
(征求意见稿)
目 录
1 研究目的及意义 1
1.1 土地平整工程在土地开发整理中的地位 1
1.2 目前土地平整工程建设存在的主要问题 2
1.3 研究制定土地平整工程建设标准的意义 3
2 研究内容及方法 4
2.1研究的主要内容 4
2.2技术路线和方法 4
3 土地平整工程概述 5
3.1土地平整的工作内容 5
3.2土地平整的主要原则 7
3.3耕作田块规划设计 8
3.4土地平整方案与程序 22
3.5土地平整的主要方法 25
4 土地平整工程类型分析 32
4.1浙江省土地开发整理工程类型区划分情况 32
4.2不同工程类型区的土地平整工程类型调查 34
4.3不同工程类型区土地平整工程建设标准研究分析 36
5土地平整地力保持指标研究 43
5.1耕地地力保持的重要性 43
5.2耕地地力保持的工程措施 43
5.3耕地地力保持的改良措施 45
5.4耕地的地力保持指标 45
1 研究目的及意义
1.1 土地平整工程在土地开发整理中的地位
土地开发整理工程内容主要包括土地平整工程、灌溉与排水工程、田间道路工程、农田防护与生态环境保持工程等单项工程。
土地平整工程是土地开发整理项目工程建设的重要组成部分,是进行农业机械化生产和农田水利、道路等基本建设的实施基础,其目的是通过土地平整达到机械化耕作,发挥机械效率,提高机械质量,灌水方便均匀,利于排水、压盐、改良土壤等,满足作物高产稳产对水分及土质的需要。通过土地平整,结合沟、渠、路规划以及地块规整和重划,增加有效耕地面积,促进土地的集约利用和规模经营;通过土地平整,满足田间灌排要求,提高灌水均匀度和水肥利用效率,防治水土流失,从而提高耕地质量;通过土地平整,方便机械化耕作,改善农业生产条件,加快农业的现代化进程。
土地平整是实现土地集约化利用的重要手段,是实现农田灌排和农业机械化的前提条件,也是建设高产稳产、旱涝保收基本农田的重要措施。如在坑塘洼地等未利用地对耕地切割严重的地区,通过土地平整结合地块规整和重划,可以增加有效耕地面积;在盐碱土等中低产土地的整理中,土地平与不平,直接影响到土壤水分和盐分的重新分配,土壤含盐不均、干湿不均,关系到作物的播种、保苗和机耕作业的环境;对低平稻作区来说,没有高水平平整的农田,就不可能实施水稻浅薄、湿润灌溉和流入施肥等先进的省水、节肥技术;而对以丘陵岗地为主的未利用地开发和以坡耕地为主的农用地整理中,以梯田(地)建设为主的土地平整工程是治理水土流失,改良土壤,实现保水、保土、保肥,从而提高耕地质量的根本措施。
在土地开发整理中,土地平整工程量大,投资额高,土地平整费用有时可达到整个土地整理项目的一半甚至更多。以增加耕地和提高耕地质量为主要目标是土地开发整理中的土地平整工程区别于其他基本建设中的场地平整工程的主要特征,土地开发整理中,土地平整工程的工作内容不仅仅是简单的土方挖填平整,还需要根据地形地貌等自然条件确定耕作田块类型和耕地类型,结合灌排沟渠、道路、林网布局,考虑机耕和田间灌水方法的要求进行耕作田块建设,在平整过程中还要采取合理的地力保持措施以保证土地开发整理后的耕地质量。其中,耕作田块规划是确定土地平整单元的基础,地力保持是改善和提高土地开发整理后的耕地质量之关键。
因此,土地平整工程建设方案和建设质量直接影响土地开发整理目标的实现和投资效益,土地平整工程在土地开发整理项目中占有重要的地位,是土地整理项目的核心内容之一,也是体现土地开发整理工程特点的一项重要单项工程。
1.2 目前土地平整工程建设存在的主要问题
近年来,随着土地开发整理工作的不断深入,国土资源部在土地开发整理项目管理制度和有关标准的研究和制定方面做了大量卓有成效的基础性工作,先后出台了《土地开发整理规划编制规程》TD/T1011—2000、《土地开发整理项目规划设计规范》TD/T1012—2000、《土地开发整理项目验收规程》TD/T1013—2000、《土地复垦技术标准(试行)》TD等标准,浙江省国土厅也就土地开发整理工作制定了相关的管理规定,这些标准和规定,在一定程度上为加强项目管理提供了依据,使土地开发整理工作从项目的立项管理、项目规划设计和预算,到项目施工和竣工验收,逐步走向制度化、科学化和规范化。
由于土地开发整理工作在我国是一项全新的事业,也是一项长期的工作,土地开发整理工作内容涉及土地、农业、水利、交通、电力、林业、环保等众多行业,加之全国各地自然、经济条件和土地后备资源的特点差异较大,土地开发整理有关标准也需要随着各地土地开发整理工作的不断深入而逐步完善。在土地开发整理工程建设过程中,还存在很多问题,导致土地开发整理工程的实施效果并不理想,尤其在改善耕地质量和提高投资效益方面常常不能达到预期的目标。其中,在土地平整工程建设方面还存在以下问题:
(1)在确定耕作田块类型和耕地类型的过程中,有时不能充分考虑开发整理区的地形和水资源等自然条件。有些项目把本应平整建设成水平梯田(地)的丘陵缓坡修筑成水平条田,增加了土地平整工程量的同时,又不可避免地破坏了有效土层;有些缺水或灌溉引水困难的地区把本应平整建设成水浇地或旱地的耕地平整成水田,增加了平整工程量和配套工程投资,而项目实施后又不能满足水田的灌溉要求。
(2)在土地平整和耕作田块的规划、建设过程中,对开发整理区的地形地貌条件、排水要求、风害防治要求、机械耕作要求以及权属管理要求考虑不足或不全面,有时顾此失彼。如在有台风严重影响的沿海地区条田布局方面,有时不能统筹兼顾作物受光和风害防治要求;在条田长度和宽度确定方面,往往没有考虑到沿海地区和平原水网地区对排盐降渍的特殊要求,造成田块长度和宽度偏大;在丘陵地区梯田(地)布局方面,有时不能根据地形的变化,采取大弯就势,小弯取直的原则布置田块,而是人为地将梯田(地)规划建设成矩形,甚至出现梯田(地)垂直等高线的情况,从而增加了平整工程量和施工难度;在梯田(地)长度和宽度的确定方面,对地形变化和地形坡度考虑不够,将开发整理区的梯田(地)规划成同一规格,导致地形坡度较陡、土层较薄的地块因田面长度和宽度偏大而土地平整工程无法实施的现象;在耕作田块的划分上,对土地权属问题考虑不够,常常出现规划后的同一块条田或梯田(地)中有乡(镇)或行政村权属界线穿过,给项目实施后的权属调整工作带来了困难。
(3)在土地平整过程中,对原有耕地的地力保持和新增耕地的地力改善重视不够,这是很多土地开发整理项目规划设计和实施过程中普遍存在的问题,突出表现在耕作层的保护和熟土的利用方面。有些项目在土地平整设计时就没有考虑动土对耕作层的不利影响,选择的平整单元往往偏大,有时不结合项目区的地形地貌条件,一律采用大平大整的方法,而在施工设计和土方量计算时又没有考虑耕作层的剥离和覆盖处理;有些项目尽管规划设计时考虑了对耕作层的保护和熟土的利用,但是在土地平整施工过程中未严格按设计要求采取表土剥离和覆盖等地力保持和改善措施;有些项目的新增耕地采用沟渠挖方的生土或含有重金属污染物河沟清淤污泥作为表土覆盖;有些项目土地平整后的新增耕地表层含有较多的砾石等。由于缺乏有效的地力保持和改善措施,尽管土地平整程度提高了,灌排条件改善了,但是耕地质量却未得到应有的改善。对于原有耕地,如果耕作层遭到破坏,必将导致耕地地力下降;而对于新增耕地,如果不注意表层土壤的可耕性并采取必要的地力改善措施,其耕地质量将得不到保证,甚至出现作物难以生长的情况。
1.3 研究制定土地平整工程建设标准的意义
根据国土资源部《关于开展〈土地开发整理工程建设标准〉编制试点工作的通知》(国土资厅发[2005]120号)的要求、国土资源部《关于加强和改进土地开发整理工作的通知》精神、《浙江省土地开发整理工程建设标准编制工作方案》及全国土地开发整理工程建设标准座谈会议精神,针对目前土地开发整理土地平整工程建设存在的主要问题,结合浙江省实际情况,开展浙江省土地开发整理土地平整工程建设标准的研究,总结出体现浙江省不同工程类型区特点的土地开发整理土地平整工程类型、耕作田块建设和耕作层地力保持标准,使土地开发整理土地平整、耕作田块建设和地力保持的规划、设计、施工和验收有据可依,提高浙江省土地开发整理土地平整工程质量,促进土地开发整理资金的合理使用及其效益的发挥,全面实现土地开发整理目标和土地资源的可持续利用。
2 研究内容及方法
2.1研究的主要内容
(1)结合浙江省土地开发整理工程类型区划分研究,根据浙江省不同工程类型区的地形地貌、水文地质、土壤和水资源等自然条件以及可达到的灌排条件、规划后的农业种植结构确定与不同工程类型区相适应的耕作田块类型和开发整理后的耕地类型。
(2)研究与浙江省不同工程类型区灌溉排水要求、风害防治要求等相适应的耕作田块建设标准,提出田块建设标准的量化指标。
(3)分析研究土地开发整理土地平整地力保持和改善的工程措施,根据需要与可行相结合的原则,研究提出土地平整耕作层地力保持和改善标准的定量指标。
2.2技术路线和方法
根据《土地开发整理工程标准编制技术规范》要求和《浙江省土地开发整理工程建设标准编制工作方案》,结合浙江省土地开发整理工程类型区划分、工程体系的研究成果,针对土地平整工程内容和目前存在的主要问题进一步开展调查研究,具体分析浙江省不同土地开发整理工程类型区对耕作田块类型、耕作田块建设和地力保持的目标要求,采用前期研究、实地调研、系统分析和专家咨询相结合的技术路线,研究制定与浙江省土地开发整理不同工程类型区和工程体系相对应的土地平整工程建设标准。
(1)前期研究。浙江省耕地后备资源相对匮乏,占补平衡矛盾十分突出。近年来,在土地开发整理过程中积累了丰富的经验,取得了明显的成效,为实现全省的耕地占补平衡、保障经济社会的可持续发展作出积极的贡献。为此,通过前几年实施的土地开发整理项目进行分析、归纳,在此基础上制度实地调研方案。
(2)实地调研。与其他基本建设中的场地平整不同,土地开发整理中的土地平整工程涉及到耕作田块类型和耕地类型确定、耕作田块建设和地力保持工程等内容,在土地平整工程建设方面目前还没有比较完善的标准可供参考;同时,耕地类型、耕作田块类型和地力保持措施因各地的地形地貌、水文地质、土壤质地、气候条件、作物种类、排水要求、灌溉方法和机耕要求不同存在较大差异。因此,结合浙江省土地开发整理工程类型区划分研究,对不同工程类型区进一步开展调查研究,特别是对不同工程类型区中低产农田耕作田块现状、高标准农田耕作田块模式和相关部门对土地开发整理土地平整的建设性意见调查和分析,是制定土地平整工程建设标准最基本的方法。
