浅谈复合地埂在坡耕地水土流失治理中的应用

摘要：复合地埂，即大型竹节壕与地埂植物带、坡式梯田、截流沟的结合体，它具有蓄排结合，抗蚀能力强，防预标准高，增加林草覆盖率等多重功效，是集工程措施、植物措施和农业耕作措施于一身的水土保持工程。复合地埂是穆棱市治理坡耕地水土流失的最有效措施。

关键词：复合地埂；坡耕地治理；应用

穆棱市是黑龙江省水土保持重点县（市）、也是全省水土流失最严重的地区之一，属低山丘陵强度侵蚀区。多年来，国家、地方、个人投入了大量的人力、物力和财力，修筑了大量的水土保持工程，使水土流失治理得到了长足发展。

由于穆棱市地处低山丘陵区，有效土层较薄，只有20～60cm，成土母质多为泥页岩、变质岩、风化岩，土体稳定性差，加之坡长而且陡，因此，多年来穆棱市治理坡耕地是以坡式梯田、地埂植物带为主导工程，这些工程措施在站北沟小流域坡耕地快速治理中确已充分发挥了作用。但统观全市各小流域的坡耕地治理与运行情况，八面通东山和兴源镇西山等小流域采用的复合地埂的治理效果最佳。

复合地埂，即大型竹节壕与地埂植物带、坡式梯田、截流沟的结合体，它具有蓄排结合，抗蚀能力强，防预标准高，增加林草覆盖率等多重功效，是集工程措施、植物措施和农业耕作措施于一身的水土保持工程。

1、复合地埂的布设、设计和施工

1.1复合地埂的布设

复合地埂一般布设在坡耕地面积较大，林草覆盖率较低，水土流失危害严重的小流域中，按1/200～1/100的比降逆主沟道方向排水，即将坡面径流排向主沟道的上游，以延长汇流时间。布设前应查清坡面侵蚀沟的情况，在复合地埂经过的地方，应修筑防御标准较高的蓄水池或浆砌石谷坊。

1.2复合地埂的设计

复合地埂一般按防御十年一遇暴雨强度设计，由于复合地埂是以蓄为主，蓄排结合的水土保持工程，在设计时，主要考虑其拦蓄能力和造林密度，因而先确定其断面尺寸，再计算拦洪量，确定带间距。

1.2.1每延长米复合地埂拦洪量按下式计算：

QO=（h2/sinθ-A）/2+（h+B）h

式中：QO――每延长米复合地埂拦洪量，m3

A ――单埂断面面积，m2，A=（a+b）h/2

θ――原地面坡度

h ――埂高，m

B ――埂间距，m

1.2.2设计洪水总量用下式计算

W24=1.16×0.1（K10%/K5%）×B1×200.83×F/20

式中：W24――十年一遇最大24小时洪水总量，m3

K10%――十年一遇模比系数

K5%――二十年一遇模比系数

B1 ――最大一日洪量参数

F ――集水面积，km2

1.2.3每公顷径流量用下式计算

Q= W24/100F

1.2.4每公顷需修筑复合地埂的长度用下式计算

L=Q/QO

1.2.5带间距用H=10000/L计算

1.3复合地埂的施工

复合地埂一般是在每年的秋季采用人机结合的方法进行施工。①按1/800～1/500的比降定线。②用筑埂犁修筑两条间距为B（一般取B为2m）的平行地埂。③用人工或机械剥离1/3的田面及埂间表土，用生土筑埂并拍实，使地埂断面尺寸达到设计标准，然后将表土复原。④在两埂间修筑间距为5～10m，垂直于地埂的土挡，土挡高为h/2。⑤耙地改垄，使田面垄向与地埂平行。⑥在复合地埂与侵蚀沟交叉处修筑高标准蓄水池或浆砌石谷坊。⑦第二年春季在地埂上栽植紫穗槐或胡枝子等，埂间空地栽植沙棘或玫瑰等。

2、复合地埂的特点

复合地埂是以蓄为主，蓄排结合的水土保持工程，它具有防御标准高，抗蚀能力强，增加林草覆盖率等特点。

2.1施工简单，见效快

复合地埂与坡式梯田的施工方法很相近，均是采用人机结合的方法，操作简单易行。其单位长度的用工量、土方量约是坡式梯田的两倍，而拦蓄能力却是坡式梯田的近3倍，以10?坡面为例，坡式梯田田埂与复合地埂地埂的断面尺寸如图：

其中：a=0.5m b=1.9m h=0.7m

则A=（a+b）h/2=（0.5+1.9）×0.7/2=0.84m2

⑴坡式梯田每延长米拦洪量用下式计算

Q1=（h2/tgθ-A）/2

式中：h――坡式梯田田埂高

θ――原地面坡度，θ=10?

A――田埂断面面积

Q1=（0.72/tg10?-0.84）/2=0.97m3

⑵复合地埂每延长米拦洪量Q。用下式计算：

QO=（h2/tgθ-A）/2+（h+B）h= Q1+（h+B）h

=0.97+（0.7+2.0）×0.7=2.86 m3

⑶拦洪量比较

QO/Q1=2.86/0.97=2.95

复合地埂是按其拦蓄能力设计施工的，因而复合地埂的土方工程完工后即可达到防御标准，当年就可投入运行。

2.2蓄排结合、防御标准高

复合地埂是按一定比降双埂平行伸展的，每两个土挡形成一节大型竹节壕，可独立蓄水。当年水量超过设计标准时，每相临的两个竹节壕又可相互连通，整条复合地埂就形成了一条排水渠，可切断坡面径流，将超标准降水排向主沟道，大大提高了防御标准，因而它是一种以蓄为主、蓄排结合的水土保持工程，它的排水能力按下式计算：

Q=AC Ri

式中：C――谢才系数

A――排水渠断面面积

R――水力半径

i――渠底比降

2.3抗冲刷能力强，工程完好率、保存率高

复合地埂一般宽度为6～7m，在施工时又及时调整了田面垄向，不易遭到人为破坏，而且复合地埂的地埂及埂间空地均栽植了灌木或小乔木，一般在两年后就可完全郁闭，并形成一定厚度的枯枝落叶层，既可由树冠、枯枝落叶层、根系构成一道立体防护体系，增强了工程的抗冲刷能力，提高了工程的完好率和保存率。

2.4改善生态环境，提高林草覆盖率

复合地埂的宽度约是地埂植物带的3～4倍，一般占地26%～33%，相当于在农业种植区内增加25%～33%的林草覆盖率，可生产出大量的灌木条、沙棘果等，既增加了经济收入，又促进了多种经营发展。复合地埂是以蓄为主的水土保持工程，在农作物生长阶段，带内的土壤及枯枝落叶层的含水量较大，提高了周边农作物的抗旱能力，改善了农业生产条件和生态环境，深受广大农民的欢迎。

3、结语：

八面通镇东山坡洪治理区的复合地埂是1991年秋修筑的土方工程，1992～1993年春栽植的紫穗槐、玫瑰、沙棘等，经过多年的运行，成功的拦蓄了历次降雨产生的坡面径流。1992年7月29日，即土方工程完成的第二年，遇24小时降雨122.5mm，被全部拦蓄，土方工程未遭坡坏，有效控制了水土流失。尤其是经受了1998年特大洪水的考验，工程完好率、保存率达100%。实践证明，复合地埂是穆棱市治理坡耕地水土流失的最有效措施。