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专利名称：一种黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202310232233.3

专利申请（专利权）人：陕西煤业化工集团有限责任公司,西安开云优惠体育网页版入口大学
权利人地址：陕西省西安市国家民用航天产业基地陕西省西安市航天基地东长安街636号

专利发明（设计）人：尚建选,陈普浩,陈秋计,侯鹏飞

专利摘要：本发明公开了一种黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复方法，包括以下步骤：一、确定黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复方案；二、确定蓄水沟的深度和宽度；三、确定田坎高度；四、修筑梯田；五、设置蓄水系统；六、设置道路系统；七、设置灌溉系统；八、生态治理。本发明以沉陷区生态修复为目的，以水土流失控制为出发点，提出利用海绵型梯田治理采煤沉陷地，采用植物篱治理采煤塌陷裂缝，构建了一种新型的黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复模式，实现了水资源高效利用，控制了水土流失，提升了沉陷区生态恢复效果和应对自然灾害等能力。

主权利要求：
1.一种黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、确定黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复方案：采煤沉陷地为采煤沉陷坡地，将采煤沉陷地由上游至下游依次划分为多个梯田单元，每个梯田单元的总宽度为L，具体如下：步骤101、确定梯田单元的农业种植用地系数：根据公式 计算得到梯田单元的农业种植用地系数m，其中，R为径流系数，P为采煤沉陷地的年降雨量，h1为结合种植农作物及灌溉方式选择的灌溉定额；
步骤102、确定梯田单元中农业种植用地宽度：根据采煤沉陷地的原地面坡度α，并采用?0.068α公式B＝INT(41.612e )，计算得到梯田单元中农业种植用地宽度B；
步骤103、确定梯田单元的总宽度：根据公式 计算得到梯田单元的总宽度L；
步骤二、确定蓄水沟的深度和宽度：在梯田单元中设置一个蓄水沟，并设定蓄水沟的宽度b不超过1m，根据该采煤沉陷地所处地区十年内1小时的最大降雨量h2对应的所述梯田单元所产生的地表净流量，采用公式 得到蓄水沟(5)的深度h；
步骤三、确定田坎高度：根据公式 计算得到梯田单元中田坎的高度
H，其中，β为田坎的侧坡坡度，70°≤β≤80°；
步骤四、修筑梯田：根据梯田单元的总宽度为L，在采煤沉陷地表面划线标识出每个所述梯田单元的位置，在标识出的每个所述梯田单元的位置处修筑坡地段(1)和平台段；按照高度H和侧坡坡度β在所述坡地段(1)与平台段之间以及平台段的下游均修筑一个田坎(4)，其中，所述平台段的宽度为梯田单元中农业种植用地宽度B与蓄水沟的宽度b之和；
步骤五、设置蓄水系统：在每个坡地段(1)上挖设引流沟(3)，在每个所述平台段上紧贴其下游的田坎(4)设置宽度b、深度h的蓄水沟(5)，在每个所述梯田单元的一侧设置排水沟(6)，通过排水沟(6)将引流沟(3)与蓄水沟(5)连通，并在蓄水沟(5)的入口端设置过滤机构；
步骤六、设置道路系统：在所述梯田单元的另一侧和排水沟(6)的一侧设置田间道(13)，在蓄水沟(5)的顶板上部设置人行道；
步骤七、设置灌溉系统：将所述平台段上除蓄水沟(5)之外的区域作为农业种植用地的农业种植平台段(2)，在每个所述农业种植平台段(2)上铺设滴灌带，所述滴灌带与上游的蓄水沟(5)通过管道连接；
步骤八、生态治理：在每个农业种植平台段(2)上种植农作物，在每个坡地段(1)上种植牧草；
其中，当坡地段(1)出现塌陷裂缝时，采用植物篱法对该塌陷裂缝进行治理；
采用植物篱法对坡地段(1)的塌陷裂缝进行治理时，具体过程如下：
