本發明專利技術屬于邊坡防護技術領域，涉及一種干熱河谷區土地整理邊坡溝蝕植物防護結構與方法。本發明專利技術將坡面修整為分層反坡階，分層反坡階包括木本植物種植反坡階和草本植物種植反坡階，木本植物種植反坡階上設置等高水平溝，草本與喬木結合形成植物籬，能夠提高水土保持能力，保護邊坡與耕地，減少坡面徑流與土壤流失，控制侵蝕溝道發育，改善土壤質量，促進植被生長，能夠在較短時間內恢復邊坡的植被覆蓋，恢復邊坡生態系統，促進農業生態系統多樣化；利用智能化、自動化的灌溉系統，省時省力，能夠合理利用水資源，實現水資源和土地高效利用，減少水資源浪費，兼顧水果和牧草生產，顯著增加經濟效益。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于生態護坡，具體而言，涉及一種干熱河谷區土地整理邊坡溝蝕植物防護結構與方法。
技術介紹
1、土地整理是指在一定的地域范圍內，根據社會經濟發展的需要，按照土地利用總體規劃，對田、水、路、林、村綜合整治，提高耕地質量，增加有效耕地面積，改善農業生產條件和生態環境，整治閑散地和廢棄地的過程。通過土地整理，可以優化土地利用結構，提高農業生產效益，提升基礎設施水平。但土地整理也伴隨著一系列的生態環境問題，在土地整理開發利用的過程中，原有植被被破壞，大量的植被被清除，導致植被覆蓋度降低，進而引發一系列問題。例如，植被破壞會導致土壤暴露在陽光下，使得土壤溫度升高，水分蒸發加劇，進而導致土壤干燥和水源減少。此外，植被破壞還會導致生物多樣性喪失，破壞生態平衡。
2、干熱河谷區內溝壑縱橫交錯分布，水土流失與土地退化嚴重。干熱河谷光熱資源極為豐富，為緩解該區突出人地矛盾，近年來開展了大規模的土地整理過程，將大面積荒坡荒溝整理為臺地，因而也形成了大量的裸露土地整理邊坡。這些邊坡極度缺乏防護措施，溝道侵蝕極為劇烈。現有邊坡防護技術主要用于道路路基、礦山等邊坡植被修復與保護，目前對于土地整理農田邊坡的防護措施較少，尤其是對于干熱河谷地區特殊的氣候與地理條件農田邊坡的防護極為缺乏。傳統護坡方式例如混凝土護坡與漿砌擋土墻等造價成本高昂，而生物毯、草種播撒等恢復方式多為單一植被恢復方法，缺乏生物多樣性。對于土地整理之后農田邊坡適用性不高，急需一種科學快速的干熱河谷農田邊坡防護方法。
技術實現思路
1、為了解決上述技術問題，本專利技術提供一種干熱河谷區土地整理邊坡溝蝕植物防護結構與方法。
2、第一方面，本專利技術提供了一種干熱河谷區土地整理邊坡溝蝕植物防護結構，包括：
3、將坡面修整為分層反坡階，分層反坡階包括木本植物種植反坡階和草本植物種植反坡階；木本植物種植反坡階上設置有等高水平溝；在木本植物種植反坡階種植果樹，在草本植物種植反坡階種植草本植物；
4、沿坡面設置順坡排水溝，在反坡階靠近坡面的一側向下開挖出等高水平的底部排水溝，并與順坡排水溝相連；
5、順坡排水溝將無法入滲土壤的水匯入底部排水溝，底部排水溝的水經過沉淀池沉淀后通過排水管將水輸送至雨水蓄水池儲存；
6、在坡面底部平面設置智能灌溉系統；智能灌溉系統包括儲水系統、檢測系統與控制系統；在坡面上設置灌溉管路；
7、儲水系統包括設置在坡面底部的雨水蓄水池與設置在坡面底部的灌溉蓄水池；
8、雨水蓄水池連接有供水管路；
9、檢測系統包括設置在坡面上的土壤溫濕度傳感器、氣象傳感器、設置在灌溉蓄水池的第一液位傳感器與設置在雨
10、水蓄水池的第二液位傳感器；
11、控制系統包括控制器、設置在供水管路的第一電磁閥、設置在雨水蓄水池的第二電磁閥、設置在雨水蓄水池的過濾水泵與設置在灌溉管路的第三電磁閥；
12、土壤溫濕度傳感器、氣象傳感器、第一液位傳感器與第二液位傳感器分別與控制器的輸入端電信號連接；控制器的輸出端分別與第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥電信號連接；控制器的輸出端與過濾水泵的控制輸入端電信號連接；
