CN113767806A - 一种岩溶区石漠化土地综合治理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种岩溶区石漠化土地综合治理方法，具体包括以下步骤：设计人工造林；防护工程；水利工程；排水系统；施工技术。本发明的有益效果是：运土上山，利用城市建设的弃土，对石漠化区域进行覆盖，挖井取水，利用喀斯特地形富含地下水的特点，打井取地下水，灌溉植物；梯级推进，通过建设挡墙、防洪沟渠等，确保堆土层逐步夯实，并种植各种草木植物，防治其水土流失，通过逐步推进，形成各具特色、林木茂盛的园林区；工程治理，在整个堆土、防洪、植物种植与森林防火等方面，通过科学规划，科学推进，实现工程化管理和运作，有力促进岩溶区石漠化土地综合治理。

Description

一种岩溶区石漠化土地综合治理方法

技术领域

本发明涉及石漠化土地治理技术领域，具体是指一种岩溶区石漠化土地综合治理方法。

背景技术

有些城市周边紧临石漠化土地，景观效果差，为了全面提高森林质量，为城市营造一片绿化、美化的环境，为市民提供一处休闲、健身和误乐的好去处。通过试验，探索出一套“运土上山、人工增肥、掘井取水、梯级推进、工程治理”的模式。

发明内容

以解决上述背景技术中提出的问题，本发明的目的在于提供一种岩溶区石漠化土地综合治理方法，通过科学规划，科学推进，实现工程化管理和运作，在全面治理石漠化土地的同时，将为石漠化土地治理及难造林地段森林景观建设起到很好的带动作用。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种岩溶区石漠化土地综合治理方法，具体包括以下步骤：

(1)设计人工造林：A、确定造林的面积和范围，划分各个区块以及该区块内采取的植被恢复方式；

B、整地、客土填埋，在重度石漠化土地进行客土回填，将裸露岩石填埋，利用附近建筑、道路、采矿等工程的弃土，沿等高线从下向上逐级填埋，以盖过裸露岩石30cm为宜，平均回填厚度为2米，或者沿等高线作1—2米宽的梯地，石切地坎，内填客土，客土平均厚1米；

C、造林整地，根据所促植的植物特性，造林整地分为穴状整地、开沟整地和全垦整地方式，以穴状整地为主，穴状整地分为80cm×80cm×80cm、40cm×40cm×40cm两种规格，以80cm×80cm×80cm的规格为主，开沟整地根据植物种植密度确定沟宽和沟间距，各区内种植行均沿等高线水平布设，在采矿迹地治理区中的裸岩石壁上，按2m×6m的株行距，在岩壁上开开凿65cm宽的穴槽，或水平钉入两根100cm长的混凝土桩，在穴槽或支桩上放置藤蔓植物盆苗；

D、苗木要求，各个植物种的种子和苗木均选择国家标准中所规定的二级以上壮苗，在此基础上，选择带冠大苗，栽植带冠米径6厘米以上的大苗选应经过断根处理的苗圃苗木，并对树冠进行修剪，具有明显主干的乔木应保持原有树形，适当疏去小枝，修剪量可达1/3，剪口应平滑，修剪2厘米以上的枝条时，其截口削平并做防腐处理，起苗的土球用草绳呈橘子式包扎，装运时做到轻装、轻卸、轻放；

E、施底肥，采用农家肥和高磷钾复合肥作底肥，底肥施用量为：按80cm×80cm×80cm规格开穴整地的，每穴施入20kg农家肥和4kg复合肥；按40cm×40cm×40cm规格开穴整地的，每穴施入2.5kg农家肥和0.5kg复合肥；开沟整地和全垦整地的，每亩施入900kg农家肥和160kg复合肥，底肥要和整地挖出的土壤充分混均后回填入种植穴或种植沟中，全垦整地的，底肥要均匀地施入地块中与耙细的土壤混均；

F、种植要做到根系舒展、苗木扶正、埋土紧实，苗木栽植的深度，可略高于原来苗圃的深度，但需确保灌水和土壤落实后，根颈与地表相平，栽后立即浇透水一遍，定植后用地膜将定植穴覆盖并压好，3天后再浇第二遍水，保持土壤内的有效水分，同时做好树木生长期的剥芽和病虫害的防治；

G、栽植时间做到客土回填完成一片就种植一片，及早实现植被覆盖；肥水管理每年要中耕除草2－3次，晚秋或早春结合中耕进行追肥，追肥以高磷钾复合肥为主，辅以农家肥和氮肥，施肥时于树冠下挖环状、辐射状或穴状沟施入，深度20－30cm，病虫害防治按照“预防为主，积极防治”的原则，进一步增强树势，提高抗性；

H、整形修剪，干性强的树种，整成主干疏层形，分2－3层，5－7个主枝，每个主枝均匀选留3-4个侧枝，干性弱的树种，整成多主枝开心形，3-5个主枝，每个主枝选留4－6个侧枝，整形在5年内完成；

(2)防护工程：A、设计挡土墙：沿每条防火隔离带内侧(靠上坡面的一侧)，以及上边沿、下边沿切筑挡土墙，以防止回填土流失，挡墙设计为浆切块石结构，上底宽50cm，下底宽158cm，平均高300cm；

