坡耕地耕作管理措施对降雨入渗的影响
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第１卷第 ３ ７ 期
２０年９ ０３ 月
水 土 保 持 学 报
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Ｖ ０１ Байду номын сангаас Ｎ０．３ ．１ Ｓｅ ｐ．， ００３ ２
坡 耕 地 耕 作 管 理 措 施 对 降 雨入 渗 的 影 响
坡耕 地 的耕 作管 理 措 施 既能 改 良土壤 性 质 ， 又能 增 加地 表糙 度 ， 而 增 加 了坡 面 的 拦 蓄能 力 。 从 国外 的研 究 大约 已有 ５ 多 年 的历 史 ， Ｏ 主要 集 中在 留茬 、 盖 和免 耕 等技术 对 保持 水 土的 作用 方 面 ， 覆 总体 来 看 ， 在实 施 了措 施
黄 土 高原 坡 耕 地 占总耕 地 面积 的４ ， ３ 其土 壤 侵蚀 量 占到 流域 总 侵蚀 量 的５ ～ ６ ％［ 。 样 严 重 的 水 Ｏ Ｏ １ 这 ］ 土 流失 使 原 本 干早 的土 壤 雪上 加 霜 ， 造成 单 位 面积 粮食 产 量低 而 不稳 ， 以满 足人 们 的生 活 需 求 ， 难 同时 还 加 剧 了黄河 下游 水 患 的 潜在 危 险程 度 。 此 ， 耕地 综合 治 理是 该 区生 态环 境恢 复 的重 点 。 因 坡 水 土流失 治 理 的核 心 是降 雨 的就 地拦 蓄 入渗［ 。 ３ 为了 实现这 一 目的 ， 用 的措 施 主要 是 改 变 下 垫 面条 件 的 ］ 采 水 土保 持 工程 措施 、 物措 施 和耕 作 措施 。 生 这些 措 施 的效 果 如何 是 政府 部 门 和科 技 部 门非 常 关 心 的 问 题 。 本 故 文 以几种 常 用 的耕 作 管理 措施 为对象 ， 究 它对坡 耕 地 降雨 人渗 的影 响 ， 研 以回答 这 一 问题 。
的 土地 上 ， 能 减 少水 土 流 失 ， 均 增加 土 壤 人渗 ， 提高 土壤 质 量 。 内的研 究 开 展 于上 世 纪 的 ５ 年代 ， 时 黄 土 高 国 Ｏ 当
原 的各 个 水 土保 持 试验 站 开展 了 深耕 等 措施 对 保持 水 土作 用 的研 究 ， 入８ 年 代 ， 一 领 域 的研 究 更 为广 泛 ， 进 Ｏ 这
ｆｌ ｔ ｎ ａｎ ａ ｉｔｎ ｉｙ Ｔｈ ｅａｉｎ ｈｐ ｏ ｉ ｉｔｎ ｉｅ ｎ ｉ ｒ ｔ ｎ ｒ ｔｓｂ ｔ ｅ ｈ ｉ ｅｅ ｔｔ ｌｇ ａｌ ｉ ｍｅ ａ ｄ ｒ ｉｆ￣ ｎ ｅ ｓ ． ｔ ｅ ｒｌｔ ｓ ｉ ｆｓ ｌ ｎ ｅ ｓ ｉｄ ｉ ｆ ｔａｉ ａｅ ｅｗｅ ｎ ｔ ｅｄ ｆ ｒ ｎ ｉａ ｅ ｏ ｏ ｆ ｌ ｏ ｆ ｌ
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昊 发 启 ，赵 西 宁 ，崔 卫 芳
（ ． 北 农 林 科 技 大 学 ，陕 西 杨 陵 ７ ２ ０ ；２ 中 国科 学 院 水 利 部 水 土 保 持 研 究 所 ， 西 杨 陵 ７ ２ ０ ） １西 １ １０ ． 陕 １ １ ０
