第五章2-水保工程耕作措施试验

水土保持实验方法沈阳农业大学研究生课程沈阳农业大学水利学院周丽丽[e-mail]许秀泉[e-mail]2015年第五章水保措施试验5.1水土保持林草措施试验5.2水土保持工程措施及其效果试验5.3水土保持耕作措施及其效果试验第五章水保措施试验5.3水土保持工程措施及其效果试验5.3.1试验目的和内容1）试验目的应为寻求不同地形部位，不同土地类型，不同土壤、地质、降雨条件下，控制水土流失作用大、增加生产效益高的工程模式。2）试验内容应包括工程的结构形式、工程的规格尺寸、施工方法、建筑材料和最优的配置方案等。第五章水保措施试验5.3.2治坡工程试验1）试验地的选择应符合试验目的和要求。田间工程和造林工程试验地的地形、土壤、地质条件应具备所代表类型区坡耕地和荒坡的一般特征。面积应在1万m2以上，最小不得小于5000m2。2）试验地的选择应符合试验目的和要求。田间工程和造林工程试验地的地形、土壤、地质条件应具备所代表类型区坡耕地和荒坡的一般特征。面积应在1万M2以上，最小不得小5000M2。3）试验设计方案的选择。田间工程和造林工程试验应采用大面积对比法，设对照，不设重复。工程形式和工程规格试验，以修不同形式、不同规格工程的坡地为处理区，不修工程的坡地为对照区；施工方法试验，以用新的施工方法修工程的坡地为处理区，当地常用的施工方法修工程的坡地为对照区。第五章水保措施试验5.3.2.1基本资料的收集应符合下列规定：1田间工程试验基本资料收集。实测地形图，比例尺为1：1000-1：500;实测土层厚度图，按不同土层深度分级绘制实测土壤肥力图，在坡耕地的不同部位采取土样，测定土壤物理、化学性质，按特征值的不同，分级划类制图；收集当地短历时一次降雨资料和坡耕地径流资料。2造林工程试验基本资料收集。实测地形图，比例尺为1：5000-1：1000饥绘制坡度图、土壤图和植被图；收集当地短历时一次降雨资料和荒坡径流资料。3绘制地形图。精度应达到表8.2.3规定的标准。比例1：5001：10001:20001：50001:10000视距（m)70120200300400图上点距(cm)1～31～31～31～1．51～1．5地形点注记高程注至分米(dm)地形图精度标准第五章水保措施试验5.3.2.2技术设计应符合下列规定：1步骤。按照研究的工程种类，依据基本资料选择暴雨频率，设计试验的工程结构形式，计算试验的工程尺寸、工程材料造价，绘制工程断面和工程规划布设图，制订施工方案，编写设计书和施工说明书。2设计方法。按照GB/T16543.1-6-2008进行。试验研究部分，应自行设计。第五章水保措施试验5.3.2.3试验方法应符合下列规定：1现场布设。按设计图纸和施工方案，现场放样测量定线。划分挖方和填方地段，布设机械和工人行走路线。2组织实施应按以下步骤进行：1)编排施工程序，绘制施工流程图。2)组织好人力、机械，按施工程序施工。3)定时进行质量检查。4)建立施工日记，记载上工人数、完成工日、机械台班、完成的工程量和材料消耗，测定施工定额等。5)工程竣工，应测绘竣工图件，编写竣工报告。第五章水保措施试验3田间工程观测调查项目应包括以下内容：1)土壤肥力：施工结束后，在原测点测定土壤容重、水稳性团粒、有机质、全氮磷钾，绘制土壤肥力图，以后逐年观测，连测3～5a2)土壤含水量：在作物生长期内每月观测一次，深度同农业措施试验。3）作物产量：处理区与对照区种植同样作物，采取同一农业技术措施进行管理，单打单收，计算统计产量。4)土壤侵蚀量：在处理区和对照区的适当地段布设径流场，面积、形状因地制宜，观测降雨、径流、泥沙，并观察土壤侵蚀形态的变化。若变化显著，应摄影记录。5)工程拦蓄泥沙和冲毁情况：每次暴雨后调查工程的拦蓄和冲毁情况。分析冲毁原因，并统计修复用工和投资。