(3)系统分析。土地开发整理是一项系统工程,土地平整工程作为整个土地开发整理项目一项重要的单项工程,它的规划和实施应当与土地整理的其他各项工程协调进行。尤其是耕作田块建设标准的确定,要把耕作田块建设与灌溉排水工程、田间道路工程、农田防护与生态环境保持工程等结合起来考虑。如条田宽度标准的确定不仅要考虑机械耕作的要求,还要与适宜的农沟间距、沟渠布置型式相对应,有风害的地区还要与适宜的农田防风林间距相协调。在调查研究和系统分析的基础上,初步制定与不同工程类型区相适应的土地平整、田块建设和地力保持工程建设标准。
(4)专家咨询。将初步制定的土地平整工程建设标准广泛征求土地、水利、农业、环保等相关行业专家以及各工程类型区基层土管、水利和农业技术人员的意见,修改完善成果,最终形成浙江省土地开发整理土地平整工程建设标准。
3 土地平整工程概述
3.1土地平整的工作内容
土地平整主要工作内容一般包括:耕作田块类型确定、耕作田块规划、土地平整设计、土地平整施工和耕作层地力保持措施等。
土地平整工程与土地开发整理其他单项工程的规划布局、设计和施工是相互联系的,除了要考虑地形地貌等自然条件外,土地平整工程的相关工作内容还要与土地开发整理其他单项工程相协调。
(1)耕作田块类型确定
耕作田块类型主要根据地形地貌条件确定,一般包括条田和梯田(地)。平原地区耕作田块一般为条田,丘陵地区一般修建梯田(地)。
(2)耕作田块规划
耕作田块规划包括条田和梯田(地)的田块布局、田块形状、田块方向、田块高程、田块长度、田块宽度、田块规模的确定等。在田块规划的同时必须全面考虑其他规划。如确定条田和梯田(地)的布局与规格需要综合考虑土地平整工程量、沟渠与田间道路的间距等,一般条田的宽度由排水农沟的间距和沟渠的配合方式决定,条田长度的确定要综合考虑土地平整工程量、机械作业效率的因素;确定梯田(地)的田面宽度和田块长度主要考虑地形、地面坡度、土层厚度、气候条件和机耕等因素。田块规划与其他规划相互联系又相互制约,田块规划的好坏制约着其他单项规划效益的发挥,从而影响到整个工程的效益。田块规划设计在农地整理当中的作用主要表现为如下几个方面:
①是增加有效耕地面积的重要环节。农用地整理增加耕地主要集中于从现有耕地着手,其主要有两种渠道:其一,增加耕地的有效数量。一方面通过田块合并,降低田坎系数,把减少的田坎面积整理成耕地;另一方面,则是通过平丘、填沟、整理河滩地、废弃地以及田间纵横交错的沟渠田间道路,重新规划田块从而增加耕地面积。其二,通过提高耕地质量增加耕地的相对数量。
②是实现农业机械化、规模经营的途径。我国农村目前实施的联产承包责任制,一方面,刺激了农民个人种田的积极性,另一方面,田块的细碎化则抑制了农业生产规模经营的开展,随着农村剩余劳动力的逐步转移、农村土地流转的进行以及国际市场化的国外农产品对中国农业的冲击,规模经营将成为我国农业生产的一条必经之道。通过田块规划,将使农村土地形成田成方、路成框、林成网的格局,为实施农业机械化及规模经营奠定基础。
③是改善农田作业环境的重要举措。通过田块规划将改变整理区整理前田块凌乱、沟渠和道路不成系统的状况。不仅使农田生态环境得以改良,而且使规划整理后的农田更适宜于人居作业,达到方便生产、节约生产成本的目的。
(3)土地平整设计
对于条田,土地平整设计包括平整方案(如选择平整单元)的确定,田块的田面设计高程、坡度、高差、平整程度、耕作层厚度的确定,平整土方量、表土剥离和覆盖工程量的计算以及土方调配方案的确定等。
对于梯田(地),土地平整设计包括梯田(地)的田坎高度和坡度、田面设计高程、平整程度、耕作层厚度的确定,平整土方量计算、保留表土方案以及工程量的确定等。
(4)土地平整施工和地力保持措施
主要指土地平整施工组织设计和地力保持工程措施,一般包括表土剥离、田块平整、客土回填、表土覆盖、土地翻耕等。为合理进行土方调配,应注意田块平整施工与其他单项工程施工的协调。
3.2土地平整的主要原则
(1)要与土地开发整理工程规划统一起来。土地平整必须适应土地开发整理的要求,并作为其组成部分。土地平整应与田、沟、渠、林、路等工程密切结合,以避免挖了又填,填了又挖,造成返工浪费。
(2)既要有长远目标,又要立足当前。不降低原有耕地的肥力,满足当年受益,当年增产,确保当年增产的关键是保留表土。一般第一年整地是先大体粗平,做到当年能放水灌溉,当年增产粮食,以后每年再进行加工,达到精细平整,以免破坏表土。
(3)平整后的地面坡度应满足灌水要求。不同的灌水技术要求的坡度不同,但绝不能有倒坡的情况。顺灌水方向田面坡度1/800~1/400,最少不应小于1/1000,最大不应大于1/300。一般畦灌要求的地面坡度以1/500~1/150为宜;水稻格田要求的坡度更小,近于水平,纵向坡度不应大于1/1000。
(4)平整土方量最小。在平整田块内,尽可能使填挖土方量基本平衡,总的平整土方量达到最小。在此基础上,应使同一平整田块内的平均土方运距最小。
(5)必须保留一定厚度的表土。平整土地的施工中,能否保留一定的表土层,是保证当年能否增产的重要一环。在旱作地区一般挖方部位,保留表土厚度以20~30cm为宜;填方部位在填厚超高后超过50cm时,也要保留20~30cm的熟土层。在水稻区,如在田里种有绿肥,则应将绿肥连同熟土切成20cm的方块,先搬迁他处,带田面平整后再将绿肥块还原铺平。据有关试验,保留表土在25cm左右厚度棉花要比没有保留表土的单产高出80%。保留表土越厚,倒土工作量越大,用工量越多,故从将增产要求与省工相结合考虑,保留表土厚度在25cm左右。
(6)要留有一定的虚高。进行平整的田块,其填土部分,由于所填虚土将会有一定的沉陷,因此,在填土处一般留有相当于填土厚度20%左右的虚高,保证虚土沉实后达到田面的标准要求。
(7)综合考虑地形条件、适宜机耕要求、田间沟渠布设、平整工作量以及田间管理的方便,合理确定耕作田块类型和田块规格。平原地区宜修建条田,条田内部根据水资源条件、耕地类型等因素修建格田或畦田;沿海滩涂区应注意抬高条田有效耕作层高程,降低地下水位,满足洗盐、降渍、排涝和改良土壤的要求;丘陵地区宜修建梯田(地),满足水土保持的要求,丘陵地区的冲田,可修建条田。
(8)通过土地平整要达到便于机耕,发挥机械效率,提高机耕质量;灌水均匀,节约用水;利于压盐、排水、改良土壤;满足作物高产稳产对水分的需要。
①平整单元:沟畦灌溉的平地范围一般以条田或内部一条毛渠所控制的灌溉面积为一个平整单元。如地形起伏较大,还可将毛渠控制面积分为几个平整区,以垄沟控制的面积为平整单元。水稻田或有洗盐要求的平地范围,可以以条田或一个格田的面积为平整单元。丘陵地区,应以一块梯田(地)为平整单元。
②田面平整度:沟畦灌溉的旱作区,为了灌水均匀,畦田田面上局部起伏高差一般不宜大于±3cm;格田灌溉的水田区,为了保持均匀的淹灌水层或满足淹灌洗盐要求,格田内田面局部起伏高差一般不宜超过±3cm。
3.3耕作田块规划设计
3.3.1田块规划设计原则
田块规划设计是土地开发整理土地平整的基础性工作,也是土地平整单元确定的前提,田块规划设计依工程类型区不同,考虑的因素也不尽相同,规划设计方案存在着很大的差异。总体上应遵循以下几点原则。
(1)因地制宜原则
首先应该考虑开发整理区地形、地貌的特点和原有基础设施的设置。如:平原地区水田宜采用条田并在条田内划分格田形式,以保证水稻在不同生育阶段对水分的需求;滨海滩涂区耕作田块设计应注意抬高田面高程,降低地下水位,洗盐、降渍和排涝,改良土壤,改善生态环境;丘陵山区则应以修筑梯田(地),保持水土为其主要目标。
各地区的社会经济条件异同也使规划方案有所区别。如:整理区常用农用机械决定田块的长度与宽度;当地人均耕地面积及经济发展水平的差异决定了田块的规模大小等等。
自然条件地区差异及整理区的耕作习惯决定了方案的差异。如沿海地区由于存在台风危害,必须考虑沿海防护林规划,防护林的有效防护距离是决定田块的长度主要因素之一;平原地区则主要表现为营造生态保护林,制约其长宽度的因素主要表现为格田的灌排水及田块内部土地的精细平整;盐碱化地区则主要以降低地下水位为原则,通过排水沟的设置以合理确定田面长宽度。
(2)系统协调原则
田块规划是个系统工程,田块规划并不是一个的规划,需综合考虑整理区原有水源、沟渠、道路、村庄,也即做到山、水、田、林、路综合考虑。
田块的布设应有利于沟渠、道路、防护林的综合规划。要把耕地、道路、防护林、排灌渠道、水源工程和村庄等结合起来考虑,全面规划,合理安排。
要以地形和水源定沟渠,以村镇和沟渠定路,沟渠路搭架,划块定方。对于土地开发整理项目而言,一般以支沟渠、斗沟渠和田间道分大方,以斗沟渠、农沟渠和生产路分小方,大方套小方(条田或梯田(地)),以临时沟渠(毛渠、毛沟)和田埂分格田或畦田,各个方田形成网格。因此要先修沟、渠、路,搭好骨架, 然后平整土地,进行方内建设。
单一田块的规划则应对田块所处的地形、土壤条件等因素综合考虑,尽量满足田块自流排灌、同一田块土壤条件相似的要求。
(3)远近结合原则
农地整理中田块规划的主要目标之一是改善农业生产条件。通过田块规划使整理区原有田块凌乱、道路交错、渠系不全的状况变为田成方、路成框、渠成网、林成行的格局。其中最主要的改善表现为田块合并与重调,而田块面积大小的确定则又是田块规划的主要内容之—,规划中田块面积的确定不仅要考虑与田块相关的自然条件,如除涝降渍对沟渠布设的要求、防护林的有效防护距离、机械作业要求、土地平整工程量的大小,还应综合权衡社会经济条件,如农地的规模经营成为农村土地经营方式的一种必然趋势。因此,在田块规划中,不仅应当考虑到当前的需要,还应满足规模经营的要求,使田块规划满足机械化作业要求,尽可能做出具有弹性的规划,以减少将来重新调整规划所需的成本。
(4)综合效益原则
田块规划要以最少的投资取得最大的收益。具体表现为通过事前的测量使田块平整工程量最小化;通过田块合理长宽比的确定达到机械作业效率的最大化;通过田块布局的准确定位使与田块相配套其他相关渠系、道路、防护林的设置成本最小化等等。
田块规划设计的主要目的之—是改善农业生产与作业环境。规划方案经济效益的提高不能以牺牲社会效益为代价。因此,在田块规划设计中应体现以人为本的精神,使田块的规划符合农村的作业习惯,方便农民生产与生活。