B、设计防火隔离带网(即生产便道)：沿等高线每高差50米，开设1条10米宽的防火隔离带，在10米防火隔离带之间，开设5米宽的防火隔离带联通，以便生产车辆和消防车辆能构到达每一个种植小区，防火隔离带兼有生产便道和防火通道的功用，带面平整，坡度适中，自外侧向内侧按1：0.01放坡，以利雨水向内侧排水沟汇集；

(3)水利工程：A、灌溉制度拟定：1)设计灌水定额

m＝10hβ(β1-β2)γ土/γ水

式中m：设计灌水定额mm；

h：计划湿润层深度(cm)，h＝30cm；

Y水：水容重(t/m3)，取1.0t/m3；

Y土：计划湿润土壤干容重(t/m3)，取1.35t/m3；

β1：土壤宜含水量上限，取田间持水量的80％；

β2：土壤宜含水量下限，取田间持水量的60％；

β：田间持水率，取22％；

经计算：

m＝10×30×0.22×(0.8-0.6)×1.35＝17.82mm＝11.9m3/亩

2)灌水次数

灌水应在萌芽前、开花时、开花后5-6周、硬核期、落叶期进行，全年需灌水3—8次；

3)灌水周期

包含降雨在内的日平均需水强度为E＝2m3/d，灌水周期T＝m/E

式中：T：灌水周期

E：日均需水强度

T＝11.9/2.0≈6天

4)灌溉工作制度采用轮流浇灌方式；

5)蓄水池控制面积计算

A＝Qη/αm×T

式中A：单口蓄水池控制面积(亩)；

Q：单口蓄水量，200m3/口；

α：控制性作物种植比例0.60；

η：灌溉水利用系数，0.75。

B、蓄水池池体为地下式圆形蓄水池，蓄水池底部用C10混凝土做垫层，底部和墙体用C20砼，加8毫米20×20厘米钢筋网，蓄水池墙体上加1.2m高砖砌防护墙；

C、提水设施设备：在蓄水池处各建一10平方米的砖结构泵房，内置一功率为15KW，扬程大于100米的水泵电机组。

D、管网设计：从水井到蓄水池和蓄电池水池到蓄水池之间的给水管用直径80mm的钢管，从水池至浇灌区采用PE管，直径50mm，在每根PE50管上每隔50米接一个带球伐且直径为25mm的支管；

(4)排水系统：A、排水沟：a、暴雨径流设计；

b、计算Q值：Q＝F/[6(It-Ip)]

式中：Q——设计最大流量，m3/s

It——设计频率10min最大降雨强度，mm/min，It取2.5mm/min

Ip——相应时段土壤平均入渗强度，mm/min，Ip取0.8mm/min

F——坡面汇水面积，hm2

即：Q＝F/[6(It-Ip)]＝1/[6(3-0.8)]＝0.098m3/s；

c、根据设计频率暴雨坡面最大径流量，按明渠均匀流公式计算：Q＝AC(Ri)1/2

式中：A——排水沟过水断面面积，m2

Q——设计坡面最大径流量，m3/s

C——谢才系数；

R——水力半径；m

i——排水沟比降。i取2％；

d、排水沟过水断面面积A，矩形渠过水断面面积A＝bh(b：底宽，h：过水高度)

e、排水沟湿周X：矩形渠湿周X＝b+2h

f、水力半径R：R＝A/X

式中：R——水力半径，m

A——排水沟断面面积，m2

X——排水沟断面湿周，m；

g、谢才系数C：C＝1/nR1/6(n：糙率)

式中：R——水力半径，

n——糙率，本工程设计为C15混凝土渠道不抹灰，表面粗糙情况取中等，n为0.014；

h、排水沟断面确定：根据上述计算法则，如果将排水沟设计为底宽b＝0.4m，过水高度h＝0.3m，比降i＝2％，则：矩形渠过水断面面积A＝bh＝0.12m2，湿周X＝b+2h＝1m，水力半径R＝A/X＝0.12m，谢才系数C＝1/nR1/6＝99.21，比降i＝2％，按明渠均匀流公式计算：Q＝AC(Ri)1/2＝0.12×99.21×(0.12×2％)1/2＝0.5832m3/s＞0.098m3/s≈5.8×0.098m3/s，即:矩形排水沟底宽b＝0.4m，过水高度h＝0.3m，可安全排泄坡面汇水面积5.8公顷的10年最大降雨强度产生大暴雨径流；

i、排水沟设计：排水沟设计为底宽0.4m，深0.4m(其中过水深度0.3米，另0.1米为安全高度)的矩形沟，取大于2％的比降，排水沟两测立面处理为C15砼，沟底不作处理，以利雨水下渗，同时考虑施工时渠道好施工，所以集水沟、排水沟设计断面为：矩形渠底宽0.4m，渠高0.4m(0.1m安全高度)。

B、沉沙池：沉沙池设计为矩形，长10m，宽5m，深2m，用C15砼,厚度15厘米；

C、排洪沟：在雨水经排水沟汇集，经沉沙池拦蓄后，需溢流出项目区的地方，设计排洪沟，以利山洪顺利排放，排洪沟设计为宽60cm，深30cm，三面光，梯底；

(5)施工技术：A、基础处理：蓄水池基础要开挖至坚硬岩基上，否则，应在结构上采取措施，增强基础刚度，以避免基础不均匀沉降，增强基础刚度的方法是采用石灰改良土的性质，改良厚度不应低于40厘米，与土壤和石块混合充分并分层夯实，检测方法：采用轻型触探仪测定，承载力应不低于0.25mpa。没有检测仪时，用￠25毫米以上钢筋，用粉笔每隔10厘米划一小格，然后打入土中，记录每10厘米的锤击数，落锤高度应不低于1米，如果连续打入土中1.5米，每10厘米锤击数大于25锤，此地基就合格，如果不合格，可再加入石灰改良夯实，“石灰：土”为1：6；

