CN114000475B - 一种黄土高原治沟造地的农田土壤排水系统及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种黄土高原治沟造地的农田土壤排水系统及其施工方法,所述农田土壤排水系统包括农田排水渠、若干蓄水池、排水盲沟及边坡排水结构;农田排水渠设置在沟道农田的顶部两侧,并位于挖方边坡的坡底沿原始沟谷地形延伸方向布设;若干蓄水池间隔设置在沟道农田的两侧顶部,相邻蓄水池之间采用农田排水渠相连;排水盲沟设置在填方黄土地基的底部,并沿原始沟谷地下延伸方向布设;边坡排水结构布设在挖方边坡上,边坡排水结构的底端与农田排水渠相连;本发明能有效解决黄土高原治沟造地沟道农田土壤排水问题,避免沟谷和农田积水;同时,能够有效保证治沟造地沟道农田的安全和日常灌溉使用,结构简单,施工难度小,成本低,便于推广使用。
Description
技术领域
本发明属于沟道农田土壤排水技术领域,特别涉及一种黄土高原治沟造地的农田土壤排水系统及其施工方法。
背景技术
目前,为了扩大生产建设范围,黄土高原地区采用了“治沟造地”的方法,将大量的山坡削平,然后填入沟谷中,极大地扩大了西部地区的生产生活用地,一定程度上缓解了黄土高原地区的用地紧张。但是,如果不按照正确的方法实行“治沟造地”,新造的农田土地就会出现排水不畅,影响农作物生长,严重地将影响填筑体的稳定性,威胁居民的财产与生活安全。
现有技术中,针对黄土高原地区“治沟造地”的排水措施还比较少;近几年,虽然已经开始出现针对“治沟造地”的排水方法,但是“治沟造地”排水措施主要是针对填方体和挖方体的排水;上述排水措施仅为工程服务;对于农业来说,如果完全照搬上述排水措施,则会造成资源的浪费;工程与农业的侧重点不同,工程标准往往比农业标准高,盲目采取工程标准也会造成资源的浪费;因此,如何在节约资源的前提下,对黄土高原“治沟造地”形成的农田进行有效地排水,成为了现在“治沟造地”农业发展的一个新方向。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题,本发明提供了一种黄土高原治沟造地的农田土壤排水系统及其施工方法,以解决现有技术中尚无针对农田的排水措施,施工标准较高,易造成资源浪费的技术问题。
为达到上述目的,本发明采用的技术方案为:
本发明提供了一种黄土高原治沟造地的农田土壤排水系统,所述农田土壤排水系统设置在黄土高原治沟造地的沟道农田及黄土高原治沟造地的挖方边坡上;沟道农田填筑在填方黄土地基的上方;
所述农田土壤排水系统包括农田排水渠、若干蓄水池、排水盲沟及边坡排水结构;
农田排水渠设置在沟道农田的顶部两侧,并位于挖方边坡的坡底沿原始沟谷地形延伸方向布设;若干蓄水池间隔设置在沟道农田的两侧顶部,相邻蓄水池之间采用农田排水渠相连;
排水盲沟设置在填方黄土地基的底部,并沿原始沟谷地下延伸方向布设;
边坡排水结构布设在挖方边坡上,边坡排水结构的底端与农田排水渠相连。
进一步的,沟道农田的顶面设置为中间高两侧低的地势结构;其中,高地势位于原始沟谷地形的轴线处,低地势位于沟道农田与挖方边坡的交界处;沟道农田的顶面坡度比为1:3.7-1:11.4。
进一步的,沟道农田一侧的若干蓄水池沿原始沟谷地形延伸方向,每间隔30-50m布设一个;相邻蓄水池之间的高度差与原始沟谷地形延伸方向的高度差相匹配,且相邻蓄水池之间的高度差至少为20cm。
进一步的,农田排水渠的坡度与原始沟谷地形延伸方向的地形坡度相匹配。
进一步的,排水盲沟采用全碎石盲沟;所述全碎石盲沟从外至内包括外部防护层、反滤保护层、内部反滤层及内核排水层。
