DB36T-经果林水土保持技术规范 第2部分：前埂后沟-梯壁植草式水平台地技术规范编制说明.docx

经果林水土保持技术规范第2部分：前填后沟-梯壁植草式水平台地技术规范地方标准编制说明（草案）江西省水利科学院二。二三年九月一、任务来源1二、编制本标准的必要性1三、编制原则与依据21、编制原则22、主要依据2四、主要工作过程21、试验研究22、相关尺寸设计8五、标准实施后效益8六、国际国内同类标准情况9七、与现行有关法律、法规和强制性标准的关系9八、实施该标准的措施建议9经果林水土保持技术规范第2部分：前填后沟.梯壁植草式水平台地技术规范地方标准编制说明一、任务来源江西省水利科学院依托相关研究成果，起草并制定了经果林水土保持技术规范第2部分：前填后沟-梯壁植草式水平台地技术规范，并由江西省水利厅向江西省市场监督管理局提出地方标准立项申请。2023年4月，江西省市场监督管理局将其列入2023年第一批江西省地方标准制修订计划，并印发江西省市场监管局关于下达2023年第一批江西省地方标准制修订计划的通知（赣市监标（2023）3号）文件，批准由江西省水利科学院负责经果林水土保持技术规范第2部分：前城后沟-梯壁植草式水平台地技术规范（编号：DB36-2023-1-25）地方标准的起草工作。二、编制本标准的必要性南方红壤丘陵区水热资源丰富，是我国重要的经济果木林主产区。近年来,经果林产业迅速发展，对当地农民脱贫致富、地方经济发展和乡村振兴做出了重要贡献。台地改造可以通过截短坡长，降低径流流速，有效的拦蓄降雨径流，是经果林开发中一种有效的保水、保土、保肥整地措施，应用广泛。然而由于部分台地设计不合理，采用大规模机械粗放整地和管理，导致大面积土壤裸露，土壤结构遭到严重破坏，加之极端暴雨现象频发，导致台地稳定性差、容易受水力侵蚀等外营力破坏等问题，且进一步加剧了水土流失风险，带来一系列生态环境问题。针对以上问题，探索将前填后沟、梯壁植草和水平台地等多项水土保持单项技术进行组装和集成，是防治水土流失与改善、美化生态景观相统一的水土流失新型治理措施，也是以人为本，实现人与自然和谐相处的新型水土保持生态农业技术。大量研究和实践结果表明，前填后沟-梯壁植草式水平台地对坡地开发初期水土流失控制具有显著效果。目前，前填后沟-梯壁植草式水平台地在实际生产过程中得到了广泛应用，但是由于缺乏相关定量的技术标准或规范，导致建设水平参差不齐,技术效益也没有得到充分发挥,甚至有更为严重的水土流失现象。鉴于此，在前境后沟-梯壁植草水平台地研究成果的基础上，编制适宜我省坡地开发整地的前境后沟-梯壁植草式水平台地建设技术规范，可为我省坡地开发水土流失综合治理提供技术支撑。三、编制原则与依据1、编制原则编制遵循“创新性、实用性、统一性”的原则，坚持生态建设优先，贯彻“以人为本、人与自然和谐共处、可持续发展”的理念。以前埋后沟-梯壁植草式水平台地技术研究为基础，收集前填后沟修建方法和梯壁植物种植方法等资料，以及国内外台地修建技术的相关成果，按照标准化工作导则(GB/T1.12020)的要求，编制完成本标准，为科学指导江西省前填后沟-梯壁植草式水平台地技术应用推广提供支持。2、主要依据本标准依据起草组成员多年来在前城后沟-梯壁植草式水平台地技术方面所做的相关科研成果和实践经验，经过科学的总结、梳理和提炼而成。规范在编制过程中，参考的技术文件及技术规范主要包括：GB/T16453.1水土保持综合治理技术规范坡耕地治理技术GB/T16453.2水土保持综合治理技术规范荒地治理技术GB/T16453.4水土保持综合治理技术规范小型蓄排引水技术DB36/T1344.1小流域水土流失综合治理水土保持工程措施设计规范本标准与现行法律、法规和强制性标准没有冲突。四、主要工作过程1、试验研究(1)试验小区台地试验小区该试验区位于江西水土保持生态科技园，建成于2001年。在土层厚度均匀、土壤理化特性较一致、坡度较均一的同一坡面上，经人工修整后，共布设6个长20m×宽5m标准径流小区（见表1）,水平投影面积Ioom原地面坡度均为12。，小区均种植代表性经济作物一一柑橘。各小区示意图如图1所示。小区建设以来，连续观测各小区自然降雨条件下地表径流量和土壤侵蚀量,根据径流池安装的水位尺读数，由试验站预先率定的公式计算径流量，并采用烘干法测定径流含沙量，计算侵蚀产沙量。表1台地试验小区一览表序号措施类型具体处理a坡地清耕果园未进行坡改梯处理，地表裸露b梯壁裸露-水平台地梯壁裸露，台面水平C梯壁植草-水平台地梯壁种植百喜草，台面水平d梯壁植草-外斜台地梯壁种植百喜草，台面外斜5。