二、林区保土能力试验

1.试验框架思路

选择不同地形部位（如坡度、谷坡和谷底）、不同的植被条件（乔木林、灌木林、草本植物、裸地）和不同的暴雨强度、历时长短，地表土层流失情况。经过统计计算，变成不同条件下的单位面积上的土层流失量（厚度和吨数）。

2.试验场点的选择

（1）在乔木林盖度≥65％的条件下，选择三种坡度的样点（≥25°、10°～25“、＜10°）。同样办法在灌木林、草本植物（盖度≥50％）和裸地上各选三种坡度的样点，共12个样点。

（2）每块样点面积最好一致，2米×2米或者3米×3米。样点面积呈正方形，其中一边与山坡走向平行。

（3）样点分布，最好顺山坡横向分布，避免相互干扰。由于场地特殊条件限制，顺山坡纵向分布时，最好上下错开减少人为影响。

（4）样点选定之后，四角用木桩或铁条打入地下固定，并用细铁丝沿边线圈定。

3.测量方法

（1）在观测样点内埋设5个观测尺，尺面朝阳光方向，刻度毫米计。样点、观测尺都进行编号，在每个“样点专门记录表”内，记录尺面起始地面数值。

（2）观测场附近的小山或丘陵的顶部，要安装一台自记雨量计，为观测水层流失提供雨量、雨强资料。

（3）每次降雨过程之后，观测员到现场测量（在样点两侧）一次土层流失情况。在记录表内要记录观测时间、观测尺读数、同前一次差值。请注意复读，尽可能减少差错。

（4）观测人员只能在观测样点左、右两侧进行测量和读数。样点内地面、植物不能有人为影响，避免测量数据不准。

4.资料统计和评价

（1）资料统计内容

①降雨量：降雨的起止日、时、分；平均降雨强度和最大降雨强度（毫米/时，毫米/分）；本次降雨量；绘制降雨过程线图。

②每块观测样点注清植物优势种、盖度和所在地形部位上的纵坡及其他特殊情况。

③观读每块样点时，按编号记录测量尺数值。将5个尺读数差取平均值，代表本样点这次上层的侵蚀厚度。统计出单位面积上的侵蚀量，即米³/千米²（或吨/千米²）。一年观测结束后，要有年降水、年侵蚀量的统计。

（2）对比评价下列内容

①同一植被条件下，不同坡度上的侵蚀量大小；同类坡度下，不同植被条件时，侵蚀量大小的变化；不同雨强条件下，坡度、植被与侵蚀量的关系。

②分析临界坡度和临界雨强。在其它条件相似的条件下，在坡度上侵蚀量突然增大的坡度界线；同样道理，雨强增大过程中，侵蚀量突然增加时的雨强界线。

③同样条件下，侵蚀量大小同前期降雨量的关系（即土壤持水量同侵蚀量多少呈现什么关系）。

通过上述评价之后，提出开荒扩大耕地时的坡度界线；雨强条件同暴雨中心分布资料，可提出来开荒地的具体地区。为开发利用山区提供定量化的科学数据。同时，可提供植树造林的保土能力和造林的具体地区。

三、山区小流域综合治理实验

丘陵山区，有水有土才能发展大农业（含农、林、果、牧、渔），才能有效地提高粮食和果木产量，也才有可能为工副业的发展提供必要的原料和材料，取得综合开发的经济效果。在对那里的水、土资源进行深入调查的基础上，提出治理对策和开发建议，是山区青少年地学科技活动中极具生命力的活动内容。

1.山区小流域综合治理的指导思想

在山区或丘陵区，选择面积小于10平方千米，由干沟和数条支沟组成的独立小汇流区。治理目的以保持水土、涵养水源，保护环境，提高经济效益为主。这样的小流域综合开发也可以称为生态经济沟建设。

山区小流域的综合治理，应采取“五结合”的综合治理措施，即：

工程措施与生物措施结合；

治坡与治沟，干、支沟治理结合；

发展林木、果树与扩大耕地发展农业结合；

发展种植业与发展工副业结合；

近期治理与远期开发结合。

在综合治理时，一定要从本地区自然、经济条件和技术经济力量的实际出发，实事求是地安排各项具体措施。

2.制定规划、治理方案

（1）准备工作 复制一张本流域的地形图（1/10000或1/ 50000）调查和收集本地区的地质、地貌、气候、水文、土壤、植被等自然条件和本区农、林、果业的现状和工副业发展情况的有关资料，掌握区内土地、水源，生物等资源利用水平以及居民分布、人口总量与构成、经济和文化技术基础等方面的材料。