进一步的,外部防护层及内部反滤层均为土工织物,反滤保护层为细粒碎石层,内核排水层粗粒碎石层;其中,反滤保护层中细粒碎石的粒径小于10cm,内核排水层中粗粒碎石的粒径为10-25cm,且反滤保护层与内核排水层中的含泥量不大于5%。
进一步的,挖方边坡采用从上到下分级开挖成型,相邻级边坡之间设置有预留台阶,每级边坡的坡率允许值为1:0.75-1:1.50。
进一步的,边坡排水结构包括坡顶横向截水沟、边坡横向截水沟、纵向排水沟及若干消能装置;
坡顶横向截水沟设置在挖方边坡的坡顶,并沿挖方边坡的延伸方向布设;
挖方边坡的每个预留台阶上均设置有边坡横向截水沟;每一级边坡上均匀设置有若干纵向排水沟,利用纵向排水沟将坡顶横向截水沟、边坡边坡横向截水沟及农田排水渠连通;每个纵向截水沟中均匀设置有若干消能装置。
进一步的,沟道农田采用二合土填筑成型;其中,二合土采用粘质土和砂质土混合得到;填方黄土地基采用黄土填方后夯实成型,夯实后黄土的干密度为1.58-1.60g/cm3。
本发明还提供了一种黄土高原治沟造地的农田土壤排水系统的施工方法,包括以下步骤:
步骤1、沿原始沟谷的地形延伸方向布设排水盲沟;
步骤2、按照设计要求对原始沟谷的两侧边坡进行挖方处理,形成挖方边坡;挖方过程,在挖方边坡的表面构筑边坡排水结构;
步骤3、在原始沟谷内,填筑填方黄土地基,并在填方黄土地基的表面构筑沟道农田;
步骤4、在沟道农田的两侧构筑农田排水沟。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明提供了一种黄土高原治沟造地的农田土壤排水系统及其施工方法,通过在填方黄土地基的底部设置排水盲沟,在沟道农田的顶部两侧设置农田排水渠,具有排走沟道农田内多余水分,协调沟谷地下水系及过滤土颗粒的三重作用;通过在挖方边坡上修筑边坡排水结构,并将边坡排水结构与农田排水渠相连,保证挖方边坡和填方黄土地基的稳定性;将农田排水渠与蓄水池相连,实现将排水系统与灌溉系统的结合,确保了沟道农田的安全和日常使用功能;结构简单、施工难度及成本较低。
进一步的,将沟道农田的顶面设置为中间高两侧低的地势结构,能够有效缓解沟道农田地基土的湿陷,有效提高了农田土壤的排水效率,避免由于排水不畅或暴雨造成沟谷和农田积水。
进一步的,将若干蓄水池沿原始沟谷地形延伸方向,便于农田的日常灌溉;同时,能够保证挖方边坡和填方黄土地基的稳定性。
本发明所述的黄土高原治沟造地的农田土壤排水系统及其施工方法,设计新颖合理,通过在原始沟谷中设置排水盲沟和农田排水渠,使其具备排走多余水分、协调沟谷地下水系、过滤土颗粒三重作用;通过修建具有预设坡度的沟道农田,使得沟道农田中未被植物吸收的水分可以由重力排出;同时,中间高两边低的农田设计,也能缓解农田地基土的湿陷;通过在沟道农田两侧修建农田排水渠和蓄水池,不但有利于农田的排水,而且将排水系统与灌溉系统结合;有利于农田的日常灌溉,能有效解决黄土高原治沟造地沟道农田土壤排水问题,避免由于排水不畅或暴雨造成沟谷和农田积水;同时,将排水系统与灌溉系统结合,有效保证治沟造地沟道农田的安全和日常使用,便于推广使用。
附图说明
图1为本发明所述的排水系统的俯视图;
图2为本发明中农田排水渠的剖视图;
图3为本发明中蓄水池的剖视图;
图4为本发明中沿沟谷地形延伸方向的剖面示意图;
图5为本发明中的排水盲沟的横断面结构示意图;
图6为本发明所述的边坡排水结构的局部结构示意图。