a、整地：将坡地段(1)的塌陷裂缝(14)的顶部整治成宽30cm～50cm，深30cm～60cm的种植沟(15)；
b、植物篱栽植：按照30cm～50cm的株距在种植沟(15)内栽植植物篱(16)，所述植物篱(16)的根部深入至种植沟(15)底部的塌陷裂缝(14)内，所述植物篱(16)选择地径1cm以上的带土球的紫穗槐。
2.按照权利要求1所述的一种黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复方法，其特征在于：步骤
101中，所述梯田单元的农业种植用地系数等于农业种植平台段(2)的宽度B与所述梯田单元的总宽度L的比值，即而农业种植平台段(2)上种植的农作物的需水量W1等于所述梯田单元的径流量W2，其中，W1＝B×h1，W2＝L×R×P，进而推算得到所述梯田单元的农业种植用地系数
3.按照权利要求1所述的一种黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复方法，其特征在于：所述田坎(4)为在土坎上设置钢筋混凝土装配式田坎后形成的抗变形田坎，所述钢筋混凝土装配式田坎包括多个通过支撑杆(10)锚固在土坎表面的坎柱(9)，相邻两个所述坎柱(9)之间设置有挡土板(11)，所述支撑杆(10)与坎柱(9)相互垂直。
4.按照权利要求3所述的一种黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复方法，其特征在于：所述坎柱(9)的两侧分别设置有一个供挡土板(11)卡装的卡槽，所述支撑杆(10)的一端锚固在土坎内，所述支撑杆(10)的另一端与坎柱(9)连接；
所述支撑杆(10)的两端分别设置有一个T型连接件(12)，所述坎柱(9)上紧贴土坎表面的一侧设置有一个供所述T型连接件(12)卡装的T型槽。
5.按照权利要求1所述的一种黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复方法，其特征在于：所述蓄水沟(5)采用防渗漏的预制钢筋混凝土结构，所述过滤机构包括设置在蓄水沟(5)上靠近排水沟(6)的一端设置有拦污栅以及由靠近拦污栅的方向向远离拦污栅的方向依次设置在蓄水沟(5)内部靠近拦污栅的位置处的沉沙池(8)和碎石过滤层(7)。
6.按照权利要求1所述的一种黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复方法，其特征在于：所述引流沟(3)靠近坡地段(1)的下游布设，所述引流沟(3)采用反坡水平阶模式修筑。
7.按照权利要求1所述的一种黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复方法，其特征在于：所述田间道(13)采用沙石路面，所述田间道(13)的路面采用天然沙石、级配碎石、级配砾石或砾料改善土铺设。
8.按照权利要求1所述的一种黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复方法，其特征在于：所述排水沟(6)位于所述梯田单元与一侧的田间道(13)之间，所述排水沟(6)采用预制的U型混凝土排水沟。 说明书 : 一种黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复方法技术领域[0001] 本发明属于采煤沉陷地生态修复技术领域，具体涉及一种黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复方法。背景技术[0002] 西部黄土丘陵区植被覆盖率低，降雨少而集中，水土流失严重，被列入为国家级水土流失重点监督区和重点防治区。同时西部黄土丘陵区煤炭资源丰富，地质条件简单，是我国重要的煤炭生产基地之一。煤田的开发与建设，促进了能源产业和地区经济大发展，但在煤炭开采扰动下，出现地形地貌改变、地表植被破坏、地表景观破碎、水土流失加剧和生态环境减退等一系列问题。