田块规划应以不破坏农业生态环境为底线。尽量满足保持农田生物物种的多样性与异质性的要求,田块规划还要满足美学要求,使所规划田块符合一定的视觉标准。
(5)权属完整性原则
因农地整理往往涉及几个行政村甚至几个乡,而田块的重新规划将不可避免地打乱原有的权属关系,因而农地整理当中及整理后的一个重要问题与难点就是土地权属的调整问题,权属调整的不合理是引发农地纠纷的主要原因之一。
因此,在田块规划中应当尽量保持行政村、乡农田原有权属的完整性,减少不必要的土地纠纷。具体规划中应坚持:保持权属的合一性,即同一个村、同一个乡的土地尽可能地集中在一块,调节整理区的飞地与插花地。在保持权属的合一性的基础上,尽可能沿道路、渠系及整理区明显标志性建筑物划分界线。尽可能沿耕作田块边界划分界线,避免割裂田块,使规划目的无形化。权属的性原则,使同一户居民的土地尽量集中在同一块农田,以利于管理与作业。坚持依法、公开、公正、公平和自愿的原则,充分保障广大农民的利益。有利于稳定农村土地家庭联产承包责任制。有利生产,方便生活。促进土地规模化、集约化经营。
3.3.2标准田块规划设计内容
耕作田块一般指条田、方田或田区,是末级固定田间工程设施所围成的地块,是田间作业、轮作和工程建设的基本田块,是田间灌溉和排水的基本单位。在不同条件下,有不同的形式。在水田地区,为了保持均匀的淹灌水层,往往在一个条田内再划分格田。在旱作地区,为了保持一定的水流推进速度,使灌水均匀,往往在一个耕作田块内再划分畦田。
耕作田块是最基本的耕作、管理单位。它的规模、长度、宽度、方向、高程、形状等要素规划的合理与否直接影响到灌排系统、护田林带、田间道路等作用的发挥以及机耕的效率和田间管理,所以正确规划耕作田块是耕地内部规划的一个十分重要的问题。
田块规划设计的内容主要是指:田块长度、宽度、方向、高程、形状及规模等要素的设计。其中每一个要素均是田块规划设计中所不可缺少的,每一个因素在规划设计中所起的作用均不同,不能相互替代。
(1)耕作田块方向
耕地田块方向即田块的耕作方向,一般系指田块的长边方向。它与末级固定沟渠、田间道路和护田林网中的主林带方向相一致。耕作田块方向选择的合理与否,将长期影响田块的日照、灌排、田间作业、防风以及下地距离远近。
据有关资料证实,经过田块整理,由东西向长边的田块整理为南北向长边田块,由于良好的光照条件,可使水稻增产14%。因此在综合考虑以上因素的前提下,应尽量使田块保持南北方向,此外,不同地区存在的问题不同,所需侧重考虑的因素也不尽相同,不可机械加以确定。如在水蚀地区,耕作田块宜平行等高线布置;在风蚀地区,应与当地主导风向垂直,或与主导风向垂直线交角小于30°~45°。在此基础上,耕作田块的方向应体现以人为本的原则,使耕作田块与居民点之间的位置保持最短的距离和最便利的交通条件。
(2)耕作田块长度
田块的长度不仅关系到机械作业效率的发挥、田块平整工程量的大小,还影响到灌排渠系的布设。因水流流量的大小影响到流程的长短及灌溉面积的大小,从而影响到灌溉均匀程度以及田块灌排水的畅通度。
据有关资料,经过田块整理,其长度由50m增加到100m,机具行程率可提高33%,工作效率提高28%,油耗降低17%。田块长度的合理确定并不是一成不变的,需根据地形、土壤、作业方式、种植作物种类等因素加以综合权衡确定,不能为刻意追求某一因素而加以限定,应在尽量保持田块完整性的基础上,集约利用土地。
在其他条件基本类似的情况下,排水通畅性要求是确定条田长度的主要控制性因素,滨海平原区和水网平原区对排盐和降渍的要求较高,条田长度宜在300m~600m之间,其他平原区条田长度宜在500m~800m之间。具体可视地块形状、水源和沟渠布局情况有所变化。
(3)耕作田块宽度
耕作田块宽度取决于末级固定沟道的间距、机械作业要求、防护林的有效防护距离、田块面积的大小,同时还应考虑地形、地貌的。田块宽度的合理确定关系到田间生产作业的方便与否、机械作业效率的发挥、平整工程量的大小及田间地下水位的降低。
不同地区、不同情况下所需考虑的主要因素不尽相同,如盐碱化地区以降低地下水位为主,风害地区则侧重于考虑防护林的有效防护距离。
耕作田块的宽度需综合考虑机械耕作、风害防治、排水要求的农沟间距及沟渠布置形式等因素合理确定。
(4)耕作田块高程
耕作田块高程设计的合理与否直接影响着田间平整工程量的大小以及灌排渠沟的布局。因此,应该本着节约成本、有利灌排的原则确定田块平整高程。田块平整高程度设计应该因地制宜,如地形起伏较小、土层深厚的旱涝保收的田面设计高程应重点依据填挖土方量的要求来确定;地形起伏大、土层薄的坡耕地田面高程设计,在考虑平整工程量大同时,应根据地形特点,尽量满足灌排设施布置的要求;地势较低的低洼地,田面设计高程还应考虑到水位的要求,平整后的高程应高于常年地下水位0.8m以上等。
(5)耕作田块形状
从经济角度考虑,耕作田块形状直接影响到机械作业的效率及田间生产管理。好的耕作田块形状应当有利于机械作业的正常进行,尽量减少机械作业所产生漏耕或重耕的现象,且有利于田间生产管理;反之,不规整的田块形状易造成施工成本的上升及其他配套田间工程的配置与施工。
从环境美学角度考虑,耕作田块的形状影响到规划后项目区的田间生态环境。规整的田块形状可以对原有凌乱的田间布局加以完善,有利于田间环境的改良。
在条件许可的前提下,田块的外形要力求规整,长边与短边交角以直角或接近直角为好。形状选择依次为长方形、正方形、梯形、其他形状,避免不规则的三角形和多边形,长宽比以不小于4:1为宜。耕作地块的边界还应结合现有沟、渠、路、林及其他自然界线,不能机械划分,做到既不影响机械作业,又不浪费土地。
(6)耕作田块规模
耕作田块的长度与宽度相应确定了耕作田块的规模,但耕作田块规模大小的确定还应有利于机械作业、土地平整及权属的划分与重调。
不同地区,种植作物的种类、机械化作业程度、地形不同,耕作田块的规模应有所差异。如平原具有较大的规模,丘陵地区面积稍小些。
耕作田块规模的大小除与自然因素响关外,还需综合考虑整理区社会经济条件,诸如:人均耕地面积、人均地区生产总值,整理区土地流转情况、实有农村劳动力等。使田块规模的确定不仅有利于当前生产作业与土地分配,还有利于未来的规模经营。
3.3.3耕作田块内部规划
对于平原地区,水田宜采用格田形式。格田设计必须保证排灌畅通,灌排方便,并满足农作物不同生长发育阶段对水分的需求。格田田面高差应在±3cm以内,长度保持在60m~120m为宜,具体还要视条田的宽度而定,格田宽度以20m~40m为宜。格田之间以田埂为界,埂高以30m~40cm为宜,埂顶宽以20m~30cm为宜。
对于滨海滩涂区,耕作田块内部设计应注意降低地下水位,洗盐、排涝,改良土壤,改善生态环境,在开发利用过程中,可采用挖沟垒田,培土整地,抬高田面高程的方法,以降低地下水位为主的农田和以淋盐洗碱为主的滩涂田块田面宽宜为30m~50m,长宜为300m~600m。
对于丘陵山区,以修筑梯田(地)为主,根据地形、地面坡度、土层厚度的不同可将其修筑成水平梯田(地)、隔坡梯田(地)、坡式梯田(地)等。其中,梯田(地)规格及埂坎形态应因地制宜,视地形坡度、机耕条件、土壤的性质、土层厚度和干旱程度而定,并考虑防冲措施;梯田(地)田面长边应沿等高线布设,梯田(地)形状呈长条形或带形。若自然条件允许,梯田(地)田面长度一般不小于100m,以100m~200m为宜;坡式梯田(地)田坎走向基本沿等高线方向布局,大弯就势,小弯取直,面面长度一般不小于100m,以100m~200m为宜;田面宽度随不同坡度、降雨、土壤特性、土层厚度等条件而异,坡度缓、雨量小的地方,宽度就大,一般15°以上的陡坡地,宽度以8m~15m为宜,10°以下缓坡地,宽度以20m~30m。
3.3.4条田规划设计
条田是末级固定灌溉渠道(农渠)和末级固定排水沟道(农沟)之间的田块,也称耕作区。条田是平原地区田间作业、轮作和工程建设的基本田块,是田间灌溉和排水的基本单位。
条田宽度主要取决于田间排水要求,条田大小既要考虑除涝防渍和机械化耕作的要求,又要考虑田间用水管理要求。条田的尺寸和形状应根据当地的地形、土壤、气象、水文地质、作物种植、劳力组织、土地利用状况、机械化程度等具体条件,根据实际情况因地制宜地加以确定。条田长度主要根据机械化耕作、田间管理和灌水要求确定。一般情况下,机械化程度和灌溉面积较大的平原灌区,条田长度以400~800m为宜,宽度以200~300m为宜;机械化程度和灌溉面积中等的平原灌区,条田长度以300~500m为宜,宽度100~200为宜;机械化程度较低、灌区面积较小的灌区或山丘地区,条田长度以200~300m,宽度100m左右为宜。其中条田的宽度基本由排水农沟的间距、长度和农沟农渠的布置形式决定,条田的长度近似等于农沟或农渠的长度,当农沟农渠相邻布置时,条田的宽度近似等于农沟的间距,当农沟农渠相间布置时,条田的宽度近似等于农沟间距的一半,如图3-1所示。
图3-1水田区条田内部田间工程布置示意图
条田内部的临时工程及土地平整程度主要由灌排条件、耕地类型和作物种植结构决定。在水田地区,为了保持均匀的淹灌水层,用田埂把条田再分隔成若干矩形田块,称为格田;在旱作地区,为了保持一定的水流推进速度,使灌水均匀,用田埂把条田内的临时毛渠或输水垄沟之间的田块再划分成若干矩形田块,称为畦田,如图3-2所示。不同的灌水技术要求的坡度不同,但绝不能有倒坡的情况。顺灌水方向田面坡度1/800~1/400,最少不应小于1/1000,最大不应大于1/300。一般畦灌要求的地面坡度以1/500~1/150为宜;水稻格田要求的坡度更小,近于水平,纵向坡度不应大于1/1000。
根据最新《全国土地分类》对灌溉水田、望天田、水浇地、旱地和菜地5种耕地类型的界定。为了保持均匀的淹灌水层和使灌水均匀,对灌溉水田的土地平整程度要求最高,对旱地的平整程度要求相对较低。
图3-2条田内部田间工程布置示意图
3.3.5梯田(地)规划设计
(1)梯田(地)模式
在山区和丘陵地区的坡耕地上,提高作物产量的一项重要措施在于搞好水土保持。因此,在这类地区,坡耕地整理的主要形式是修筑梯田(地)。梯田(地)主要有坡式梯田(地)、水平梯田(地)和隔坡梯田(地)三种,以水平梯田(地)为主。
1、水平梯田(地)就是在坡面上采取半挖半填的方法,在坡耕地(一般小于15°)上沿等高线修成的田面水平、埂坎均匀的台阶式田块(见图3-3),适宜于种植水稻和其它旱作、果树等。其田面基本水平或向内微斜,保持水土的效果较好。