其中,1道路,2沟道农田,3农田排水渠,4蓄水池,5排水盲沟,6填方黄土地基,7挖方边坡,8边坡排水结构;51外部防护层,52反滤保护层,53内部反滤层,54内核排水层;81坡顶横向截水沟,82边坡横向截水沟,83纵向截水沟,84消能装置。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题,技术方案及有益效果更加清楚明白,以下具体实施例,对本发明进行进一步的详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如附图1-6所示,本发明提供了一种黄土高原治沟造地的农田土壤排水系统,所述农田土壤排水系统设置在黄土高原治沟造地的沟道农田2及黄土高原治沟造地的挖方边坡7上;沟道农田2填筑在填方黄土地基6的上方,填方黄土地基6填筑在原始沟谷中;所述农田土壤排水系统包括农田排水渠3、若干蓄水池4、排水盲沟5及边坡排水结构8。
沟道农田2的中央设置有道路1,用于行人活动;农田排水渠3设置在沟道农田2的顶部两侧,并位于挖方边坡7的坡底沿原始沟谷地形延伸方向布设;若干蓄水池4间隔设置在沟道农田2的两侧顶部,相邻蓄水池4之间采用农田排水渠3相连;排水盲沟5设置在黄土地基6的底部,并沿原始沟谷地形延伸方向布设;边坡排水结构8布设在挖方边坡7上,边坡排水结构8的底端与农田排水渠3相连。
本发明中,沟道农田2的顶面设置为中间高两侧低的地势结构;其中,高地势位于原始沟谷地形的轴线处,低地势位于沟道农田2与挖方边坡7的交界处;道路1设置在高地势位置处;优选的,沟道农田2的顶面坡度比为1:3.7-1:11.4;沟道农田2采用二合土填筑成型;其中,二合土采用粘质土和砂质土混合得到;填方黄土地基6采用黄土填方后夯实成型,夯实后黄土的干密度为1.58-1.60g/cm3。
国际制土壤质地分类中,以粘粒含量为主要标准;当土壤中粘粒的含量大于25%时,属于粘土;当土壤中粘粒含量15%-25%之间时,属于壤土;当土壤中粘粒含量小于15%时,划分为砂土;再通过土壤中粉砂粒和砂粒的含量进一步分类,只要土壤中粉砂粒含量大于45%时,则要在其质地类型前面加上粉砂质的名称;当土壤中砂粒含量在55%-85%之间时,则加以砂质名称;砂粒含量大于85%,称砂土或砂壤土。
本发明中,沟道农田2、填方黄土地基6及挖方边坡7排出的多余水分,都经由位于填方黄土地基6底部的排水盲沟5、农田排水渠3后,排出沟道农田3及挖方边坡7的土壤。
本发明中,沟道农田2一侧的若干蓄水池,沿原始沟谷地形延伸方向,每隔30-50m布设一个;相邻蓄水池4之间的高度差与原始沟谷地形延伸方向的高度差相匹配,且相邻蓄水池4之间的高度差至少为20cm。
本发明中,蓄水池4的尺寸根据当地降雨量设计;农田2排出的多余水分经由农田排水渠3被蓄水池4收集。
当遇到原始沟谷中地势低洼地带时,采用将填方黄土地基6的厚度增加,以保证相邻蓄水池4的高度差是从原始沟谷的最高处,向原始沟谷地形的延伸方向降低,使得多余的水顺利排出沟谷。
本发明中,农田排水渠3与蓄水池4的池顶相连;农田排水渠3的坡度与原始沟谷地形延伸方向的地形坡度相匹配;所述蓄水池4可以在降雨时期,收集沟谷区的降雨,当沟道农田2中的作物需要灌溉的时候,蓄水池4中的水可以直接用于农作物的灌溉,作为灌溉系统进行使用;当沟谷地区缺水时,也可以通过填方黄土地基6上的农田排水渠3和蓄水池4引水灌溉;当渗透量太大或者降雨量过大时,蓄水池4会被蓄满,此时农田排水渠3在排出农田2和挖方边坡7排出水的同时,仍可以排出蓄水池4中多余的水,保证挖方边坡7和填方黄土地基6的稳定性。