B、排水沟和排洪沟的施工：

1)根据规划，布置路线进行施工放样，定好施工线；

2)根据设计断面尺寸，沿施工线进行挖沟；

3)在每一道跌水处，应按设计要求进行专项施工；

4)竣工后，及时检查断面尺寸与沟底比降，是否符合规划设计要求；

C、蓄水池与沉沙池的施工：

1)根据技术设计阶段确定的位置和设计的尺寸进行开挖，及时检查开挖的尺寸是否符合设计要求。对于墙体浇筑，开挖尺寸应预留足够施工面；

2)蓄水池底板、侧墙：基础处理后，用C10混凝土浇筑做基础的垫层厚10厘米；底板、侧墙采用单面筋￠8毫米，间距见设计图纸，钢筋要求扎满，防止浇砼时变形，钢筋保护层3厘米，底部、侧墙均采用C20钢筋砼，厚20厘米。底部搅拌砼时严格控制用水量，否则基础会开裂，浇筑要一次完成，注意收平，且多收几次，注意保养，严禁留下施工缝；

3)池底如有裂缝或其他漏水隐患等问题，应及时处理，并做好清基夯实，然后浇筑；

4)蓄水池上坡方接引水沟，引水沟的水经过沉沙池后进入水池；

5)蓄水池防护墙：用M7.5砖墙(12墙)，防护墙顶部采用12砖墙、24柱、高度1.2米的防护墙；

D、建后管理：

1)每年汛后和每次较大暴雨后，应进行全面检查，如有冲毁现象，应及时进行补修；

2)根据设计要求和坡面侵蚀量大小，每1年应对各类蓄排工程进行一次清淤，遇到淤积严重的大沙年，应及时清理；

3)引水渠的填方土埂外坡，可种植经济价值较高的浅根性植物护埂；

4)蓄水池四周可种植经济价值较高的树木，减少水面蒸发，但应选择根系穿透力弱的树种，并选择种植位置，防止树根破坏墙体和引起池底漏水。

本发明的有益效果是：运土上山，利用城市建设的弃土，对石漠化区域进行覆盖，好土、肥土在上面；人工增肥，利用城市粪水加以一定比例的复合肥，增加氮、磷、钾含量，提高土壤肥力；挖井取水，利用喀斯特地形富含地下水的特点，打井取地下水，灌溉植物；梯级推进，通过建设挡墙、防洪沟渠等，确保堆土层逐步夯实，并种植各种草木、木本植物，防治其水土流失，通过逐步推进，形成各具特色、林木茂盛的园林区；工程治理，在整个堆土、防洪、植物种植与森林防火等方面，通过科学规划，科学推进，实现工程化管理和运作，在全面治理石漠化土地，打造优质特色景区的同时，将为石漠化土地治理及难造林地段森林景观建设起到很好的带动作用，有力促进岩溶区石漠化土地综合治理和城市森林建设工作。

具体实施方式

下面用具体实施例说明本发明，并不是对本发明的限制。

实施例一

人工造林设计

1.面积和范围

在第10、第7区攀枝花花城特色景观林，共596.3亩；在第9、第4、第2区营建亚热带特色观光果园，共2728.1亩；对第6区138.2亩采矿迹地进行植被恢复治理。

2.林种及树种配置

花城特色景观林1区(第10区)：面积309.6亩，位于项目区东南角，居于西佛寺与南湖国际之间，1320等高线以下，紧临清乌线，该区所承担生态防护责任最重，景观地位突出，为此，在此区内布设竹、蓝花楹、榕树、攀枝花、凤凰木、三角梅、香樟、红椿、火炮花等9种最具特色的生态景观植物，分别种植在9个种植小区内，在项目区东翼形成9个色彩鲜明的景观斑块。

花城特色景观林2区(第7区)：面积286.7亩。该区位于西佛寺西侧，是寺院绿化景观的重要组成部分，在该区东南坡，朝向寺院一面种植檀木、楠木、香樟、红椿等4种树体高大通直的珍贵树木，以增加寺庙古朴、清幽、庄严的景观效果；在该区西部种植攀枝花和无患子两种观花和色叶树种，与下部的采矿迹地治理区一起组成项目区西翼的另一大色彩鲜明的花城特色景观植物斑块。

特色观光果园1区(第9区)：面积910.5亩，位于西佛寺正东侧，界于1320等高线与1700等高线之间，该区为项目区重点打造的核心区，分为76个种植小区，栽种76种不同的热带、亚热带水果或干果，每个物种选1—5个品种，最终打造成一个名富其实的“百果园”，实现时时有果观，天天有果品。

特色观光果园2区(第4区)：面积306.9亩。位于西佛寺正西侧，界于1270等高线与1400等高线之间。该区为第9区的补充，分为15个种植小区，栽种15种不同的水果或干果，每种水果选1—5个品种。

