土地平整工程建设标准研究报告
1 研究背景和目的....................................................................... 1
1.1 研究背景.................................................................................... 1
1.2 研究目的.................................................................................... 1
2 基本规定..................................................................................... 1
2.1 基本原则.................................................................................... 1
2.2 基本要求.................................................................................... 2
3 引用标准名称及标准相关内容规定.................................. 3
3.1 耕作田面平整........................................................................... 3
3.1.1 平原区灌水单元平整......................................................................................... 3
3.1.2丘陵区灌水单元平整.......................................................................................... 5
3.2 田埂(坎)制作........................................................................... 10
3.2.1 平原区田埂....................................................................................................... 10
3.2.2 丘陵区埂坎........................................................................................................ 11
3.3 土壤改良措施......................................................................... 13
3.3.1 客土回填........................................................................................................... 14
3.3.2 表土剥离........................................................................................................... 14
3.3.3 原土壤掺砂....................................................................................................... 15
3.3.4 土地翻耕........................................................................................................... 16
3.3.5 应用土壤结构改良剂改良土壤....................................................................... 16
4 标准内容研究分析................................................................ 17
4.1 广东省土地概况及工程类型区的划分............................... 17
4.1.1 广东省土地概况............................................................................................... 17
4.1.2 工程类型区的划分........................................................................................... 17
4.2 耕作田面平整......................................................................... 18
4.2.1 平原区灌水单元平整....................................................................................... 18
4.2.2 丘陵区灌水单元平整....................................................................................... 22
4.3 田埂(坎)制作........................................................................... 29
4.3.1 平原区田埂....................................................................................................... 29
4.3.2 丘陵区埂坎....................................................................................................... 30
4.4土壤改良措施.......................................................................... 31
4.4.1 客土回填........................................................................................................... 31
4.4.2表土剥离............................................................................................................ 32
4.4.3土地翻耕............................................................................................................ 33
4.4.4 应用土壤结构改良剂....................................................................................... 34
4.4.5 粘重土壤改良措施........................................................................................... 34
4.4.6 低产田改良措施............................................................................................... 34
5 应用成果................................................................................... 35
5.1一般规定................................................................................... 36
5.2耕作田块修筑工程.................................................................. 37
5.2.1 条田................................................................................................................. 37
5.2.2 梯田................................................................................................................... 40
5.3 耕作层地力保持工程............................................................. 45
5.3.1耕作层表土保护................................................................................................ 45
5.3.2客土覆盖............................................................................................................ 46
5.3.3 原土壤掺砂....................................................................................................... 46
5.3.4 土地翻耕........................................................................................................... 47
5.3.5 应用土壤结构改良剂....................................................................................... 47 1 研究背景和目的
1.1 研究背景
以增加耕地和提高耕地质量为主要目标的土地平整工程是土地开发整理工程中必不可少的重要环节。通过土地平整达到地块规整,土层增厚,方便耕作,增加有效耕地
面积,提高土地利用率的目的。土地平整工程不仅仅是简单的土方挖填平整,其要根据当地具体地形、地貌等自然条件确定其工程类型,进而进行相关平整工程设计。在进行耕作田块建设时,要结合灌溉排水、田间道路、农田防护等工程布局,充分考虑机耕和田间灌水方法的要求,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。因此,根据当地具体情况因地制宜的对项目区进行土地平整工程设计是必不可少的。
1.2 研究目的
为贯彻 “十分珍惜、合理利用土地和切实保护耕地”的基本国策,实施可持续发展战略,落实《全国土地开发整理规划》和《广东省土地利用总体规划》,实现保护耕地的目标,依据《土地管理法》及国家、广东省有关土地开发整理的法律、法规、政策、规程等要求,围绕山、水、林、田、路综合治理和集约化、规模化生产的需要,通过对国家跟试点省份土地平整工程建设标准以及相关规定的分析,在充分研究耕作田块设计、田埂(坎)制作、土壤改良质量等建设标准相关内容的基础上,从广东省不同区域的自然条件、农业基础设施条件和社会经济条件出发,以改善农业生产条件和生态环境为前提,以土地开发整理科学、技术和实践经验的综合成果为基础,建立一套适宜广东省当地的,科学、完善的土地平整工程建设标准。
2 基本规定
2.1 基本原则
1)整体性、系统性
土地平整工程作为一个系统工程,涉面广,从土方挖填到土壤改良等,内容丰富,与相关行业关系密切,建立的体系要充分考虑到体系的整体性和系统性,形成一个相对完整的工程体系。
2)目的性
土地平整工程是以提高耕作机械工作效率、田块平整度、灌溉均匀度以及排水畅通度为目的,各项内容有其非常明确的服务对象,必须紧紧围绕提高耕地生产效能,促进土地资源的可持续利用这一中心,进行体系研究和建立工程体系,为土地平整标准编制服务。
3)阶段性
土地平整工程建设对标准大纲的拟定和标准编制有着重要的影响,因此,要充分做好各项工作,划分各时期具体工作,明确阶段性任务,保证阶段性工作顺利进行。