(复式水平梯田(地))
图3-3 水平梯田(地)示意图
2、坡式梯田(地)指在坡面上每隔一定距离,沿等高线开沟筑埂,把坡面分割成若干等高带状的坡段,除开沟和筑埂部分改变了小地形外,其它坡面部分原状不动,这样一种形式的梯田(地),也就是采取田间工程措施和耕作措施相结合的办法,使坡耕地逐年变缓变平的一种方式(见图3-4)。其田面外(顺原有地坡)倾斜,保水保土效果较差,多适用于坡度较缓及劳动力不足的地方;一般农耕地上修的坡式梯田(地),每两条沟埂的距离一般约20~30米。
图 3-4 坡式梯田(地)示意图
3、隔坡梯田(地)是指两个一次修平的水平台阶之间隔着一个保持原状的斜坡段,这是水平梯田(地)和坡式梯田(地)相结合的一种形式(见图3-5)。一般斜坡段与水平段之比为1:1或2:1,为造林整地采取隔坡梯田(地)则斜坡段与水平段之比为3:1或5:1。
图3-5 隔坡梯田(地)示意图
实际测验证明,水平梯田(地)对一般降雨可以就地拦蓄,土壤也不会冲走;对暴雨可拦蓄径流92.4%以上,控制泥砂87.6%~95%,基本上做到水不出田,泥不下坡,具有改变地形、制止流失;便利耕作,易于灌溉;增加地力,高产稳产的作用。水平梯田(地)的作物产量,同未治理的坡地相比可增产1-3倍,故在山区进行改土建设,发展农业生产,应以修筑水平梯田(地)为主,且在水土流失地区,坡地修梯田(地)是低产变高产的主要途径。
在缓坡地区,由于是大面积灌区,地形变化不大,因此梯田(地)的设计可以道路为骨架划分耕作区,每一耕作区基本上应为矩形或接近矩形;在丘陵山区,地形变化较大,应根据现有地形划分耕作区,例如两条沟之间夹着一个坡面,就天然开成一个耕作区。
(2)梯田(地)布局原则
1、梯田(地)一般应布置在25°以下的坡耕地上。25°度以上的坡地原则上应予以退耕,植树种草,还林还牧,发展多种经营。
2、要统筹兼顾。对离水源、村庄近的坡地,应优先考虑修筑梯田(地);对一架山、一面坡以及梁(山坡中间高起处)、峁(山顶部)、弯(向里洼的大面积山坡)、墕(两山之间连接处)等各种地形,要互相结合,实行大弯就势,小弯取直,连山过墕,集中连片,一次规划,分期施工。
3、田面长边应沿等高线布设,梯田(地)形状呈长条形或带形。在基本上沿等高线的原则下,采取“大弯就势”、“小弯取直”的原则布设田块。为灌排要求,梯田(地)的纵向还应保留1/300~1/500的比降。
4、要尽量适应机械作业和灌溉要求。在进行梯田(地)设计时,要从梯田(地)宽度、外形和道路设计等方面,注意使其适于小型机械的田间作业;要充分利用当地一切水源发展灌溉,并合理布置灌排系统。
5、便利耕作,埂坎稳定,少占土地和节省劳力。
6、整齐、美观、坚固、耐用。
7、梯田(地)规格及埂坎形态应因地制宜,视地形、地面坡度、机耕条件、土壤的性质和干旱程度而定。梯田(地)应尽量集中,并考虑防冲措施,在梯田(地)内侧结合截水沟,防止水土流失。
(3)梯田(地)设计
梯田(地)布局应根据地形地貌条件和灌排条件,结合沟渠和道路的布局,以道路和沟渠为骨架划分耕作区,耕作区形状宜为矩形或正方形,四面或三面通路,路旁与渠道、农田防护林网结合,对少数地形有波状起伏的耕作区,应顺总的地势呈扇形。在耕作区内布置梯田(地),梯田(地)田块沿等高线布局,即长边方向顺等高线布置;梯田(地)田面长度主要根据地形地貌条件而定,大弯就势,小弯取直,田块长度尽可能在100m~200m,以便利耕作,对于少数地形有波状起伏的扇形耕作区,梯田(地)坎线亦随之略有弧度。梯田(地)田埂高度、田面宽度、田坎高度主要根据地形坡度、降雨量和强度、土质条件和土层厚度确定;田坎坡度主要根据田坎高度、土质条件和田坎稳定要求确定。
1、田埂高度设计
田埂能保土保水保肥,田埂高度按拦蓄10年一遇暴雨设计,一般为20~30cm,田埂顶宽30cm。田埂计算公式:
图3—6 水平梯田(地)图
式中:h——田埂高度,m;
h’——田埂有效高度,m;
——径流系数,取0.8~0.9
P——10年一遇暴雨量,m;
B——梯田(地)田面宽度,m;
B——田坎占地宽度,m。
2、梯田(地)断面及土方量计算
梯田(地)设计主要是确定田面宽度、田坎高度和田坎侧坡的规格。这三方面是相互联系的。梯田(地)修多宽、田坎打多高,需要根据原地面坡度、土壤情况而定,并应考虑省工和适应机耕读要求。
田面宽、田坎高、地面坡度、田坎侧坡、田坎占地宽及田坎占地之间的关系如图3—7所示。
图3-7 梯田(地)断面要素示意图
式中 θ——原地面坡度(°);
α——田坎坡度(°);
H——田坎高度(m);
B——田面净宽(m);
Bm——田面毛宽(m);
B1——原坡面斜宽(m);
i——原地面比降。
①梯田(地)田面宽度设计
梯田(地)田面宽度设计主要考虑地形、坡度、土层厚度种植物种、劳力和机械化程度等因素综合考虑。梯田(地)田面宽度要便于农机具作业,田面宽度最好在15m以上。在保证田坎安全的前提下,为了便于机耕和灌溉,梯田(地)宽度至少在10m以上。从地形条件考虑,在5°以下的缓坡地区,田面宽度设计一般为30m,以满足机耕和灌溉的要求;10°以上的丘陵坡地地区很难实现机耕要求,田面宽度以不少于5m为宜,最窄不要小于2.5m。具体计算如下:
②梯田(地)田坎高度设计
梯田(地)田坎高度主要根据土质好坏、坡度大小、是否方便耕作等条件来确定。田坎以不高于3m为宜,田坎侧坡在70°以上较好。为了保护田坎,可以在田坎上种植灌木、豆类作物等,实现埂坎绿化。具体计算如下:
③梯田(地)田坎坡度
田坎外坡越缓,安全性越好,但占地和用工量越大。田坎边坡的确定,以能使田坎稳定而少占耕地为原则。边坡大小与田坎高度和筑埂材料有关,田坎愈缓,一般在70°左右,(壤性土壤边坡为1:0.3~1:0.4,沙性土壤边坡为1:0.5以上)。为保持梯田(地)的稳定性,田坎需修成一定的侧坡,田坎愈高,侧坡应愈缓。
④梯田(地)田面高程设计
梯田(地)田面的设计高程,一般从各渠道控制的最高田面开始,以田坎高度为基数逐块向下推算。
⑤挖填土方量计算
施工前估计梯田(地)土方量,以便于计划用工,合理安排老力,使挖方和填方尽量平衡。
断面面积为S:
每公顷田面长度L:
每公顷土石方量V:
2、石坎设计
石坎梯田(地)应整齐、美观、坚固、耐用。坡度较小的石坎一般应修建垂直田坎,这样占地较少。石坎由干砌块石或条石筑成,并用砼压顶。块石尺寸一般大于30cm,条石高宽一般大于30cm,长度一般大于50cm,石质要坚硬,块石最好三面光,条石尺寸要规则。石坎有重力式和仰卧式种形式,重力式墙占地少,其断面大小取决于地基性质,土基断面大,岩基断面小。为了减少占地,田坎侧坡尽量挖成垂直面。若重力式墙落在坚硬土基上,则墙顶宽0.35~0.40m,底宽为墙高度0.5倍。坐落在岩石上的墙顶宽0.3~0.35m,底宽为墙高度0.4倍,墙脚均嵌入地面以下0.2m。仰卧式墙贴在田坎侧坡上,断面小,工程量少,但占地多,田坎侧坡开挖时,要按设计边坡施工,使墙体卧在原状岩土上,墙顶宽0.3~0.35m,底宽0.35~0.50m,墙脚嵌入地面以下0.2m。
图3—8 重力式石坎
图3—9 仰卧式石坎
3.4土地平整方案与程序
3.4.1土地平整方案
(1)根据整理区平整工程量及地形变化幅度的大小,农田平整方案可分为局部平整与完全平整两种。
局部平整即结合地形地势进行平整,允许田块有一定坡度,以耕作田块为平整单元,在每个平整单元内部,保持土方的挖填方平衡,不需要从区外大量取土或将土方大量外运,最终的田面高程是在挖填方平衡的基础上,根据所布置的沟渠水流方向来确定,各田块之间允许有一定的高差,即考虑渠道的布设要求,采取中高式或一面坡式两种形式,以满足自流灌排,如梯田(地)、条田。局部平整的优点是填挖方工程量和工程投资大大降低,有利于保护表土层。局部平整的缺点是土方量计算较复杂,耕地新增量有所降低,增大沟渠布置的难度。
全面平整是在地形平坦地区,将整个项目区作为一个平整单元,设立一个平整高程,以平整高程为基准面对整理区进行全面平整。全面平整的优点是能够最大限度地挖掘土地利用潜力,增加耕地面积;便于布置各项工程项目,方便农业生产;易于机械化作业和沟渠、道路、防护林的规划设计。全面平整的缺点是:填挖方工程量大,投资量大,极易对表土造成破坏,在土地开发整理的土地平整工程中一般不常用。
(2)根据地形纵向变化情况,农田平整方案可分为平面法、斜面法和修改局部地形面法三种。
平面法是将设计地块平整成一近似水平面。这种方法挖填土方量较大,一般多用于地形坡度不大的项目区和水稻田的平整。
斜面法是将设计地段平整成具有一定纵坡的斜面。坡度方向与灌水方向一致,并达到灌水技术要求。对沟、畦灌有利,土方量也较大。
修改局部地形面法是对设计地块进行局部的适当修改,而不是全部改变其原有地形面貌,只是将过于凸凹的局部修平,把阻碍灌水的高地削除,低地填平,倒坡取削,对灌水无阻碍就可以。这种方法适用于面积较大,地形变化较多,如果大范围挖填工作量太大的地区。优点是大大减少土方量。
(3)根据平整的精度,农田平整方案又可分为大平、粗平、细平三种。
大平就是常说的“大平大整”,这是平整土地当中用工最多,动土方量最大的一项工程,往往需要几年的时间才能完成。诸如削平土岗、填沟补洼等。
粗平是平整土地最广,范围较大的一项工程。可分为:取高垫低,合并地块、改田埂等多项内容,从而完成平整土地的基础。
细平就是在粗平的基础上对土地进行精细平整,细平是建设高标准园田化农田的基础工程。
3.4.2土地平整程序
(1)平整准备工作
整地前的准备工作包括确定耕作田块类型、耕作田块规划、确定平整方案、进行平整工程设计、土方量计算、制定土方调配方案和施工准备。
在重型机械进场前先要做好转移或除去障碍等作业。土地平整涉及土地经营户,平整前地面杂物的清理必须取得有关农户同意,采取妥善的处理办法。地面及地内杂物的处理以不影响土地平整作业和后续排水工程施工为原则。进行整地作业之前,要把原有道路、田埂和沟渠中的石块以及作业区内的树兜等杂物用人力或机械清理到作业区外。废弃沟渠的填埋应尽量与整地作业一起连续施工,要注意将原有道路上的土、砂、碎石用于计划修建的农道。填埋废弃沟渠时,需要考虑其作为临时排水沟的可能性,安排好合理的整地作业计划。
(2)表土剥离处理