特色观光果园3区(第2区)：面积1510.4亩，位于西佛寺正北，从寺院两侧山脊上沿至2020等高线处，形成一个大n字形区域，该区为第9区和第4区的延续，分为8个种植小区，栽种8种常规水果或干果，主要进行果品生产。

采矿迹地治理区(第6区)：面积138.2亩，位于第7区西南，是一片基岩完全裸露的采矿迹地。通过一系工程措施，在该区种植火炮花、三角梅、蓝花楹、小叶榕、攀枝花、高山榕等特色景观树种，以构建项目区西翼的花城特色景观植物斑块。

3.整地

3.1客土填埋

在第4、7、9、10区重度石漠化土地进行客土回填，将裸露岩石填埋，利用附近建筑、道路、采矿等工程的弃土，沿等高线从下向上逐级填埋，以盖过裸露岩石30cm为宜，平均回填厚度为2米，共需填土255.94立方米。

在第2区内沿等高线作1—2米宽的梯地，石切地坎，内填客土，客土平均厚1米。区内共有60％的面积可做成这样的梯地，共需客土60.42万方。

3.2造林整地

根据所促植的植物特性，造林整地分为穴状整地、开沟整地和全垦整地方式，以穴状整地为主。穴状整地分为80cm×80cm×80cm、40cm×40cm×40cm两种规格，以80cm×80cm×80cm的规格为主；开沟整地根据植物种植密度确定沟宽和沟间距。各区内种植行均沿等高线水平布设。

在第6区(采矿迹地治理区)中的裸岩石壁上，按2m×6m的株行距，在岩壁上开开凿65cm宽的穴槽，或水平钉入两根100cm长的混凝土桩，在穴槽或支桩上放置藤蔓植物盆苗。

4.苗木要求

项目所需的各个植物种的种子和苗木均选择国家标准中所规定的二级以上壮苗，在此基础上，尽量选择带冠大苗。栽植带冠胸径6厘米以上的大苗选应经过断根处理的苗圃苗木，并对树冠进行适当的修剪，具有明显主干的乔木应保持原有树形，适当疏去小枝，修剪量可达1/3，剪口应平滑，修剪2厘米以上的枝条时，其截口削平并做防腐处理。起苗的土球用草绳呈橘子式包扎，装运时做到轻装、轻卸、轻放。

5.施底肥

采用农家肥和高磷钾复合肥作底肥。底肥施用量为：按80cm×80cm×80cm规格开穴整地的，每穴施入20kg农家肥和4kg复合肥；按40cm×40cm×40cm规格开穴整地的，每穴施入2.5kg农家肥和0.5kg复合肥；开沟整地和全垦整地的，每亩施入900kg农家肥和160kg复合肥。底肥要和整地挖出的土壤充分混均后回填入种植穴或种植沟中，全垦整地的，底肥要均匀地施入地块中与耙细的土壤混均。

6.种植要求

做到根系舒展、苗木扶正、埋土紧实，苗木栽植的深度，可略高于原来苗圃的深度，但需确保灌水和土壤落实后，根颈与地表相平，栽后立即浇透水一遍，定植后用地膜将定植穴覆盖并压好，3天后再浇第二遍水，保持土壤内的有效水分，同时做好树木生长期的剥芽和病虫害的防治。

7.栽植时间

根据攀枝花气候条件、植物生活习性和示范区客观条件，尽量做到客土回填完成一片就种植一片，以及早实现植被覆盖。

8.肥水管理

每年要中耕除草2－3次，晚秋或早春结合中耕进行追肥。追肥以高磷钾复合肥为主，辅以农家肥和氮肥。施肥时于树冠下挖环状、辐射状或穴状沟施入，深度20－30cm。

9.病虫害防治

按照“预防为主，积极防治”的原则，进一步增强树势，提高抗性，不失时机地搞好示范区林木病虫害防治工作。

10.整形修剪

果树多数需要进行树形管理，通过整形修剪使树形向有利的方向发展。幼树、初结果树修剪的主要任务是培养各级骨干枝，使其尽快形成良好的树体骨架。及时控制顶端优势和背后枝，调节各级骨干枝的长势，培养结果枝组。盛果期树修剪的主要任务是及时调整平衡树势，调节生长与结果的矛盾，改善通风透光条件，更新复壮结果枝组，延长盛果期年限。衰老树修剪的任务是因地制宜地对老弱枝进行重回缩，并充分利用新发枝更新复壮树冠。

通常情况下，干性强的树种，整成主干疏层形，分2－3层,5－7个主枝，每个主枝均匀选留3-4个侧枝；干性弱的树种，整成多主枝开心形，3-5个主枝，每个主枝选留4－6个侧枝。整形在5年内基本完成。

防护工程

1.挡土墙工程设计

在第4、7、9区中沿每条防火隔离带内侧(靠上坡面的一侧)，以及第6区上边沿、第10区下边沿切筑挡土墙，以防止回填土流失。

挡墙设计为浆切块石结构，上底宽50cm，下底宽158cm，平均高300cm。

2.防火隔离带网(即生产便道)设计

在第9、10区，分别沿1320、1360、1430、1480、1530、1580、1630、1700米等高线；在第4、7区，分别沿1290、1350、1400、1450、1500米等高线，共开设11条10米宽的防火隔离带，总长度11925.8米。