6)群众经验调查：在试验区周围，选择3-5个由群众修有同类田间工程的坡段，定期进行调查，收集与试验有关的资料，比如坡地土壤、施工方法、工程规格（田面宽度、田坎高度等）、作物产量、工程安全情况等，作为试验的补充，对照印证试验资料，充实试验研究成果。第五章水保措施试验4造林工程观测调查项目应包括以下内容：1)树木生长量。处理区和对照区栽植同样树木，进行同样管理，于每年11月树木停止生长时，调查树木生长量和保存率，测定土壤含水量，逐年同期观测，直至试验结束。2)土壤侵蚀量：在处理区和对照区的适当地段，设置径流场，形状、面积因地制宜，观测降雨、径流和泥沙，并观察土壤侵蚀形态的变化。逐年观测，直至试验结束。3)土壤的改良作用：每年于10月（或土地封冻前），在处理区和对照区的上、中、下部各选测点2个，测定土壤含水量、水稳性团粒、有机质、氮、磷、钾含量等。第五章水保措施试验5.3.2.4资料整理分析应符合下列规定：1田间工程观测资料整理分析应包括以下内容：1)工程修建费用：工程量、用工、机械台班、材料消耗量和投资等。2)处理区和对照区作物产量：作物种类、生长发育、考种结果和作物产量以及其他经济收人等。3)处理区和对照区的径流量和冲刷量，历次和每年降雨量、径流量和冲刷量。4)处理区土壤肥力变化情况：土壤含水量、水稳性团粒、有机质、氮、磷、钾含量增加幅度。5)根据修建和修复投资，分析不同田间工程不同施工方法单位面积的投工、投资和维修费用。6)根据作物产量、产值，分析不同降雨年份、不同工程的经济效益。7)根据径流量和冲刷量，分析不同降雨年份、不同工程的蓄水保土作用。8)根据投资、经济效益和蓄水保土作用等资料，综合分析最佳的工程形式、工程规格和施工方法。第五章水保措施试验2造林工程观测资料整理分析包括以下内容：I)工程修建费用：包括工程量、用工、投资、材料消耗量等。2)处理区和对照区树木生长情况：树种、保存率、补栽次数、用工、投资、生长发育情况和蓄积量等。3)处理区和对照区的径流量和冲刷量。4)根据修建投资，计算不同工程单位面积的投资。5)根据处理区和对照区的经济收人，分析经济效益。6)根据径流量和冲刷量，分析不同降雨年份、不同工程的蓄水保土作用。7)根据各种资料，综合分析最佳的工程结构型式和工程规格。第五章水保措施试验5.3.3治沟工程试验5.3.3.1试验地点试验地所在的侵蚀沟，其侵蚀特点，地质条件，沟道纵横面均应具有代表性。工程控制的集水面积，谷坊应小于0.1km'；淤地坝大于0.5kmz；骨干工程应大于3km2。第五章水保措施试验5.3.3.2试验设计方案的选择应符合下列规定：1治沟工程试验，一般只设对照单元，不设重复。对一些大的治沟工程试验，有条件时，可先在室内进行模型试验，若试验的技术方案可行，再到野外现场结合应根据试验内容而定，淤地坝结构型式试验，可以当地最常用的淤地坝的结构流域治理进行实地试验。2对照单元的设置，型式为对照单元，以对淤地坝某部分做了改进的淤地坝为处理单元。比如，为防止坝顶溢流冲刷坝坡，在坝坡种植灌木或设置沥青、灰土护面；为防止坝地盐碱化，在坝底设置地下排水管等。3淤地坝施工方法试验，可以当地最常用的施工方法（如碾压法、夯实法）修的坝作对照单元，以新的施工方法（比如水坠法）修的坝作为处理单元。4治沟工程的对照单元，不一定全部新修。现有工程特别是大的治沟工程符合试验条件者，亦可选作对照单元。第五章水保措施试验5.3.3.3应按试验要求选择坝址，调查坝址地形、地质状况及工程建筑材料；实测流域地形图，比例尺为1：10000-1：5000;实测沟道纵断面图，比例尺为1，5000-1，1000；实测坝址地形图和坝址断面图，比例尺为1，1000-1，100；绘制水位回水面积和水位库容曲线图；收集降雨资料和水文资料；收集集水区治理状况和社会经济资料。绘制地形图，精度应达到表5.3.2.1规定的标准。5.3.3.4技术设计：一小型治沟工程可按GB/T16543.1—6—1995进行；大型骨干工程，可按SL289—2003，SL302—2004和SL274—2001进行。