4)处理好体系整体性与单项工程独立性的关系
体系的整体目标明确,单项工程围绕整体目标,各单项工程自身形成一个次级体系,在整体性当中有其自有的独立性。
5)处理好普遍性与局部区域特殊性的关系
在从广东省复杂多样的地形地貌、气候类型中归纳相应的土地平整过程中,不能一概而论,需对局部区域的特定性有所考虑。
6)实用性
土地平整工程应满足提高耕作机械工作效率、保障田块排水畅通、提高耕地质量、保持耕地肥力等切实要求。
2.2 基本要求
1)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,平整土地应以此为标准,绝不能有倒坡的情况。
2)适宜机械耕作
从具体生产情况出发,综合考虑田间渠系布设、平整工作量以及田间管理的方便,适当考虑机耕要求,制定符合广东省的田块长度跟宽度。
3)平整土方量最小
在平整田块内应力求尽可能移高填低,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。
4)表土保留
一般挖方部位,保留表土厚度以20~30 cm为宜;填方部位在填厚超过50 cm左右时,也要保留20~30 cm的熟土层。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25cm左右即可。
5)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 引用标准名称及标准相关内容规定
下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
《土地开发整理项目规划设计规范》(TD/T1012-2000)
《土地开发整理标准》(国地资源部2000年)
《水土保持综合治理技术规范坡耕地治理技术》(GB/16543.1-1996)
《广东土壤》
《广东省土地开发整理规划文本(2000-2010年)》
由于土地平整工程建设标准须根据当地的具体情况制定,不同地域对土地平整工作的要求是不同的。加之土地开发整理工程建设时间较短,国内有关土地平整方面的标准和设计规范不多,因此在分析过程中重点加入《广东土壤》、《广东省土地开发整理规划文本(2000-2010年)》等广东当地的参考材料,求分析成果更客观、全面。
3.1 耕作田面平整
3.1.1 平原区灌水单元平整
与土地有关的标准为:《土地开发整理项目规划设计规范》(TD/T1012-2000)。 现有标准内容规定
现有标准内容:农用地整理是指采用工程技术措施,对农用地利用现状进行调整、整治和改造,改善农用地质量,增加土地有效供给量,提高土地利用率和产出率的过程。 其中以下内容为土地平整标准内容:
3.3.1.5 田块规划 (TD/T1012-2000)
a)规划要求
整理后的田块应有利于作物的生长发育,有利于田间机械作业,有利于水土保持,满足灌溉排水要求和防风要求,便于经营管理。
b)耕作田块方向
耕作田块方向的布置应保障耕作田块长边方向受光照时间最长,受光热量最大,宜选用南北向。在水蚀区,耕作田块宜平行等高线设置;在风蚀区,则应与当地主害风向垂直或与主害风向垂直线的交角小于30~45°方向布置。
c)耕作田块的长度
根据耕作机械工作效率、田块平整度、灌溉均匀程度以及排水畅通度等因素确定耕作田块的长度。田块边长一般为500~800 m,具体可依自然条件确定。
d)耕作田块宽度
耕作田块宽度应考虑田块面积、机械作业要求、灌溉排水以及防止风害等要求;同
e)耕作田块形状
要求外形规整,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,长宽比以不小于4:1为宜。
f)耕作田块土壤
耕作田块土壤的质量,主要取决于土壤结构、土壤质地、土壤理化性质等。各地应因地制宜,提出符合当地条件的土壤质量改良要求。
g)耕作田块内部规划
根据地形、地貌、气候等自然特征及土壤质量要求,对耕作田块内部作进一步设计。
1) 平原地区
水稻宜采用格田形式。格田设计必须保证排灌畅通,灌排调控方便,并满足水稻作物不同生育阶段对水份的需求。格田田面高差应小于±3 cm,长度保持在60~120 m为宜,宽度以20~40 m为宜。格田之间以田埂为界,埂高以40 cm为宜,埂顶宽以10~20 cm为宜。旱地田面坡度应限在1:500以内。
2) 滨海滩涂区
滨海滩涂区耕作田块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,培土整地方法。
以降低地下水位为主的农田和以洗盐除碱为主的滩涂田块田面宽宜应为30~50 m,长宜为300~400 m。
4.2.1 农田田面高程设计 (TD/T1012-2000)
4.2.1.1 农田田面高程设计原则
a)因地宜制。
b)确保农田旱涝保收。
c)填挖土方量最小。
d)与农田水利工程设计相结合。
4.2.1.2 农田田面高程设计
a)地形起伏小,土层厚的旱涝保收农田田面设计高程根据土方挖填量确定
b)以防涝为主的农田,田面设计高程应高于常年涝水位0.2 m以上。
c)地形起伏大,土层薄的坡地的田面高程设计应因地制宜。
d) 地下水位较高的农田,田面设计高程应高于常年地下水位0.8 m以上。
3.1.2丘陵区灌水单元平整
现有标准内容规定
(1)《土地开发整理项目规划设计规范》(TD/1012-2000)
在(TD/1012-2000)中3.3.1.5田块规划 中g)中的3)丘陵山区符合丘陵区灌水单元平整,其他部分均为平原区整理内容,所以田块规划只引用g)中的3)此部分作为研究内容,田坎设计引用规范为:4.2.2梯田田坎设计。
引用标准内容如下:
3.3.1.5 田块规划 (TD/T1012-2000)
g) 耕作田块内部规划
根据地形、地貌、气候等自然特征及土壤质量要求,对耕作田块内部作进一步设计。
3) 丘陵山区
丘陵山区以修筑梯田为主,根据地形、地面坡度、土层厚度的不同将其修筑成水平梯田、隔坡梯田、坡式梯田等。具体规划要求如下:
——梯田规格及埂坎形态宜因地制宜,视地形、地面坡度、机耕条件、土壤的性质和干旱程度而定。梯田应尽量集中,并考虑防冲措施。
——梯田田面长应沿等高线布设,梯田形状呈长条形或带形。若自然条件允许,梯田田面长度一般不小于100 m,以150~200 m为宜。
——田面宽度应考虑灌溉和机耕作业要求,陡坡区田面宽度一般为5-15米,缓坡区一般为20~40 m。
4.2.2 梯田田坎设计 TD/T1012-2000
4.2.2.1 梯田田坎设计原则
a)安全稳定。
b)占地少。
c)用工省。
d)因地制宜选用田坎材料。
4.2.2.2 梯田设计要素
梯田田面宽B,田坎外侧坡度α,原地面坡度θ,田坎高H(见图1)。从图中可推算出各要素间关系式。
图1梯田断面要素
式中:
θ——原地面坡度;
α——埂坎坡度;
H——埂坎高度,(m);
B——田面净宽,(m);
Bn——埂坎占地,(m);
Bm——田面毛宽,(m);
B1——田面斜宽,(m)。
4.2.2.3 梯田田坎设计
土质粘着力愈小或田坎愈高,田坎外侧应愈缓。田坎高度在3 m以下的外侧坡,一般可选用45~80°,田坎内侧坡可选用45~60°。田坎稳定性要求按土力学方法进行计算。
(2)《水土保持综合治理 技术规范 坡耕地治理技术》GB/16453.1-1996规定
8.1 梯田的分类
8.1.1 根据地面坡度不同,分陡坡区梯田与缓坡区梯田。
8.1.2 根据田坎建筑材料不同,分土坎梯田与石坎梯田。
8.1.3 根据梯田的断面形式不同,分水平梯田、坡式梯田、隔坡梯田。
8.1.4 根据梯田的用途不同,分旱作物梯田、水稻梯田、果园梯田、茶园梯田、橡胶园梯田等。
8.2 以小流域为单元,进行坡耕地治理的全面规划,根据不同条件,分别确定采取梯田、保土耕作法和坡面小型蓄排工程。对其中确定为梯田区的地段,进行有关梯田的具体规划;在此基础上,再进行相应的设计和施工。
8.3 当梯田区以上坡面为坡耕地或荒地时,应部署坡面小型蓄排工程,防止地表径流进入梯田区。我国南方雨多量大地区,梯田区内也应部署小型蓄排工程,以妥善处理梯田不能容蓄的雨水,保证梯田的安全。坡面小型蓄排工程的技术要求按 GB/T 16453.4执行。
梯田防御暴雨标准,一般采用10年一遇3~6 h最大降雨,在干旱、半干旱或其他少雨地区,可采用20年一遇3~6 h最大降雨。根据各地降雨特点,分别采用当地最易产生严重水土流失的短历时、高强度暴雨。
8.4 梯田类型的选用
8.4.1 对坡耕地土层深厚,当地劳力充裕的地区,尽可能一次修成水平梯田。
8.4.2 在坡耕地土层较薄,或当地劳力较少的地方,可以先修坡式梯田,经逐年向下方翻土耕作,减缓田面坡度,逐步变成水平梯田。
8.4.3 在地多人少、劳力缺乏,同时年降雨量较少、耕地坡度在15°~20°的地方,可以采用隔坡梯田,平台部分种庄稼,斜坡部分种牧草;暴雨中利用斜坡部分地表径流,增加平台部分的土壤水分。
8.4.4 一般土质丘陵和塬、台地区修土坎梯田,在土石山区或石质山区,坡耕地中夹杂大量石块、石砾的,修梯田时,结合处理地中石块、石砾,就地取材修成石坎梯田。
8.4.5 丘陵区或山区的坡耕地(坡度一般为15~25°),按陡坡区梯田进行规划、设计。东北黑土漫岗区、西北黄土高原区的塬面,以及零星分布各地河谷川台地上的缓坡耕地(坡度一般在3°以下,少数可达5~8°),按缓坡梯田进行规划、设计。
9 规划
9.1 陡坡区梯田的规划
9.1.1 选土质较好、坡度(相对)较缓、距村较近、交通较便、位置较低、邻近水源的地方修梯田。有条件的应考虑小型机械耕作和提水灌溉。
9.1.2 需有从坡脚到坡顶、从村庄到田间的道路。路面一般宽2~3 m,比降不超过15%。在地面坡度超过15%的地方,道路采用“S”形,盘绕而上,减小路面最大比降。
9.1.3 田块布设需顺山坡地形,大弯就势,小弯取直,田块长度尽可能在100~200 m,以便利耕作。
9.1.4 梯田区不能全部拦蓄暴雨径流的地方,应布置相应的排、蓄工程;在山丘上部有地表径流进入梯田区处,应布置截水沟等小型蓄排工程,以保证梯田区安全。
9.2 缓坡区梯田的规划
9.2.1 以道路为骨架划分耕作区,在耕作区内布置宽面(20~30 m或更宽)、低坎(1 m左右)地埂的梯田,田面长200~400 m,便利大型机械耕作和自流灌溉。
9.2.2 一般情况下耕作区为矩形或正方形,四面或三面通路,路面宽3 m左右,路旁与渠道、农田防护林网结合;耕作区道路两端与村、乡、县公路相连。
9.2.3 对少数地形有波状起伏的,耕作区应顺总的地势呈扇形,区内梯田埂线亦随之略有弧度,不要求一律成直线。
10设计
10.1 水平梯田的断面设计
10.1.1 水平梯田断面设计需求得不同坡度下梯田得优化断面。田面应有适当得宽度,陡坡区一般5~15 m,缓坡区一般20~40 m。田块坡度适当,既能坚实稳固,又不夺占耕地。
10.1.2 水平梯田断面要素包括:田坎高度、原坡面斜宽、田坎占地宽、田面毛宽、田坎高度、田面净宽。
除上述要素外,田边应有蓄水埂,高0.3~0.5 m,顶宽0.3~0.5 m,内外边坡约1:
1。我国南方多雨地区,梯田内侧应有排水沟,其具体尺寸根据各地降雨、土质、地表径流情况而定。
10.1.3 水平梯田断面主要尺寸见附录A。
10.1.4 水平梯田单位面积土方量:按公顷计算为1250H;按亩计算为83.3H,H为田坎高度。
3.2 田埂(坎)制作
3.2.1 平原区田埂
现有标准内容规定
根据稻田田埂的设计标准,引用现有标准内容为《土地开发整理项目规划设计规范》(TD/T1012-2000)中的4.2.2梯田田坎设计。
4.2.2 梯田田坎设计 TD/T1012-2000
4.2.2.1梯田田坎设计原则
a)安全稳定。
b)占地少。
c)用工省。
d)因地制宜选用田坎材料。
4.2.2.2梯田设计要素
梯田田面宽B,田坎外侧坡度α,原地面坡度θ,田坎高H(见图1)。从图中可推算出各要素间关系式。
图1梯田断面要素
式中:
θ——原地面坡度;
α——埂坎坡度;
H——埂坎高度,(m);
B——田面净宽,(m);
Bn——埂坎占地,(m);
Bm——田面毛宽,(m);
B1——田面斜宽,(m)。
4.2.2.2 梯田田坎设计
土质粘着力愈小或田坎愈高,田坎外侧应愈缓。田坎高度在3 m以下的外侧坡,一般可选用45~80°,田坎内侧坡可选用45~60°。田坎稳定性要求按土力学方法进行计算。
3.2.2 丘陵区埂坎
现有标准内容规定
3.3.1.5田块规划 (TD/T1012-2000)
g)耕作田块内部规划
根据地形、地貌、气候等自然特征及土壤质量要求,对耕作田块内部作进一步设计。
3)丘陵山区
丘陵山区以修筑梯田为主,根据地形、地面坡度、土层厚度的不同将其修筑成水平梯田、隔坡梯田、坡式梯田等。具体规划要求如下:
——梯田规格及埂坎形态宜因地制宜,视地形、地面坡度、机耕条件、土壤的性质和干旱程度而定。梯田应尽量集中,并考虑防冲措施。
——梯田田面长应沿等高线布设,梯田形状呈长条形或带形。若自然条件允许,梯田田面长度一般不小于100 m,以150~200 m为宜。
——田面宽度应考虑灌溉和机耕作业要求,陡坡区田面宽度一般为5-15米,缓坡区一般为20~40 m。
4.2.2 梯田田坎设计 TD/T1012-2000
4.2.2.1 梯田田坎设计原则
a)安全稳定。
b)占地少。
c)用工省。
d)因地制宜选用田坎材料。
4.2.2.2 梯田设计要素
梯田田面宽B,田坎外侧坡度α,原地面坡度θ,田坎高H(见图1)。从图中可推算出各要素间关系式。