在10米防火隔离带之间，以及第2区内开设5米宽的防火隔离带联通，以便生产车辆和消防车辆能构到达每一个种植小区，5米宽防火带总长度为26341.5米。

防火隔离带兼有生产便道和防火通道的功用，因此按生产便道的有关标准设计。带面平整，坡度适中，自外侧向内侧按1：0.01放坡，以利雨水向内侧排水沟汇集。

水利工程

1.给水系统设计

2.蓄水池设计

(1)蓄水池规格设计

蓄水池规格设计时考虑区域石漠化土地渗漏较强，地表径流相对较小的状况，同时结合当地水利建设的经验，本次设计蓄水池容量200m3蓄水池。

(2)灌溉制度拟定

1)设计灌水定额

m＝10hβ(β1-β2)γ土/γ水

式中m：设计灌水定额mm；

h：计划湿润层深度(cm)，h＝30cm；

Y水：水容重(t/m3)，取1.0t/m3；

Y土：计划湿润土壤干容重(t/m3)，取1.35t/m3；

β1：土壤宜含水量上限，取田间持水量的80％；

β2：土壤宜含水量下限，取田间持水量的60％；

β：田间持水率，取22％；

经计算：

m＝10×30×0.22×(0.8-0.6)×1.35＝17.82mm＝11.9m3/亩

2)灌水次数

结合本次项目的经济林果种植情况，灌水应在萌芽前、开花时、开花后5-6周、硬核期、落叶期进行，根据多年经验全年需灌水3—8次。

3)灌水周期

根据本次项目建设的经济林情况，结合当地多年秋作物干旱威胁和需水高峰期，包含降雨在内的日平均需水强度为E＝2m3/d。

灌水周期T＝m/E

式中：T：灌水周期

E：日均需水强度

T＝11.9/2.0≈6天

由于蓄水池控制面积不同，灌溉中灌水周期为定值，适当调节灌溉时间，以保证作物和林木的需水要求。

4)灌溉工作制度

根据引水流量、灌溉制度、畦田形状及地块平整情况，结合区内多年经验，采用轮流浇灌方式。

5)蓄水池控制面积计算

A＝Qη/αm×T

式中A：单口蓄水池控制面积(亩)；

Q：单口蓄水量，200m3/口；

α：控制性作物种植比例0.60；

η：灌溉水利用系数，0.75。

经计算：200m3蓄水池，A＝126亩。

依据上述计算结果，在人工造林区内布设20个200m3的蓄水池。

(3)蓄水池池体设计

本次设计为地下式圆形蓄水池。200m3蓄水池，直径11.4米，深度2.0米。蓄水池底部用C10混凝土做垫层，底部和墙体用C20砼，加8毫米20×20厘米钢筋网，蓄水池墙体上加1.2m高砖砌防护墙。

3.提水设施设备

在1、2号水井、1、3、4、5、9、10号蓄水池处各建一10平方米的砖结构泵房，内置一功率为15KW，扬程大于100米的水泵电机组。

4.管网设计

该项目地处山区,如果修渠道灌溉，材料搬运费用太高,施工困难，同时考虑水流损失系数,所以本次设计给水系统采用管网建设。从水井到蓄水池和蓄电池水池到蓄水池之间的给水管用直径80mm的钢管；从水池至经济林浇灌区采用PPR管，直径50mm，在每根PPR50管上每隔50米接一个带球伐且直径为25mm的支管。

5.排水系统设计

6.排水沟

(1)暴雨径流设计

拦截暴雨标准，按10年一遇24h最大降雨量。项目区24h多年平均降雨查《四川水文手册》取70毫米，10年一遇的KP＝1.5，所以取项目区的H10％＝105mm。

(2)计算Q值

Q＝F/[6(It-Ip)]

式中：Q——设计最大流量，m3/s

It——设计频率10min最大降雨强度，mm/min，It取2.5mm/min

Ip——相应时段土壤平均入渗强度，mm/min，Ip取0.8mm/min

F——坡面汇水面积，hm2

即：Q＝F/[6(It-Ip)]＝1/[6(3-0.8)]＝0.098m3/s

(3)根据设计频率暴雨坡面最大径流量，按明渠均匀流公式计算：

Q＝AC(Ri)1/2

式中：A——排水沟过水断面面积，m2

Q——设计坡面最大径流量，m3/s

C——谢才系数；

R——水力半径；m

i——排水沟比降。i取2％。

(4)排水沟过水断面面积A

矩形渠过水断面面积A＝bh(b：底宽h：过水高度)

(5)排水沟湿周X

矩形渠湿周X＝b+2h

b——底宽，m。

h——过水高度，m。

(6)水力半径R

R＝A/X

式中：R——水力半径，m。

A——排水沟断面面积，m2

x——排水沟断面湿周，m。

(7)谢才系数C

C＝1/nR1/6(n：糙率)

式中：R——水力半径，

n——糙率，本工程设计为C15混凝土渠道不抹灰，表面粗糙情况取中等，n为0.014。

(8)排水沟断面确定

根据上述计算法则，如果将排水沟设计为底宽b＝0.4m，过水高度h＝0.3m，比降i＝2％

则：矩形渠过水断面面积A＝bh＝0.12m2

湿周X＝b+2h＝1m

水力半径R＝A/X＝0.12m

谢才系数C＝1/nR1/6＝99.21

比降i＝2％

按明渠均匀流公式计算：Q＝AC(Ri)1/2＝0.12×99.21×(0.12×2％)1/2＝0.5832m3/s＞0.098m3/s≈5.8×0.098m3/s