如何在煤炭资源开发的同时，保护和修复黄土丘陵区的生态环境问题，成为当前迫切需要解决的问题。现阶段的治理方法主要是简单的裂缝充填和土地整治，未能从根本上解决采煤沉陷地的水资源高效利用和水土流失问题。发明内容[0003] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复方法，其以沉陷区生态修复为目的，以水土流失控制为出发点，提出利用海绵型梯田治理采煤沉陷地，采用植物篱治理采煤塌陷裂缝，构建了一种新型的黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复模式，实现了水资源高效利用，控制了水土流失，提升了沉陷区生态恢复效果和应对自然灾害等能力。[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：[0005] 步骤一、确定黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复方案：采煤沉陷地为采煤沉陷坡地，将采煤沉陷地由上游至下游依次划分为多个梯田单元，每个梯田单元的总宽度为L，具体如下：[0006] 步骤101、确定梯田单元的农业种植用地系数：根据公式 计算得到梯田单元的农业种植用地系数m，其中，R为径流系数，P为采煤沉陷地的年降雨量，h1为结合种植农作物及灌溉方式选择的灌溉定额；[0007] 步骤102、确定梯田单元中农业种植用地宽度：根据采煤沉陷地的原地面坡度α，并?0.068α采用公式B＝INT(41.612e )，计算得到梯田单元中农业种植用地宽度B；[0008] 步骤103、确定梯田单元的总宽度：根据公式 计算得到梯田单元的总宽度L；[0009] 步骤二、确定蓄水沟的深度和宽度：在梯田单元中设置一个蓄水沟，并设定蓄水沟的宽度b不超过1m，根据该采煤沉陷地所处地区十年内1小时的最大降雨量h2对应的所述梯田单元所产生的地表净流量，采用公式 得到蓄水沟的深度h；[0010] 步骤三、确定田坎高度：根据公式 计算得到梯田单元中田坎的高度H，其中，β为田坎的侧坡坡度，70°≤β≤80°；[0011] 步骤四、修筑梯田：根据梯田单元的总宽度为L，在采煤沉陷地表面划线标识出每个所述梯田单元的位置，在标识出的每个所述梯田单元的位置处修筑坡地段和平台段；按照高度H和侧坡坡度β在所述坡地段与平台段之间以及平台段的下游均修筑一个田坎，其中，所述平台段的宽度为梯田单元中农业种植用地宽度B与蓄水沟的宽度b之和；[0012] 步骤五、设置蓄水系统：在每个坡地段上挖设引流沟，在每个所述平台段上紧贴其下游的田坎设置宽度b、深度h的蓄水沟，在每个所述梯田单元的一侧设置排水沟，通过排水沟将引流沟与蓄水沟连通，并在蓄水沟的入口端设置过滤机构；[0013] 步骤六、设置道路系统：在所述梯田单元的另一侧和排水沟的一侧设置田间道，在蓄水沟的顶板上部设置人行道；[0014] 步骤七、设置灌溉系统：将所述平台段上除蓄水沟之外的区域作为农业种植用地的农业种植平台段，在每个所述农业种植平台段上铺设滴灌带，所述滴灌带与上游的蓄水沟通过管道连接；[0015] 步骤八、生态治理：在每个农业种植平台段上种植农作物，在每个坡地段上种植牧草；[0016] 其中，当坡地段出现塌陷裂缝时，采用植物篱法对该塌陷裂缝进行治理。[0017] 上述的一种黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复方法，其特征在于：步骤101中，所述梯田单元的农业种植用地系数等于农业种植平台段的宽度B与所述梯田单元的总宽度L的比值，即[0018] 而农业种植平台段(2)上种植的农作物的需水量W1等于所述梯田单元的径流量W2，其中，W1＝B×h1，W2＝L×R×P，进而推算得到所述梯田单元的农业种植用地系数[0019] 上述的一种黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复方法，其特征在于：所述田坎为在土坎上设置钢筋混凝土装配式田坎后形成的抗变形田坎，所述钢筋混凝土装配式田坎包括多个通过支撑杆锚固在土坎表面的坎柱，相邻两个所述坎柱之间设置有挡土板，所述支撑杆与坎柱相互垂直。