图1梯田断面要素
式中:
θ——原地面坡度;
α——埂坎坡度;
H——埂坎高度,(m);
B——田面净宽,(m);
Bn——埂坎占地,(m);
Bm——田面毛宽,(m);
B1——田面斜宽,(m)。
4.2.2.3 梯田田坎设计
土质粘着力愈小或田坎愈高,田坎外侧应愈缓。田坎高度在3 m以下的外侧坡,一般可选用45~80°,田坎内侧坡可选用45~60°。田坎稳定性要求按土力学方法进行计算。
3.3 土壤改良措施
对盐碱地、贫瘠的红土、低洼地、砂地和其他各种贫瘠的土壤采取措施,改变土壤的不良性状,恢复或提高土壤的生产力以及保护土壤免受侵蚀的综合技术措施。具体内容有:1)改良土壤与改造自然环境相结合;2)长远措施与当前措施相结合;3)单项改良与综合治理相结合;4)综合改良与因地制宜相结合;改良与利用相结合。改良土壤、提高地力,迅速改变地产地区的生产条件,对于进一步发展农业生产具有十分重要的意义。(环境学词典-环境地学 P59)
土地利用问题分析主要从土地整理区域的基础设施配套与使用程度、地形、土地利用结构、土地利用效果等方面展开。分析土地利用问题的目的是为因地制宜地采取工程措施提供依据。如土地整理区灌溉无保障,应考虑解决灌溉问题。如是土壤问题,就要结合土地平整进行土壤改良。如是低洼涝渍,就要深挖沟排水。特别要重视的是分析土地整理区的基础设施利用状况,通过分析,确定哪些基础设施可以利用,哪些需要改造或改建,哪些是废弃难以利用需要重建的。设计人员通过现场踏勘,必须对整个整理区的基础设施状况有一个全面的了解。土壤改良 (多语种土地词汇手册—506-粮农组织共用文件库)
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。中国南方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,设立沙障、固定流沙,改良风沙土等。(多语种土地词汇手册—506-粮农组织共用文件库)
3.3.1 客土回填
现有标准内容规定
根据不同田块需要的回填量计算客土运输量,属于土方调配内容。进行土方调配时,应力求挖填平衡和运距最短,便于机械化施工。对于河滩地开发和复垦项目,需要客土回填改良土壤时,应先进行原场地平整,然后再覆盖客土,覆土后就地推平。《土地整理工程设计》P224
客土调运是指当运余土石工程量计算结果为负值时,表明挖土石工程量小于回填土石工程量,它们的差额石外购土石方的工程量
在确定项目区土地平整方案时,最好能实现项目区土方挖填内部找平。若项目区需要客土回填时,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)取土区的安全问题,即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。即取土与当地的塘堰清淤、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;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。(土地开发整理项目预算编制与实务 中篇 p161)
3.3.2 表土剥离
现有标准内容规定
平整后的土地应保持一定的肥力,为此平整时应尽量保留表土,一般挖方处保留表土20~30 cm,填方超过50 cm时,必须使熟土上翻,回填熟土层厚20~30 cm。旱作地区一般挖方部位,保留表土厚度以20~30 cm为宜;填方部位在填厚超过50 cm左右时,也要保留20~30 cm的熟土层。
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。在南方水稻区,如在田里种有绿肥,则应将绿肥连同熟土切成20cm的立方体,先搬迁它处,待田面平整后,再将绿肥块还原铺平。据试验,保留表土在25cm左右厚的要比没有保留表土的,棉花单产要高出80%。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25cm左右即可。(土地整理工程设计 p24)
旱地坡改梯施工技术,包括:测量放线→揭表土→砌筑地埂→深啄底土→表土复位。主要工序如下:
揭表土,表土保护。办法有三:一为横向中带聚土法,把地块横向等分三带,中带为不动土区,把上下两带的表土聚于中带;二为竖向分厢聚土法,竖向分厢,厢宽3~5 m,每两厢为一组,相互翻土;三为逐台下翻法,从下台改起,首台不留表土,将二台土置于首台,以此逐台下翻,最末一台表土,采用客土或深啄石骨块风化补给。(土地整理工程设计 p225)
3.3.3 原土壤掺砂
现有标准内容规定
土质以较肥沃的砂质壤土为好。土质粘重板结的地块,要通过掺沙、多施土杂肥、有机肥改良土壤;砂瘠地要适当掺粘土和多施有机肥改良土壤,才有利于作物的生长。当土壤过砂或过黏时,可采用砂黏互掺的办法改良土壤的物理性状,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。掺沙,又称客土,一般1份黏土加两三份沙。
这种改良土壤的方法,在我国南北均可采用,具有增厚土层、保护根系、增加营养、改良土壤结构等作用,因水土流失而使耕作层变浅,根系裸露的桃园,压土效果则更显著。
压土最好在冬季进行,这样不仅可起到冬季覆盖提高土温的作用,而且土壤经风化沉实的时间较长,便于第二年耕作。压土工作要连年进行,土质粘重的应压含沙质较多的疏松肥土,含沙质多的可培塘泥、河泥等较粘重的肥土。压土的方法是把土块均匀分布全园,经晾晒打碎,通过耕作把所压的土与后来的土壤逐步混合起来。压土厚度要适宜,过薄效果不明显,太厚通气不良对桃树根系生长不利,一般压土厚度为5~10 cm,经3~4年再压一次。
3.3.4 土地翻耕
现有标准内容规定
在25°以下的坡耕地上,一般应修梯田,包括水平梯田、隔坡梯田和坡式梯田;对坡耕地上土层深厚,当地劳力充裕的地区,尽可能一次性修成水平梯田;对坡耕地土层较薄或当地劳力较少的地区,可以先修筑坡式梯田,经逐年向下方翻耕,减缓田面坡度,逐渐变成水平梯田;在地多人少、劳力缺乏,同时年降雨量较少,耕地坡度在15~20°的地方,可以采用复式梯田,平台部分种庄稼,斜坡部分种牧草。(土地整理工程设计 p40) 土壤翻耕的首要环节是土壤翻耕作业,在不同的季节李,应采用内翻和外翻交互使用方法,以达到更新土壤及提高肥力的目的。翻耕时期要越早越好,在尽量提早的前提下,要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。翻耕深度不宜太深,秋耕深应在20 cm左右。翻耕后的耕地,应无大土块,松碎,平整均匀。
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。土壤翻耕一般在春秋季进行,翻耕深度为 15~20 cm。
无深松深翻基础的地块,要进行秋翻或耙茬深松,深松深度25 cm以上。
3.3.5 应用土壤结构改良剂改良土壤
现有标准内容规定
土壤结构改良剂分有机、无机以及无机-有机三种。有机土壤改良剂从泥炭、褐煤及垃圾中提出的高分子化合物;无机土壤改良剂如硅酸钠及沸石等;有机-无机土壤改良剂如二氧化硅有机化合物等。上述物质可改良土壤理化性质及生物学活性,能保护根层,防止水土流失,提高土壤透水性,减少地面径流,固定流沙,加固渠壁,防止渗漏,调节土壤酸碱度等作用。
4 标准内容研究分析
土地平整工程要根据当地具体地形、地貌等自然条件确定其工程类型,进而进行相关平整工程的设计,因此,为了更好的开展土地平整,必须充分了解广东当地的地形、地貌及工程类型区的划分情况,根据不同类型区下土地平整的具体要求,因地制宜的确定土地平整工程具体实施方案。
4.1 广东省土地概况及工程类型区的划分
4.1.1 广东省土地概况
广东省位于我国大陆南部,地形以丘陵山地为主,地势北高南低,土地类型多样。其中,山地占全省土地总面积的 21 %,丘陵占 41 % , 岗台地占 13 % , 盆地和平原占 25 %。 境内有珠江和韩江两大水系, 水源充足农业气候条件良好, 土壤和植被类型多样, 自然资源丰富。全省土地总面积 17.975 万平方公里 ( 统计局资料为17.808 万平方公里 ) ,人均占有耕地 面积为0.047 公顷 (0.71亩) ,人地矛盾相对十分严重。
4.1.2 工程类型区的划分
在全国工程类型区划分的基础上,结合广东土地开发整理工程的特点,根据类型区内土壤、地貌、水文等自然条件的区域差异,总结土地平整、灌溉与排水、田间道路以及农田防护与生态环境保持等工程的建设方式、建设特点以及对土地利用的改良方向和优化效果等因素,以灌排方式为基础,针对类型区土地开发整理项目条件及工程特点对广东省工程类型区进行划分,并构建相应的工程模式。具体划分及对应关系如下:
1)一级类型区:山地丘陵类型区、河口三角洲及沿海平原低地类型区、河谷平原盆地类型区。
2)二级类型区(工程模式):山地丘岗工程模式、浅丘冲陇工程模式、河谷平原工程模式、滨海盐化低地工程模式、滨海脱盐平原低地工程模式。
3)一级类型区与二级类型区(工程模式)的对应关系
(1)山地丘陵类型区:山地丘岗工程模式、浅丘冲陇工程模式、河谷平原工程模式。
(2)河口三角洲及沿海平原低地类型区:滨海盐化低地工程模式、滨海脱盐平原低地工程模式。
(3)河谷平原盆地类型区:河谷平原工程模式。
4.2 耕作田面平整
4.2.1 平原区灌水单元平整
耕作田块(或方田、条田)是末级固定田间工程设施所围成的地块,是田间作业、轮作、工程建设和管理的基本单元。适用于地面坡度小于5°的平原区、河滩地区。广东省内主要分布于以江门、佛山为代表的珠江三角洲平原区及以汕头、汕尾为代表的东部沿海丘陵平原区。条田田块规模、长度和宽度的规定,应符合当地自然环境、农田灌溉与排水等条件,满足农业机械化耕作需要,方便管理。
1)耕作田块方向
田块方向即田块的耕作方向,一般以田块长边方向为准,它也是末级固定渠道等田间工程设施的布置方向。田块布置的方向对于田间作物的光照、灌溉排水、机械作业以及防风效果等都有着显著影响。而丘陵山区,适宜的田块方向还有助于防治水土流失。 在坡度大于1%的地方实行横坡种植,既可避免田面冲刷,也可实现自流灌溉。从排除地下水与防风要求看,保持田块方向与地下水水流方向垂直,可以达到利用排水沟截排地下水的目的。在风害较严重的地带,当田块方向与主害风方向垂直或接近90°交角时,对于防止风害具有显著作用。
因此,耕作田块方向应综合考虑原来田块布置、原有水利、道路及居民点的分布情况,尽量使耕作田块长边方向为南-北向或接近南-北向布置,保障耕作田块长边方向受光照时间最长,受光热量最大;在丘陵山区,耕作田块方向宜平行等高线布置;在低洼水淹地,田块长边方向宜与地下水流方向垂直,一般要尽量使条田方向与居民点相互垂直。沿海平原有风害地区,条田方向还应与主害风向垂直或与主害风向垂直线的交角小于30~45°。
2)耕作田块长度
一般根据耕作机械工作效率、田块平整工程量、灌溉均匀程度以及排水畅通度等因素确定耕作田块的长度,同时还要适应当地地块形状和沟、渠、路的布局。河谷平原盆地类型区条田长度宜在200~400 m之间,河口三角洲类型区条田长度宜在200~600 m
之间,山地丘陵类型区,应该充分考虑人力、畜力作业的需要,田块长度以100~300 m为宜,最大不宜超过400 m。滨海滩涂区耕作田块设计应注意降低地下水位,洗盐排涝,改良土壤,长宜为300~400 m。在一定范围内拖拉机机组的工作单程、行程利用率和工作效率与田块面积、长度成正比,与机组空转次数成反比,长度越长,工作效率越高。因此,机械化耕作田块的长度至少应该大于400 m,接近1000 m。另外,从有利灌排的角度讲,一个田块一般是末级固定渠道所控制的范围,因此要考虑末级固定渠系的控制面积,根据有关试验,农渠长度一般以200~500 m为宜,间距一般以200 m左右为好。广东不同类型区条田长度范围见表4.2.1-1:
综上所述,田块长度必须根据具体情况,综合考虑各种因素的影响来定,如机耕区可长些,非机耕区可短些,平原地区可稍长些,丘陵地区可短些,无灌溉条件的可长些,有灌溉条件的可短些等。
3)耕作田块宽度
耕作田块宽度应考虑田块面积、机械作业要求、灌溉排水以及防止风害等要求,同时还需考虑地形地貌的限制,田块宽度以作业小区宽度的整数倍为宜。满足机械作业要求的田块宽度在200~300 m之间时较为合适。在灌排设施较好的地区,田块的规划宽度应以末级沟渠的有效间距为标准进行确定,一般在100~300 m之间。在盐碱化与地下水位较高的地区,考虑到排盐排渍的需要,沟渠有效间距变窄,田块规划宽度也应该相应减小,宜应为30~50 m。在风害较为严重的地区为要满足防止风害的要求,田块规划宽度一般为200~300 m。广东不同类型区条田宽度范围见表4.2.1-2:
4)耕作田块形状
田块形状是否规则,直接影响着机械作业效率与田间管理的方便程度。田块越规整,则机械作业过程中重耕与漏耕面积越少,有利于提高耕作质量,减少机械损耗。同时,规则的田块也方便水利水电设施、道路工程、防护林带等的设计与布局,降低整理成本,减少土地浪费。
(1)要求外形规整,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、直角梯形、梯形、其他形状,长宽比以不小于4 :1为宜,其长边要呈平行直线。严禁把梯形和平行四边形耕作田块布置斜或过把田块设计成不规整的三角行和多边形。
(2)对于因地形条件复杂造成外形特殊的田块,应该通过分割与合并的方式,将其变为规则的几何形状