摘 要 ；利 用 人 工模 拟 降 雨 装 置 对 坡 耕 地 不 同耕 作 管 理 措 施 强 化 降水 入 渗 规 律 进 行 了研 究 。 果 表 明 ， 同 耕 作 管 结 不 理 措 施 强 化 降 水 入 渗速 率 效 用 不 同 ， 相 同入 渗 时 间 情 况 下 ， 化 降 水 人 渗 速 率 等 高 耕 作 ＞ 人 工 掏 挖 ＞ 人 工 锄 耕 在 强 ＞ 直 线 坡 ， 中小 雨 强 和较 短 降 雨 历 时 情 况 下 ， 种 情 况 表 现 更 为 显 著 。 对 黄 土 高 原 超 渗 产 流 理 论 和 坡 面 水 量 在 这 在 平 衡 方 程 分 析 的基 础 上 ， 出 了 不 同耕 作 管 理 措 施 强 化 降 水 人 渗 速 率 与 入 渗 时 间 的 函 数 关 系 式 。 得 关 键 词 ： 耕 地 ； 耕 作 管 理 措 施 ； 强 化 降 水 入 渗 坡
中固分类号 ：１７１ Ｓ ５． 文献标识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ９２ ４ （Ｏ ３ Ｏ 一 ｌ５Ｏ １ ０—２ ２ ２ Ｏ ） ３Ｏ １ 一３
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１６ ｌ
水 土 保 持 学 报
第 １ 卷 ７
的样 地 上 ， 用镢 头 挖地 ， 使 地面 保 持 掏挖后 的原 始状 态 ； 工锄 耕 是用 锄 头 以常 规方 式 对坡 耕 地进 行 锄 挖 ， 并 人 试
验 中 ， 以耙平 的直 线坡 地 为对 照 。 均
人 工 降雨使 用 有 压 给水 针 头 式模 拟 降 雨装 置 ， 要 由供 水 桶 、 主 降雨 发 生器 、 支架 、 板 等部 分 组 成 ， 围 降雨 面 积 为 ｌｍ ×１ｍ， 滴 下 落 高 度 为 １ ５ｍ， 可 以 调 动 ， 雨 强 度 的 大 小 通 过 供 水 开 关 和 不 同 型 号 的 针 头 来 控 雨 ． 且 降 制嗍。 降雨 量 的观 测 、 流 和 泥沙 的收集 均 按 《 土保 持 技术 规 范 》 求 进行 ； 壤含 水 量 和 容 重采 用 烘 干法 进 径 水 要 土 行 测 定 。 度参 数 的设 计 分别 为５ ，Ｏ ， ５ ，Ｏ和２ 。 降雨 强度 设计 为 ０ ５ ３ ０ｒｍ／ ｉ 各 种 试 验 均设 １ 重 坡 。１ 。１ 。２ 。 ５ ； ． ～ ． ａ ｒｎ ａ 次
并 且 取得 了较 为丰 富 的研 究 成果 ［ ， 总体 来 看 ， ４ 但 川］ 还缺 乏 系统 性 ， 别是 对 人 工掏 挖 、 耕 等 常 用措 施 的 研 究 特 锄
几 乎 未 见涉 及 。 正是 本 文开 展 研究 的原 因 。 这
１ 研 究 内容 与方 法
本 研 究分 别 以地 处 黄 土高 原 沟壑 区 的淳化 县 泥河 沟 流域 和黄 土丘 陵 沟壑 区 的安 塞县 纸 坊 沟 流域坡 耕 地 为