[0020] 上述的一种黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复方法，其特征在于：所述坎柱的两侧分别设置有一个供挡土板卡装的卡槽，所述支撑杆的一端锚固在土坎内，所述支撑杆的另一端与坎柱连接；[0021] 所述支撑杆的两端分别设置有一个T型连接件，所述坎柱上紧贴土坎表面的一侧设置有一个供所述T型连接件卡装的T型槽。[0022] 上述的一种黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复方法，其特征在于：所述蓄水沟采用防渗漏的预制钢筋混凝土结构，所述过滤机构包括设置在蓄水沟上靠近排水沟的一端设置有拦污栅以及由靠近拦污栅的方向向远离拦污栅的方向依次设置在蓄水沟内部靠近拦污栅的位置处的沉沙池和碎石过滤层。[0023] 上述的一种黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复方法，其特征在于：所述引流沟靠近坡地段的下游布设，所述引流沟采用反坡水平阶模式修筑。[0024] 上述的一种黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复方法，其特征在于：所述田间道采用沙石路面，所述田间道的路面采用天然沙石、级配碎石、级配砾石或砾料改善土铺设。[0025] 上述的一种黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复方法，其特征在于：所述排水沟位于所述梯田单元与一侧的田间道之间，所述排水沟采用预制的U型混凝土排水沟。[0026] 本发明与现有技术相比具有以下优点：[0027] 1、本发明通过设置种植牧草的坡地段和种植农作物的农业种植平台段形成梯田对采煤沉陷地进行生态修复，能有效减弱水的侵蚀作用，保证水肥不易流出农业种植平台段,起到保持水土的作用，因此，在起到修复采煤沉陷地的同时还可以有效防止水土流失，同时修筑梯田有助于保留表土，梯田修成后，配合深翻、增施有机肥料、种植适当的先锋作物等农业耕作措施，以加速土壤熟化，提高土壤肥力。[0028] 2、本发明通过在每个梯田单元中设置蓄水系统、和灌溉系统后形成海绵型梯田，即在坡地段上设置引流沟，在农业种植平台段的下游设置蓄水沟，同时通过排水沟将引流沟与蓄水沟相连通，能够将坡地段的径流通过引流沟和排水沟储存至蓄水沟内，与此同时农业种植平台段的积水通过田间垄沟将积水引入排水沟进而汇入蓄水沟，能有效实现吸水和蓄水的功能，同时避免雨水将农业种植平台段淹没进而破坏农作物。[0029] 3、本发明通过滴灌带将蓄水沟内的水引流至其下游的农业种植平台段上农作物的根部，能有效在干旱时对农业种植平台段上农作物进行灌溉，实现将蓄存的水释放并加以利用，提升采煤沉陷地生态恢复效果和应对自然灾害等能力，提升治理区生态效益。[0030] 4、本发明通过对坡地段的塌陷裂缝采用植物篱法进行治理，在治理塌陷裂缝的同时，还能改造局部微地貌，控制水土流失，提升治理区植被覆盖度。[0031] 综上所述，本发明以沉陷区生态修复为目的，以水土流失控制为出发点，提出利用海绵型梯田治理采煤沉陷地，在每个梯田单元中设置蓄水系统、和灌溉系统后形成海绵型梯田，采用植物篱治理采煤塌陷裂缝，构建了一种新型的黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复模式，实现了水资源高效利用，控制了水土流失，提升了沉陷区生态恢复效果和应对自然灾害等能力。[0032] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。附图说明[0033] 图1为本发明方法的流程框图。[0034] 图2为本发明海绵型梯田的断面图。[0035] 图3为本发明海绵型梯田的平面图。[0036] 图4为本发明钢筋混凝土装配式田坎的结构示意图。