沟道侵蚀是土地退化的最严重的表现，其危害表现在损毁土地，造成土地支离破碎，阻碍机械行走，降低机械作业效率，致使区域生态恶化，人们生产、生活甚至生命受到伤害。据全国第1次水利普查侵蚀沟专项调查，东北黑土区是我国除黄土高原外沟道侵蚀最为严重的区域，现有＞100m侵蚀沟数量为29.6万条。另据调查，尚有相近数量＜100m的侵蚀沟，侵蚀沟总数量高达60万条，仅侵蚀沟道自身就损毁土地5000km2以上。东北黑土区沟道侵蚀的显著特征是多为近代新成沟、发展沟、耕地中沟，呈发展危害加剧的态势，严重削减了作为我国最大商品粮生产基地的东北黑土区粮食可持续生产和生态安全能力。东北黑土区侵蚀沟的治理得到了国家的充分重视，2017年国家启动了东北黑土区侵蚀沟治理专项工程，使侵蚀沟得以规模化治理。

沟道侵蚀最佳途径是预防，其次是生态防治，均需将部分耕地转换为林草地；然而，我国由于人口众多，不能单纯走生态治理的道路，需利用与保护、粮食生产与生态保护等协调发展。形成于耕地中的侵蚀沟，如采取传统的修筑沟头跌水、沟底谷坊、栽植水保林的生态修复模式，虽实现了沟道稳固、植被恢复、功能提升的生态治理目标，但沟道侵蚀造成田块破碎、机械不能通过、损毁耕地等弊端未能解决，对东北黑土侵蚀区农业可持续发展、维持粮食产能、保障粮食安全未能发挥应有的作用。鉴于多发育于耕地中的侵蚀沟形成时间短、小，易于治理，充分利用作物秸秆资源丰富和机械化的优势，在国家重点研发计划项目的支持下，探索建立通过秸秆填埋实现沟毁耕地再造，恢复垦殖，变沟道地表汇流为地下暗管导排，填埋后不再重新成沟，创新研发的独具东北特色的侵蚀沟复垦新技术，已获得了国家授权发明专利，编制了地方技术标准，正在东北黑土区水土保持生态治理工程中应用，深受农民欢迎，是实现秸秆资源利用、黑土地保护、国土整治、现代农业发展的重要技术保障措施，还可被我国其他生态类型区侵蚀沟治理所借鉴。

工程原理

东北农业生产具有地块大、大机械作业、集约化种植等特点。为了满足大机械化作业，以往对形成于耕地中的侵蚀沟多就地取土填埋，但沟线仍为汇水线，夏季暴雨新成的股流冲刷，单纯用土填埋的再次成沟，周而反复，耕地中侵蚀沟治理成为困扰当地土地管理者的主要难题，也是现代农业发展必须破解的问题。通过填埋消除耕地的侵蚀沟，恢复垦殖，保障机械行走，必须解决2个问题：一是填埋材料，二是填埋后稳固不再成沟。

东北黑土区是我国最大的玉米产区，在禁烧的形势下秸秆如何利用成为当前的热点。尝试着将秸秆直接填入侵蚀沟，再利用机械上层覆土，但发现填埋后的侵蚀沟表土极易塌陷，再次成沟。发现问题主要源于秸秆过于疏松，在上层覆土的重力作用下压塌，加之降雨时泥水极易进入秸秆空隙，稳定性差。随着秸秆打捆机的出现和普及，利用打捆机将秸秆挤压成紧实的方块，摆放到侵蚀沟后，实施的效果显著改善，满足了填埋后机械通行的功能。监测发现填埋后的侵蚀沟位在第2年雨季多打出浅沟，原沟道处种植的作物冲毁，需秋耕时填土恢复；秸秆只在沟道区填埋，未与下游排水沟连通，秸秆层水过饱和，在下游溢出地表；对于大中型侵蚀沟，再次成沟，复垦效果较差。分析得出，原沟道之所以发育形成侵蚀沟，是由于超出了侵蚀沟发生临界条件，汇水形成股流在填埋处只有很少部分渗入秸秆层，仍是侵蚀沟形成的外营力。削减地表径流，减小地表冲刷，阻止沟道形成，是侵蚀沟复垦成功与否的关键。借鉴东北黑土区“鱼眼泡”渗井和暗管排水的原理，增设暗管导排水系统，多点试验示范结果显示，除极少数比降较大的区段有少许浅沟出现外，复垦后的沟道位土体稳定，作物能够很好地生长，达到复垦目标。