ｎ ｌｅ ｓ ｐａｔａｕ ａ ｌ ｎ ｅ ｅ ａ ｉ ｎ ｏ ｔｒ ｉ ｌｐ ． ｉ ｏ ｓ ｌ ｅ ｎｄ ｂａａ ｃ ｑｕ ｔｏ ｆｗａ ｅ ｎ ｓｏ ｅ Ｋｅ ｙ ：ｓｏ ａ ｍｌ ｎ ｌｐ ｆｒ ａ ｄ； ｅ ｔｌ ｇ ｎ ｇ ｍｅ ｔｍ ｅ ｓ ｒ ｉ ａ ｅ ｍａ ａ ｅ ｎ ａ ｕ ｅ； ｉ ｅ ｓｆｅ ａ ｎ ａｌｉ ｆｌｒ ｔｏ ａ ｅ ｎｔ ｎ ｉｉｄ ｒ ｉ ｆ ｌ ｎ ｉ ａ ｉ ｎ ｒ ｔ ｔ
收 曩 日期 ；０ ２ １— ２ ２ ０ — ２０ 基 金项 目 ｔ 河 基 金 。 面 措 施 减 水 减 沙 机 理 研 究 ” ２ ０ — ０ ０ ） 黄 坡 （ ０ １ ３ ３ 作 者 筒 介 ； 发启 ， ， 于 １５ 年 ， 士 生 导 师 ． 要 从 事 土 壤 侵 蚀 与 水 土 保 持 方 面 的 研 究 ． 吴 男 生 ９７ 博 主
２ Ｉ ｓ ｔ ｔ ｏ ０ ｎ ａｅ ｏ ｓｒａ ｉ ， ｈｎ ｓ Ａ ａ ｅ ｃ ｎ ｅ Ｙ ｎ ｌ ｇ， ｈ ａ ｘ ７ ２ ０ ） ． ｎｔ ｕｅ ｆ ａ Ｗ ｔｒ ｎｅ ｖｔ ｎ Ｃ ｉ ｅ ｃ ｄ ｍｙ ｏ Ｓ ｉ ｃ ， ａ ｇ ｉ Ｓ ａ ｎ ￣ １ １ ０ ｉ ｄ Ｃ ｏ ｅ ｆ ｅ ｎ Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ Ｐ ｃ ：Ｔｈ ａ ｅ ｔ ｄ ｅ ａｎ ａｌｉ ｆ ｔ ａ ｉｎ ｌ ｗｓｏ ｉ ｅ ｅ ｔ ｔ ｌｇ ａ ａ ｅ ｎ ｅ ｓ ｒ ｓ ｂ ｓｎ ｒ ｉ ｃａ ｅ ｐ ｐ ｒ ｓ ｕ ｉｄ ｒ ｉ ｆ ｌ ｎ ｉ ｒ ｔ ａ ｆｄ ｆ ｒ ｎ ｉ ａ ｅ ｍ ｎ ｇ ｍｅ ｔｍ ａ ｕ ｅ ｙ ｕ ｉ ｇ ａ ｔｆ ｉ ｌ ｌ ｏ ｆ ｌ ｉ ｓｍｕ ａ ｅ ａｎ ａ ｔ ｏ ． Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗｅ ｈ ｔ ｔ ｅ ｄ ｆ ｒ ｎ ｉ ａ ｅ ｍａ ａ ｅ ｎ ａ ｕ ｅ ａ ｅ ｄ ｆｅ ｅ ｔｅ — ｉ ｌｔ ｄ ｒ ｉ ｆ ｌ ｍｅ ｈ ｄ ｅ ｒ ｓ ｌｓｓ ｏ ｄ ｔ ａ ｈ ｉ ｅ ｅ ｔｔ ｇ ｎ ｇ ｍｅ ｔｍｅ ｓ ｒ ｓ ｈ ｖ ｉ ｒ ｎ ｆ ｆ ｌ ｆ ｆ ｃ ｓ ｔ ｏ ｌ ｎ ｅ ｓ ｉｄ ｉ ｆ ｔａ ｉ ｎ ｒ ｔ ｓ ｅ ｔ ｏ ｓ ｉ ｉ ｔ ｎ ｉ ｅ ｉ ｒ ｔ ａ ｅ ．Ｕ ｎ ｅ ｈ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｉｕ ｔ ｎ ｗｉｈ ｓ ｍｅ ｉ ｆ ｔ ａ ｉ ｎ ｔｍｅ ｏ ｌ ｎ ｅ ｓ ｆ ｎ ｌ ｏ ｄ ｒｔ ｅｅ ｐ ｒ ｍｅ ｔ ｌ ｔ ａ ｉ ｔ ａ ｎ ｉ ｒ ｔ ｉ ，ｓ ｉ ｉ ｔ ｎ ｉ ｓ ｏ ｌ ｏ — ｌ ｉ ｌ ａ ｉ ａ ｅ ｆ ｒ ｃ ｎ ｏ ｒ ｔ ｌｇ ＞ ｒ ｉ ｃａ ｉ ｇ ｎ ＞ ｒｉ ｃａ ｅ ｎ ＞ ｉ ａ ｌ ｅ ｆ ｉ ｒ ｔ ｎ ｒ ｔ ｏ ｏ ｔ ｕ ｉ ａ ｅ ａ ｔ ｉｉｌｄｇ ｉ ｇ ａ ｔ ｉｉ ｌ ｏ ｉ ｇ ｌ ｅ ｒ ｓ ｐ ． Ｔｈ ｆｅ ｔｏ ｉｆ ｒ ｎ ｄ ｅ ｎｆ ｔ ｏ ｌ ｆ ｆ ｈ ｎ ｏ ｅ ｅ ｆ ｃ ｆ ｄ ｆｅ ｅ ｔ ｔ ｌ ｇ ｎ ｇ ｍｅ ｔｍ ｅ ｓ ｒ ｓｏ ｏ ｌ ｎ ｅ ｓ ｉ ｆ ｔ ａ ｉ ｎ ｒ ｔ ｓｉ ｒ ｆ ｉｉ ｔｆ ｒｔ ｅ ｃ ｎ ｉｉｎ ｏ ｈ ｓ ａｎ ｉａ ｅ ｍａ ａ ｅ ｎ ａ ｕ ｅ ｎ ｓ ｉ ｉ ｔ ｎ ｉ ｅ ｉ ｉ ｒ ｔ ａ ｅ ｍｏ ｅ ｅ ｆ ｅ ｏ ｈ ｏ ｄ ｔ ｆｔ ｅ ｌ ｓ ｒ ｉ — ｌ ｆｄ ｎ ｌ ｏ ｓ ｃ ｎ ｏ ｅ