[0037] 图5为本发明坎柱与支撑杆在土坎上的安装结构示意图。[0038] 图6为本发明采用植物篱法对坡地段的塌陷裂缝进行治理的结构示意图。[0039] 附图标记说明:[0040] 1—坡地段；2—农业种植平台段；3—引流沟；[0041] 4—田坎；5—蓄水沟；6—排水沟；[0042] 7—碎石过滤层；8—沉沙池；9—坎柱；[0043] 10—支撑杆； 11—挡土板； 12—T型连接件；[0044] 13—田间道； 14—塌陷裂缝；15—种植沟；[0045] 16—植物篱。具体实施方式[0046] 如图1至图6所示的一种黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复方法，该方法包括以下步骤：[0047] 步骤一、确定黄土丘陵区采煤沉陷地生态修复方案：采煤沉陷地为采煤沉陷坡地，将采煤沉陷地由上游至下游依次划分为多个梯田单元，每个梯田单元的总宽度为L，具体如下：[0048] 步骤101、确定梯田单元的农业种植用地系数：根据公式 计算得到梯田单元的农业种植用地系数m，其中，R为径流系数，P为采煤沉陷地的年降雨量，h1为结合种植农作物及灌溉方式选择的灌溉定额；[0049] 步骤102、确定梯田单元中农业种植用地宽度：根据采煤沉陷地的原地面坡度α，并?0.068α采用公式B＝INT(41.612e )，计算得到梯田单元中农业种植用地宽度B；其中，INT为取整函数，对于正数是直接去掉小数部分取整的。[0050] 步骤103、确定梯田单元的总宽度：根据公式 计算得到梯田单元的总宽度L；[0051] 步骤二、确定蓄水沟的深度和宽度：在梯田单元中设置一个蓄水沟，并设定蓄水沟的宽度b不超过1m，根据该采煤沉陷地所处地区十年内1小时的最大降雨量h2对应的所述梯田单元所产生的地表净流量，采用公式 得到蓄水沟5的深度h；[0052] 步骤三、确定田坎高度：根据公式 计算得到梯田单元中田坎的高度H，其中，β为田坎的侧坡坡度，70°≤β≤80°；[0053] 步骤四、修筑梯田：根据梯田单元的总宽度为L，在采煤沉陷地表面划线标识出每个所述梯田单元的位置，在标识出的每个所述梯田单元的位置处修筑坡地段1和平台段，图二2和图3所示；按照高度H和侧坡坡度β在所述坡地段1与平台段之间以及平台段的下游均修筑一个田坎4，其中，所述平台段的宽度为梯田单元中农业种植用地宽度B与蓄水沟的宽度b之和；[0054] 步骤五、设置蓄水系统：在每个坡地段1上挖设引流沟3，在每个所述平台段上紧贴其下游的田坎4设置宽度b、深度h的蓄水沟5，在每个所述梯田单元的一侧设置排水沟6，通过排水沟6将引流沟3与蓄水沟5连通，并在蓄水沟5的入口端设置过滤机构；[0055] 步骤六、设置道路系统：在所述梯田单元的另一侧和排水沟6的一侧设置田间道13，在蓄水沟5的顶板上部设置人行道；[0056] 步骤七、设置灌溉系统：将所述平台段上除蓄水沟5之外的区域作为农业种植用地的农业种植平台段2，在每个所述农业种植平台段2上铺设滴灌带，所述滴灌带与上游的蓄水沟5通过管道连接；[0057] 步骤八、生态治理：在每个农业种植平台段2上种植农作物，在每个坡地段1上种植牧草；[0058] 其中，当坡地段1出现塌陷裂缝时，采用植物篱法对该塌陷裂缝进行治理。[0059] 在修筑梯田时，当农业种植平台段2出现塌陷裂缝时，在进行农业种植平台段2的修筑时，同步对该塌陷裂缝进行充填平整。[0060] 实际使用时，通过设置种植牧草的坡地段1和种植农作物的农业种植平台段2形成梯田对采煤沉陷地进行生态修复，因为修梯田后田地的坡度减小,水的侵蚀作用减弱，田埂稍高于梯田面,能够保证水肥不易流出这块田,起到保持水土的作用，因此，在起到修复采煤沉陷地的同时还可以有效防止水土流失；梯田的蓄水、保土、增产作用十分显著，梯田是在丘陵山坡地上沿等高线方向修筑的条状阶台式或波浪式断面的田地，是治理坡耕地水土流失的有效措施；梯田的通风透光条件较好，有利于作物生长和营养物质的积累，按田面坡度不同而有水平梯田、坡式梯田、复式梯田等，梯田的宽度根据地面坡度大小、土层厚薄、耕作方式、劳力多少和经济条件而定，和灌排系统、交通道路统一规划；可通过修筑梯田保留表土，梯田修成后，配合深翻、增施有机肥料、种植适当的先锋作物等农业耕作措施，以加速土壤熟化，提高土壤肥力。