本发明中,农田排水渠3和蓄水池4均沿沟谷地形延伸方向的地形布置,不仅能保证填方黄土地基6的厚度均匀,也能使农田排水渠3中的水不需要依靠外力便可随重力作用流动;在暴雨时,农田排水渠3和蓄水池4的设计也可以保证农田2与挖方边坡7的持续排水;降雨结束后,蓄水池4中的水可用于农田2的日常灌溉。
本发明中,所述填方黄土地基6中的黄土取自沟谷附近,填入沟谷后,采用器械进行夯实,夯实后黄土的干密度为1.58-1.60g/cm3;实际施工中,治沟造地地区的黄土最大干密度约为1.76g/cm3;本发明中,夯实后黄土的干密度的取值,使得填方黄土地基6的密实度区间位于88.3%-89.4%之间,所述压实度下的填方黄土地基6即能一定程度上适宜农作物生长,也能避免黄土的湿陷灾害,此密实度区间也符合治沟造地地区填方黄土地基6的最低要求80%;但当新造农田周边存在一般建筑区时,所述夯实后黄土的干密度需按照设计要求进行确定。
本发明中,排水盲沟5采用全碎石盲沟,全碎石盲沟采用碎石填充,其断面为碎石断面;所述全碎石盲沟从外至内包括外部防护层51、反滤保护层52、内部反滤层53及内核排水层54。
外部防护层51及内部反滤层53均为土工织物,外层防护层51和内层反滤层53中的土工织物规格均不小于400g/m2,抗拉强度均不小于7kN/m,渗透系数均为5×10-2cm/s-5×10-1cm/s。
反滤保护层52为细粒碎石层,内核排水层54粗粒碎石层;其中,反滤保护层52中细粒碎石的粒径小于10cm,内核排水层54中粗粒碎石的粒径为10-25cm,且反滤保护层52与内核排水层54中的含泥量不大于5%。
本发明中,通过在填方黄土地基6的底部设置排水盲沟5,同时具备排走多余水分、协调沟谷地下水系、过滤土颗粒三重作用;全碎石断面为正方形全碎石断面,施工工艺简便,可操作性强,在黄土的湿陷沉降诱因阻隔中有着重要的作用,能有效解决现有黄土高原治沟造地沟道农田土壤排水问题,避免暴雨时水位上升造成填方黄土地基6湿化变形与沉降,有效保证黄土高原治沟造地沟道农田土壤排水设施的安全。
所述挖方边坡7采用从上到下分级开挖成型,相邻级边坡之间设置有预留台阶,每级边坡的坡率允许值为1:0.75-1:1.50;实际施工中具体坡率根据边坡的土壤特性设置。
本发明中,挖方边坡7的坡率允许值应根据工程经验,按工程类比的原则并结合已有稳定边坡的坡率值分析确定;当无经验且土质均匀良好、地下水贫乏、无不良地质作用和地质环境条件简单时,边坡坡率允许值可按下表1确定。
表1边坡坡率允许值表
边坡排水结构8位于挖方边坡上,边坡排水结构8包括坡顶横向截水沟81、边坡横向截水沟82、纵向排水沟83及若干消能装置84;坡顶横向截水沟81设置在挖方边坡7的坡顶,并沿挖方边坡7的延伸方向布设;挖方边坡7的每个预留台阶上均设置有边坡横向截水沟82;每一级边坡上均匀设置有若干纵向排水沟83,利用纵向排水沟83将坡顶横向截水沟81、边坡边坡横向截水沟82及农田排水渠3连通;每个纵向截水沟83中均匀设置有若干消能装置84。
本发明中,消能装置84为砖石组成的正方形突变,目的是防止暴雨时,从边坡坡顶倾泻而下的雨水对纵向排水沟83和农田排水渠3的破坏;其中,消能装置84错落布置,采用逐步消能的方法,降低雨水冲击纵向排水沟83和农田排水渠3时的能量,保护边坡排水结构8的安全。
本发明所述的黄土高原治沟造地的农田土壤排水系统的施工方法,具体包括以下步骤:
步骤1、对沟谷地区进行地质勘察:查明沟谷地区的地层结构、地质构造、原始沟谷地形地貌、水文条件及降雨强度;根据当地土壤性质确定挖方边坡7的坡率,设计配套的边坡排水结构8,并沿原始沟谷地形延伸方向测量其坡度;确定沟道农田2和农田排水渠3的倾角;设计蓄水池4高差,并使蓄水池4之间的高差至少为0.2m;蓄水池4池顶沿原始沟谷地形延伸方向降低;调查沟谷地区的土壤性质,如果地区内的土壤符合沟道农田2和填方黄土地基6的要求,沟道农田2和填方黄土地基6的土壤可从沟谷地区内获取。
