以看出。在开始降雨的20分钟内，降雨的强度小于10毫米每小时，各个实验径流区内没有产生径流。低强度降雨持续了20分钟之后，土地的表层逐渐湿润，土壤表层的渗入率逐渐减小。在降水强度增大到29毫米每小时之后，没有渗入土壤的雨水形成径流。在地表径流形成之后，常规处理的区域地表径流形成的时间比较早，大约产生在降水开始的25分钟之后；鼠洞、暗管+鼠洞、垄向区田的地表径流的产生的比较晚，大约发生在降水开始的75分钟之后；垄向区田+鼠洞、垄向区田+鼠洞+暗管没有产生地表径流。
第二，结论分析。通过上述分析，可以得出如下结论：
1）与常规区相比，垄向区田的地标径流的深度是常规区的18%，并且地表径流产生的时间比较晚，但是在地表径流产生之后地表径流的强度却突然上升，这说明垄向区田在小强度的降雨条件下能够很好的起到拦截地表径流的作用，但是在降雨的强度增加后，降雨来不及渗入地下，地表径流形成并迅速增加，最终会冲毁土垱，垄向区田的作用消失。
2）鼠洞的地表径流占常规区地表径流的10.33%，暗管+鼠洞的地表径流占常规区径流的6.55%。这两块径流区产生地表径流的时间和垄向区田产生地表径流的时间一致，但是相较于垄向区田来说，这两块区田的地表径流的强度比较小，并且变化曲线比较平缓，能够对地表径流起到很好的调控作用。出现这种现象的原因是因为鼠洞的排水方式是依靠鼠洞壁上方形成的裂缝来达到强化地表水下渗的目的，同时暗管也能够有效的排出一部分地表水，在很大程度上减少了地表的径流量。通过上述分析可以得知，这两种水土保持技术模式在水土保持方面能能够起到很好的效果，同时因为排水技术的费用低，所以可以应用在涝区低产田的改造中。
3）垄向区田+鼠洞、垄向区田+鼠洞+暗管的水土处理技术模式的产流量是零，说明这种水土保持技术模式取得的效果是最好的。
（三）产沙过程描述。产沙过程如下图所示：
产沙过程图
产沙过程受地表径流的影响非常明显，受降水强度的影响也非常明显。从上图可以看出，在降雨强度达到最大值的时候，产沙量也达到了最大值。常规区的产沙量为2.997千克，垄向区田的产沙量为常规区的32.6%，鼠洞的产沙量为常规区的7.84%，暗管+鼠洞区的产沙量为常规区的5.44%，说明垄向区田的产沙量大于鼠洞区的产沙量大于鼠洞+暗管区的产沙量。而垄向区田+鼠洞和垄向区田+鼠洞+暗管这两个区没有产生径流，所以也就没有产沙，水土保持的效果是最好的[3]。
（四）年降雨条件下的产流情况和产沙情况
2010全年实验区的降雨量都偏少，使得产流和产沙的数量都比较小，但是同样能通过对比看出不同水土保持技术模式下的坡耕地的效果。
在六块实验区中，垄向区田+暗管+鼠洞的水土保持模式和垄向区田+鼠洞的水土保持模式的产流量和产沙量都是零，水土保持的效果最好。鼠洞+暗管实验区的产流量为2.46%，产沙量为1.32%；鼠洞实验区的产流量为3.83%，产沙量为1.75%；垄向区田实验区的产流量为26.65%，产沙量为24.65%。综上所述，水土保持效果从好到坏的排序依次是：垄向区田+鼠洞+暗管技术、垄向区田+鼠洞技术、鼠洞+暗管技术、鼠洞技术、垄向区田技术。
结论：
与常规区对照，五种水土保持技术在产流和产沙方面都起到了很好的效果，在产流时间上都有很好的滞后性，其中垄向区田+鼠洞+暗管和垄向区田+鼠洞的水土保持技术取得的效果最为明显，而鼠洞+暗管的水土保持技术能够很好的应用于涝区坡耕地的改造。而单一的水土保持技术比如鼠洞技术和垄向区田技术都能产生一定的作用，但是作用不是非常明显，所以综合的水土保持技术的效果要优于单一的水土保持技术的效果。综合的水土保持技术能够有效的减少地表径流，有效的改善水土流失的现状，保证土壤的养分，达到增产增收的效果。但是由于降雨的不确定性，所以实验的结果还存在一定的不精准性。所以不同水土保持技术的模式以及效果还有待完善。
参考文献：
[1]魏永霞，李晓丹，胡婷婷等.坡耕地保护性耕作技术模式的保水保土增产效应研究[J].东北农业大学学报，2013，（5）：51-55.
[2]陈伟，魏永霞，王存国等.不同水土保持技术模式的坡耕地产流、产沙特征[J].水土保持学报，2011，（6）：27-30.
[3]王晓艳，王存国，魏永霞等.不同水土保持模式下坡耕地的土壤水分特征[J].灌溉排水学报，2012，（1）：99-101.
论文作者:浦仕坤
论文发表刊物:《基层建设》2015年15期供稿
论文发表时间:2015/12/25
标签：径流论文; 水土保持论文; 地表论文; 技术论文; 耕地论文; 暗管论文; 常规论文; 《基层建设》2015年15期供稿论文;