本侵蚀沟复垦工程原理为利用侵蚀沟道附近作物收获后的秸秆，打包后填充到沟道内，上层覆土，覆土厚度要兼顾有利于径流垂直入渗和作物种植的需求；将原沟道位汇集的地表径流通过表土入渗和渗井垂直导入地下暗管，由暗管将汇流导出到下游排水沟中，消除或削减地表径流冲刷，复垦后不再形成新的侵蚀沟，以此实现沟毁耕地再造，恢复垦殖。核心关键技术为变地表径流为地下暗管排水，地表径流汇集和冲刷是侵蚀沟形成的主要外营力，在填埋的同时构建地下导排水系，削减冲刷，阻止再次形成侵蚀沟。

工程组成与施工要点

组成

侵蚀沟填埋复垦工程主要包含沟道整形、暗管布设、秸秆打捆、秸秆铺设、表层覆土、截流埂修筑、渗井修筑和出口防护8项工程措施组成。

沟道整形：将侵蚀沟形状修整成规整的长方体，其作用一是为秸秆捆紧实铺设创造条件，二是为表层覆土准备土壤。

暗管布设：在整形后的沟底铺设暗管，沟底需有一定的比降，以利于排水。

秸秆打捆；利用秸秆打捆机，将收获后的作物秸秆打成紧实的方形捆。

秸秆铺设：将秸秆作为主要填埋物铺设于整形后的侵蚀沟中。

表层覆土：将沟道整形堆放在沟道两侧的土覆于秸秆捆上方，消除侵蚀沟。

截流埂修筑：在沟线中部，间隔横向修筑的缓弧形土埂，起到拦截汇流的作用，机械可行走并耕种。

渗井修筑：在截流埂迎水面修筑方形井，下部与暗管相连，内部用碎石填充，表层用粗砂填充。

出口防护：暗管末端延伸到排水沟，秸秆铺设到出口近处，沟道出口处修建宽度不少于2 m的土挡墙或进行浆砌石坝体护坡。

施工要点

1) 暗管铺设于整形后沟底中部，秸秆层下，暗管直径应依据洪峰流量确定。

2) 秸秆填埋后上层留出覆土空间。

3) 表层覆土来自于沟道整形从沟道中开挖的土。

4) 沟道整形宽度依据侵蚀沟的自然宽度可分成若干宽度区段。

5) 整形后的沟道深度和宽度应满足覆土量需求。

6) 截流埂和渗井的布设应依据复垦沟洪峰流量和复垦后沟道区域入渗能力设计。

案例分析

为了验证完善后的工程效果，在典型黑土带的中部，漫川漫岗黑土区核心地带，松嫩平原粮食核心产区，也是沟道侵蚀严重区域的黑龙江省海伦市前进乡光荣村，建设一条秸秆填埋复垦试验示范沟。侵蚀沟为发育于耕地中的小型沟，沟下端与横向交叉的一条大型沟连接，切沟长280m，宽约3m，深1.5m，上端与2条分叉的浅沟相连，浅沟长各约100m，达分水岭处。土壤属典型黑土，黑土层厚度约30cm，过渡层40cm，下为母质层，深约8m。横坡垄作，种植作物为玉米和大豆。

秸秆打捆：秸秆来源于沟周围2 km内的玉米地，联合收割机收获后，玉米秸秆被粉碎后均匀抛撒于地表，利用秸秆打捆机收集打捆，打捆绳采用耐腐烂的塑料绳，尽量打成最为紧实，秸秆捆规格随打捆机定，设为40cm×50cm×60cm，紧实度控制在不＜230kg/m3。

沟道整形：依据沟道自然形状，将整形后的沟宽设定为3.5m和2m两个宽度，采用日立120挖掘机，将前者挖成长120m深2.0m和后者长160m深1.5m 2个矩形断面沟段。

暗管布设：暗管选取塑料排水盲管，管壁是由塑料丝编织而成，透水性极佳，外部土工布包裹，单管长2m，管间用带皮金属线连接，直至沟底出水口，沟底比降3%~5%。

秸秆填埋：下端宽体段秸秆捆铺设3层，上端窄体段秸秆捆铺设2层。

拦截埂和竖井：共布设2道，分别位于距沟尾120m和200m处，单井规格2m×1m，内填直径2cm左右的碎毛石，上覆约20cm厚的粗沙。

出口防护：以暗管出口为中心，修筑砖混挡墙。

修复沟毁耕地再造面积740m2，工程投资2.53万元，每再造1m2耕地35元。

示范沟复垦工程量