(3)对于因接近河流、沟渠、村界等导致形状弯曲的田块,不能机械分割或合并,应尽量将自然边界作为短边,同时保持长边的平行。
5)耕作田块规模
田块规模的大小与项目区农业种植习惯、耕作方式、地形地势条件、社会经济状况等因素密切有关。如种植蔬菜、瓜果或某些土特产品与种植水稻、小麦等粮食作物相比,田块规模就可以适当小一些;机械化耕作的田块比起依靠人畜耕作的田块规模要大得多;平原地区规模一般较大,而丘陵地区规模则较小;人均耕地面积较大,因而整理田块规模就应大些;人均耕地面积较少的,田块规模就应相应缩小。根据以上要求,田块面积大小应有利于机械作业、土地平整和土地权属的重新调整。依据田块的适宜长度和宽度,田块规模一般宜为8~20 hm2,平原地区田块规模应大些,旱作机耕区应更大些,一般为10~20 hm2 。丘陵山区田块应小些,灌区应更小些,一般为0.2~1.0 hm2。水稻格田规模一般在0.3~0.4 hm2。
6)耕作田块高程
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沟渠的布局。地形起伏大、土层浅薄的坡耕地田面高程设计,在考虑平整工程量的同时,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要求,平整后的高程应高于常年涝水位0.2 m以上,耕作田块高程具体设计要求如下:
(1) 田面高程应因地制宜,并与灌溉、排水工程设计相结合,确保农田旱涝保收。田面高程应低于田间末级灌溉渠渠底高程0.1 m以上,高于排水沟沟底高程0.6 m以上。在渍涝型灌溉水田地区,田面高程应高于排水沟沟底高程0.8 m以上;以防涝为主的水田,田面设计高程应高于常年涝水位0.2 m以上。
(2) 末级固定沟渠之间的田块高程要依沟渠的走势从高到低变化,应尽可能减小相邻田块之间的高差,相邻田块的高差不宜超过50 cm。
(3) 地下水位较高的农田,应将田面高程与最低田面高程比较,若前者大于后者,则以前者作为田面高程;若后者大于前者,应以后者作为田面高程,从区外运回一定数量的客土填达田面高程。
(4) 地形起伏较小、地下水位低、土层厚的耕地,应将平整土地的设计高程作为具体田面高程。
(5) 地形起伏较大、土层薄的坡地的田面高程应根据平整土地的设计高程,并考虑从项目区外运回客土回填。
总之,田面高程要因地制宜,在充分考虑平整工程量的同时,应根据地形特点,尽量满足灌排设施布置的要求。具体对照如表4.2.1-3:
7) 田块田面坡度
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,平整土地应以此为标准,绝不能有倒坡的情况。顺灌水方向田面坡度为1/800~1/400,最小不应小于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1/1000~1/2000。
8) 平原地区水稻格田布局
水稻格田的布局过程中要求通过土地平整,确保格田内部高差在 3 cm以内,格田之间以田埂为界,埂宽一般在10~20 cm,埂高以40 cm为宜,一般格田长度保持在60~120 m,宽度保持在20~40 m较为恰当。但是在机械化程度较高的地区,格田长度和宽度则可以适当长些,一般长度为100~200 m,宽度为50 m左右,面积在0.5~1.0 hm2时较为合适;而在地形起伏较大,且以人力、畜力作业为主的地区,格田规模与长宽就应该小些。
9) 沟洫畦田和台田布局
布局沟洫畦田时,应该重点考虑排水系统要求,田块长度由上一级排水沟的间距大小确定,一般在300 m左右较为合适,而田块宽度则依末级固定排水沟的间距来定,一般在50~100 m之间,具体设计可根据地下水与整理区土壤质地等条件确定。
布局台田时,由于整理区降水较大,排涝洗盐是主要问题,因此,应该极力抬高田面,一般田面平整高程应该高于常年涝水位0.2 m左右。台田边坡的设计土质轻的可以缓些,土质粘的则可以陡些。一般田块周围挖沟取土以垫高田面,沟深和沟宽各地不一,主要由地下水位和项目区降水情况决定,同时与毛沟、支沟、干沟等组成排水系统,确保排水通畅。
4.2.2 丘陵区灌水单元平整
梯田(地)是坡地上沿等高线修成田面平整、地边有埂的台阶式地块。一般应布置在25°以下的坡耕地上。广东省内主要分布在以云浮、韶关为代表的北部丘陵山地区。梯田(地)可以改变台面坡度,拦蓄雨水,达到保水、保土、保肥的目的,是山区和丘陵地区提高作物产量的一项重要措施。
1) 梯田布局原则
(1) 梯田布置位置
梯田一般应布置在25°以下的坡耕地上。25°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) 统筹兼顾
田面长边应沿等高线布设,梯田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”的原则布设田块尽量集中连片,一次规划,分期施工。为灌溉目的,梯田的纵向还应保留1/300~1/500的比降。
(3) 尽量适应机械作业和灌溉要求
在进行梯田设计时,要从梯田宽度、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,梯田田面长应沿等高线布设,梯田形状呈长条形或带形。若自然条件允许,梯田田面长度一般不小于100 m,以150~200 m为宜。田面宽度应考虑灌溉和机耕作业要求,陡坡区田面宽度一般为5~15 m,缓坡区一般为20~40 m。相邻梯田田块的高差应小于2.5 m,梯田的纵向应保留1/300~1/500的比降。充分利用当地一切水源发展灌溉,并合理布置灌排系统。
(4) 梯田规格及埂坎形态
梯田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。梯田应尽量集中,并考虑防冲措施。埂坎建设要求安全稳定,占地少,用工省,埂坎材料就地取材。在土质粘性较好的区域,埂坎一般采用土质;在土质粘性差的地区,应采用石质或土石混合。土质埂坎顶宽以30~40 cm为宜,埂高以50~60 cm为宜。埂坎高度在3°以下的外侧坡,宜选用45~80°,内侧坡宜选用45~ 60°。石质埂坎顶宽40~50 cm为宜,石坎外坡坡度一般1:0.25,内坡接近垂直。
(5) 平整后的梯田田面深度
平整后的梯田田面深度30~50 cm以内没有石块、石砾,土层厚度应满足作物根系生长要求,耕作层厚度应在25 cm以上。
(6) 梯田区内应布置坡面小型蓄排工程。
2) 梯田类型分类
(1) 根据田坎建筑材料不同,分土坎梯田与石坎梯田。
(2) 根据梯田的断面形式不同,分水平梯田、坡式梯田、隔坡梯田。
(3) 梯田的用途不同,分旱作物梯田、水稻梯田、果园梯田、茶园梯田、橡胶园梯田等。
3) 梯田类型选用
(1) 田坎建筑材料的选用
① 温润土石山地工程类型区及一般土质丘陵、台地地区,修筑土坎梯田。一般适用于以汕头、汕尾为代表的广东东部沿海丘陵平原区土地综合开发整理区域及以阳江、湛江为代表的西部沿海台地平原区土地综合开发整理区域。
② 岩溶洼地工程类型区及其它土石山区修筑石坎梯田。在耕地中夹杂大量石块、石砾的地方修梯田时,结合处理地中石块、石砾、就地取材修成石坎梯田。一般适用于以云浮、韶关为代表的广东北部丘陵山地区土地综合开发整理区域。
③ 其他未提到的工程类型区修筑梯田时,宜修筑土坎梯田。
(2) 梯田断面的选用
① 土层深厚,当地劳力充裕的地区,坡耕地尽可能一次修成水平梯田,有石芽露头和土层厚度不足0.6 m的区域,不宜修筑水平梯田。
② 土层较薄,或当地劳力较少的地方,坡耕地先修坡式梯田,经逐年向下方翻土耕作,减缓田面坡度,逐步变成水平梯田。
③ 劳力缺乏,同时年降雨量较少、耕地坡度在15~25°的地方,坡耕地采用隔坡梯田。
④ 其他未提到的工程类型区修筑梯田时,宜修筑水平梯田。
(3) 用途不同梯田断面的选用
① 种植旱作物的平坡地和坡地不需要修筑梯田,坡度6~10°的开成等宽水平梯田。坡度在10°以上的坡耕地修筑为坡式梯田或隔坡梯田,修好排水沟,等高种植。种植水果、茶、橡胶、剑麻等经济作物的区域参照执行。
② 种植水稻的坡耕地,必须修筑为水平梯田,种植水生作物的区域参照执行。
4) 梯田设计标准
(1) 土坎梯田设计标准
一般适用广东东部沿海丘陵平原区及西部沿海台地平原区等土质丘陵、台地地区。具体设计标准如下:
① 梯田田面宽度。应依据土方量少、用工省、占地少、耕作方便原则确定。农耕地坡度5°以下的台地,以30~50 m为宜,15°以上的山、丘陡坡地,以10~15 m为宜。 ② 梯田的长度。5°以下缓坡区梯田(条田)150~300 m,15°以上陡坡区梯田100 m左右。最短不要少于20 m。
③ 土坎高度。从土坎用工量及稳定性上考虑,埂坎高度一般以不超过3 m为宜。 ④ 土坎侧坡。从少占地及土坎稳定性上考虑,一般土坎侧坡的坡度以1:0.36~1:0.26为宜。
⑤ 蓄水埂。梯田田边应有蓄水埂,高出田面0.3~0.5 m,顶宽0.3~0.5 m,内外坡比1:1。
⑥ 植物护埂。梯田坎外侧,应因地制宜栽植经济灌木,用以保护埂坎,增加农民经济收入。
(2) 石坎梯田设计标准
一般适用广东北部丘陵山地等耕地中夹杂大量石块、石砾的土石山区。具体设计标准如下:
① 田面宽度。土石山区土层一般较薄,确定田面宽度时,应考虑做到地修平后有0.5 m以上厚的土层,以便作物生长。
一般地面坡度10°,田面宽度为10~12 m;地面坡度15°,田面宽度为8~10m;地面坡度20°,田面宽度为6~8 m;地面坡度25°,田面宽度为4~6 m。
② 石坎高度。根据土层厚度和地面坡度确定,一般不得超过3.0 m。地面坡度10°,田坎高2.0 m左右;地面坡度15°,田坎高2.5 m左右;地面坡度20°,田坎高2.8 m左右;地面坡度25°,田坎高3.0 m。
③ 石坎侧坡。石坎外侧坡比一般为1:0.2,地面坡度小于15°时,可加大为1:0.1,内侧为直墙。
④ 地边埂。石坎梯田的地埂应高出田面0.3 m,顶宽应大于0.3 m。
(3) 水平梯田设计标准
水平梯田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4-1),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。水平梯田一般适用于土层深厚,当地劳力充裕的地区,具体设计标准如下:
图4-1 水平梯田示意图
① 水平梯田断面要根据不同坡度下断面的优化确定,具体参考数值如表4.2.2-1:
注:本表中的田面宽度与田坎坡度适用于土层较厚地区和土质田坎,对于土层较薄地区其田面宽度应根据土层厚度适当减小。
② 田块布设需顺山坡地形,大弯就势,小弯取直,田块长度尽可能在100~200m。 ③ 田坎坡度适当,既能坚实稳固,又不多占耕地。
④ 水平梯田田边应有蓄水埂,高0.3~0.5 m,顶宽0.3~0.5 m,内外坡比约1:1;梯田内侧应有排水沟,其具体尺寸根据各地降雨、土质、地表径流情况而定。
⑤ 石坎外坡坡度一般1:0.75,内坡一般接近垂直,顶宽0.4~0.5 m。石坎每10~15 m留一沉陷缝。
⑥ 水平梯田田面应比道路低30 cm以上,水田梯田田面平整度允许偏差±3 cm,相邻两个梯田田面之间高差不超过2.2 m 。
⑦ 水平梯田土层厚度不小于60 cm,耕作层厚度不小于25 cm。田面30~50 cm深以内没有石块、石砾。
实际测验证明,水平梯田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,应以修筑水平梯田为主,且在水土流失地区,坡地修梯田是低产变高产的主要途径。
(4) 坡式梯田设计标准
坡式梯田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,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4-2)。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,每两条沟埂的距离一般约20~30 m。坡式梯田一般适用于土层较薄,或当地劳力较少的地区,具体设计标准如下: 图4-2 坡式梯田示意图
① 沟埂等高布置。
② 沟埂间距确定,可参照当地水平梯田断面设计的原坡面斜宽,并考虑坡式梯田经过逐年加高土埂,最终变成水平梯田时的断面,应与一次修成水平梯田的断面相似。 ③ 沟埂间距一般为20~40 m。一般地面坡度越陡、降雨量和强度越大、土质粘重及渗透性越差,沟埂间距越小;反之,沟埂间距越大。
④ 埂顶宽30~40 cm,埂高50~60 cm,外坡1:0.5,内坡1:1,若用草带(或灌木带)代替时,草带(或灌木带)宽度一般3~4 m。
(5) 隔坡梯田建设标准
隔坡梯田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,这是水平梯田和坡式梯田相结合的一种形式(见图4-3)。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则斜坡段与水平段之比为3:1或5:1。隔坡梯田一般适用于劳力缺乏,同时年降雨量较少、耕地坡度在15~25°的地区,具体设计标准如下: 图4-3 隔坡梯田示意图
① 隔坡梯田适应的地面坡度为15~25°,水平田面宽度要求既能适应耕作,又能全部拦蓄斜坡径流和有效地提高作物产量,一般为5~10 m,坡度缓的可宽些,坡度陡的可窄些。
② 斜坡宽度(按垂直投影计)与水平部分的宽度比例可为1:1~1:3。山地丘陵区斜坡宽度比例可大些,平原丘陵区可小些。
