长江科学院-获奖成果详情大禹水利科学技术奖

获奖名称: 长江中上游坡耕地双重水文过程及侵蚀产沙调控理论与实践

获奖等级: 二等奖

获奖类别: 大禹水利科学技术奖

授奖单位: 中国水利学会

完成单位: 长江水利委员会长江科学院、中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所、西南大学、华中农业大学

获奖年度: 2017

获奖人员: 张平仓、丁文峰、魏朝富、熊东红、王天巍、刘洪鹄、胡波、严冬春、龙翼、任洪玉、唐文坚、张卫华

成果简介:项目背景情况项目“长江中上游坡耕地双重水文过程及侵蚀产沙调控理论与实践”，历时十三年，在“973”计划专题、“十一五”科技支撑计划课题、国家自然科学基金、水利部科技创新项目、水利行业技术标准编制等国家、省部级委托项目资助下，进行了长江上游坡耕地侵蚀产沙机理与调控措施集成与示范，在坡耕地水土流失规律、截流减蚀径流调控新技术研发等一系列原创性科研成果，构建了以坡耕地径流梯级网络化调控体系和田间道路网为骨架的水土流失调控范式，丰富了区域水土保持技术体系，有效缓解了长江上游水土流失和季节性干旱问题。主要技术创新（1）从分析长江中上游地区土壤特性入手，提出并论证了壤中流普遍存在，揭示了壤中流形成和运动特征，建立了壤中流动力学模型。研究发现壤中流形成存在坡度（约15°）和雨强（约1.3mm/min）拐点。（2）首次研究了壤中流在坡面侵蚀产沙中的作用，创新性提出并论证了长江中上游地区有别于黄土高原“保水保土”的“排水保土”理论。针对以往坡面径流调控忽视壤中流这一问题，研发了既能截、排地表径流，又能排、导壤中流的半透水型截排水沟新技术，该技术能提高坡面径流调控率12-15%，降低建造成本32%，节省耕地10%。（3）基于细沟侵蚀临界坡长规律，提出了新型截排水沟布局技术，坡面径流调控效率提高10%以上，侵蚀产沙降低30%-90%。（4）首次运用微分方程稳定性理论，提出了小流域坡耕地田间道路网密度设计方法，解决了田间道路网密度设计理论依据缺乏难题。（5）结合农业机械化水平现状、农业生产条件和经济发展水平、本土建材特色，通过分析研究路面（基）控制、边坡防护等道路结构工程设计技术，构建了区域坡地农业机械化道路体系、布局和防护体系。实际观测表明，降雨径流利用率提高10%以上，季节性干旱问题得到有效缓解，坡面侵蚀产沙得到有效控制。推广应用情况依托项目成果，共获得专利17项（6项国家发明，11项实用新型）；发表学术论文113篇（其中SCI、EI收录31篇）；编写专著1部，参编专著3部；形成行业技术标准、省级规范3项，政府咨询报告2份。研究成果已在重庆、四川、湖北、湖南等地得到推广与应用，也相继被水利部、相关省市及科研设计十余家单位在规划、设计等实际工作中采纳，推广示范面积5.2万hm2，经济效益5000余万元，经济、社会效益显著。