在土地平整中,应尽量保留表土,熟化层土壤特别是其中的耕作层土壤的利用是土地平整地力保持的一项重要措施。但是,由于表土处理的费用在整地工程中所占比例较大,因此,对是否需要处理表土、表土剥离的范围、面积和厚度应作具体分析。
根据土地平整设计,如果需动土地块上层为熟土层,不管是挖方地块还是填方地块都要进行表土剥离留用处理,如在农用地整理中,需动土地块为耕地,平整前就要将耕作层土壤予以剥离留用。对于开发、复垦工程,如果动土地块土层较薄或表土熟化程度较好,也要将表土剥离留用,比如土层较薄的丘陵地、表土熟化程度较好的河滩地、苇地的平整;如果动土地块土层较厚,且表土和下层土壤的理化性状差别不大,就无需表土剥离处理。对于水网圩田平原地区,常采用河沟清淤水力充填土方填埋坑塘洼地,这种情况也不需要表土剥离处理。
表土剥离的范围、面积应该与需要动土地块的范围、面积对应一致,即与需要挖方和填方地块的范围、面积对应一致。表土剥离厚度一般根据开发整理前的耕作层和土层厚度、开发整理后的耕地类型和覆土前的地基情况而定。
①如果开发整理成水田且种植单季稻,则要求耕作层厚度不低于15cm。但是,如果下层有砾石或泥炭层时,则需要耕作层厚度不低于20cm。
②如果开发整理成水旱轮作田和旱地,则要求耕作层或表土层厚度不低于20cm。若平整覆土前地基情况较差,如地基粗砂和砾石含量较高、土壤紧实或含有泥炭层及黑泥层时,则需要保持25cm厚的耕作层或表土层。
③土地复垦成耕地时,一般覆土厚度不低于60cm。
(3)平整土方工程
平整土方工程是在表土剥离后,进行挖高填低、土方调配、去凸补凹,也称为农田地基平整。土地平整工程中的地基平整是整地作业的一个关键环节。农地的透水性和承载力等均与地基平整有很大关系。如果地基平整工作没有做好,对表土回填后进行修改作业也会带来一定困难。
在进行农田地基平整时,原则上在平整单元内部实现土方挖填平衡,如果平整单元内有坑塘或高地而难以实现土方挖填平衡时,可考虑在项目区范围内进行土方调配平衡,如果在项目区内还不能实现挖填内部平衡,比如项目区内有大面积的坑塘洼地或采矿塌陷地的复垦,可以考虑客土回填。若需要客土回填时,应考虑到:
①客土土源要“舍远求近”,尽量接近项目区,减少运输距离,节约运输费用;
②土壤质地较好,尤其是耕作田块的表土应没有污染、避免大的砂砾,能够保墒保水保肥;
③保证取土区的安全,防止土源地接近铁路、公路路基,大江大河及水库堰塘的堤岸,避免事故发生;
④应与当地的生产生活需要有机结合。取土应与当地的塘堰清淤、河流清障等水利兴修、道路修建、鱼池开挖等结合起来,做到一举两得,但应避免采用含有污染的清淤土;若项目区需要挖方,外运土石方时,也应考虑到当地的生产和生活,就近运输,降低外运成本。
(4)表土回填整理
地基平整工序完成后经检查合格,就可进行表土回填覆盖作业,通过机械或人工将整地前剥离的表土按照设计铺设厚度均匀地覆盖在地基上。表土整理是表土回填作业完成后平整表土的作业。表土整理如何对田面干燥、耕层厚度以及机械作业有很大影响。所以,有必要精心组织施工。表土整理的施工方法有干土平整法和灌水平整法,采用那种方法则取决于土质条件和施工期。
(5)田坎田埂工程
梯田(地)土方施工的工程中需要修筑田坎,条田平整过程中需要根据灌水要求和经营承包的要求在其内部修筑田埂,田坎和田埂原则上用土修筑,土料多就近从田间采取。
条田内部的田埂比较简单,田埂从地基面以下开始碾压修筑,并与其附近的地基一起压实。
梯田(地)田坎的设计和施工要注意边坡稳定问题,当田坎高度较大时,应该根据地形、土质状况采取适当的边坡加固措施。
3.5土地平整的主要方法
3.5.1土地平整工程的设计方法
在平地测量和平整方案确定的基础上进行土地平整设计,主要是设计田面高程,计算挖填土方量。确定田面设计高程应该遵循以下原则:
①确定设计高程应以田块原有地形高程为依据,尽可能减少土方移动量,从而减轻对农作物的影响。土地平整过程中,挖土处表土大量移走、底土暴露,而填充处土质过于疏松等因素都会影响农作物生长和产量。
②平整后每系列田块(即排水沟与渠道之间的田块)的高程要依渠道的走势,总的势态上从高到低变化。
③平整后相邻田块之间的高差尽可能小,以免增加渠道连接建筑物,对于丘陵地形,还可以减少土方工程量,从而减少工程投资。
④田块平整高程应尽可能使工程量最少、施工方便,即挖填方量应尽可能最少,且挖方和填方相等(填方为压实方);挖填方搬运的距离应尽可能最短;搬运土方尽量从高往低处推运,以利于推土机操作。
根据地形条件,常用的土地平整设计方法有方格网法、散点法和截面法等。
(1)方格网法
方格网法适用于比较复杂的地形。在田块平面形状比较方正的情况下,精度较高,但测量和计算工作量较大。其设计步骤如下:
①平地测量
根据地形条件和施工方法将要平整的田块划分成边长为10~50m的方格,各方格的顶点均用木桩标定,形成方格网,对各方格进行编号,分别测出各方格四个顶点的高程,并绘出方格网点的高程图。
一般地形起伏较大或水田地区,采用10m×10m的方格;地形相对平坦,采用人力施工的,采用20m×20m的方格;机械施工的,多采用50m×50m的方格。
②计算田面平均高程
根据测出的高程点和方格总数计算田面平均高程。
图3-10 方格网点名称
中点
式中 ——平整田块的平均高程(m);
——方格网各角点高程之和(m);
——方格网各边点高程之和(m);
——方格网各中点高程之和(m);
n——方格网个数;
③计算各网点设计高程和挖填值
对于水平田面,田面平均高程就是各网点设计高程;对于旱作地,为了满足沟畦灌排,要求田面有一定坡降,此时,各网格点的设计高程应计及方格边长乘以设计坡面比降算出的方格边长高差值。
通常以平均高程作为田块设计坡度方向中心点的设计高程,然后从中心点开始,推算上下各网格点设计高程,逆坡逐点递增一个方格边长高差值,顺坡逐点递减一个方格边长高差值。各网格点设计高程算出后,可按下式计算各点挖填值。
挖填值=地面高程-设计高程
式中 挖填值——“+”时表示挖方;“-”时表示填方。
④计算挖填方量
一般要求挖填方量基本平衡,挖方接近或略大于填方。按下式计算挖填方量:
式中 ——总挖方量(m3);
——总填方量(m3);
——方格网各角点挖深之和(m);
——方格网各边点挖深之和(m);
——方格网各中点挖深之和(m);
M——一个方格网的面积(m2);
——方格网各角点填高之和(m);
——方格网各边点填高之和(m);
——方格网各中点填高之和(m);
(2)散点法
散点法适用于地形虽然有起伏,但变化比较均匀、不太复杂的地形。这种方法测量不受太多,可以根据地形情况布置测点。其设计步骤如下:
①平地测量
在田面四角四边、田块的最高点、最低点、次高点、次低点以及一切能代表不同高程的各个位置上都均匀布置测点,并测出其高程。
②计算田面平均高程
根据测出的高程点计算田面平均高程。
③ 计算挖填值
将各实测点高程与平均高程相比较,大于平均高程的为挖方,小于平均高程的为填方,等于平均高程的表示不挖不填。算出各点高程与平均高程的差值,作为施工时应掌握的挖填深度,再将其中的正值求平均,可算出平均挖深,负值求平均,即为平均填高。计算公式如下:
式中 ——挖方区平均挖深(m);
——大于平均高程各测点高程之和(m);
k——大于平均高程的测点数;
——填方区平均填高(m);
——小于平均高程各测点高程之和(m);
m——小于平均高程的测点数;
④计算挖填面积和挖填土方量
根据挖填平衡原则,由下列方程组可分别求得挖方面积、填方面积及相应的挖填土方量。
挖方面积:
填方面积:
挖填方量:
式中 A挖——挖方面积(m2);
A填——填方面积(m2);
Ab ——不填不挖面积(m2);
V挖——挖方量(m3);
V填——填方量(m3);
A0——土地平整总面积(m2)。
(3)截面法
截面法一般用于地形起伏变化较大,或地狭长、挖填深度较大且不规则的地段。这种方法是沿场地某一方向取若干个相互平行的断面,断面形式可利用地形图定出或实地测量定出,使断面尽可能垂直于等高线或主要建筑物的长边,将所取代每个横断面(包括边坡断面)划分为若干个三角形或梯形,横断面的间距可以不等,根据地形变化的复杂程度自行确定。
1划分横断面
根据地形图、竖向布置图或现场测绘,将要计算的场地划分为若干个横截面,使截面尽量垂直等高线或建筑物边长;截面间距可以不等,可取50m或80m。但最大不宜超过100m。
2绘制横断面
按比例绘制每个横截面的自然地面和设计轮廓线。自然地面轮廓线与设计地面轮廓线之间的面积,即为挖方或填方的截面。
3计算横断面面积
现在比较新的方法师计算机法:用计算机辅助设计软件绘制横断面图后,再用软件计算面积的功能求出横断面的面积。
4计算土方量
根据横截面面积计算公式如下:
式中:V—相邻两截面间土方量,m3;
A1,A2—相邻两截面的挖方(+)或填方(-)的截面积,m2;
S—相邻两截面间的间距。
3.5.2土地平整工程的施工方法
土地平整工程施工通常采用“倒行子法”、“抽槽法”、“全铲法”、“表土逐台下移法”、“表土中间堆土法”、“表土逐台下翻法”、 “水力冲填法”等方法,每种方法都有各自的优缺点,采用何种土地平整方法,应根据地块的地形地貌状况、土地平整方式等具体情况确定。
(1)倒行子法
倒行子法是一种机械与人工结合的平整土地的方法。具体操作分两步进行:首先根据测量设计,确定开挖线。然后进行划行取土。沿开挖线,以1m宽度分别向上向下划行,确定取土带和填土带。平整时先挖第一取土带,直至标准地面以下25cm左右,将土填入第一填土带,将第二取土带厚25cm左右耕作层,填入第一取土带槽底。再开挖第二取土带生土,填入第二填土带,同时将第三填土带表土反填在第二填土带上,如此抽生留熟,依次平整。
采用此方法平整土地由两大优点:可保留表土,保持地力均匀;平地加深翻,可达到改良土壤的目的。但此方法操作较为精细,影响施工进度。
(2)抽槽法
抽槽法也是一种机械与人工结合的平整土地的方法。具体操作分三步进行:首先根据测量设计,确定开挖线。然后开槽平整。根据设计划行,开槽取土。熟土放至槽梁,生土垫至低处。最后平梁合槽。
采用抽槽法的最大好处是,可同时开多槽,进度快,工效高,是平原地区常用的一种土地平整方法。缺点是,合槽时,梁上表土不易保存,造成地力不匀。
(3)全铲法
全铲法是一种主要依靠机械进行土地平整的方法,在具体操作时,把设计地面线以上的土一次挖去,起高垫低。