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对象 ． 照 当地农 耕 习惯 ， 计 等 高耕 作 、 工掏挖 和 人工 锄耕 等耕 作 管理 措 施 ， 究 降雨 过 程 中 土壤 水分 的入 按 设 人 研 渗 情况 ， 根据 所 得 数据 建 立 各 种关 系式 ， 明其 特 征 。 说 措施 的具体 设 计 为 ， 等高 耕 作 是在 坡 面 上 沿 等 高 线 ， 直 垂 于 坡 面走 向 ， 行横 向耕作 ， 成 沟 和垄 ， 高 １ ｍ， 进 形 垄 ０ｃ 垄距 ３ ｍ； 工 掏 挖 主要 是模 拟 夏 闲地 翻耕 晾 晒 ， ３ｃ 人 在选 定
复。
表 １ 不 同耕 作 管 理 措 施 对 土壤 稳 渗 速 率 的 影 响
耕作类型 （ 降雨 强 度
２０年９ ０３ 月
水 土 保 持 学 报
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坡 耕 地 耕 作 管 理 措 施 对 降 雨入 渗 的 影 响
坡耕 地 的耕 作管 理 措 施 既能 改 良土壤 性 质 ， 又能 增 加地 表糙 度 ， 而 增 加 了坡 面 的 拦 蓄能 力 。 从 国外 的研 究 大约 已有 ５ 多 年 的历 史 ， Ｏ 主要 集 中在 留茬 、 盖 和免 耕 等技术 对 保持 水 土的 作用 方 面 ， 覆 总体 来 看 ， 在实 施 了措 施
黄 土 高原 坡 耕 地 占总耕 地 面积 的４ ， ３ 其土 壤 侵蚀 量 占到 流域 总 侵蚀 量 的５ ～ ６ ％［ 。 样 严 重 的 水 Ｏ Ｏ １ 这 ］ 土 流失 使 原 本 干早 的土 壤 雪上 加 霜 ， 造成 单 位 面积 粮食 产 量低 而 不稳 ， 以满 足人 们 的生 活 需 求 ， 难 同时 还 加 剧 了黄河 下游 水 患 的 潜在 危 险程 度 。 此 ， 耕地 综合 治 理是 该 区生 态环 境恢 复 的重 点 。 因 坡 水 土流失 治 理 的核 心 是降 雨 的就 地拦 蓄 入渗［ 。 ３ 为了 实现这 一 目的 ， 用 的措 施 主要 是 改 变 下 垫 面条 件 的 ］ 采 水 土保 持 工程 措施 、 物措 施 和耕 作 措施 。 生 这些 措 施 的效 果 如何 是 政府 部 门 和科 技 部 门非 常 关 心 的 问 题 。 本 故 文 以几种 常 用 的耕 作 管理 措施 为对象 ， 究 它对坡 耕 地 降雨 人渗 的影 响 ， 研 以回答 这 一 问题 。
的 土地 上 ， 能 减 少水 土 流 失 ， 均 增加 土 壤 人渗 ， 提高 土壤 质 量 。 内的研 究 开 展 于上 世 纪 的 ５ 年代 ， 时 黄 土 高 国 Ｏ 当