[0061] 需要说明的是，通过在坡地段1上设置引流沟3，在农业种植平台段2的下游设置蓄水沟5，同时通过排水沟6将引流沟3与蓄水沟5相连通，能够将坡地段1的径流通过引流沟3和排水沟6储存至蓄水沟5内，并通过过滤机构过滤，与此同时农业种植平台段2的积水通过田间垄沟将积水引入排水沟6进而汇入蓄水沟5，能有效实现吸水和蓄水的功能，同时避免雨水将农业种植平台段2淹没进而破坏农作物。[0062] 需要说明的是，通过滴灌带将蓄水沟5内的水引流至其下游的农业种植平台段2上农作物的根部，能有效在干旱时对农业种植平台段2上农作物进行灌溉，实现将蓄存的水“释放”并加以利用，提升采煤沉陷地生态恢复效果和应对自然灾害等能力，提升治理区生态效益。[0063] 具体实施时，坡地段1采用采煤沉陷地的原地面。[0064] 需要说明的是，蓄水沟5的设计需要满足承载该地区10年一遇的1小时最大降雨量。[0065] 需要说明的是，农业种植平台段2的宽度、蓄水沟5的宽度、坡地段1的宽度与两个田坎4的宽度之和就等于梯田单元的总宽度，田坎4的宽度可以根据田坎4的高度和侧坡坡度进行计算得出。[0066] 具体实施时，修筑梯田之前，根据确定好的梯田单元中农业种植用地宽度B、梯田单元的总宽度L、蓄水沟5的宽度b和深度h、田坎4的高度H和侧坡坡度β，在所述梯田单元的原状土表面划线标识出坡地段1、引流沟3、农业种植平台段2、蓄水沟5、排水沟6和两个田坎4及田间道13的位置。[0067] 需要说明的是，坡地段1下游的田坎4的顶部与坡地段1底部相接，根据田坎4的高度，在标识出的农业种植平台段2和蓄水沟5位置处的原坡面进行下挖和填筑，施工农业种植平台段2和蓄水沟5，使得农业种植平台段2和蓄水沟5的顶部所在位置处于同一水平面，同时使得坡地段1的下游和蓄水沟5的下游均形成一个土坎，蓄水沟5的下游的土坎底部位于原坡面上；在两个土坎上设置筋混凝土装配式田坎形成具有抗变形能力的田坎4；[0068] 坡地段1下游的田坎4的顶部与坡地段1底部相接，田坎4的高度和侧坡坡度已知，从坡地段1下游侧向下开挖修筑一个田坎4，田坎4修筑完成后，该田坎4的底部与农业种植平台段2的顶部相交，因此从坡地段1下游的田坎4底部开始平整农业种植平台段2。[0069] 实际使用时，在每个梯田单元中设置蓄水系统、和灌溉系统后形成海绵型梯田，海绵型梯田的概念源于海绵型城市，即以海绵的相关理念为指导，以水资源承载力为基。侠砼渲貌擅撼料莸赝恋乩媒峁，科学设计梯田结构，将梯田建设成具有良好的“弹性”，下雨时能吸水、蓄水、渗水、净水，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用，提升采煤沉陷地生态恢复效果和应对自然灾害等能力，提升治理区生态效益。[0070] 具体实施时，田间道13垂直等高线布置，人行道平行等高线布置，蓄水沟5顶部与农业种植平台段2表面等高布设且均为水平面，蓄水沟5顶部设置盖板，人行道利用蓄水沟5顶部的盖板进行改造。[0071] 需要说明的是，降雨后，坡地段1的径流通过引流沟3进入排水沟6，然后再经拦污栅、沉沙池8和碎石过滤层7过滤后储存至蓄水沟5内；农业种植平台段2的积水通过田间垄沟将积水引入排水沟6，然后汇入蓄水沟5。[0072] 需要说明的是，在干旱时，利用滴灌带将蓄水沟5内储存的雨水输送到下游的梯田单元的农作物根部进行局部灌溉。[0073] 具体实施时，坡地段1上种植的牧草，依靠降雨维持生存，农业种植平台段2上种植的农作物，依靠降雨及蓄水沟5蓄存的雨水通过节水灌溉，维系正常生产。[0074] 具体实施时，滴灌带铺设在农业种植平台段2的表面，滴灌带采用水管与其上游的蓄水沟5连通，便于将上游蓄水沟5内的水输送至下游的农业种植平台段2中，滴灌带采用聚乙烯塑料管制作而成，将水通过直径约16mm的出水口或滴头送到农作物根部进行局部灌溉，把水均匀而缓慢地滴在作物根部附近的土壤中。