这种方法适于机械平整,工效高。但出现生土多,地力不易恢复。适用于不需表土处理的土地平整。
(4)表土中间堆土法
将拟修田面的表土,全部取起,堆置在田面中心线位置,堆宽约2m左右;将中心线上方田面的生土取起,填于下方田面,把整个田面修平;将堆置在中心线的表土,均匀铺运到整个田面上。适用于田面宽(10m~15m)的梯田(地)。
(5)表土逐台下翻法
整个坡面梯田(地)逐台从下向上修,先将最下面一台梯田(地)修平,可不保留表土;再将第二台拟修梯田(地)的田面表土取起,推到第一台梯田(地)田面上,均匀铺好;第二台梯田(地)修平后,将第三台拟修梯田(地)的田面表土取起,推到第二台梯田(地)田面上,均匀铺好;如此逐台进行,直到各台修平。适用于坡度较陡,田面较窄(10m以下)的梯田(地)。
(6)表土逐行置换法
先将田面中部约2m宽修平,将其上下两侧各约1m宽表土取来铺上;挖上侧1m宽田面填下侧1m宽田面,将平台扩大为4m宽;按照前述方法,再向上下两端各发展1m宽,将平台扩大为6m;如此继续进行下去,直到把整个田面修平。适用于坡面坡度较缓,田面较宽(20m~30m)的梯田(地)。
(7)水力冲填法
利用水力冲击沟底或河床淤泥土壤,使其分散成泥浆,通过输泥浆送到需要填方的坑塘、洼地或已有围堰的滩地,经过脱水即可形成耕地。
水力冲填法是水网圩田平原地区土地平整施工中常用的一种方法。该方法一方面解决了坑塘、洼地和滩地填方的土源问题,另一方面又解决了项目区内及其周边河沟的淤积问题。
3.5.3土地平整施工应该注意的问题
(1)整地作业必须在土壤比较干燥的条件下进行。施工前要尽量阻断外来水进入作业区,同时也要解决好工作区域内的排水问题。对排水不良农田,作业前必须先开临时性沟道排除地表水和地下水,为施工创造良好的条件。
(2)整地用的工程机械要根据施工区域大小、地形情况和农田承载力合理选择。其他专用施工机械如挖沟、暗管埋设等机械也需要慎重选择。
(3)土地平整过程中土方搬运应安排在田间排水沟开挖之前进行,二次运土计划一般在不穿越排水沟的区内安排。
(4)土地平整中对开沟挖渠土方的利用要合理。对砂砾层地基而言,沟渠开挖中的剩余土方不能作为耕层用土,如果散落在田面还会妨碍农田耕整作业,一定要将这种土处理在农田地基以下。
(5)必须保留一定厚度的表土。平整土地的施工中,能否保留一定的表土层,是保证当年能否增产的重要一环。但保留表土越厚,倒土工作量越大,用工量越多,从增产要求与省工结合起来考虑,保留表土的厚度一般约15cm~25cm左右即可。
(6)必须留有一定的虚高。进行平整的田块,其填土部分,由于所填虚土将会有一定的沉陷,因此,在填土处一般留有相当于填土厚度20%左右的虚高,保证虚土沉实后达到田面的标准要求。
4 土地平整工程类型分析
土地平整工程类型按平整后的耕作田块类型分为条田建设及梯田(地)建设;按平整的对象或平整前的主要地类分为农用地平整工程、建设用地平整工程、未利用地平整工程等。
目前土地开发整理主要以增加耕地和提高耕地质量为主要目标,土地开发整理和复垦后的土地利用方向主要为耕地,因此,无论是农用地平整还是建设用地、未利用地平整,平整目标都是形成耕地,按田块类型都可归类为条田和梯田(地),只是对于建设用地、未利用地平整,需要根据平整的对象或平整前的主要地类的土层或土壤性因素确定满足耕作条件的地力保持控制下限指标。
4.1浙江省土地开发整理工程类型区划分情况
根据“浙江省土地开发整理工程类型区划分”专题研究成果,按照地形、气候等自然条件以及农业耕作制度相似性原则,同时考虑县级行政区划的完整性,将全省划分为五个土地开发整理工程一级类型区,分别为:浙北水网平原类型区、浙西山地丘陵类型区、浙中丘陵盆地类型区、浙西南山地类型区、浙东南沿海岛屿丘陵港湾平原类型区。见图4-1。
在一级类型区划分的基础上,按照土壤特性、地貌特征和同一类型区工程建设特性一致性的原则,将全省划分为八个土地开发整理工程二级类型区。即:水网圩田工程类型区、山地丘岗工程类型区、浅丘冲陇工程类型区、低山丘陵工程类型区、滨海盐化低地平原工程类型区、滨海脱盐低地平原工程类型区、丘陵盆地工程类型区和河谷冲积平原工程类型区。详见图4-2(浅丘冲陇工程类型区由于分布较分散,几乎在全省各地都有,单块的面积较小,图上未能显示)。行政区划范围具体见表4-1。
图4-1 浙江省土地开发整理一级类型区分区图
图4-2 浙江省土地开发整理二级工程类型区分区图
4.2不同工程类型区的土地平整工程类型调查
土地平整工程类型和开发整理后的耕地类型因地形地貌、水文地质、土壤和水资源等自然条件以及可达到的灌排条件、规划后的农业种植结构的不同而存在差异。
结合浙江省土地开发整理工程类型区划分研究,专题组对全省八个二级工程类型区土地平整工程类型及工程模式进行了实地调研。共实地走访了绍兴、丽水、龙泉、云和、温州、永嘉、金华、兰溪、衢州、江山、龙游、舟山、象山、杭州等具体有代表性的县(市、区),在实地采访过程中,结合各地土地开发整理项目地貌类型、水文地质、土壤和水资源等自然条件以及可达到的灌排条件、规划后的农业种植结构、土地平整工程类型及工程模式等情况的基础上,归纳分析全省土地开发整理后的耕地类型主要为灌溉水田、旱地、水浇地和菜地,按全省开发整理后的耕作田块类型主要有条田和梯田(地)两大土地平整工程类型。
浙江省地形地貌复杂,地势自西南向东北倾斜,呈阶梯状下降。西南为海拔千米左右的中低山;中部为海拔500米以下的丘陵,金衢盆地等40余个“红层”盆地错落其间;东北部为沿海堆积平原,地势低平,河网密集,湖泊众多。全省丘陵山地占总面积的70.4%,平原面积占23.2%,河、湖水域站6.4%。“七山一水二分田”是浙江省地貌构成的基本特征。
浙江省土地开发整理形成的耕地类型主要为水浇地和旱地,以种植旱作物为主。从土地平整工程类型来看,浙江省土地平整工程类型以梯田(地)建设为主,通过修建梯田(地)、截流沟和护坡等工程和生物措施防治水土流失。梯田(地)的断面形式选择主要考虑地形坡度、土层厚度、降雨量和降雨强度、耕地资源情况、劳动力和经济条件等因素综合分析确定,浙江省多年平均降雨量在980mm~2000mm,集中在汛期,雨量多、强度大,同时考虑到全省人均耕地较少,人均耕地不到0.044hm2,且耕地后备资源紧缺,为了提高土地开发整理新增耕地的数量和质量,结合全省目前坡耕地整理现状和已建项目的情况,梯田(地)的断面形式以水平梯田(地)形式为主。
浙江省的水网圩田工程类型区、滨海脱盐平原工程类型区以土地整理为主,河谷平原工程类型区、丘陵盆地工程类型区、滨海盐化平原工程类型区以土地开发整理为主,耕作田块基本上都为条田;山地丘岗工程类型区、浅丘冲陇工程类型区、低山丘陵工程类型区以土地开发为主,耕作田块以梯田(地),局部冲田区存在土地整理,耕地田块也修成条田。由于各工程类型区的水资源条件、水文地质条件、灌排条件、耕地类型和作物种植结构差异较大,对条田的规格和条田内部的临时工程及土地平整程度的要求也有所不同。
根据对全省八个二级工程类型区中典型县(市、区)的具有代表性土地开发整理项目耕作田块建设情况和当地高标准农田耕作田块模式以及当地相关部门对土地开发整理土地平整的建设性意见调查和汇总分析,初步得到不同工程类型区适宜的耕作田块建设标准调查汇总表。见表4-1、表4-2。
表4-1 浙江省不同工程类型区适宜条田建设标准调查汇总表
| 二级工程类型区 | 条田方向 | 条田长度(m) | 条田宽度(m) | 田块规模(hm2) | 格田长度(m) | 格田宽度(m) | 格田规模(hm2) | 耕层厚度(cm) |
| 水网圩田区 | 南北向 | 300~600 | 60~120 | 1.80~7.20 | 60~120 | 30~50 | 0.18~0.60 | 30~50 |
| 河谷冲积区 | 南北向或等高线 | 200~500 | 60~100 | 1.20~5.00 | 60~100 | 20~40 | 0.12~0.40 | 20~50 |
| 滨海脱盐平原区 | 南北向 | 300~600 | 60~120 | 1.80~7.20 | 60~120 | 30~50 | 0.18~0.60 | 30~50 |
| 滨海盐化平原区 | 南北向 | 200~600 | 40~80 | 0.80~4.80 | 40~80 | 20~40 | 0.08~0.32 | 30~50 |
| 丘陵盆地区 | 南北向或等高线 | 200~500 | 60~100 | 1.20~5.00 | 60~100 | 20~30 | 0.12~0.30 | 30~50 |
| 浅丘冲陇区 | 南北向或等高线 | 200~400 | 30~80 | 0.60~3.20 | 30~80 | 20~30 | 0.06~0.24 | 20~50 |
表4-2 浙江省不同工程类型区适宜梯田(地)建设标准调查汇总表
| 地形坡度(°) | 田面宽度(m) | 田坎高度(m) | 田坎坡度(°) |
| 1~5 | 10~30 | 0.5~1.5 | 85~90 |
| 5~10 | 6~15 | 0.7~1.8 | 80~90 |
| 10~15 | 4~10 | 1.0~2.2 | 75~85 |
| 15~20 | 3.0~8 | 1.2~2.5 | 75~80 |
| 20~25 | 2.5~6 | 1.2~2.5 | 70~80 |
4.3.1水网圩田平原工程类型区土地平整工程建设标准
水网圩田平原工程类型区主要包括浙北平原的大部分以及东南部的一些河口平原,行政区划上包括嘉善县、平湖市、嘉兴市区、海盐县、桐乡市、海宁市、湖州市和杭州市区的大部分地区、长兴县东部地区、德清县东部地区绍兴市的北部地区。
该工程类型区以潴育水稻土、脱潜潴育水稻土为主,土层深厚,土壤肥沃,酸度适中,有机质含量较高。区内水网平原多为古代湖沼、海相沉积而成,其特点是塘荡棋布、河渠纵横,对种植水稻十分有利,长期以来是浙江省主要商品粮基地。地势低洼,水网密集,土质肥沃,属于典型的水网圩田区,地下水埋深浅,涝渍灾害频繁,对降渍要求高,因此,土地平整田块规划应与除涝降渍工程措施相结合,加大排水沟密度和深度,同时利用沟塘挖方适当抬高条田田面高程,降低地下水位,减免涝渍威胁。该工程类型区末级固定沟渠以相间布置为主,农沟间距宜在120m~240m之间,条田长度一般在300m~600m之间,条田宽度宜为60m~120m,条田一般为南北向布置。