土地平整工程建设标准研究报告
1 研究背景和目的....................................................................... 1
1.1 研究背景.................................................................................... 1
1.2 研究目的.................................................................................... 1
2 基本规定..................................................................................... 1
2.1 基本原则.................................................................................... 1
2.2 基本要求.................................................................................... 2
3 引用标准名称及标准相关内容规定.................................. 3
3.1 耕作田面平整........................................................................... 3
3.1.1 平原区灌水单元平整......................................................................................... 3
3.1.2丘陵区灌水单元平整.......................................................................................... 5
3.2 田埂(坎)制作........................................................................... 10
3.2.1 平原区田埂....................................................................................................... 10
3.2.2 丘陵区埂坎........................................................................................................ 11
3.3 土壤改良措施......................................................................... 13
3.3.1 客土回填........................................................................................................... 14
3.3.2 表土剥离........................................................................................................... 14
3.3.3 原土壤掺砂....................................................................................................... 15
3.3.4 土地翻耕........................................................................................................... 16
3.3.5 应用土壤结构改良剂改良土壤....................................................................... 16
4 标准内容研究分析................................................................ 17
4.1 广东省土地概况及工程类型区的划分............................... 17
4.1.1 广东省土地概况............................................................................................... 17
4.1.2 工程类型区的划分........................................................................................... 17
4.2 耕作田面平整......................................................................... 18
4.2.1 平原区灌水单元平整....................................................................................... 18
4.2.2 丘陵区灌水单元平整....................................................................................... 22
4.3 田埂(坎)制作........................................................................... 29
4.3.1 平原区田埂....................................................................................................... 29
4.3.2 丘陵区埂坎....................................................................................................... 30
4.4土壤改良措施.......................................................................... 31
4.4.1 客土回填........................................................................................................... 31
4.4.2表土剥离............................................................................................................ 32
4.4.3土地翻耕............................................................................................................ 33
4.4.4 应用土壤结构改良剂....................................................................................... 34
4.4.5 粘重土壤改良措施........................................................................................... 34
4.4.6 低产田改良措施............................................................................................... 34
5 应用成果................................................................................... 35
5.1一般规定................................................................................... 36
5.2耕作田块修筑工程.................................................................. 37
5.2.1 条田................................................................................................................. 37
5.2.2 梯田................................................................................................................... 40
5.3 耕作层地力保持工程............................................................. 45
5.3.1耕作层表土保护................................................................................................ 45
5.3.2客土覆盖............................................................................................................ 46
5.3.3 原土壤掺砂....................................................................................................... 46
5.3.4 土地翻耕........................................................................................................... 47
5.3.5 应用土壤结构改良剂....................................................................................... 47 1 研究背景和目的
1.1 研究背景
以增加耕地和提高耕地质量为主要目标的土地平整工程是土地开发整理工程中必不可少的重要环节。通过土地平整达到地块规整,土层增厚,方便耕作,增加有效耕地
面积,提高土地利用率的目的。土地平整工程不仅仅是简单的土方挖填平整,其要根据当地具体地形、地貌等自然条件确定其工程类型,进而进行相关平整工程设计。在进行耕作田块建设时,要结合灌溉排水、田间道路、农田防护等工程布局,充分考虑机耕和田间灌水方法的要求,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。因此,根据当地具体情况因地制宜的对项目区进行土地平整工程设计是必不可少的。
1.2 研究目的
为贯彻 “十分珍惜、合理利用土地和切实保护耕地”的基本国策,实施可持续发展战略,落实《全国土地开发整理规划》和《广东省土地利用总体规划》,实现保护耕地的目标,依据《土地管理法》及国家、广东省有关土地开发整理的法律、法规、政策、规程等要求,围绕山、水、林、田、路综合治理和集约化、规模化生产的需要,通过对国家跟试点省份土地平整工程建设标准以及相关规定的分析,在充分研究耕作田块设计、田埂(坎)制作、土壤改良质量等建设标准相关内容的基础上,从广东省不同区域的自然条件、农业基础设施条件和社会经济条件出发,以改善农业生产条件和生态环境为前提,以土地开发整理科学、技术和实践经验的综合成果为基础,建立一套适宜广东省当地的,科学、完善的土地平整工程建设标准。
2 基本规定
2.1 基本原则
1)整体性、系统性
土地平整工程作为一个系统工程,涉面广,从土方挖填到土壤改良等,内容丰富,与相关行业关系密切,建立的体系要充分考虑到体系的整体性和系统性,形成一个相对完整的工程体系。
2)目的性
土地平整工程是以提高耕作机械工作效率、田块平整度、灌溉均匀度以及排水畅通度为目的,各项内容有其非常明确的服务对象,必须紧紧围绕提高耕地生产效能,促进土地资源的可持续利用这一中心,进行体系研究和建立工程体系,为土地平整标准编制服务。
3)阶段性
土地平整工程建设对标准大纲的拟定和标准编制有着重要的影响,因此,要充分做好各项工作,划分各时期具体工作,明确阶段性任务,保证阶段性工作顺利进行。