13、灌溉管路包括主灌水管、分輸水管與滴灌帶；灌溉蓄水池通過主灌水管與各個分輸水管連接；各個分輸水管連接滴灌帶；主灌水管設置在順坡排水溝中，分輸水管設置在等高水平溝中，滴灌帶固定在分層反坡階對果樹與草本植物進行滴灌。
14、第二方面，本專利技術提供了一種干熱河谷區土地整理邊坡溝蝕植物防護方法，包括：
15、將坡面修整為分層反坡階，分層反坡階包括木本植物種植反坡階和草本植物種植反坡階，木本植物種植反坡階上設置有等高水平溝，在木本植物種植反坡階種植果樹，在草本植物種植反坡階種植草本植物；
16、沿坡面設置順坡排水溝，在反坡階靠近坡面的一側向下開挖出等高水平的底部排水溝，并與順坡排水溝相連；
17、沿坡面排水溝將無法入滲土壤的水匯入底部排水溝，底部排水溝的水經過沉淀池沉淀后通過排水管將水輸送至雨水蓄水池儲存；
18、第一液位傳感器采集灌溉蓄水池的第一液位數據，第二液位傳感器采集雨水蓄水池的第二液位數據；
19、控制器根據第一液位數據與第二液位數據，控制設置在供水管路的第一電磁閥、設置在雨水蓄水池的第二電磁閥與設置在雨水蓄水池的過濾水泵的工作狀態；若第一液位數據到達第一設定下限閾值，第二液位數據沒有到達第二設定下限閾值，打開第二電磁閥，啟動過濾水泵，將雨水蓄水池的水輸送至灌溉蓄水池；若第一液位數據到達第一設定下限閾值且第二液位數據到達第二設定下限閾值，則打開第一電磁閥，雨水蓄水池由供水管路供水；若灌溉蓄水池的第一液位數據未到達第一水位上限，雨水蓄水池的第二液位數據到達第二達水位上限，則控制器控制設置在雨水蓄水池的過濾水泵啟動，將雨水蓄水池的水輸送至灌溉蓄水池；
20、土壤溫濕度傳感器采集土壤溫濕度數據，氣象傳感器采集氣象數據，控制器根據植被蓋度、植物種類、植物生長階段、土壤溫濕度數據與氣象數據構建灌溉模型，確定灌溉水量；
21、控制器根據灌溉水量通過第三電磁閥控制灌溉管路的開關狀態，利用灌溉管路的主灌水管、分輸水管與滴灌帶對坡面的果樹與草本植物進行灌溉，對土壤溫濕度進行調節。
22、在上述技術方案的基礎上，本專利技術還可以做如下改進。
23、可選的，上層木本種植反坡階寬度大于最下層草本種植區寬度。
24、進一步，雨水蓄水池連接有溢流管；若雨水蓄水池的第一液位數據到達第二水位上限，則水從溢流管流出。
25、進一步，灌溉管路設置有過濾器。
26、進一步，智能灌溉系統還包括供電系統；供電系統包括太陽能電池板與市電輸入變壓器；太陽能電池板與市電輸入變壓器的輸出端分別與土壤溫濕度傳感器、氣象傳感器、第一液位傳感器、第二液位傳感器、控制器、第一電磁閥、第二電磁閥與過濾水泵電信號連接。
27、進一步，灌溉蓄水池上方設置有肥料儲存箱；肥料儲存箱的出口設置有第四電磁閥；控制器的輸出端與第四電磁閥電信號連接。
28、進一步，木本種植反坡階寬為30cm～60cm，靠近坡底的最下面一層的草本種植反坡階寬度為20cm～40cm，每層分層反坡階的垂直距離為1m～2m。
29、進一步，植被蓋度為植物群落總體或各個體的地上部份的垂直投影面積與樣方面積之比的百分數。
30、進一步，通過減少溝道數量、降低溝道密度與溝道割裂度，增加坡面植被種類與植被蓋度；設a0是山坡的平面面積，li是第i個溝壑的總長度，n是溝壑的數量，μ為溝道割裂度，溝道密度為ρ，則：
31、
32、本專利技術的有益效果是：
33、(1)將坡面修整為分層反坡階，分層反坡階包括木本植物種植反坡階和草本植物種植反坡階，木本植物種植反坡階上設置等高水平溝，在木本植物種植反坡階種植果樹，在草本植物種本文檔來自技高網
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【技術保護點】
