[发明专利]一种沙地水土保持系统和方法

权利要求书

1.一种沙地水土保持方法，所述方法所使用的系统包括：在坡顶或地势较高的坡面上设置的蓄水箱，所述的蓄水箱连接主干管，所述的主干管沿坡面向下倾斜铺设，所述的主干管上设置多个水平高度不同的挡水板，所述的挡水板沿坡面向下倾斜铺设，所述的挡水板上排列多个出水口，对应各个出水口沿坡面倾斜设置透水挡板，所述的挡水板和透水挡板埋设在沙土中，所述的透水挡板的透水孔下游沙土层中种植植被；所述的挡水板和透水挡板或者是插入沙土层下的黏土层中的直板，与黏土层形成V字形槽；或者是V字形板，其特征在于，所述方法的步骤如下：

铺设水土保持系统的步骤：在地势较高的坡顶或坡面上设置蓄水箱，依次连接主干管和挡水板，以及透水挡板；将挡水板或透水挡板埋设在沙土层中，如果沙土层较薄，则使用直板：将直板插入到沙土层中，并达到沙土层下面的黏土层中，使直板与黏土层形成V字形槽；如果沙土层较厚，或者沙土层下面不是黏土层，则使用V字形板；透水挡板的埋设深度与所灌溉植物的根系相适应；

蓄水的步骤：利用机井或河流取水，在蓄水箱中蓄积灌溉用水；

分水的步骤：利用重力使蓄水箱中的灌溉水通过主干管分配到各个挡水板中，水在挡水板中的流动为：在V字形挡水板或直板挡水板与黏土层形成的V字形槽的沙土中流动；

灌溉的步骤：各个挡水板将水流分配的透水挡板中，各个透水挡板中的水流通过透水孔提供给植物根系吸收，水在透水挡板中的流动为：在V字形挡板或直板与黏土层形成的V字形槽的沙土中流动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的蓄水箱中的水体来自地下水或河流取水。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的主干管或者放在沙土层表面，或者埋设在沙土层中。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的V字形槽或V字形板的输水能力按以下公式计算：

计算输水量Q：

Q=KJA₁

其中：Q为V形槽流量；K为渗透系数；A₁为V形槽过流面积；J为水力坡度；

其中，计算过水面积A₁：

A₁=L²×cosα×sinα

其中：L为档板应满足的最小长度；α为档板与粘性土层所形成的夹角或者是V型板底角。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的透水档板上的透水孔的计算公式如下：

单位时间内透水孔的出水能力Q₂：

Q₂= KJA₂

其中：A₂为透水孔面积；K为渗透系数；J为水力坡度；

透水孔的布设间距L3的确定：

L3=2h/tanβ

其中：β为水在土壤中的扩散角；

透水孔的布设应满足如下条件：

W3=（a+l）b×ET×B

其中：W3为单位时段内单个透水孔对应灌溉面积的需水量，a为透水孔宽；l：透水孔间距；b为种植密度；B为植被带宽； ET为单位面积植被蒸腾量。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的V字形槽或V字形板的过水断面的水面距地表距离应该满足以下条件：

h1＜h＜h2

其中：h1为：当地土壤的潜水蒸发埋深；h为：透水孔到植被带距离；h2为：植物根系可利用水分的最大埋深。