e梯壁植草-内斜台地梯壁种植百喜草，台面内斜5。梯壁种植百喜草，台面外侧修筑地填，内f前境后沟梯壁植草式水平台地侧修筑坎下沟，台面水平图1不同试验小区示意图（坡地清耕果园（a）、梯壁裸露-水平台地（b）、梯壁植草-水平台地（c）、梯壁植草-外斜台地（d）、梯壁梢草-内斜台地（e）、前境后沟-梯壁机草式水平台地（f）植草试验小区该试验区位于江西水土保持生态科技园。在土层厚度均匀、土壤理化特性较一致、坡度较均一的同一坡面上，经人工修整后，共布设12个2mXlm（长X宽）微小区，坡度均为12。，具体处理见表2。表2植草试验小区一览表序号措施类型具体处理重复数1裸露处理地表裸露32结续草覆盖全园种植结缕草33狗牙根覆盖全园种植狗牙根34假俭草覆盖全园种植假俭草3试验采用模拟降雨形式开展，雨强设置90mmh,降雨历时30min,产流后每隔5min采集一次地表径流泥沙样品，测量径流量和径流含沙量，采用高镒酸钾示踪法测定径流流速。（2）台地工程对坡面产流的影响利用江西水土保持生态科技园台地试验小区连续12年的径流观测数据，分析各类台地措施的蓄水减流效益（表3）。表3不同台地措施的蓄水减流效益措施类型年均径流系数（）蓄水减流效益（）坡地清耕果园11.77/梯壁裸露水平台地6.0848.34梯壁植草水平台地3.7368.31梯壁植草外斜台地3.6169.33梯壁植草内斜台地3.2772.22前境后沟梯壁植草式水平台地2.8975.45从表3可知不同措施径流系数从大到小依次为坡地清耕果园>梯壁裸露-水平台地>梯壁植草-水平台地>梯壁植草-外斜台地>梯壁植草-内斜台地前填后沟-梯壁植草式水平台地。上述结果说明，台地工程措施具有明显的减流作用，各台地工程平均减流效益达48.3475.45%；不同台地工程的减流效益表现为前填后沟-梯壁植草式水平台地最大，梯壁裸露-水平台地最小，有梯壁植草台地比无梯壁植草台地减流效益平均高22.98%o（3）台地工程对坡面产沙的影响利用江西水土保持生态科技园台地试验小区连续12年的侵蚀泥沙观测数据,分析各台地措施的年均土壤侵蚀模数和减沙效益（表4）。表4不同台地措施减沙保土效益措施类型年均土壤侵蚀模数/（km3）减沙效益（）坡地清耕果园1482.11/梯壁裸露水平台地520.7464.86梯壁植草-水平台地12.3899.16梯壁植草-外斜台地20.1998.64梯壁植草-内斜台地10.2799.31梯壁植草-前坡后沟式水平台地8.4499.43由表4可知，与坡地果园相比，不同类型台地对径流泥沙流失均有显著的削减效益，平均减沙保土效益达64.8%99.4%,不同台地的削减效益大小依次为前填后沟-梯壁植草式水平台地梯壁植草-内斜台地梯壁植草-水平台地>梯壁植草-外斜台地>梯壁裸露-水平台地。有梯壁植草台地比无梯壁植草台地减沙效益平均高34.27%o（4）极端降雨条件下台地的减流减沙效益近年来，极端降雨事件频发，其所带来的破坏性比一般降雨事件更为严重,极大地增加了区域水土流失风险。为进一步分析前埃后沟-梯壁植草式水平台地对极端降雨径流和泥沙的削减效果，将降雨类型划分为普通降雨和极端降雨。从表5可以看出，梯壁裸露-水平台地在极端降雨条件下的减流效益仅49.4%,减沙效益仅34.0%,均小于普通降雨下的减流减沙效益。采取梯壁植草措施后，减流减沙效益得到大大的提升，其中减流效益平均提高了32.0%,平均达81.4%,减沙效益平均提高了64.6%,平均达98.6%,而采取前填后沟措施后，减流效益提高了10.7%,高达92.6%,可见，前填后沟-梯壁植草式水平台地在极端降雨条件下具有更加显著的减流减沙效果。表5不同台地措施的减流减沙效益（）蓄水减流效益减沙保土效益极端降雨普通降雨极端降雨普通降雨梯壁裸露-水平台地49.452.334.081.1梯壁植草-水平台地81.966.498.999.3梯壁植草-外斜台地76.468.397.799.1梯壁植草-内斜台地86.069.599.399.3梯壁植草-前坡后沟式水平台地92.672.399.799.4均值77.365.885.995.6根据表6,各试验小区在极端降雨条件下的地表径流系数和土壤流失率均大于普通降雨，不同台地地表径流系数和土壤流失率在两种降雨类型下的比值大小均表现为梯壁裸露-水平台地>梯壁植草-外斜台地>梯壁植草-水平台地>梯壁植草-内斜台地梯壁植草-前填后沟式水平台地，可见，梯壁植草-前境后沟式水平台地在极端降雨条件下仍具有最佳的减流减沙效果。