4)处理好体系整体性与单项工程独立性的关系
体系的整体目标明确,单项工程围绕整体目标,各单项工程自身形成一个次级体系,在整体性当中有其自有的独立性。
5)处理好普遍性与局部区域特殊性的关系
在从广东省复杂多样的地形地貌、气候类型中归纳相应的土地平整过程中,不能一概而论,需对局部区域的特定性有所考虑。
6)实用性
土地平整工程应满足提高耕作机械工作效率、保障田块排水畅通、提高耕地质量、保持耕地肥力等切实要求。
2.2 基本要求
1)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,平整土地应以此为标准,绝不能有倒坡的情况。
2)适宜机械耕作
从具体生产情况出发,综合考虑田间渠系布设、平整工作量以及田间管理的方便,适当考虑机耕要求,制定符合广东省的田块长度跟宽度。
3)平整土方量最小
在平整田块内应力求尽可能移高填低,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。
4)表土保留
一般挖方部位,保留表土厚度以20~30 cm为宜;填方部位在填厚超过50 cm左右时,也要保留20~30 cm的熟土层。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25cm左右即可。
5)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 引用标准名称及标准相关内容规定
下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
《土地开发整理项目规划设计规范》(TD/T1012-2000)
《土地开发整理标准》(国地资源部2000年)
《水土保持综合治理技术规范坡耕地治理技术》(GB/16543.1-1996)
《广东土壤》
《广东省土地开发整理规划文本(2000-2010年)》
由于土地平整工程建设标准须根据当地的具体情况制定,不同地域对土地平整工作的要求是不同的。加之土地开发整理工程建设时间较短,国内有关土地平整方面的标准和设计规范不多,因此在分析过程中重点加入《广东土壤》、《广东省土地开发整理规划文本(2000-2010年)》等广东当地的参考材料,求分析成果更客观、全面。
3.1 耕作田面平整
3.1.1 平原区灌水单元平整
与土地有关的标准为:《土地开发整理项目规划设计规范》(TD/T1012-2000)。 现有标准内容规定
现有标准内容:农用地整理是指采用工程技术措施,对农用地利用现状进行调整、整治和改造,改善农用地质量,增加土地有效供给量,提高土地利用率和产出率的过程。 其中以下内容为土地平整标准内容:
3.3.1.5 田块规划 (TD/T1012-2000)
a)规划要求
整理后的田块应有利于作物的生长发育,有利于田间机械作业,有利于水土保持,满足灌溉排水要求和防风要求,便于经营管理。
b)耕作田块方向
耕作田块方向的布置应保障耕作田块长边方向受光照时间最长,受光热量最大,宜选用南北向。在水蚀区,耕作田块宜平行等高线设置;在风蚀区,则应与当地主害风向垂直或与主害风向垂直线的交角小于30~45°方向布置。
c)耕作田块的长度
根据耕作机械工作效率、田块平整度、灌溉均匀程度以及排水畅通度等因素确定耕作田块的长度。田块边长一般为500~800 m,具体可依自然条件确定。
d)耕作田块宽度
耕作田块宽度应考虑田块面积、机械作业要求、灌溉排水以及防止风害等要求;同
e)耕作田块形状
要求外形规整,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,长宽比以不小于4:1为宜。
f)耕作田块土壤
耕作田块土壤的质量,主要取决于土壤结构、土壤质地、土壤理化性质等。各地应因地制宜,提出符合当地条件的土壤质量改良要求。
g)耕作田块内部规划
根据地形、地貌、气候等自然特征及土壤质量要求,对耕作田块内部作进一步设计。
1) 平原地区
水稻宜采用格田形式。格田设计必须保证排灌畅通,灌排调控方便,并满足水稻作物不同生育阶段对水份的需求。格田田面高差应小于±3 cm,长度保持在60~120 m为宜,宽度以20~40 m为宜。格田之间以田埂为界,埂高以40 cm为宜,埂顶宽以10~20 cm为宜。旱地田面坡度应限在1:500以内。
2) 滨海滩涂区
滨海滩涂区耕作田块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,培土整地方法。
以降低地下水位为主的农田和以洗盐除碱为主的滩涂田块田面宽宜应为30~50 m,长宜为300~400 m。
4.2.1 农田田面高程设计 (TD/T1012-2000)
4.2.1.1 农田田面高程设计原则
a)因地宜制。
b)确保农田旱涝保收。
c)填挖土方量最小。
d)与农田水利工程设计相结合。
4.2.1.2 农田田面高程设计
a)地形起伏小,土层厚的旱涝保收农田田面设计高程根据土方挖填量确定
b)以防涝为主的农田,田面设计高程应高于常年涝水位0.2 m以上。
c)地形起伏大,土层薄的坡地的田面高程设计应因地制宜。
d) 地下水位较高的农田,田面设计高程应高于常年地下水位0.8 m以上。
3.1.2丘陵区灌水单元平整
现有标准内容规定
(1)《土地开发整理项目规划设计规范》(TD/1012-2000)
在(TD/1012-2000)中3.3.1.5田块规划 中g)中的3)丘陵山区符合丘陵区灌水单元平整,其他部分均为平原区整理内容,所以田块规划只引用g)中的3)此部分作为研究内容,田坎设计引用规范为:4.2.2梯田田坎设计。
引用标准内容如下:
3.3.1.5 田块规划 (TD/T1012-2000)
g) 耕作田块内部规划
根据地形、地貌、气候等自然特征及土壤质量要求,对耕作田块内部作进一步设计。
3) 丘陵山区
丘陵山区以修筑梯田为主,根据地形、地面坡度、土层厚度的不同将其修筑成水平梯田、隔坡梯田、坡式梯田等。具体规划要求如下:
——梯田规格及埂坎形态宜因地制宜,视地形、地面坡度、机耕条件、土壤的性质和干旱程度而定。梯田应尽量集中,并考虑防冲措施。
——梯田田面长应沿等高线布设,梯田形状呈长条形或带形。若自然条件允许,梯田田面长度一般不小于100 m,以150~200 m为宜。
——田面宽度应考虑灌溉和机耕作业要求,陡坡区田面宽度一般为5-15米,缓坡区一般为20~40 m。
4.2.2 梯田田坎设计 TD/T1012-2000
4.2.2.1 梯田田坎设计原则
a)安全稳定。
b)占地少。
c)用工省。
d)因地制宜选用田坎材料。
4.2.2.2 梯田设计要素
梯田田面宽B,田坎外侧坡度α,原地面坡度θ,田坎高H(见图1)。从图中可推算出各要素间关系式。
图1梯田断面要素
式中:
θ——原地面坡度;
α——埂坎坡度;
H——埂坎高度,(m);
B——田面净宽,(m);
Bn——埂坎占地,(m);
Bm——田面毛宽,(m);
B1——田面斜宽,(m)。
4.2.2.3 梯田田坎设计
土质粘着力愈小或田坎愈高,田坎外侧应愈缓。田坎高度在3 m以下的外侧坡,一般可选用45~80°,田坎内侧坡可选用45~60°。田坎稳定性要求按土力学方法进行计算。
(2)《水土保持综合治理 技术规范 坡耕地治理技术》GB/16453.1-1996规定
8.1 梯田的分类
8.1.1 根据地面坡度不同,分陡坡区梯田与缓坡区梯田。
8.1.2 根据田坎建筑材料不同,分土坎梯田与石坎梯田。
8.1.3 根据梯田的断面形式不同,分水平梯田、坡式梯田、隔坡梯田。
8.1.4 根据梯田的用途不同,分旱作物梯田、水稻梯田、果园梯田、茶园梯田、橡胶园梯田等。
8.2 以小流域为单元,进行坡耕地治理的全面规划,根据不同条件,分别确定采取梯田、保土耕作法和坡面小型蓄排工程。对其中确定为梯田区的地段,进行有关梯田的具体规划;在此基础上,再进行相应的设计和施工。
8.3 当梯田区以上坡面为坡耕地或荒地时,应部署坡面小型蓄排工程,防止地表径流进入梯田区。我国南方雨多量大地区,梯田区内也应部署小型蓄排工程,以妥善处理梯田不能容蓄的雨水,保证梯田的安全。坡面小型蓄排工程的技术要求按 GB/T 16453.4执行。
梯田防御暴雨标准,一般采用10年一遇3~6 h最大降雨,在干旱、半干旱或其他少雨地区,可采用20年一遇3~6 h最大降雨。根据各地降雨特点,分别采用当地最易产生严重水土流失的短历时、高强度暴雨。
8.4 梯田类型的选用
8.4.1 对坡耕地土层深厚,当地劳力充裕的地区,尽可能一次修成水平梯田。
8.4.2 在坡耕地土层较薄,或当地劳力较少的地方,可以先修坡式梯田,经逐年向下方翻土耕作,减缓田面坡度,逐步变成水平梯田。
8.4.3 在地多人少、劳力缺乏,同时年降雨量较少、耕地坡度在15°~20°的地方,可以采用隔坡梯田,平台部分种庄稼,斜坡部分种牧草;暴雨中利用斜坡部分地表径流,增加平台部分的土壤水分。
8.4.4 一般土质丘陵和塬、台地区修土坎梯田,在土石山区或石质山区,坡耕地中夹杂大量石块、石砾的,修梯田时,结合处理地中石块、石砾,就地取材修成石坎梯田。
8.4.5 丘陵区或山区的坡耕地(坡度一般为15~25°),按陡坡区梯田进行规划、设计。东北黑土漫岗区、西北黄土高原区的塬面,以及零星分布各地河谷川台地上的缓坡耕地(坡度一般在3°以下,少数可达5~8°),按缓坡梯田进行规划、设计。
9 规划
9.1 陡坡区梯田的规划
9.1.1 选土质较好、坡度(相对)较缓、距村较近、交通较便、位置较低、邻近水源的地方修梯田。有条件的应考虑小型机械耕作和提水灌溉。
9.1.2 需有从坡脚到坡顶、从村庄到田间的道路。路面一般宽2~3 m,比降不超过15%。在地面坡度超过15%的地方,道路采用“S”形,盘绕而上,减小路面最大比降。
9.1.3 田块布设需顺山坡地形,大弯就势,小弯取直,田块长度尽可能在100~200 m,以便利耕作。
9.1.4 梯田区不能全部拦蓄暴雨径流的地方,应布置相应的排、蓄工程;在山丘上部有地表径流进入梯田区处,应布置截水沟等小型蓄排工程,以保证梯田区安全。
9.2 缓坡区梯田的规划
9.2.1 以道路为骨架划分耕作区,在耕作区内布置宽面(20~30 m或更宽)、低坎(1 m左右)地埂的梯田,田面长200~400 m,便利大型机械耕作和自流灌溉。
9.2.2 一般情况下耕作区为矩形或正方形,四面或三面通路,路面宽3 m左右,路旁与渠道、农田防护林网结合;耕作区道路两端与村、乡、县公路相连。
9.2.3 对少数地形有波状起伏的,耕作区应顺总的地势呈扇形,区内梯田埂线亦随之略有弧度,不要求一律成直线。
10设计
10.1 水平梯田的断面设计
10.1.1 水平梯田断面设计需求得不同坡度下梯田得优化断面。田面应有适当得宽度,陡坡区一般5~15 m,缓坡区一般20~40 m。田块坡度适当,既能坚实稳固,又不夺占耕地。
10.1.2 水平梯田断面要素包括:田坎高度、原坡面斜宽、田坎占地宽、田面毛宽、田坎高度、田面净宽。
除上述要素外,田边应有蓄水埂,高0.3~0.5 m,顶宽0.3~0.5 m,内外边坡约1:
1。我国南方多雨地区,梯田内侧应有排水沟,其具体尺寸根据各地降雨、土质、地表径流情况而定。
10.1.3 水平梯田断面主要尺寸见附录A。
10.1.4 水平梯田单位面积土方量:按公顷计算为1250H;按亩计算为83.3H,H为田坎高度。
3.2 田埂(坎)制作
3.2.1 平原区田埂
现有标准内容规定
根据稻田田埂的设计标准,引用现有标准内容为《土地开发整理项目规划设计规范》(TD/T1012-2000)中的4.2.2梯田田坎设计。
4.2.2 梯田田坎设计 TD/T1012-2000
4.2.2.1梯田田坎设计原则
a)安全稳定。
b)占地少。
c)用工省。
d)因地制宜选用田坎材料。
4.2.2.2梯田设计要素
梯田田面宽B,田坎外侧坡度α,原地面坡度θ,田坎高H(见图1)。从图中可推算出各要素间关系式。
图1梯田断面要素
式中:
θ——原地面坡度;
α——埂坎坡度;
H——埂坎高度,(m);
B——田面净宽,(m);
Bn——埂坎占地,(m);
Bm——田面毛宽,(m);
B1——田面斜宽,(m)。
4.2.2.2 梯田田坎设计
土质粘着力愈小或田坎愈高,田坎外侧应愈缓。田坎高度在3 m以下的外侧坡,一般可选用45~80°,田坎内侧坡可选用45~60°。田坎稳定性要求按土力学方法进行计算。
3.2.2 丘陵区埂坎
现有标准内容规定
3.3.1.5田块规划 (TD/T1012-2000)
g)耕作田块内部规划
根据地形、地貌、气候等自然特征及土壤质量要求,对耕作田块内部作进一步设计。
3)丘陵山区
丘陵山区以修筑梯田为主,根据地形、地面坡度、土层厚度的不同将其修筑成水平梯田、隔坡梯田、坡式梯田等。具体规划要求如下:
——梯田规格及埂坎形态宜因地制宜,视地形、地面坡度、机耕条件、土壤的性质和干旱程度而定。梯田应尽量集中,并考虑防冲措施。
——梯田田面长应沿等高线布设,梯田形状呈长条形或带形。若自然条件允许,梯田田面长度一般不小于100 m,以150~200 m为宜。
——田面宽度应考虑灌溉和机耕作业要求,陡坡区田面宽度一般为5-15米,缓坡区一般为20~40 m。
4.2.2 梯田田坎设计 TD/T1012-2000
4.2.2.1 梯田田坎设计原则
a)安全稳定。
b)占地少。
c)用工省。
d)因地制宜选用田坎材料。
4.2.2.2 梯田设计要素
梯田田面宽B,田坎外侧坡度α,原地面坡度θ,田坎高H(见图1)。从图中可推算出各要素间关系式。