对于拟进行试验研究部分，应自行设计。工程不同施工方法试验，所用土样相同。第五章水保措施试验1现场布设。应按技术和施工设计，在现场放样定线；布设施工场地；划分土场开挖顺序；安排好运输线路；做好施工导流或截流准备工作；同时，还应在不受施工影响的地方，设立施工测量标识。2组织实施。除按治坡工程的规定进行外，应特别注意以下两点：1)平时应按规定对施工质量进行严格检查，对试验研究部分的施工，应符合试验设计要求。2)治沟骨干工程竣工后，应按基建程序进行验收。3观测项目应包括以下内容：1)干密度：分层观测。2)位移、沉陷、裂缝、坍塌。3)坝体浸润线、渗透流量、渗透水的浑浊度。4）坝顶漫溢水深及坝坡冲刷情况。5）洪水过后，坝系或谷坊群破坏情况。6)坝地地下水水位、水质。7)淤地坝拦泥淤地情况。8)坝地利用情况和作物产量。第五章水保措施试验4观测方法应按照水利电力部颁发的《水工建筑物观测工作手册》及有关规定进行。5观测项目应根据试验目的确定，应有重点、有针对性，并且做到少而精。坝体施工方法试验，应观测1）、2)、3)等项；坝体排泄地下水试验，应观测5)、6)等项；坝坡防冲试验，应观测1）、4)等项；谷坊工程试验，只在雨后调查破坏情况，不进行专项观测；特殊试验项目还可增加其他观测项目。第五章水保措施试验5.3.3.5资料整理与分析应符合下列规定：1资料经过整理提出以下成果：1)土坝容重、沉陷资料。2)土坝裂缝、坍塌资料。3)坝顶漫溢及坝被冲刷资料。4)坝地地下水位、水质变化资料。5)坝系破坏资料。6)淤地坝拦泥淤地资料。7)坝地产量及其他生产收人。8)不同施工方法的工效、质量和投资资料。2资料分析应包括以下内容：1)根据土坝容重、沉陷、工效、投资等资料，分析施工方法优劣。2)根据土坝裂缝、坍塌等资料，分析坝坡设计是否合理。3)根据坝地地下水位、水质变化，分析坝体、坝内排除地下水措施的效果。4)根据坝顶溢流和坝被冲刷资料，分析坝坡护坡措施的作用大小。5)根据淤地坝淤积资料，分析拦泥效益。6)根据坝地生产收人，分析坝地生产效益。7)根据淤地坝的安全情况、坝地利用情况、生产和拦泥效益分析淤地坝结构设计是否合理。第五章水保措施试验5.3.4水土保持耕作措施及其效果试验5.3.4.1试验目的和内容试验目的在于寻求能够有效地保持水土、提高地力、增加产量和经济收益的水土保持措施。试验内容应包括以下各项：1.增加地表糙度，减缓、减少坡地径流和流速，降低径流侵蚀能力，增加土壤水分人渗措施的试验。如中耕作物的奎堆子、等高耕作、等高带状种植、沟垄耕作、三角窝种、丰产沟耕作法试验等。2.增加地面覆盖，提高土壤抗蚀能力措施的试验。如草田带状间作、草田轮作、覆盖耕作、选用良种、合理密植、豆禾作物间作套种、混播复种试验等。试验结果以增加作物产量、减少土壤冲刷量和径流量为主要指标。第五章水保措施试验5.3.4.2试验地的选择1）试验地应有代表性。应选择土壤类型、土质、肥力、坡度等在本地区有代表性的地块。2）试验地地力应均匀。前作、土壤肥力、耕作情况等，应均匀一致。3）试验地的位置应适当。试验地不应设在靠近树林、村庄等的地方，避免由于遮荫及人畜破坏而影响试验的准确性。第五章水保措施试验5.3.4.3试验设计1）试验设计应根据设置重复、地域限制和随机排列结果的基本原则进行2）试验处理宜为3-5个，最多不应超过10个3）试验重复次数宜采用3-4次。4）试验小区面积应根据试验要求、土地条件、作物种类等确定。如植株大的比植株小的小区面积应大些，栽培试验较品种试验小区面积应大些，耕作措施试验小区面积更要大些。宜采用20-100m2，品种比较试验不小于20m2，栽培试验不小于30m2，间作套种、耕作试验不小于l00m,。进行蓄水保土效益观测的小区应为l00m,，即宽5m,长20m。小区形状以长方形为宜，宽与长的比例为1.2-1.5,小区长边应与坡度方向平行。5）对照区的设置，应以当地的品种、耕作方法、轮作方式等作对照。6）保护带应设置在试验区四周