即:矩形排水沟底宽b＝0.4m，过水高度h＝0.3m，可安全排泄坡面汇水面积5.8公顷的10年最大降雨强度产生大暴雨径流。

(9)排水沟设计

依据上述计算，本项目排水沟设计，目的是让暴雨产生的坡面径流汇于沟中，向沉沙池汇集。为充分利用岩溶土地水份易于下渗的特点，使地表水在排水沟中流动时尽量下渗，减少地表径流，排水沟设计为底宽0.4m，深0.4m(其中过水深度0.3米，另0.1米为安全高度)的矩形沟，取大于2％的比降。排水沟两测立面处理为C15砼，沟底不作处理，以利雨水下渗。

同时考虑施工时渠道好施工,所以集水沟、排水沟设计断面为：矩形渠底宽0.4m，渠高0.4m(0.1m安全高度)。

7.沉沙池

沉沙池设计为矩形，长10m，宽5m，深2m，用C15砼,厚度15厘米。

8.排洪沟

在雨水经排水沟汇集，经沉沙池拦蓄后，需溢流出项目区的地方，设计排洪沟，以利山洪顺利排放。

排洪沟设计为宽60cm，深30cm，三面光,梯底。

施工技术要求

1.基础处理

蓄水池、沉沙池的地基土由于岩性变化较大，其压缩性具有不均匀性的特点，当基础处于两种不同性质的土层上时，在上部荷载作用下，存在地基不均匀变形问题，因此，蓄水池基础要求开挖至坚硬岩基上，否则，应在结构上采取措施，增强基础刚度，以避免基础不均匀沉降。

增强基础刚度的方法是采用石灰改良土的性质，改良厚度不应低于40厘米，与土壤和石块混合充分并分层夯实。检测方法：采用轻型触探仪测定，承载力应不低于0.25mpa。没有检测仪时，用￠25毫米以上钢筋，用粉笔每隔10厘米划一小格，然后打入土中，记录每10厘米的锤击数，落锤高度应不低于1米，如果连续打入土中1.5米，每10厘米锤击数大于25锤，此地基就合格，如果不合格，可再加入石灰改良夯实，“石灰：土”为1：6。

2.排水沟和排洪沟的施工

1)根据规划，布置路线进行施工放样，定好施工线。

2)根据设计断面尺寸，沿施工线进行挖沟。

3)在每一道跌水处，应按设计要求进行专项施工。

4)竣工后，及时检查断面尺寸与沟底比降，是否符合规划设计要求。

3.蓄水池与沉沙池的施工

1)根据技术设计阶段确定的位置和设计的尺寸进行开挖，及时检查开挖的尺寸是否符合设计要求。对于墙体浇筑，开挖尺寸应预留足够施工面。

2)蓄水池底板、侧墙：基础处理后，用C10混凝土浇筑做基础的垫层厚10厘米；底板、侧墙采用单面筋￠8毫米，间距见设计图纸，钢筋要求扎满，防止浇砼时变形，钢筋保护层3厘米。底部、侧墙均采用C20钢筋砼，厚20厘米。底部搅拌砼时严格控制用水量，否则基础会开裂，浇筑要一次完成，注意收平，且多收几次，注意保养，严禁留下施工缝。

3)池底如有裂缝或其他漏水隐患等问题，应及时处理，并做好清基夯实，然后浇筑。

4)蓄水池上坡方接引水沟，引水沟的水经过沉沙池后进入水池。

5)蓄水池防护墙：用M7.5砖墙(12墙)，防护墙顶部采用12砖墙、24柱、高度1.2米的防护墙。

4.建后管理

1)每年汛后和每次较大暴雨后，应进行全面检查，如有冲毁现象，应及时进行补修。

2)根据设计要求和坡面侵蚀量大小，每1年应对各类蓄排工程进行一次清淤，遇到淤积严重的大沙年，应及时清理。

3)引水渠的填方土埂外坡，可种植经济价值较高的浅根性植物护埂。

4)蓄水池四周可种植经济价值较高的树木，减少水面蒸发。但应选择根系穿透力弱的树种，并选择种植位置，防止树根破坏墙体和引起池底漏水。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种岩溶区石漠化土地综合治理方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)设计人工造林：A、确定造林的面积和范围，划分各个区块以及该区块内采取的植被恢复方式；

B、整地、客土填埋，在重度石漠化土地进行客土回填，将裸露岩石填埋，利用附近建筑、道路、采矿等工程的弃土，沿等高线从下向上逐级填埋，以盖过裸露岩石30cm为宜，平均回填厚度为2米，或者沿等高线作1—2米宽的梯地，石切地坎，内填客土，客土平均厚1米；

C、造林整地，根据所促植的植物特性，造林整地分为穴状整地、开沟整地和全垦整地方式，以穴状整地为主，穴状整地分为80cm×80cm×80cm、40cm×40cm×40cm两种规格，以80cm×80cm×80cm的规格为主，开沟整地根据植物种植密度确定沟宽和沟间距，各区内种植行均沿等高线水平布设，在采矿迹地治理区中的裸岩石壁上，按2m×6m的株行距，在岩壁上开开凿65cm宽的穴槽，或水平钉入两根100cm长的混凝土桩，在穴槽或支桩上放置藤蔓植物盆苗；