原 的各 个 水 土保 持 试验 站 开展 了 深耕 等 措施 对 保持 水 土作 用 的研 究 ， 入８ 年 代 ， 一 领 域 的研 究 更 为广 泛 ， 进 Ｏ 这
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昊 发 启 ，赵 西 宁 ，崔 卫 芳
（ ． 北 农 林 科 技 大 学 ，陕 西 杨 陵 ７ ２ ０ ；２ 中 国科 学 院 水 利 部 水 土 保 持 研 究 所 ， 西 杨 陵 ７ ２ ０ ） １西 １ １０ ． 陕 １ １ ０
摘 要 ；利 用 人 工模 拟 降 雨 装 置 对 坡 耕 地 不 同耕 作 管 理 措 施 强 化 降水 入 渗 规 律 进 行 了研 究 。 果 表 明 ， 同 耕 作 管 结 不 理 措 施 强 化 降 水 入 渗速 率 效 用 不 同 ， 相 同入 渗 时 间 情 况 下 ， 化 降 水 人 渗 速 率 等 高 耕 作 ＞ 人 工 掏 挖 ＞ 人 工 锄 耕 在 强 ＞ 直 线 坡 ， 中小 雨 强 和较 短 降 雨 历 时 情 况 下 ， 种 情 况 表 现 更 为 显 著 。 对 黄 土 高 原 超 渗 产 流 理 论 和 坡 面 水 量 在 这 在 平 衡 方 程 分 析 的基 础 上 ， 出 了 不 同耕 作 管 理 措 施 强 化 降 水 人 渗 速 率 与 入 渗 时 间 的 函 数 关 系 式 。 得 关 键 词 ： 耕 地 ； 耕 作 管 理 措 施 ； 强 化 降 水 入 渗 坡
中固分类号 ：１７１ Ｓ ５． 文献标识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ９２ ４ （Ｏ ３ Ｏ 一 ｌ５Ｏ １ ０—２ ２ ２ Ｏ ） ３Ｏ １ 一３
Ｅｆ ｅ ｔ ｏ ｌ ａ ｅ Ｍ ａ ｇ ｍ ｅ ｅ ｓ ｒ ｎ Ｒａ ｎｆ ｌ ｎｆｌ ｒ ｔｏ ｆ ｃ ｆ Ｔｉｌ ｇ ｎａ ｅ ｎｔＭ ａ ｕ ｅ ｏ ｉ ａ ｌ Ｉ ｉｔ ａ ｉ ｎ
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第 １ 卷 ７
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几 乎 未 见涉 及 。 正是 本 文开 展 研究 的原 因 。 这
１ 研 究 内容 与方 法
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对象 ． 照 当地农 耕 习惯 ， 计 等 高耕 作 、 工掏挖 和 人工 锄耕 等耕 作 管理 措 施 ， 究 降雨 过 程 中 土壤 水分 的入 按 设 人 研 渗 情况 ， 根据 所 得 数据 建 立 各 种关 系式 ， 明其 特 征 。 说 措施 的具体 设 计 为 ， 等高 耕 作 是在 坡 面 上 沿 等 高 线 ， 直 垂 于 坡 面走 向 ， 行横 向耕作 ， 成 沟 和垄 ， 高 １ ｍ， 进 形 垄 ０ｃ 垄距 ３ ｍ； 工 掏 挖 主要 是模 拟 夏 闲地 翻耕 晾 晒 ， ３ｃ 人 在选 定
复。
表 １ 不 同耕 作 管 理 措 施 对 土壤 稳 渗 速 率 的 影 响
耕作类型 （ 降雨 强 度