该工程类型区开发整理后的耕地以灌溉水田为主,采用水稻和油菜轮作,条田内部需要用田埂把条田再分隔成若干格田,格田宽度在30m~50m之间,长度在60m~120m之间,水田平整程度在建设高差控制在±10cm以内,通过耕作后达到±3cm以内;旱作平整程度在建设高差控制在±15cm以内,通过耕作后达到±5cm。
土地平整一般以条田为平整单元,如地形比较平坦,地面高差不大,从而不影响农渠农沟自流灌排的条件下,也可以格田为平整单元,常规平整施工方法采用抽槽法,如有较大面积的沟塘洼地需要填埋,为了尽量避免对原有平整的耕地动土,可以采用项目区内地势相对较高的废弃建设用地的挖方、沟渠挖方和河沟水力冲淤土方填埋,设计和施工过程中,要重视表土的剥离和覆盖,保证土层厚度在60cm以上,其中耕地表层有30cm以上的耕作层或熟土层,要求熟土利用率达100%,如开发整理为水田还要有15cm以上的犁地层。
4.3.2 低山丘陵工程类型区土地平整工程建设标准
低山丘陵工程类型区是浙江省的主要工程类型区之一,广泛分布于浙西北、浙中部以及东部沿海岛屿地区。行政区划上包括长兴县的大部分地区、安吉县、湖州市区的部分地区、德清县的西部、杭州市区的西部、临安市的东部、富阳市、桐庐县的大部分、开化县的中部、淳安县的一部分、建德市的大部分地区、常山县与江山市、衢州市区、龙游县、浦江县、金华市区、永康市、武义县、东阳市、诸暨市、绍兴县、新昌县、磐安县、天台县、上虞市、余姚市、宁波市区、鄞州区、奉化市、象山县、宁海县、三门县、临海市、台州市区、温岭市、乐清市、永嘉县、瑞安市、平阳县、苍南县、玉环县的大部分地区、洞头县以及舟山市。
区内土地类型以低丘缓坡地、盆谷坡地为主,地形较为复杂,土壤类型以红壤、黄红壤和粗骨土为主,质地较粘,多呈酸性。本区气候垂直差异较大,降雨量则随海拔升高而增多,容易引起干旱和山洪爆发,洪涝成灾。
该工程类型区耕作田块以梯田(地)形式或条田形式。条田建设标准根据实际情况而定。梯田(地)断面形式一般宜采用水平梯田(地)形式,梯田(地)田坎高度超过1米须采用石质田坎,局部地区立地条件较好,且石材较难运输的可适当考虑修建土质田坎,但必须锤紧夯实、无塌方、不漏水。
梯田(地)田块沿等高线布局,即长边方向顺等高线布置;梯田(地)田面长度主要根据地形地貌条件而定,大弯就势,小弯取直,田块长度尽可能在100m~200m,以便利耕作;梯田(地)田面宽度、田坎高度主要根据地形坡度、降雨量和强度、土质条件和土层厚度确定;田坎坡度主要根据田坎高度、土质条件和田坎稳定要求确定。
为尽量减小挖填方量,地形坡度大、土层较薄时,则田面宽度宜小,地形坡度小、土层较后时,则田面宽度可大一点,同时也要考虑施工和机耕的要求。为保持梯田(地)的稳定性,田坎需修成一定的侧坡,田坎愈高,侧坡应愈缓。
对于坡度较陡,田面较窄(10m以下)的梯田(地),采用表土逐台下移法进行梯田(地)修筑和表土处理;对于田面宽(10m~15m)的梯田(地),采用表土中间堆置法进行梯田(地)修筑和表土处理。设计和施工过程中,要重视表土的利用,保证土层厚度60cm以上,其中耕地表层要厚度在30cm以上的耕作层或熟土层,要求熟土利用率达100%。
土地开发整理形成的耕地类型主要为水浇地和旱地,以种植旱作物为主,平整程度应使田面建设高差控制在±15cm以内,通过耕作后达到±5cm。
4.3.3山地丘岗工程类型区土地平整工程建设标准
山地丘岗工程类型区主要分布于浙西南山地类型区,零散分布于浙西山地丘陵、浙中丘陵盆地类型区。行政区划上包括庆元县、泰顺县、文成县、平阳县和瑞安市的西部地区、景宁县、云和县、龙泉市、遂昌县、松阳县、丽水市区、武义县和缙云县的南部、青田县、温州市区的西部、永嘉县的大部分地区、仙居县的大部分地区、磐安县的南部地区、临安市和淳安县的西部地区、开化县的部分地区、桐庐县的部分地区、浦江县的西部地区、天台县与宁海县的部分地区。
该区土壤类型主要有红壤、黄红壤、黄壤和粗骨土。该区局部人口稠密地区由于粮食紧张,往往在25°以上山坡开垦种粮,造成水土流失比较严重。
山地丘岗工程类型区耕作田块以梯田(地)为主,土地整理以水田为主,土地开发以旱地为主。梯田(地)田坎高度超过1米须采用石质田坎,田坎高度在1米以下的,可采用块石或水泥制品等护坎,高度要求在三分之二以上。要求到达坎面结实、平整,防止水土流失。局部立地条件较好(龙泉市等)的地区,且石材较难运输的可适当考虑修建土质田坎,必须夯实、无塌方、不漏水,同时考虑水土流失,在梯田(地)最低一级必须筑石坎。立地条件较差(青田等地)的区域田坎以石坎为主。在土地平整工程建设过程中主要修建修建梯田(地)、截水沟和护坡等工程和生物措施防治水土流失。平缓岗地,以岭顶分水;山田之间要沿等高线开挖截水沟,使山水归槽不漫田,达到山田,促使实现岭顶平原化;同时每层梯田(地)内侧设置导渗沟(也叫坎下沟或截水沟)。
山地丘岗工程类型区梯田(地)相对于低山丘陵工程类型区而言,该工程类型区地形坡度较陡,梯田(地)建设标准根据实际情况而定。
4.3.4滨海盐化低地平原工程类型区土地平整工程建设标准
滨海盐化低地平原工程类型区濒临东海,行政区划上主要包括平阳市与瑞安市及温州市区的东部沿海地区、台州市区和温岭市的东部沿海部分地区、宁海县的东南部地区、象山县的部分地区、慈溪市的北部沿海地区。
该区气候受海洋影响比较明显,土壤类型以滨海盐土为主,含盐量高,地势低平,滩涂宽阔,是全省海涂的主要分布地区之一。
滨海盐化低地平原工程类型区是全省海涂的主要分布地区之一,区内地势低平,土壤以中壤土为主,含盐量高,地下水埋深较浅(一般在0.6m~1.0m),水质矿化度高,土壤盐渍化严重。
该工程类型区土地平整田块规划应与灌排工程建设相结合,加大排水沟密度和深度,同时利用沟塘挖方适当抬高条田田面高程,降低地下水位。该工程类型区条田长度一般在200m~600m之间,条田宽度宜为在40m~80m,条田一般为南北向布置,当末级固定沟渠相间布置时,农沟间距宜在80m~160m之间,当末级固定沟渠相邻布置时,农沟间距宜在40m~80m之间。
该工程类型区土地整理以水田为主,采用水稻和油菜轮作;土地开发以旱地为主,采用棉花、大豆以及油菜轮作。条田内部需要用田埂把条田再分隔成若干格田,格田宽度在20m~40m之间,长度在40m~80m之间。为了保持均匀的淹灌水层和使灌水均匀,水田平整程度在建设高差控制在±10cm以内,通过耕作后达到±3cm以内;旱作平整程度在建设高差控制在±15cm以内,通过耕作后达到±5cm。
土地平整一般以条田为平整单元,如地形比较平坦,地面高差不大,从而不影响农渠农沟自流灌排的条件下,也可以格田为平整单元,常规平整施工方法采用抽槽法,如有沟塘洼地需要填埋,为了尽量避免对原有平整的耕地动土,可以采用项目区内地势相对较高的废弃建设用地的挖方、沟渠挖方和河沟水力冲淤土方填埋,设计和施工过程中,要重视表土的剥离和覆盖,保证土层厚度在60cm以上,其中耕地表层有30cm以上的耕作层或熟土层,要求熟土利用率达100%,且开发整理为水田还要有15cm以上的犁地层。
4.3.5滨海脱盐低地平原工程类型区土地平整工程建设标准
滨海脱盐低地平原工程类型区主要包括永嘉县与温州市区的交界地带、乐清市的沿海地区、台州市区的大部分地区、温岭市的东部地区、宁海县的部分地区、象山县的部分地区、宁波市区的部分沿海地区、慈溪市的大部分地区、余姚市的北部地区、上虞市的部分地区以及杭州市部分地区。
本区受海洋影响相对较小,且随着长期耕种及改良,土壤含盐量相对较少,土壤类型以灰潮土和渗育水稻土为主,土质疏松,质地较粗,多为砂壤、轻质壤。该工程类型区地势平坦,且随着长期耕种及改良,土壤含盐量相对较少,土壤以轻壤土为主,地下水埋深在0.8m~1.2m左右,区内土壤虽已脱盐,适宜于农作物生长,但保水保肥能力较差,如耕作和灌排不当,易产生次生盐渍化。
该工程类型区条田长度一般在300m~600m之间,条田宽度宜为在60m~120m,条田一般为南北向布置,当末级固定沟渠相间布置时,农沟间距宜在120m~240m之间,当末级固定沟渠相邻布置时,农沟间距宜在60m~120m之间。
该工程类型区土地开发整理以水田为主,采用水稻和油菜轮作。条田内部需要用田埂把条田再分隔成若干格田,格田宽度在30m~50m之间,长度在60m~120m之间。为了保持均匀的淹灌水层和使灌水均匀,平整程度在建设高差控制在±10cm以内,通过耕作后达到±3cm以内。
在设计和施工过程中,要重视表土的剥离和覆盖,保证土层厚度在60cm以上,其中耕地表层有30cm以上的耕作层或熟土层,要求熟土利用率达100%,且开发整理为水田还要有15cm以上的犁地层。
4.3.6丘陵盆地工程类型区土地平整工程建设标准
丘陵盆地工程类型区位于浙中丘陵盆地类型区内,主要包括常山县的部分地区、江山市的中部部分地区、衢州市区的部分地区、龙游县的部分地区、兰溪市的大部分地区、金华市区的部分地区、义乌市的部分地区、东阳市的部分地区、永康市的部分地区、武义县的小部分地区、以及嵊州市、天台县、长兴县、安吉县、松阳县的部分地区。
本区土壤类型以红壤和潮土、水稻土为主。该区水资源比较丰富,但由于水利建设还跟不上经济发展的需要,水土流失较为严重,易受洪涝灾害。丘陵盆地工程类型区地势平坦,土质肥沃,地下水埋深较浅,土壤以粘壤土为主。该工程类型区条田长度一般在300m~600m之间,条田宽度宜为在60m~100m,条田一般为南北向或等高线布置,当末级固定沟渠相间布置时,农沟间距宜在120m~200m之间,当末级固定沟渠相邻布置时,农沟间距宜在60m~100m之间。
土地开发整理后的耕地以灌溉水田为主,种植作物以水稻、油菜轮作及茶叶、柑橘等特色农产品为主,条田内部需要用田埂把条田再分隔成若干格田,如果条田宽度较宽(在80m以上)时,在条田内部还要修临时毛渠和毛沟,再用田埂把毛渠和毛沟之间的地块分隔成若干格田,格田宽度在20m~30m之间,长度在60m~100m之间。
土地平整一般以条田为平整单元,如地形比较平坦,地面高差不大,从而不影响农渠农沟自流灌排的条件下,也可以格田或毛渠和毛沟之间的地块为平整单元,常规平整方法采用抽槽法,如有沟塘洼地需要填埋,为了尽量避免对原有平整的耕地动土,可以采用项目区内地势相对较高的废弃建设用地的挖方、沟渠挖方和河沟水力冲淤土方填埋,其中水力冲填土方是该类型区束河造地的常用方法。