D、苗木要求，各个植物种的种子和苗木均选择国家标准中所规定的二级以上壮苗，在此基础上，选择带冠大苗，栽植带冠米径6厘米以上的大苗选应经过断根处理的苗圃苗木，并对树冠进行修剪，具有明显主干的乔木应保持原有树形，适当疏去小枝，修剪量可达1/3，剪口应平滑，修剪2厘米以上的枝条时，其截口削平并做防腐处理，起苗的土球用草绳呈橘子式包扎，装运时做到轻装、轻卸、轻放；

E、施底肥，采用农家肥和高磷钾复合肥作底肥，底肥施用量为：按80cm×80cm×80cm规格开穴整地的，每穴施入20kg农家肥和4kg复合肥；按40cm×40cm×40cm规格开穴整地的，每穴施入2.5kg农家肥和0.5kg复合肥；开沟整地和全垦整地的，每亩施入900kg农家肥和160kg复合肥，底肥要和整地挖出的土壤充分混均后回填入种植穴或种植沟中，全垦整地的，底肥要均匀地施入地块中与耙细的土壤混均；

F、种植要做到根系舒展、苗木扶正、埋土紧实，苗木栽植的深度，可略高于原来苗圃的深度，但需确保灌水和土壤落实后，根颈与地表相平，栽后立即浇透水一遍，定植后用地膜将定植穴覆盖并压好，3天后再浇第二遍水，保持土壤内的有效水分，同时做好树木生长期的剥芽和病虫害的防治；

G、栽植时间做到客土回填完成一片就种植一片，及早实现植被覆盖；肥水管理每年要中耕除草2－3次，晚秋或早春结合中耕进行追肥，追肥以高磷钾复合肥为主，辅以农家肥和氮肥，施肥时于树冠下挖环状、辐射状或穴状沟施入，深度20－30cm，病虫害防治按照“预防为主，积极防治”的原则，进一步增强树势，提高抗性；

H、整形修剪，干性强的树种，整成主干疏层形，分2－3层，5－7个主枝，每个主枝均匀选留3-4个侧枝，干性弱的树种，整成多主枝开心形，3-5个主枝，每个主枝选留4－6个侧枝，整形在5年内完成；

(2)防护工程：A、设计挡土墙：沿每条防火隔离带内侧(靠上坡面的一侧)，以及上边沿、下边沿切筑挡土墙，以防止回填土流失，挡墙设计为浆切块石结构，上底宽50cm，下底宽158cm，平均高300cm；

B、设计防火隔离带网(即生产便道)：沿等高线每高差50米，开设1条10米宽的防火隔离带，在10米防火隔离带之间，开设5米宽的防火隔离带联通，以便生产车辆和消防车辆能构到达每一个种植小区，防火隔离带兼有生产便道和防火通道的功用，带面平整，坡度适中，自外侧向内侧按1：0.01放坡，以利雨水向内侧排水沟汇集；

(3)水利工程：A、灌溉制度拟定：1)设计灌水定额

m＝10hβ(β1-β2)γ土/γ水

式中m：设计灌水定额mm；

h：计划湿润层深度(cm)，h＝30cm；

Y水：水容重(t/m3)，取1.0t/m3；

Y土：计划湿润土壤干容重(t/m3)，取1.35t/m3；

β1：土壤宜含水量上限，取田间持水量的80％；

β2：土壤宜含水量下限，取田间持水量的60％；

β：田间持水率，取22％；

经计算：

m＝10×30×0.22×(0.8-0.6)×1.35＝17.82mm＝11.9m3/亩

2)灌水次数

灌水应在萌芽前、开花时、开花后5-6周、硬核期、落叶期进行，全年需灌水3—8次；

3)灌水周期

包含降雨在内的日平均需水强度为E＝2m3/d，灌水周期T＝m/E

式中：T：灌水周期

E：日均需水强度

T＝11.9/2.0≈6天

4)灌溉工作制度采用轮流浇灌方式；

5)蓄水池控制面积计算

A＝Qη/αm×T

式中A：单口蓄水池控制面积(亩)；

Q：单口蓄水量，200m3/口；

α：控制性作物种植比例0.60；

η：灌溉水利用系数，0.75。

B、蓄水池池体为地下式圆形蓄水池，蓄水池底部用C10混凝土做垫层，底部和墙体用C20砼，

加8毫米20×20厘米钢筋网，蓄水池墙体上加1.2m高砖砌防护墙；

C、提水设施设备：在蓄水池处各建一10平方米的砖结构泵房，内置一功率为15KW，扬程大于100米的水泵电机组。

D、管网设计：从水井到蓄水池和蓄电池水池到蓄水池之间的给水管用直径80mm的钢管，从水池至浇灌区采用PE管，直径50mm，在每根PE50管上每隔50米接一个带球伐且直径为25mm的支管；

(4)排水系统：A、排水沟：a、暴雨径流设计；

b、计算Q值：Q＝F/[6(It-Ip)]