步骤2、沿沟谷地形延伸方向布设排水盲沟,步骤如下:
步骤201、排水盲沟5沿沟谷地形延伸方向开挖沟槽,坡度与原始沟谷坡度一致,盲沟5的具体尺寸应该根据当地降雨强度设计。
步骤202、在开挖的排水盲沟5沟槽中;分段进行外部防护层51施工,在外部防护层51中填筑夹层细粒碎石,作为反滤保护层52的底层;在反滤保护层52的底层上铺设内部反滤层53,在内部反滤层53上填筑粗粒碎石,作为内核排水层54;同时,在外层防护层51与内部反滤层53之间填筑夹层细粒碎石,作为反滤保护层52的中层;反滤保护层52的厚度不小于20cm,且其饱和单轴抗压强度不小于10MPa;内核排水层54的饱和单轴抗压强度不小于20MPa。
步骤203、内核排水层54和反滤保护层52填筑至排水盲沟5的沟槽顶面后,翻卷覆盖内部反滤层53;然后在内部反滤层53的顶层铺设反滤保护层52的顶层,翻卷覆盖外部防护层51,形成排水盲沟5。
步骤204、重复以上步骤,直至沿沟谷延伸方向的沟谷底部完成一条能将水排出沟谷的排水盲沟5。
步骤3、施工挖方边坡7及边坡排水结构8,步骤如下:
步骤301、根据步骤1所得,开挖坡顶横向截水沟81的沟槽,从坡顶按设计坡率开挖挖方边坡7,开挖过程预留纵向排水沟83的位置;其中挖走的土方将填入原始沟谷中,用于填筑填方黄土地基6。
步骤302、上一级边坡开挖完成后,在上一级边坡的边坡横向截水沟82和纵向排水沟83使用铺浆法砌筑片石、块石,并对横向截水沟82和纵向排水沟83进行防渗处理;在纵向排水沟83中使用钢筋混凝土砌筑若干长0.2m、宽0.2m,高0.2m的正方形凸起,作为消能装置84;消能装置84沿纵向排水沟83布置2-3列,竖向间距为1m,每一列之间错落布置。
按步骤1的设计方案,预留出下一级的边坡台阶,在台阶上开挖下一级边坡的边坡横向截水沟82的沟槽,沟槽开挖完成后,继续开挖下一级边坡,预留下一级边坡的纵向排水沟83的位置,下一级边坡的纵向排水沟83与上一级边坡的纵向排水沟83在沟谷的延伸方向上交错设置,且交错距离至少为3m;其中,挖走的土方将填入原始沟谷中,用于填筑填方黄土地基6。
步骤303、当挖方边坡7已经开挖至最下级边坡时,则执行步骤304,如果还未开挖至最下级边坡,则继续执行步骤302。
步骤304、将最下级边坡的纵向排水沟83的底端连接至农田排水渠3;并且,最下级边坡的纵向排水沟83不能与蓄水池4直接相连;最后,砌筑最后一级边坡横向截水沟82和纵向排水沟83的片石、块石,完成挖方边坡7和边坡排水结构8;本步骤中挖走的土方将填入原始沟谷中,用于填筑填方黄土地基6;
步骤4、采用填入的黄土构筑填方黄土地基6,步骤如下:
步骤401、根据步骤1所得资料、规范手册和相关文献设计沟谷地区的填方处理方案,确定所需填方黄土地基6的厚度,制定夯实方案;由于黄土具有湿陷性,为了防止施工完成后出现湿陷变形,采用多次分层夯实填方黄土地基,确保夯实后黄土的干密度为1.58-1.60g/cm3。
步骤402、依次分层对填方黄土地基6进行夯实处理,确保当层黄土符合标准之后,再进行下一层黄土的夯实,如果夯实黄土不符合要求,重复执行步骤401。
步骤403、当填方黄土地基6夯实到达到蓄水池4底部时,预留出蓄水池4和农田排水渠3的位置,继续夯实至预定厚度,完成填方黄土地基6的夯实。