图1梯田断面要素
式中:
θ——原地面坡度;
α——埂坎坡度;
H——埂坎高度,(m);
B——田面净宽,(m);
Bn——埂坎占地,(m);
Bm——田面毛宽,(m);
B1——田面斜宽,(m)。
4.2.2.3 梯田田坎设计
土质粘着力愈小或田坎愈高,田坎外侧应愈缓。田坎高度在3 m以下的外侧坡,一般可选用45~80°,田坎内侧坡可选用45~60°。田坎稳定性要求按土力学方法进行计算。
3.3 土壤改良措施
对盐碱地、贫瘠的红土、低洼地、砂地和其他各种贫瘠的土壤采取措施,改变土壤的不良性状,恢复或提高土壤的生产力以及保护土壤免受侵蚀的综合技术措施。具体内容有:1)改良土壤与改造自然环境相结合;2)长远措施与当前措施相结合;3)单项改良与综合治理相结合;4)综合改良与因地制宜相结合;改良与利用相结合。改良土壤、提高地力,迅速改变地产地区的生产条件,对于进一步发展农业生产具有十分重要的意义。(环境学词典-环境地学 P59)
土地利用问题分析主要从土地整理区域的基础设施配套与使用程度、地形、土地利用结构、土地利用效果等方面展开。分析土地利用问题的目的是为因地制宜地采取工程措施提供依据。如土地整理区灌溉无保障,应考虑解决灌溉问题。如是土壤问题,就要结合土地平整进行土壤改良。如是低洼涝渍,就要深挖沟排水。特别要重视的是分析土地整理区的基础设施利用状况,通过分析,确定哪些基础设施可以利用,哪些需要改造或改建,哪些是废弃难以利用需要重建的。设计人员通过现场踏勘,必须对整个整理区的基础设施状况有一个全面的了解。土壤改良 (多语种土地词汇手册—506-粮农组织共用文件库)
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。中国南方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,设立沙障、固定流沙,改良风沙土等。(多语种土地词汇手册—506-粮农组织共用文件库)
3.3.1 客土回填
现有标准内容规定
根据不同田块需要的回填量计算客土运输量,属于土方调配内容。进行土方调配时,应力求挖填平衡和运距最短,便于机械化施工。对于河滩地开发和复垦项目,需要客土回填改良土壤时,应先进行原场地平整,然后再覆盖客土,覆土后就地推平。《土地整理工程设计》P224
客土调运是指当运余土石工程量计算结果为负值时,表明挖土石工程量小于回填土石工程量,它们的差额石外购土石方的工程量
在确定项目区土地平整方案时,最好能实现项目区土方挖填内部找平。若项目区需要客土回填时,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)取土区的安全问题,即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。即取土与当地的塘堰清淤、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;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。(土地开发整理项目预算编制与实务 中篇 p161)
3.3.2 表土剥离
现有标准内容规定
平整后的土地应保持一定的肥力,为此平整时应尽量保留表土,一般挖方处保留表土20~30 cm,填方超过50 cm时,必须使熟土上翻,回填熟土层厚20~30 cm。旱作地区一般挖方部位,保留表土厚度以20~30 cm为宜;填方部位在填厚超过50 cm左右时,也要保留20~30 cm的熟土层。
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。在南方水稻区,如在田里种有绿肥,则应将绿肥连同熟土切成20cm的立方体,先搬迁它处,待田面平整后,再将绿肥块还原铺平。据试验,保留表土在25cm左右厚的要比没有保留表土的,棉花单产要高出80%。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25cm左右即可。(土地整理工程设计 p24)
旱地坡改梯施工技术,包括:测量放线→揭表土→砌筑地埂→深啄底土→表土复位。主要工序如下:
揭表土,表土保护。办法有三:一为横向中带聚土法,把地块横向等分三带,中带为不动土区,把上下两带的表土聚于中带;二为竖向分厢聚土法,竖向分厢,厢宽3~5 m,每两厢为一组,相互翻土;三为逐台下翻法,从下台改起,首台不留表土,将二台土置于首台,以此逐台下翻,最末一台表土,采用客土或深啄石骨块风化补给。(土地整理工程设计 p225)
3.3.3 原土壤掺砂
现有标准内容规定
土质以较肥沃的砂质壤土为好。土质粘重板结的地块,要通过掺沙、多施土杂肥、有机肥改良土壤;砂瘠地要适当掺粘土和多施有机肥改良土壤,才有利于作物的生长。当土壤过砂或过黏时,可采用砂黏互掺的办法改良土壤的物理性状,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。掺沙,又称客土,一般1份黏土加两三份沙。
这种改良土壤的方法,在我国南北均可采用,具有增厚土层、保护根系、增加营养、改良土壤结构等作用,因水土流失而使耕作层变浅,根系裸露的桃园,压土效果则更显著。
压土最好在冬季进行,这样不仅可起到冬季覆盖提高土温的作用,而且土壤经风化沉实的时间较长,便于第二年耕作。压土工作要连年进行,土质粘重的应压含沙质较多的疏松肥土,含沙质多的可培塘泥、河泥等较粘重的肥土。压土的方法是把土块均匀分布全园,经晾晒打碎,通过耕作把所压的土与后来的土壤逐步混合起来。压土厚度要适宜,过薄效果不明显,太厚通气不良对桃树根系生长不利,一般压土厚度为5~10 cm,经3~4年再压一次。
3.3.4 土地翻耕
现有标准内容规定
在25°以下的坡耕地上,一般应修梯田,包括水平梯田、隔坡梯田和坡式梯田;对坡耕地上土层深厚,当地劳力充裕的地区,尽可能一次性修成水平梯田;对坡耕地土层较薄或当地劳力较少的地区,可以先修筑坡式梯田,经逐年向下方翻耕,减缓田面坡度,逐渐变成水平梯田;在地多人少、劳力缺乏,同时年降雨量较少,耕地坡度在15~20°的地方,可以采用复式梯田,平台部分种庄稼,斜坡部分种牧草。(土地整理工程设计 p40) 土壤翻耕的首要环节是土壤翻耕作业,在不同的季节李,应采用内翻和外翻交互使用方法,以达到更新土壤及提高肥力的目的。翻耕时期要越早越好,在尽量提早的前提下,要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。翻耕深度不宜太深,秋耕深应在20 cm左右。翻耕后的耕地,应无大土块,松碎,平整均匀。
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。土壤翻耕一般在春秋季进行,翻耕深度为 15~20 cm。
无深松深翻基础的地块,要进行秋翻或耙茬深松,深松深度25 cm以上。
3.3.5 应用土壤结构改良剂改良土壤
现有标准内容规定
土壤结构改良剂分有机、无机以及无机-有机三种。有机土壤改良剂从泥炭、褐煤及垃圾中提出的高分子化合物;无机土壤改良剂如硅酸钠及沸石等;有机-无机土壤改良剂如二氧化硅有机化合物等。上述物质可改良土壤理化性质及生物学活性,能保护根层,防止水土流失,提高土壤透水性,减少地面径流,固定流沙,加固渠壁,防止渗漏,调节土壤酸碱度等作用。
4 标准内容研究分析
土地平整工程要根据当地具体地形、地貌等自然条件确定其工程类型,进而进行相关平整工程的设计,因此,为了更好的开展土地平整,必须充分了解广东当地的地形、地貌及工程类型区的划分情况,根据不同类型区下土地平整的具体要求,因地制宜的确定土地平整工程具体实施方案。
4.1 广东省土地概况及工程类型区的划分
4.1.1 广东省土地概况
广东省位于我国大陆南部,地形以丘陵山地为主,地势北高南低,土地类型多样。其中,山地占全省土地总面积的 21 %,丘陵占 41 % , 岗台地占 13 % , 盆地和平原占 25 %。 境内有珠江和韩江两大水系, 水源充足农业气候条件良好, 土壤和植被类型多样, 自然资源丰富。全省土地总面积 17.975 万平方公里 ( 统计局资料为17.808 万平方公里 ) ,人均占有耕地 面积为0.047 公顷 (0.71亩) ,人地矛盾相对十分严重。
4.1.2 工程类型区的划分
在全国工程类型区划分的基础上,结合广东土地开发整理工程的特点,根据类型区内土壤、地貌、水文等自然条件的区域差异,总结土地平整、灌溉与排水、田间道路以及农田防护与生态环境保持等工程的建设方式、建设特点以及对土地利用的改良方向和优化效果等因素,以灌排方式为基础,针对类型区土地开发整理项目条件及工程特点对广东省工程类型区进行划分,并构建相应的工程模式。具体划分及对应关系如下:
1)一级类型区:山地丘陵类型区、河口三角洲及沿海平原低地类型区、河谷平原盆地类型区。
2)二级类型区(工程模式):山地丘岗工程模式、浅丘冲陇工程模式、河谷平原工程模式、滨海盐化低地工程模式、滨海脱盐平原低地工程模式。
3)一级类型区与二级类型区(工程模式)的对应关系
(1)山地丘陵类型区:山地丘岗工程模式、浅丘冲陇工程模式、河谷平原工程模式。
(2)河口三角洲及沿海平原低地类型区:滨海盐化低地工程模式、滨海脱盐平原低地工程模式。
(3)河谷平原盆地类型区:河谷平原工程模式。
4.2 耕作田面平整
4.2.1 平原区灌水单元平整
耕作田块(或方田、条田)是末级固定田间工程设施所围成的地块,是田间作业、轮作、工程建设和管理的基本单元。适用于地面坡度小于5°的平原区、河滩地区。广东省内主要分布于以江门、佛山为代表的珠江三角洲平原区及以汕头、汕尾为代表的东部沿海丘陵平原区。条田田块规模、长度和宽度的规定,应符合当地自然环境、农田灌溉与排水等条件,满足农业机械化耕作需要,方便管理。
1)耕作田块方向
田块方向即田块的耕作方向,一般以田块长边方向为准,它也是末级固定渠道等田间工程设施的布置方向。田块布置的方向对于田间作物的光照、灌溉排水、机械作业以及防风效果等都有着显著影响。而丘陵山区,适宜的田块方向还有助于防治水土流失。 在坡度大于1%的地方实行横坡种植,既可避免田面冲刷,也可实现自流灌溉。从排除地下水与防风要求看,保持田块方向与地下水水流方向垂直,可以达到利用排水沟截排地下水的目的。在风害较严重的地带,当田块方向与主害风方向垂直或接近90°交角时,对于防止风害具有显著作用。
因此,耕作田块方向应综合考虑原来田块布置、原有水利、道路及居民点的分布情况,尽量使耕作田块长边方向为南-北向或接近南-北向布置,保障耕作田块长边方向受光照时间最长,受光热量最大;在丘陵山区,耕作田块方向宜平行等高线布置;在低洼水淹地,田块长边方向宜与地下水流方向垂直,一般要尽量使条田方向与居民点相互垂直。沿海平原有风害地区,条田方向还应与主害风向垂直或与主害风向垂直线的交角小于30~45°。
2)耕作田块长度
一般根据耕作机械工作效率、田块平整工程量、灌溉均匀程度以及排水畅通度等因素确定耕作田块的长度,同时还要适应当地地块形状和沟、渠、路的布局。河谷平原盆地类型区条田长度宜在200~400 m之间,河口三角洲类型区条田长度宜在200~600 m
之间,山地丘陵类型区,应该充分考虑人力、畜力作业的需要,田块长度以100~300 m为宜,最大不宜超过400 m。滨海滩涂区耕作田块设计应注意降低地下水位,洗盐排涝,改良土壤,长宜为300~400 m。在一定范围内拖拉机机组的工作单程、行程利用率和工作效率与田块面积、长度成正比,与机组空转次数成反比,长度越长,工作效率越高。因此,机械化耕作田块的长度至少应该大于400 m,接近1000 m。另外,从有利灌排的角度讲,一个田块一般是末级固定渠道所控制的范围,因此要考虑末级固定渠系的控制面积,根据有关试验,农渠长度一般以200~500 m为宜,间距一般以200 m左右为好。广东不同类型区条田长度范围见表4.2.1-1:
综上所述,田块长度必须根据具体情况,综合考虑各种因素的影响来定,如机耕区可长些,非机耕区可短些,平原地区可稍长些,丘陵地区可短些,无灌溉条件的可长些,有灌溉条件的可短些等。
3)耕作田块宽度
耕作田块宽度应考虑田块面积、机械作业要求、灌溉排水以及防止风害等要求,同时还需考虑地形地貌的限制,田块宽度以作业小区宽度的整数倍为宜。满足机械作业要求的田块宽度在200~300 m之间时较为合适。在灌排设施较好的地区,田块的规划宽度应以末级沟渠的有效间距为标准进行确定,一般在100~300 m之间。在盐碱化与地下水位较高的地区,考虑到排盐排渍的需要,沟渠有效间距变窄,田块规划宽度也应该相应减小,宜应为30~50 m。在风害较为严重的地区为要满足防止风害的要求,田块规划宽度一般为200~300 m。广东不同类型区条田宽度范围见表4.2.1-2:
4)耕作田块形状
田块形状是否规则,直接影响着机械作业效率与田间管理的方便程度。田块越规整,则机械作业过程中重耕与漏耕面积越少,有利于提高耕作质量,减少机械损耗。同时,规则的田块也方便水利水电设施、道路工程、防护林带等的设计与布局,降低整理成本,减少土地浪费。
(1)要求外形规整,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、直角梯形、梯形、其他形状,长宽比以不小于4 :1为宜,其长边要呈平行直线。严禁把梯形和平行四边形耕作田块布置斜或过把田块设计成不规整的三角行和多边形。
(2)对于因地形条件复杂造成外形特殊的田块,应该通过分割与合并的方式,将其变为规则的几何形状