表6不同试验小区的地表径流系数和土壤流失率在两种降雨类型下的比值极端降雨/普通降雨坡地清耕果园梯壁裸露-水平台地梯壁植草-水平台地梯壁植草-外斜台地梯壁植草-内斜台地梯壁植草-前填后沟式水平台地均值地表径3.84.12.12.91.81.02.6流系数土壤流7.024.310.317.66.33.411.5失率由以上结果可知，前填后沟梯壁植草式水平台地对降雨径流和侵蚀泥沙的削减效果均为最佳，说明前填后沟梯壁植草式水平台地可通过缩短坡长、降低坡度来减小坡面径流流速，通过构筑坎下沟和前地填拦蓄降雨径流、增加坡面入渗，通过梯壁植草减少梯壁冲刷，增加梯壁稳定性，是一种非常有效的坡地水土流失防治措施。（5）不同草种的减流减沙效益(S)叵fer 袋星200-150-100-50-0-裸露小区狗牙根覆盖假俭草覆盖结缕草覆盖图2不同植草小区的初始产流时间(SAu)SW式空图4不同植草小区的径流系数由图2-3可知，裸露小区具有最短的初始产流时间和最大径流流速，植草覆盖能较大幅度延长初始产流时间，降低径流流速，其中，各小区初始产流时间大小表现为狗牙根假俭草结缕草裸露小区，植草小区初始产流时间为裸露小区的4-7倍，各小区的径流流速大小则表现为裸露小区狗牙根结缕草假俭草，其中，以假俭草减缓坡面径流的效果最佳。根据图4,裸露小区产流量最大,径流系数高达0.7,植草覆盖后，径流系数均有效降低，仅0.30.5,可见植草覆盖可有效抑制地表径流的产生，其中以狗牙根抑制效果最好。表6不同植草小区的减沙效益措施类型土壤侵蚀量tkm2减沙效益（）裸露小区498.97±48.47狗牙根覆盖15.90±3.1793.5假俭草覆盖47.30+7.7784.0结缕草覆盖25.27±2.2095.5由表6可知，与裸露小区相比，植草覆盖小区均具有显著的泥沙削减效益，削减效益高达84.0%95.5,各草种减沙效益大小表现为结缕草狗牙根假俭草。综上，该三种草种均具有显著的减流减沙效益，其中蓄水减流效果以假俭草和狗牙根表现较好，保土减沙效果以结缕草表现较佳。究其原因，草被层能够有效拦截降雨，削弱降雨动能，减少径流，强壮的匍匐茎和发达的地下根系可以固定土壤颗粒和提高土壤结构稳定性，同时增加降雨入渗。2、相关尺寸设计（1）台地地填尺寸设计依据地域应能拦蓄设计频率暴雨所产生的全部径流的原则，设计地填高度公式。根据GB/T16453.1水土保持综合治理技术规范-坡耕地治理技术相关规定，梯田防御暴雨标准，一般采用IOa一遇3h-6h最大降雨，因此按部分地区10年一遇6h最大降雨估算，结合实践经验，地域高度一般为0.20.3m°具体公式如下：h=he+c_QP（B+b）&=IOooB式中：h地土更高度，m；力L地填有效高度，m：c一地填超高（m）,一般取0.050.1；。一径流系数，取0.60.7;P10年一遇6h最大降雨量，mm；B台地台面宽度，m；b梯壁占地宽度，m；（2）台地坎下沟尺寸设计台地砍下沟应对台面降雨径流具有一定的汇集、蓄排作用，但应尽量减少占地，结合实地调研，坎下沟断面尺寸一般为底宽0.2-0.3m,高0.2-0.3m,梯形断面坡比1:0.2左右。五、标准实施后效益（I）生态效益：前填后沟-梯壁植草式水平台地具有显著的蓄水、保土、保肥特点，采用该项整地措施后，坡面地表径流量减少率可达75%,土壤侵蚀模数减少率可达99%,可使水土流失得到有效控制，涵养净化水源能力改善，养分流失明显减少，土壤肥力明显改善，土地生产率显著提高。（2）社会效益：可推动和促进农村产业结构的调整，农业生产条件明显改善，带动农村经济全面健康发展和农民脱贫致富，为促进行业发展发挥了重要作用。（3）经济效益：一方面减少了土壤侵蚀和养分流失，节约肥料投入；另一方面可提高作物产量和品质，增加农民收入。六、国际国内同类标准情况经多方查新，国内外尚未有制定“前城后沟-梯壁植草式水平台地”方面的标准，国内与梯田设计相关的标准对本标准的制定具有一定的参考作用。七、与现行有关法律、法规和强制性标准的关系本标准（送审稿）是在国家相关的法规和强制性标准的基础上结合地方实际情况制定出来的，因此与现行法律法规没有冲突。八、实施该标准的措施建议本标准适合在山地、丘陵等以坡地为主的地区进行水土保持和生态建设领域进行应用，建议发布实施过程中要严格按照在本标准规定区域范围和生态条件下应用，另外还应加强技术培训，使广大农户掌握本技术标准，并在生产上实际应用。