步骤5、在步骤403预留位置构建农田排水渠3和蓄水池4;农田排水3渠连接各蓄水池4池顶。
步骤6、构筑沟道农田2,根据步骤1的地质调查结果,所需土壤可从沟谷当地获取,采用砂质土和粘质土混合而成的二合土进行填筑。
步骤7、在沟道农田2的中央修建供行人行走的道路1;优选的,道路1的宽度为1m,其宽度可以根据步骤1实际勘察数据和实际工程情况做调整。
本发明所述的排水系统,设计新颖合理,通过在原始沟谷中放置排水盲沟和农田排水渠,使其具备排走多余水分、协调沟谷地下水系、过滤土颗粒三重作用;通过修建具有坡度的沟道农田,使得沟道农田中未被植物吸收的水分可以由重力排出,中间高两边低的农田设计,也能缓解农田地基土的湿陷;通过在农田侧修建农田排水渠和蓄水池,不但有利于农田的排水,而且将排水系统与灌溉系统结合,有利于农田的日常灌溉,能有效解决黄土高原治沟造地沟道农田土壤排水问题,避免由于排水不畅或暴雨造成沟谷和农田积水,同时将排水系统与灌溉系统结合,有效保证治沟造地沟道农田的安全和日常使用,便于推广使用。
本发明中,通过设置具有坡度的农田,在挖方边坡坡底设置的农田排水沟以及在原边坡坡底设置的排水盲沟;采用将农田排水渠与蓄水池相连;蓄水池沿原始沟底的坡度布置,挖方边坡上设置边坡排水结构,边坡排水结构与农田排水渠相连;施工过程中,首先对区域进行地质勘察;之后在原始沟底埋设排水盲沟,对原始边坡进行削坡处理;同时,修建挖方边坡排水结构;并将填入削坡黄土并夯实,沿地形延伸方向修筑蓄水池和农田排水渠,接着填筑农田并使其具有预设坡度;本发明取材简单、排水通畅、便于农作物种植,将排水系统与灌溉系统相结合;降雨时,不仅能有效排出挖方边坡与农田土壤中的雨水,而且可以将其收集至蓄水池中,多余雨水沿农田排水渠排出沟谷区,维持挖方边坡和填方黄土地基稳定,防止挖方边坡失稳,能解决治沟造地沟道农田土壤的排水问题,有益于黄土高原农作物的种植。
本发明所述的排水系统,根据原有土壤性质与地区降雨量,结合治沟造地地形的具体情况,以保护自然环境为原则,最大限度地保护了原有沟谷的自然环境,便于推广使用;通过在原始沟谷中放置盲沟和农田排水渠,使其具备排走多余水分、协调沟谷地下水系、过滤土颗粒三重作用;通过修建具有一定坡度的农田,使得农田中未被植物吸收的水分自由排出,中间高两边低的农田设计,也能缓解农田地基土的湿陷问题;将在农田两端修建农田排水渠和蓄水池,不但有利于农田的排水,而且将排水系统与灌溉系统结合,便于农田的日常灌溉,能有效解决黄土高原治沟造地沟道农田土壤排水问题,避免由于排水不畅或暴雨造成沟谷和农田积水,同时将排水系统与灌溉系统结合,既保证治沟造地沟道农田的安全,也利于日常使用;施工方法,步骤简单,取材容易,依据原始沟谷地形,铺设盲沟和农田排水渠,农田土壤取自当地,为粘质土与砂质土混合的二合土,土壤利于当地特色植物的生长,便于在黄土高原治沟造地地区的推广与使用。
上述实施例仅仅是能够实现本发明技术方案的实施方式之一,本发明所要求保护的范围并不仅仅受本实施例的限制,还包括在本发明所公开的技术范围内,任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化、替换及其他实施方式。
Claims (8)
1.一种黄土高原治沟造地的农田土壤排水系统,其特征在于,所述农田土壤排水系统设置在黄土高原治沟造地的沟道农田(2)及黄土高原治沟造地的挖方边坡(7)上;沟道农田(2)填筑在填方黄土地基(6)的上方;
所述农田土壤排水系统包括农田排水渠(3)、若干蓄水池(4)、排水盲沟(5)及边坡排水结构(8);