对上述资料进行整理，统计和分析，绘制有关图件，进行评价并写出文字报告。

（2）制定近期治理计划（3～5年）近期治理应以支沟为主，治坡与治沟同时进行。生物措施与工程措施相结合，目的在于保水、保土，涵养水源。支沟是土、水源头、支沟治理了，干沟治理才有保证。

坡分三级：陡坡≥45°、半陡坡25～45°，缓坡≤25°，坡度不同，治理措施备异。陡坡以坑穴种树为主（选择适合本地条件的乔木树种。半陡坡土层较厚时，开挖成块石护墙的梯田，根据海拔高程，在气候条件允许时，以种果树和适生经济林木为主；土层较薄时，应以穴种果树、乔木为主。缓坡土层一般较厚，可开挖成较宽的梯田（石质山地垒块石护墙；黄土高原和江南丘陵区、梯田外缘要有护埂，种植旱作物和果树为主，水源条件好也可辟为水田。

支沟的沟底一般坡度大于30°，以横切谷底的块石坝工程措施治理为主。坝间距离视坡度陡缓而定，一般坡度大时间距小，坡度小时间距大。坝间组成物质粒度不同，开发利用方向也不同，以块石为主，几乎没有细粒土壤时，应挖坑填土种植旱生果树；以石、砂、土混杂物质为主，可种植优质果树；以土为主的开阔谷地，以开辟旱作农田为主，坝下土层薄可种果树。

水源条件好的沟谷，在干、支流源头可修筑塘坝，拦洪蓄水，供下游利用。

（3）制定远期综合开发规划（5—10年）远期规划，以治理主沟为主。主沟谷宽坡缓，以块石垒坝拦土蓄水；坝间距离大，适宜辟为农田；坡脚可辟一级或几级梯田种植果树；沟坡、坝下可种果树和桑树。在沟一侧应设行洪渠以利夏季洪水下泄，行洪渠与农田间用石堤隔开。在洪水较小的沟谷，可先在沟底垒片石拱洞作行洪用，再横切谷底垒坝造田。

水源条件好的地区，可选择地形合适的部位，逐级修筑塘坝，蓄水自流灌田。落差大水源又较充裕时，可建小型水电站，实现扬水灌溉。

沟谷一侧要修路，规格视需要而定。

塘坝和适宜地方可辟为鱼塘。

长远规划要注意合理安排工副业：要解决的问题一是原料，包括农果产品，桑蚕、编织原料（南方的竹、北方的荆条、玉米皮、麦秆等）石料、经济林木等要充分利用。二是筹措资金。三是人才和劳动力的培养。四是厂址的选择和确定。

3. 综合治理中的科学技术要求

在小流域的综合治理上，科学技术问题很多、总的要求应该是朝着建立生态农业的方向前进，这就要严格遵循自然规律和经济规律办事。严格地讲，它的每一项措施都要符合科学性的原则，都可以成为科技活动的研究内容，概括起来，综合治理中的科学技术要求主要表现于生物措施和工程措施两个方面。

（1）对生物措施的科学技术要求其中主要包括乔木林、经济林和果林的引种，既要考虑大环境（热量带、降水等），又要考虑小环境（如山地高程，坡向等），水热条件不同，土壤和岩性条件各异，都影响着林种的选择，要根据具体的条件选择适生树种。大规模的引种前，还应进行小范围的试验、做出可行性论证、要努力减少工作中的盲目性。

（2）对工程措施的科学技术要求综合治理中的工程措施，主要指石墙、塘坝，洪水拱洞和渠道等土石工程。工程量大、耗费物力和人力多，搞不好就会劳民伤财，更要精心设计和施工。

一般讲，支沟可垒单面石墙：弧形、弧顶、朝向上游，内堆块石护坝；主沟和宽阔支沟都垒双面石墙，内部垒码块石加大抗洪能力。坝体剖面为梯形，上窄下宽，以利稳定。

小型蓄水塘坝，多用浆砌石重力坝、内实砸粘土心墙防渗，坝下设放水洞，坝顶溢洪。

洪水拱洞断面大小以保证正常年洪水通过为最低要求，选择在主沟的底部、两侧为块石直立坝墙。顶部用片石砌垒成拱形，上部填压石块和砂石、土壤。

渠道一般开挖在主沟一侧，明渠，以顺谷势下流能自流灌溉为宜；用粘土或三合土砸实防渗：有条件时可用暗渠或暗管输水，以减少入渗和蒸发损失。

上述工程在施工时都应清基至新鲜基岩石、重要工程还应做边坡处理，以保证工程的稳定性。