(3)对于因接近河流、沟渠、村界等导致形状弯曲的田块,不能机械分割或合并,应尽量将自然边界作为短边,同时保持长边的平行。
5)耕作田块规模
田块规模的大小与项目区农业种植习惯、耕作方式、地形地势条件、社会经济状况等因素密切有关。如种植蔬菜、瓜果或某些土特产品与种植水稻、小麦等粮食作物相比,田块规模就可以适当小一些;机械化耕作的田块比起依靠人畜耕作的田块规模要大得多;平原地区规模一般较大,而丘陵地区规模则较小;人均耕地面积较大,因而整理田块规模就应大些;人均耕地面积较少的,田块规模就应相应缩小。根据以上要求,田块面积大小应有利于机械作业、土地平整和土地权属的重新调整。依据田块的适宜长度和宽度,田块规模一般宜为8~20 hm2,平原地区田块规模应大些,旱作机耕区应更大些,一般为10~20 hm2 。丘陵山区田块应小些,灌区应更小些,一般为0.2~1.0 hm2。水稻格田规模一般在0.3~0.4 hm2。
6)耕作田块高程
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沟渠的布局。地形起伏大、土层浅薄的坡耕地田面高程设计,在考虑平整工程量的同时,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要求,平整后的高程应高于常年涝水位0.2 m以上,耕作田块高程具体设计要求如下:
(1) 田面高程应因地制宜,并与灌溉、排水工程设计相结合,确保农田旱涝保收。田面高程应低于田间末级灌溉渠渠底高程0.1 m以上,高于排水沟沟底高程0.6 m以上。在渍涝型灌溉水田地区,田面高程应高于排水沟沟底高程0.8 m以上;以防涝为主的水田,田面设计高程应高于常年涝水位0.2 m以上。
(2) 末级固定沟渠之间的田块高程要依沟渠的走势从高到低变化,应尽可能减小相邻田块之间的高差,相邻田块的高差不宜超过50 cm。
(3) 地下水位较高的农田,应将田面高程与最低田面高程比较,若前者大于后者,则以前者作为田面高程;若后者大于前者,应以后者作为田面高程,从区外运回一定数量的客土填达田面高程。
(4) 地形起伏较小、地下水位低、土层厚的耕地,应将平整土地的设计高程作为具体田面高程。
(5) 地形起伏较大、土层薄的坡地的田面高程应根据平整土地的设计高程,并考虑从项目区外运回客土回填。
总之,田面高程要因地制宜,在充分考虑平整工程量的同时,应根据地形特点,尽量满足灌排设施布置的要求。具体对照如表4.2.1-3:
7) 田块田面坡度
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,平整土地应以此为标准,绝不能有倒坡的情况。顺灌水方向田面坡度为1/800~1/400,最小不应小于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1/1000~1/2000。
8) 平原地区水稻格田布局
水稻格田的布局过程中要求通过土地平整,确保格田内部高差在 3 cm以内,格田之间以田埂为界,埂宽一般在10~20 cm,埂高以40 cm为宜,一般格田长度保持在60~120 m,宽度保持在20~40 m较为恰当。但是在机械化程度较高的地区,格田长度和宽度则可以适当长些,一般长度为100~200 m,宽度为50 m左右,面积在0.5~1.0 hm2时较为合适;而在地形起伏较大,且以人力、畜力作业为主的地区,格田规模与长宽就应该小些。
9) 沟洫畦田和台田布局
布局沟洫畦田时,应该重点考虑排水系统要求,田块长度由上一级排水沟的间距大小确定,一般在300 m左右较为合适,而田块宽度则依末级固定排水沟的间距来定,一般在50~100 m之间,具体设计可根据地下水与整理区土壤质地等条件确定。
布局台田时,由于整理区降水较大,排涝洗盐是主要问题,因此,应该极力抬高田面,一般田面平整高程应该高于常年涝水位0.2 m左右。台田边坡的设计土质轻的可以缓些,土质粘的则可以陡些。一般田块周围挖沟取土以垫高田面,沟深和沟宽各地不一,主要由地下水位和项目区降水情况决定,同时与毛沟、支沟、干沟等组成排水系统,确保排水通畅。
4.2.2 丘陵区灌水单元平整
梯田(地)是坡地上沿等高线修成田面平整、地边有埂的台阶式地块。一般应布置在25°以下的坡耕地上。广东省内主要分布在以云浮、韶关为代表的北部丘陵山地区。梯田(地)可以改变台面坡度,拦蓄雨水,达到保水、保土、保肥的目的,是山区和丘陵地区提高作物产量的一项重要措施。
1) 梯田布局原则
(1) 梯田布置位置
梯田一般应布置在25°以下的坡耕地上。25°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) 统筹兼顾
田面长边应沿等高线布设,梯田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”的原则布设田块尽量集中连片,一次规划,分期施工。为灌溉目的,梯田的纵向还应保留1/300~1/500的比降。
(3) 尽量适应机械作业和灌溉要求
在进行梯田设计时,要从梯田宽度、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,梯田田面长应沿等高线布设,梯田形状呈长条形或带形。若自然条件允许,梯田田面长度一般不小于100 m,以150~200 m为宜。田面宽度应考虑灌溉和机耕作业要求,陡坡区田面宽度一般为5~15 m,缓坡区一般为20~40 m。相邻梯田田块的高差应小于2.5 m,梯田的纵向应保留1/300~1/500的比降。充分利用当地一切水源发展灌溉,并合理布置灌排系统。
(4) 梯田规格及埂坎形态
梯田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。梯田应尽量集中,并考虑防冲措施。埂坎建设要求安全稳定,占地少,用工省,埂坎材料就地取材。在土质粘性较好的区域,埂坎一般采用土质;在土质粘性差的地区,应采用石质或土石混合。土质埂坎顶宽以30~40 cm为宜,埂高以50~60 cm为宜。埂坎高度在3°以下的外侧坡,宜选用45~80°,内侧坡宜选用45~ 60°。石质埂坎顶宽40~50 cm为宜,石坎外坡坡度一般1:0.25,内坡接近垂直。
(5) 平整后的梯田田面深度
平整后的梯田田面深度30~50 cm以内没有石块、石砾,土层厚度应满足作物根系生长要求,耕作层厚度应在25 cm以上。
(6) 梯田区内应布置坡面小型蓄排工程。
2) 梯田类型分类
(1) 根据田坎建筑材料不同,分土坎梯田与石坎梯田。
(2) 根据梯田的断面形式不同,分水平梯田、坡式梯田、隔坡梯田。
(3) 梯田的用途不同,分旱作物梯田、水稻梯田、果园梯田、茶园梯田、橡胶园梯田等。
3) 梯田类型选用
(1) 田坎建筑材料的选用
① 温润土石山地工程类型区及一般土质丘陵、台地地区,修筑土坎梯田。一般适用于以汕头、汕尾为代表的广东东部沿海丘陵平原区土地综合开发整理区域及以阳江、湛江为代表的西部沿海台地平原区土地综合开发整理区域。
② 岩溶洼地工程类型区及其它土石山区修筑石坎梯田。在耕地中夹杂大量石块、石砾的地方修梯田时,结合处理地中石块、石砾、就地取材修成石坎梯田。一般适用于以云浮、韶关为代表的广东北部丘陵山地区土地综合开发整理区域。
③ 其他未提到的工程类型区修筑梯田时,宜修筑土坎梯田。
(2) 梯田断面的选用
① 土层深厚,当地劳力充裕的地区,坡耕地尽可能一次修成水平梯田,有石芽露头和土层厚度不足0.6 m的区域,不宜修筑水平梯田。
② 土层较薄,或当地劳力较少的地方,坡耕地先修坡式梯田,经逐年向下方翻土耕作,减缓田面坡度,逐步变成水平梯田。
③ 劳力缺乏,同时年降雨量较少、耕地坡度在15~25°的地方,坡耕地采用隔坡梯田。
④ 其他未提到的工程类型区修筑梯田时,宜修筑水平梯田。
(3) 用途不同梯田断面的选用
① 种植旱作物的平坡地和坡地不需要修筑梯田,坡度6~10°的开成等宽水平梯田。坡度在10°以上的坡耕地修筑为坡式梯田或隔坡梯田,修好排水沟,等高种植。种植水果、茶、橡胶、剑麻等经济作物的区域参照执行。
② 种植水稻的坡耕地,必须修筑为水平梯田,种植水生作物的区域参照执行。
4) 梯田设计标准
(1) 土坎梯田设计标准
一般适用广东东部沿海丘陵平原区及西部沿海台地平原区等土质丘陵、台地地区。具体设计标准如下:
① 梯田田面宽度。应依据土方量少、用工省、占地少、耕作方便原则确定。农耕地坡度5°以下的台地,以30~50 m为宜,15°以上的山、丘陡坡地,以10~15 m为宜。 ② 梯田的长度。5°以下缓坡区梯田(条田)150~300 m,15°以上陡坡区梯田100 m左右。最短不要少于20 m。
③ 土坎高度。从土坎用工量及稳定性上考虑,埂坎高度一般以不超过3 m为宜。 ④ 土坎侧坡。从少占地及土坎稳定性上考虑,一般土坎侧坡的坡度以1:0.36~1:0.26为宜。
⑤ 蓄水埂。梯田田边应有蓄水埂,高出田面0.3~0.5 m,顶宽0.3~0.5 m,内外坡比1:1。
⑥ 植物护埂。梯田坎外侧,应因地制宜栽植经济灌木,用以保护埂坎,增加农民经济收入。
(2) 石坎梯田设计标准
一般适用广东北部丘陵山地等耕地中夹杂大量石块、石砾的土石山区。具体设计标准如下:
① 田面宽度。土石山区土层一般较薄,确定田面宽度时,应考虑做到地修平后有0.5 m以上厚的土层,以便作物生长。
一般地面坡度10°,田面宽度为10~12 m;地面坡度15°,田面宽度为8~10m;地面坡度20°,田面宽度为6~8 m;地面坡度25°,田面宽度为4~6 m。
② 石坎高度。根据土层厚度和地面坡度确定,一般不得超过3.0 m。地面坡度10°,田坎高2.0 m左右;地面坡度15°,田坎高2.5 m左右;地面坡度20°,田坎高2.8 m左右;地面坡度25°,田坎高3.0 m。
③ 石坎侧坡。石坎外侧坡比一般为1:0.2,地面坡度小于15°时,可加大为1:0.1,内侧为直墙。
④ 地边埂。石坎梯田的地埂应高出田面0.3 m,顶宽应大于0.3 m。
(3) 水平梯田设计标准
水平梯田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4-1),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。水平梯田一般适用于土层深厚,当地劳力充裕的地区,具体设计标准如下:
图4-1 水平梯田示意图
① 水平梯田断面要根据不同坡度下断面的优化确定,具体参考数值如表4.2.2-1:
注:本表中的田面宽度与田坎坡度适用于土层较厚地区和土质田坎,对于土层较薄地区其田面宽度应根据土层厚度适当减小。
② 田块布设需顺山坡地形,大弯就势,小弯取直,田块长度尽可能在100~200m。 ③ 田坎坡度适当,既能坚实稳固,又不多占耕地。
④ 水平梯田田边应有蓄水埂,高0.3~0.5 m,顶宽0.3~0.5 m,内外坡比约1:1;梯田内侧应有排水沟,其具体尺寸根据各地降雨、土质、地表径流情况而定。
⑤ 石坎外坡坡度一般1:0.75,内坡一般接近垂直,顶宽0.4~0.5 m。石坎每10~15 m留一沉陷缝。
⑥ 水平梯田田面应比道路低30 cm以上,水田梯田田面平整度允许偏差±3 cm,相邻两个梯田田面之间高差不超过2.2 m 。
⑦ 水平梯田土层厚度不小于60 cm,耕作层厚度不小于25 cm。田面30~50 cm深以内没有石块、石砾。
实际测验证明,水平梯田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,应以修筑水平梯田为主,且在水土流失地区,坡地修梯田是低产变高产的主要途径。
(4) 坡式梯田设计标准
坡式梯田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,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4-2)。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,每两条沟埂的距离一般约20~30 m。坡式梯田一般适用于土层较薄,或当地劳力较少的地区,具体设计标准如下: 图4-2 坡式梯田示意图
① 沟埂等高布置。
② 沟埂间距确定,可参照当地水平梯田断面设计的原坡面斜宽,并考虑坡式梯田经过逐年加高土埂,最终变成水平梯田时的断面,应与一次修成水平梯田的断面相似。 ③ 沟埂间距一般为20~40 m。一般地面坡度越陡、降雨量和强度越大、土质粘重及渗透性越差,沟埂间距越小;反之,沟埂间距越大。
④ 埂顶宽30~40 cm,埂高50~60 cm,外坡1:0.5,内坡1:1,若用草带(或灌木带)代替时,草带(或灌木带)宽度一般3~4 m。
(5) 隔坡梯田建设标准
隔坡梯田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,这是水平梯田和坡式梯田相结合的一种形式(见图4-3)。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则斜坡段与水平段之比为3:1或5:1。隔坡梯田一般适用于劳力缺乏,同时年降雨量较少、耕地坡度在15~25°的地区,具体设计标准如下: 图4-3 隔坡梯田示意图
① 隔坡梯田适应的地面坡度为15~25°,水平田面宽度要求既能适应耕作,又能全部拦蓄斜坡径流和有效地提高作物产量,一般为5~10 m,坡度缓的可宽些,坡度陡的可窄些。
② 斜坡宽度(按垂直投影计)与水平部分的宽度比例可为1:1~1:3。山地丘陵区斜坡宽度比例可大些,平原丘陵区可小些。