在设计和施工过程中,保证土层厚度在60cm以上,其中耕地表层有30cm以上的耕作层或熟土层,要求熟土利用率达100%,如开发整理为水田还要有15cm以上的犁地层。为了保持均匀的淹灌水层和使灌水均匀,水田平整程度在建设高差控制在±10cm以内,通过耕作后达到±3cm以内;旱作平整程度在建设高差控制在±15cm以内,通过耕作后达到±5cm。
4.3.7河谷冲积平原工程类型区土地平整工程建设标准
河谷冲积平原工程类型区主要包括长兴县的南部地区、安吉县的局部地区、江山市的部分地区、常山县与衢州市区、龙游县、兰溪市、金华市区义乌市、东阳市的一段狭长区域、诸暨市的局部地区、永康市的部分地区、嵊州市与上虞市的局部地区、天台县的部分地区、临海市与仙居县内的局部地区、丽水市区的部分地区、松阳县的局部地区、温州市的部分地区、台州市部分地区、宁波的部分地区、杭州的小部分地区等。
本区土壤类型以渗育水稻土、潴育水稻土为主,大多为粘壤土,保水保肥性能较好。河谷冲积平原区地势平坦,地下水埋深较浅,土壤以粘壤土为主,土壤透水性较差,地下水埋深较浅(一般在0.8m~1.0m左右),有降渍要求。该工程类型区条田长度一般在200m~500m之间,条田宽度宜为在60m~100m,条田一般为南北向或等高线布置,当末级固定沟渠相间布置时,农沟间距宜在120m~200m之间,当末级固定沟渠相邻布置时,农沟间距宜在60m~100m之间。
该工程类型区土地开发整理后的耕地以灌溉水田为主,主要为水稻和油菜轮作,条田内部需要用田埂把条田再分隔成若干格田,如果条田宽度较宽(在80m以上)时,在条田内部还要修临时毛渠和毛沟,再用田埂把毛渠和毛沟之间的地块分隔成若干格田,格田宽度在20m~40m之间,长度在60m~100m之间。
在设计和施工过程中,保证土层厚度在60cm以上,其中耕地表层有30cm以上的耕作层或熟土层,要求熟土利用率达100%,如开发整理为水田还要有15cm以上的犁地层。为了保持均匀的淹灌水层和使灌水均匀,水田平整程度在建设高差控制在±10cm以内,通过耕作后达到±3cm以内;旱作平整程度在建设高差控制在±15cm以内,通过耕作后达到±5cm。
4.3.8浅丘冲陇工程类型区土地平整工程建设标准
浅丘冲垄工程类型区广泛分布于丘陵山地最末两级的支沟支谷所环抱的狭长地带(三级以上一般属于河谷平原或山间盆地),地理位置上,除浙东北杭嘉湖水网平原外的地方都有分布。
该类型区三面环山汇水,田块规模较小,形状不规则,灌排方式多为自上而下的串灌串排,是当前土地整理工程中田块调整的重点部分。土壤类型以红壤和潮土、水稻土为主。
该区水资源比较丰富,但由于水利建设还跟不上经济发展的需要,水土流失较为严重,易受洪涝灾害。该工程类型区条田长度一般在200m~400m之间,条田宽度为30m~80m,条田一般为南北向或等高线布置。末级固定沟渠以相邻布置为主,农沟间距,农沟间距宜在30m~80m,局部地区的地形存在相间布置的情况。
在设计和施工过程中,保证土层厚度在60cm以上,其中耕地表层有30cm以上的耕作层或熟土层,要求熟土利用率达100%,如开发整理为水田还要有15cm以上的犁地层。为了保持均匀的淹灌水层和使灌水均匀,水田平整程度在建设高差控制在±10cm以内,通过耕作后达到±3cm以内;旱作平整程度在建设高差控制在±15cm以内,通过耕作后达到±5cm。
5土地平整地力保持指标研究
5.1耕地地力保持的重要性
耕地地力的高低程度,反映了其质量的优劣。土地开发整理工程对耕地地力的影响有着“正负”两面性。一方面,通过土地开发整理工程中的灌排工程及农田防护工程的合理布置,原有耕地的地力会得到很大的改善,不少项目实施后原有耕地的产量均有不同程度的增长。但另一方面,如果在项目规划设计或实施的过程中,不注意对原有耕地熟土层的保护,则有可能降低其地力,如土地平整过程中,挖土处表土大量移走、底土暴露,而填充处土质过于疏松等因素都会影响农作物生长和产量,所以,确定设计坡度时应以田块原有地形为依据,尽可能减少土方移动量,从而减轻对农作物的影响。 而土地平整又是土地开发整理一项重要的单项工程,土地平整动土是不可避免的,因此,做好土地开整理工程中的地力保持工作,保护好原有耕地的熟土层或耕作层,提高新增耕地表层土壤的适耕性,将是实现土地开发整理提高耕地质量目标的关键。
5.2耕地地力保持的工程措施
5.2.1表土处理
在土地平整中,应尽量保留表土,熟化层土壤特别是其中的耕作层土壤的利用是土地平整地力保持的一项重要措施。据经验,保留表土在25cm左右后的要比没有保留表土的,棉花单产要高出80%。但是,由于表土处理的费用在整地工程中所占比例较大,保留表土越厚,倒土工作量越大,用工量越多,因此,从增产要求与省工结合起来考虑,对是否需要处理表土、表土剥离的范围、面积和厚度应作具体分析。
根据土地平整设计,如果需动土地块上层为熟土层,不管是挖方地块还是填方地块都要进行表土剥离留用处理,如在农用地整理中,需动土地块为耕地,平整前就要将耕作层土壤予以剥离留用。对于开发、复垦工程,如果动土地块土层较薄或表土熟化程度较好,也要将表土剥离留用,比如土层较薄的丘陵地、表土熟化程度较好的河滩地、苇地的平整;如果动土地块土层较厚,且表土和下层土壤的理化性状差别不大,就无需表土剥离处理。对于水网圩田平原地区,常采用河沟清淤水力充填土方填埋坑塘洼地,这种情况也不需要表土剥离处理。
表土剥离的范围、面积应该与需要动土地块的范围、面积对应一致,即与需要挖方和填方地块的范围、面积对应一致。表土剥离厚度一般根据开发整理前的耕作层和土层厚度、开发整理后的耕地类型和覆土前的地基情况而定,一般表土剥离厚度在20cm~30cm之间。
5.2.2客土回填
在进行农田地基平整时,原则上在平整单元内部实现土方挖填平衡,如果平整单元内有坑塘或高地而难以实现土方挖填平衡时,可考虑在项目区范围内进行土方调配平衡,如果在项目区内还不能实现挖填内部平衡,比如项目区内有大面积的坑塘洼地或灾毁地的复垦,可以考虑客土充填。若需要客土充填时,应考虑到:
(1)土壤质地较好,尤其是耕作田块的表土应没有污染、避免大的砂砾,能够保墒保水保肥。
(2)回填土应留有一定的虚高。进行平整的田块,其填土部分,由于所填虚土将会有一定的沉陷,因此,在填土处一般应留有相当于填土厚度20%左右的虚高,保证虚土沉实后达到田面的标准要求。
(3)应与当地的生产生活需要有机结合。取土应与当地的塘堰清淤、河流清障等水利兴修、道路修建、鱼池开挖等结合起来,做到一举两得。
5.2.3土地翻耕
土壤翻耕的首要环节是土壤翻耕作业,翻耕可以疏松土壤,增加土壤透气性,有利于根系发育,而且还能提高根系吸收肥水能力。土地翻耕应注意土壤水分的情况,一般土壤含水量占土壤持水量的60~70%时最易翻耕,粘质土壤要注意选择适当时期翻耕。土壤翻耕一般在春秋季进行,翻耕深度为 15~20厘米。无深松深翻基础的地块,要进行秋翻或耙茬深松,翻耕深度不宜太深,秋耕深应在20cm左右。翻耕后的耕地,应无大土块,松碎,平整均匀。
对新增耕地,若表层缺少耕作土或熟土覆盖,则应对其进行土地翻耕处理,翻耕深度不少于20cm,翻耕后土团最大粒径控制在6cm以内。
5.3耕地地力保持的改良措施
针对土壤的不良性状和障碍因素,采取相应的物理或化学措施,改善土壤性状,提高土壤肥力,增加作物产量,以及改善人类生存土壤环境的过程。土壤改良工作一般根据各地的自然条件、经济条件,因地制宜地制定切实可行的规划,逐步实施,以达到有效地改善土壤生产性状和环境条件的目的。
土壤改良过程共分两个阶段:①保土阶段,采取工程或生物措施,使土壤流失量控制在容许流失量范围内。如果土壤流失量得不到控制,土壤改良亦无法进行。对于耕作土壤,首先要进行农田基本建设。②改土阶段。其目的是增加土壤有机质和养分含量,改良土壤性状,提高土壤肥力。改土措施主要是种植豆科绿肥或多施农家肥。当土壤过砂或过黏时,可采用砂黏互掺的办法。丘陵盆地工程类型区的酸性红黄壤地区的侵蚀土壤磷素很缺,种植绿肥作物改土时必须施用磷肥。
用化学改良剂改变土壤酸性或碱性的一种措施称为土壤化学改良。常用的化学改良剂有石灰、石膏、磷石膏、氯化钙、硫酸亚铁、腐殖酸钙等,视土壤的性质而择用。如对碱化土壤需施用石膏、磷石膏等以钙离子交换出土壤胶体表面的钠离子,降低土壤的PH值。对酸性土壤,则需施用石灰性物质。化学改良必须结合水利、农业等措施,才能取得更好的效果。
采取相应的农业、水利、生物等措施,改善土壤性状,提高土壤肥力的过程称为土壤物理改良。具体措施有:适时耕作,增施有机肥,改良贫瘠土壤;客土、漫沙、漫淤等,改良过砂过黏土壤;平整土地;设立灌、排渠系,排水洗盐、种稻洗盐等,改良盐碱土;植树种草,营造防护林;采用保护性耕作技术,将水稻、油菜等农作物秸秆覆盖还田,增加土壤有机质含量,提高土壤肥力和耕地地力等级;采取合理轮作技术,采取水稻与油菜,须根系与直根系作物,豆科与禾本科作物,蔬菜、绿肥与粮油作物,合理轮作,增间套种,实现用地与养地相结合。
5.4耕地的地力保持指标
5.4.1有效土层及耕作层厚度指标
耕地耕作层的优劣是衡量耕地地力高低程度的重要指标。耕地耕作层是经过多年耕种形成的,一般为壤土、粘壤或沙壤,厚度30—60cm,是农业生产中的宝贵的资源。一般来说,要形成好的土壤结构,即生地变熟地,要经过很长时间的耕作、施肥和培养,良好的土壤结构对农业生产非常重要。因此,耕地耕作层土壤是耕地资源最宝贵的组成部分,是农业综合生产能力的最基本条件,是不可再生资源。
对于土地整理项目,原有耕地的耕作层一般情况下比较厚,且土壤肥力较好,为此在土地整理过程中,尽量保留原生态系统,确保农业综合生产能力;对于开发复垦项目,新增耕地必须保证一定厚度的有效土层,耕作层中的碎石必须清除完毕。在设计和施工过程中,保证土层厚度在60cm以上,其中耕地表层有30cm以上的耕作层或熟土层,要求熟土利用率达100%,如开发整理为水田还要有15cm以上的犁地层。
5.4.2耕作层土壤理化性状指标
(1)耕作层土壤质地较好,以砂壤至壤土为佳,基本无大的砾石,表土疏松,土壤通气性好,心土紧实,保墒保肥。
(2)耕作层土壤无污染,有机质含量不低于15g/kg,pH值在5.5~8.5之间,含盐量不高于3g/kg。