[0075] 需要说明的是，对于水土流失严重的黄土丘陵采煤沉陷区，植物篱不仅可以分散地表径流、降低流速、增加入渗、拦截泥沙等，而且可以美化环境。生态效益、经济效益显著。[0076] 如图6所示，采用植物篱法对坡地段1的塌陷裂缝进行治理时，具体过程如下：[0077] a、整地：将坡地段1的塌陷裂缝14的顶部整治成宽30cm～50cm，深30cm～60cm的种植沟15；[0078] b、植物篱栽植：按照30cm～50cm的株距在种植沟15内栽植植物篱16，所述植物篱16的根部深入至种植沟15底部的塌陷裂缝14内，所述植物篱16选择地径1cm以上的带土球的紫穗槐；[0079] 其中，紫穗槐栽植前，进行修根和沾泥浆，紫穗槐栽植后进行水肥管理、苗木防护和病虫害防治。[0080] 需要说明的是，通过对坡地段1的塌陷裂缝14采用植物篱法进行治理，在治理塌陷裂缝的同时，还能改造局部微地貌，控制水土流失，提升治理区植被覆盖度。[0081] 本实施例中，步骤101中，所述梯田单元的农业种植用地系数等于农业种植平台段2的宽度B与所述梯田单元的总宽度L的比值，即[0082] 而农业种植平台段2上种植的农作物的需水量W1等于所述梯田单元的径流量W2，其中，W1＝B×h1，W2＝L×R×P，进而推算得到所述梯田单元的农业种植用地系数[0083] 如图4和图5所示，本实施例中，所述田坎4为在土坎上设置钢筋混凝土装配式田坎后形成的抗变形田坎，所述钢筋混凝土装配式田坎包括多个通过支撑杆10锚固在土坎表面的坎柱9，相邻两个所述坎柱9之间设置有挡土板11，所述支撑杆10与坎柱9相互垂直。[0084] 实际使用时，由于位于采煤沉陷区，存在一定的残余变形，传统土坎梯田，抗变形能力弱，容易受损，因此采用抗变形的钢筋混凝装配式构件进行田坎建设，抵抗变形，同时减少田坎占地，增加耕地面积。[0085] 具体实施时，坎柱9采用30cm*50cm的预制钢筋混凝土结构，坎柱9布设间距为1.5m；挡土板11一般厚度不小于15cm，采用预制钢筋混凝土板，长度1.3m，宽度30cm；支撑杆10采用截面为20cm*20cm的预制钢筋混凝土结构。[0086] 需要说明的是，钢筋混凝土装配式田坎为钢筋砼预制构件，采用工厂化集约加工生产，便于运输、安装及修补更换，降低生产成本。[0087] 本实施例中，所述坎柱9的两侧分别设置有一个供挡土板11卡装的卡槽，所述支撑杆10的一端锚固在土坎内，所述支撑杆10的另一端与坎柱9连接；[0088] 所述支撑杆10的两端分别设置有一个T型连接件12，所述坎柱9上紧贴土坎表面的一侧设置有一个供所述T型连接件12卡装的T型槽。[0089] 本实施例中，所述蓄水沟5采用防渗漏的预制钢筋混凝土结构，所述过滤机构包括设置在蓄水沟5上靠近排水沟6的一端设置有拦污栅以及由靠近拦污栅的方向向远离拦污栅的方向依次设置在蓄水沟5内部靠近拦污栅的位置处的沉沙池8和碎石过滤层7。[0090] 实际使用时，碎石过滤层7在蓄水沟5内的铺设长度为2m，拦污栅用铅丝编织成0.01m方格网状方形栅，布设在蓄水沟5的进口处。[0091] 本实施例中，所述引流沟3靠近坡地段1的下游布设，所述引流沟3采用反坡水平阶模式修筑。[0092] 实际使用时，引流沟3为土质结构，上口宽度60cm。[0093] 本实施例中，所述田间道13采用沙石路面，所述田间道13的路面采用天然沙石、级配碎石、级配砾石或砾料改善土铺设。[0094] 实际使用时，田间道13的宽度为3m，路面铺设厚度为20cm。[0095] 本实施例中，所述排水沟6位于所述梯田单元与一侧的田间道13之间，所述排水沟6采用预制的U型混凝土排水沟。[0096] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

专利地区：陕西

专利申请日期：2023-03-10

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN116267443B