式中：Q——设计最大流量，m3/s

It——设计频率10min最大降雨强度，mm/min，It取2.5mm/min

Ip——相应时段土壤平均入渗强度，mm/min，Ip取0.8mm/min

F——坡面汇水面积，hm2

即：Q＝F/[6(It-Ip)]＝1/[6(3-0.8)]＝0.098m3/s；

c、根据设计频率暴雨坡面最大径流量，按明渠均匀流公式计算：Q＝AC(Ri)1/2

式中：A——排水沟过水断面面积，m2

Q——设计坡面最大径流量，m3/s

C——谢才系数；

R——水力半径；m

i——排水沟比降。i取2％；

d、排水沟过水断面面积A，矩形渠过水断面面积A＝bh(b：底宽，h：过水高度)

e、排水沟湿周X：矩形渠湿周X＝b+2h

f、水力半径R：R＝A/X

式中：R——水力半径，m

A——排水沟断面面积，m²

X——排水沟断面湿周，m；

g、谢才系数C：C＝1/nR1/6(n：糙率)

式中：R——水力半径，

n——糙率，本工程设计为C15混凝土渠道不抹灰，表面粗糙情况取中等，n为0.014；

h、排水沟断面确定：根据上述计算法则，如果将排水沟设计为底宽b＝0.4m，过水高度h＝0.3m，

比降i＝2％，则：矩形渠过水断面面积A＝bh＝0.12m²，湿周X＝b+2h＝1m，水力半径R＝A/X＝0.12m，谢才系数C＝1/nR1/6＝99.21，比降i＝2％，按明渠均匀流公式计算：Q＝AC(Ri)1/2＝0.12×99.21×(0.12×2％)1/2＝0.5832m3/s＞0.098m3/s≈5.8×0.098m3/s，即:矩形排水沟底宽b＝0.4m，过水高度h＝0.3m，可安全排泄坡面汇水面积5.8公顷的10年最大降雨强度产生大暴雨径流；

i、排水沟设计：排水沟设计为底宽0.4m，深0.4m(其中过水深度0.3米，另0.1米为安全高度)的矩形沟，取大于2％的比降，排水沟两测立面处理为C15砼，沟底不作处理，以利雨水下渗，同时考虑施工时渠道好施工，所以集水沟、排水沟设计断面为：矩形渠底宽0.4m，渠高0.4m(0.1m安全高度)。

B、沉沙池：沉沙池设计为矩形，长10m，宽5m，深2m，用C15砼,厚度15厘米；

C、排洪沟：在雨水经排水沟汇集，经沉沙池拦蓄后，需溢流出项目区的地方，设计排洪沟，以利山洪顺利排放，排洪沟设计为宽60cm，深30cm，三面光，梯底；

(5)施工技术：A、基础处理：蓄水池基础要开挖至坚硬岩基上，否则，应在结构上采取措施，增强基础刚度，以避免基础不均匀沉降，增强基础刚度的方法是采用石灰改良土的性质，改良厚度不应低于40厘米，与土壤和石块混合充分并分层夯实，检测方法：采用轻型触探仪测定，承载力应不低于0.25mpa。没有检测仪时，用￠25毫米以上钢筋，用粉笔每隔10厘米划一小格，然后打入土中，记录每10厘米的锤击数，落锤高度应不低于1米，如果连续打入土中1.5米，每10厘米锤击数大于25锤，此地基就合格，如果不合格，可再加入石灰改良夯实，“石灰：土”为1：6；

B、排水沟和排洪沟的施工：

1)根据规划，布置路线进行施工放样，定好施工线；

2)根据设计断面尺寸，沿施工线进行挖沟；

3)在每一道跌水处，应按设计要求进行专项施工；

4)竣工后，及时检查断面尺寸与沟底比降，是否符合规划设计要求；

C、蓄水池与沉沙池的施工：

1)根据技术设计阶段确定的位置和设计的尺寸进行开挖，及时检查开挖的尺寸是否符合设计要求。对于墙体浇筑，开挖尺寸应预留足够施工面；

2)蓄水池底板、侧墙：基础处理后，用C10混凝土浇筑做基础的垫层厚10厘米；底板、侧墙采用单面筋￠8毫米，间距见设计图纸，钢筋要求扎满，防止浇砼时变形，钢筋保护层3厘米，底部、侧墙均采用C20钢筋砼，厚20厘米。底部搅拌砼时严格控制用水量，否则基础会开裂，浇筑要一次完成，注意收平，且多收几次，注意保养，严禁留下施工缝；

3)池底如有裂缝或其他漏水隐患等问题，应及时处理，并做好清基夯实，然后浇筑；

4)蓄水池上坡方接引水沟，引水沟的水经过沉沙池后进入水池；

5)蓄水池防护墙：用M7.5砖墙(12墙)，防护墙顶部采用12砖墙、24柱、高度1.2米的防护墙；

D、建后管理：

1)每年汛后和每次较大暴雨后，应进行全面检查，如有冲毁现象，应及时进行补修；

2)根据设计要求和坡面侵蚀量大小，每1年应对各类蓄排工程进行一次清淤，遇到淤积严重的大沙年，应及时清理；

3)引水渠的填方土埂外坡，可种植经济价值较高的浅根性植物护埂；

4)蓄水池四周可种植经济价值较高的树木，减少水面蒸发，但应选择根系穿透力弱的树种，并选择种植位置，防止树根破坏墙体和引起池底漏水。