1.一種干熱河谷區土地整理邊坡溝蝕植物防護結構，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述一種干熱河谷區土地整理邊坡溝蝕植物防護結構，其特征在于，木本植物種植反坡階(1)寬度大于草本植物種植反坡階(2)寬度。
3.根據權利要求1所述一種干熱河谷區土地整理邊坡溝蝕植物防護結構，其特征在于，雨水蓄水池(7)連接有溢流管；若雨水蓄水池(7)的第一液位數據到達第二水位上限，則水從溢流管流出。
4.根據權利要求1所述一種干熱河谷區土地整理邊坡溝蝕植物防護結構，其特征在于，灌溉管路設置有過濾器。
5.根據權利要求1所述一種干熱河谷區土地整理邊坡溝蝕植物防護結構，其特征在于，智能灌溉系統還包括供電系統；供電系統包括太陽能電池板與市電輸入變壓器；太陽能電池板與市電輸入變壓器的輸出端分別與土壤溫濕度傳感器(9)、氣象傳感器(10)、第一液位傳感器(11)、第二液位傳感器(12)、控制器(13)、第一電磁閥(14)、第二電磁閥(15)與過濾水泵(16)電信號連接。
6.根據權利要求1所述一種干熱河谷區土地整理邊坡溝蝕植物防護結構，其特征在于，灌溉蓄水池(8)上方設置有肥料儲存箱；肥料儲存箱的出口設置有第四電磁閥；控制器(13)的輸出端與第四電磁閥電信號連接。
7.根據權利要求1所述一種干熱河谷區土地整理邊坡溝蝕植物防護結構，其特征在于，木本植物種植反坡階(1)寬為30cm～60cm，靠近坡底的最下面一層的草本植物種植反坡階(2)寬度為20cm～40cm，每層分層反坡階的垂直距離為1m～2m。
8.一種干熱河谷區土地整理邊坡溝蝕植物防護方法，其特征在于，包括：
9.根據權利要求8所述一種干熱河谷區土地整理邊坡溝蝕植物防護結構，其特征在于，植被蓋度為植物群落總體或各個體的地上部份的垂直投影面積與樣方面積之比的百分數。
10.根據權利要求8所述一種干熱河谷區土地整理邊坡溝蝕植物防護結構，其特征在于，通過減少溝道數量、降低溝道密度與溝道割裂度，增加坡面植被種類與植被蓋度；設A0是山坡的平面面積，Li是第i個溝壑的總長度，n是溝壑的數量，μ為溝道割裂度，溝道密度為ρ，則：
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【技術特征摘要】
1.一種干熱河谷區土地整理邊坡溝蝕植物防護結構，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述一種干熱河谷區土地整理邊坡溝蝕植物防護結構，其特征在于，木本植物種植反坡階(1)寬度大于草本植物種植反坡階(2)寬度。
3.根據權利要求1所述一種干熱河谷區土地整理邊坡溝蝕植物防護結構，其特征在于，雨水蓄水池(7)連接有溢流管；若雨水蓄水池(7)的第一液位數據到達第二水位上限，則水從溢流管流出。
4.根據權利要求1所述一種干熱河谷區土地整理邊坡溝蝕植物防護結構，其特征在于，灌溉管路設置有過濾器。
5.根據權利要求1所述一種干熱河谷區土地整理邊坡溝蝕植物防護結構，其特征在于，智能灌溉系統還包括供電系統；供電系統包括太陽能電池板與市電輸入變壓器；太陽能電池板與市電輸入變壓器的輸出端分別與土壤溫濕度傳感器(9)、氣象傳感器(10)、第一液位傳感器(11)、第二液位傳感器(12)、控制器(13)、第一電磁閥(14)、第二電磁閥(15)與過濾水泵(16)電信號連接。
6.根據權利要求1所述...
【專利技術屬性】
技術研發人員：袁勇，李進曦，郭金金，楊值，尹利云，曾文，黃殷洪，李建華，
申請(專利權)人：昆明理工大學，
類型：發明
國別省市：
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