农田排水渠(3)设置在沟道农田(2)的顶部两侧,并位于挖方边坡(7)的坡底沿原始沟谷地形延伸方向布设;若干蓄水池(4)间隔设置在沟道农田(2)的两侧顶部,相邻蓄水池(4)之间采用农田排水渠(3)相连;
排水盲沟(5)设置在填方黄土地基(6)的底部,并沿原始沟谷地下延伸方向布设;
边坡排水结构(8)布设在挖方边坡(7)上,边坡排水结构(8)的底端与农田排水渠(3)相连;
沟道农田(2)的顶面设置为中间高两侧低的地势结构;其中,高地势位于原始沟谷地形的轴线处,低地势位于沟道农田(2)与挖方边坡(7)的交界处;沟道农田(2)的顶面坡度比为1:3.7-1:11.4;
沟道农田(2)一侧的若干蓄水池(4)沿原始沟谷地形延伸方向,每间隔30-50m布设一个;相邻蓄水池(4)之间的高度差与原始沟谷地形延伸方向的高度差相匹配,且相邻蓄水池(4)之间的高度差至少为20cm;
填方黄土地基(6)采用黄土填方后夯实成型,夯实后黄土的干密度为1.58-1.60g/cm3;
挖方边坡(7)采用从上到下分级开挖成型,相邻级边坡之间设置有预留台阶;
挖方边坡(7)的每个预留台阶上均设置有边坡横向截水沟(82);每一级边坡上均匀设置有若干纵向排水沟(83),利用纵向排水沟(83)将坡顶横向截水沟(81)、边坡横向截水沟(82)及农田排水渠(3)连通;每个纵向排水沟(83)中均匀设置有若干消能装置(84)。
2.根据权利要求1所述的一种黄土高原治沟造地的农田土壤排水系统,其特征在于,农田排水渠(3)的坡度与原始沟谷地形延伸方向的地形坡度相匹配。
3.根据权利要求1所述的一种黄土高原治沟造地的农田土壤排水系统,其特征在于,排水盲沟(5)采用全碎石盲沟;所述全碎石盲沟从外至内包括外部防护层(51)、反滤保护层(52)、内部反滤层(53)及内核排水层(54)。
4.根据权利要求3所述的一种黄土高原治沟造地的农田土壤排水系统,其特征在于,外部防护层(51)及内部反滤层(53)均为土工织物,反滤保护层(52)为细粒碎石层,内核排水层(54)粗粒碎石层;其中,反滤保护层(52)中细粒碎石的粒径小于10cm,内核排水层(54)中粗粒碎石的粒径为10-25cm,且反滤保护层(52)与内核排水层(54)中的含泥量不大于5%。
5.根据权利要求1所述的一种黄土高原治沟造地的农田土壤排水系统,其特征在于,每级边坡的坡率允许值为1:0.75-1:1.50。
6.根据权利要求5所述的一种黄土高原治沟造地的农田土壤排水系统,其特征在于,边坡排水结构(8)包括坡顶横向截水沟(81)、边坡横向截水沟(82)、纵向排水沟(83)及若干消能装置(84);
坡顶横向截水沟(81)设置在挖方边坡(7)的坡顶,并沿挖方边坡(7)的延伸方向布设。
7.根据权利要求1所述的一种黄土高原治沟造地的农田土壤排水系统,其特征在于,沟道农田(2)采用二合土填筑成型;其中,二合土采用粘质土和砂质土混合得到。
8.如权利要求1-7任意一项所述的一种黄土高原治沟造地的农田土壤排水系统的施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、沿原始沟谷的地形延伸方向布设排水盲沟(5);
步骤2、按照设计要求对原始沟谷的两侧边坡进行挖方处理,形成挖方边坡(7);挖方过程,在挖方边坡(7)的表面构筑边坡排水结构(8);
步骤3、在原始沟谷内,填筑填方黄土地基(6),并在填方黄土地基(6)的表面构筑沟道农田(2);
步骤4、在沟道农田(2)的两侧构筑农田排水渠(3)。
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