土地整治工程中生态田坎设计探索
来源:用户上传
作者:
摘 要 在秦岭山区荒草地土地开发建设中，设计田坎一般采用生态田坎，即对于高于1.5 m的填方田坎用生态袋装土防护，它具有结构稳定、投资相较于砌石田坎低的优点，对生态修复工程有重要意义。基于此，以陕西省商洛市商州区腰市镇泉村、屈村等5个村土地整治项目为例，对其工程概况和工程设计进行介绍，探讨了生态田坎的优势与施工方法，促进土地资源的有效开发利用。
关键词 生态田坎;土地开发;土地整治
中图分类号：S284 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.06.087
陕西省商洛市商州区腰市镇泉村、屈村等5个村土地整治项目是陕西省土地工程建设集团有限责任公司商洛分公司自筹资金进行开发的补充耕地项目，项目通过开发利用大片闲置荒草地，建设以玉米和烤烟种植为主的现代规模农业示范区，采用田块梯田化、品种区域化、灌溉节水化、作业机械化、管理科学化的生产技术，因地制宜开发未利用地，实现耕地占补平衡、建设用地零增长，为商洛市特色农业建设做出示范。项目建设规模为86.54 hm2，建成后耕地面积为80.6 hm2。项目区新增耕地面积75.68 hm2 [1]。
1 项目概况
1.1 位置
项目区建设地点位于商洛市商州区腰市镇泉村、屈村、郭村、兴胜村，地理坐标为东经109°56′26″～109°57′28″，北纬34°02′31″～34°03′44″。
1.2 地形地貌
项目区属低山丘陵地貌区。位于板桥河流域支流腰市河左侧丘陵坡塬地带，涉及5个村土地，海拔在887～983 m，相对高差40 m，地形呈椭圆形分布，地势东北高西南低，宽度在70～200 m，长约0.5 km。
1.3 气象
项目区气候属暖温带半湿润季风型气候区。年平均气温12.9 ℃，无霜期208 d。年平均降水715.3 mm，受地理位置、地形、气候等条件的影响，降水时空分布不均，有明显的季节性特征。年日照时间2 153.7 h，光热条件好，有利于作物生长，适生作物较多。但项目区土层较薄，土壤保墒能力较弱，降雨利用率较低。
1.4 土壤
项目区内土壤类型以褐土为主，东部山顶有部分紫色土类，颜色较淡，多呈淡黄褐色，黏粒含量较低，砂壤质地，团粒、块状结构，上层疏松多孔，下层稍紧实，易耕作，宜耕期长，通气良好，吸热散热快，温差大，不易积水，供肥性快，但保水保肥性能差，不耐旱，肥效期短，在改良利用措施上，应加强地力培养。
1.5 植被
项目区植被覆盖率60%以上，主要树种有山刺柏、油松、刺槐，农作物主要有小麦、玉米、豆类、烟叶，草种主要有白毛、狗尾草、蒿类等。
1.6 水文和水文地质
项目区地处板桥河流域，板桥河干流长47.5 km，流域面积588.0 km2，比降13.7‰。项目区西边为腰市河，上游为庙湾水库。项目区地下水类型为碎屑岩类裂隙水，主要是第三系砂砾岩孔隙裂中存在的地下水，范围较广，但水量不大。
1.7 工程地质
项目区表层覆盖一层与东秦岭阶地同时形成的褐土和紫色土，土壤结构松散，立地条件较差，遇水较易坍塌。工程区域无活动断裂和褶皱，地表相对稳定，满足工程建设需要。
2 工程设计
根据项目区实际情况，工程设计涉及土方平整、田坎修筑、灌溉與排水、田间道路和农田防护工程等建设内容。
对土地平整区，按照TD/T 1012—2000《土地整治项目规划设计规范》，以田间固定道路或新修道路为骨架，划分耕作田块，作为土地平整的基本单元。在田块内，按照便于耕作、管理和生产的要求，结合地形地势布设水平梯田，梯田区根据地形布设，按“小弯取直，大弯就势”原则进行梯田田坎修筑。耕作层厚度应为30 cm以上，有效土层厚度应为50 cm以上，土壤理化指标应满足作物高产稳产要求。梯田形状呈长条形或带形，且采用反坡设计，反坡式梯田坡度控制在3/100，每台梯田设计土质排水沟。田面宽度不小于5 m，梯田同一层面的田面应贯通，坡度控制在3/100（采用反坡，靠近田埂侧高，远离田埂侧低）。
2.1 水平梯田设计
项目区现有其他草地面积80.63 hm2，经测量项目区场面坡度一般在5°～25°，其中5°～10°面积有14.67 hm2，10°～15°面积有26.45 hm2，15°～20°面积有24.22 hm2，20°～25°面积有15.33 hm2。
针对项目区的实际情况，对于地面坡度在15°以下的区域进行坡改梯，设计田坎高度为1 m或1.5 m，田面宽视地面坡度而定，一般大于8 m。对于15°～25°的区域开发成耕地，经方案比选确定：梯田宽8 m，田坎高度为2.0～2.5 m。
规划水平梯田沿等高线布设，设计形状为长方形，梯田长度一般为10～300 m，耕作方向为东西方向。
2.2 田坎设计
2.2.1 田坎形式选择
土地平整工程田坎设计现状一般分为土质田坎、干砌石田坎、生态袋田坎三种形式。针对项目区的实际情况，以下对三种田坎的优缺点进行比选，最后确定最优的方案。
土质田坎是丘陵塬区土地平整最常用的方案，但在秦岭地区土质田坎高度一般不能超过1.5 m，项目区的土质（风化砂岩红土）也决定了土质田坎高度不能超过1.5 m，否则雨季易坍塌。但如果田坎高度控制在1.5 m以下，那15°～25°区域坡改梯的田面宽度均会小于3 m，无法耕种。
干砌石田坎在秦岭山区土地整治中也比较常用，但大部应用在河谷川道平地中，可以就地取材，项目区面积小（面积为3.3～13.3 hm2地区）投资相对较小，土质丘陵塬上应用较少。由于本项目区内没有砂石资源，不能就地取材，如果选用干砌石田坎需从约20 km外的采石场外调块石，以2 m坎高为例，干砌石田坎每延米投资约330元，投资较大;干砌石田坎优点是田坎较高，平整后的梯田宽度较大，一般大于8 m。 生态袋田坎是种修筑田坎的新技术，近几年才发展应用起来，水利水保部门应用较多，土地整治工程中应用较少。生态袋是一种无纺织的土工布料，它是由聚丙烯人造纤维材料针刺成网的高强度平面稳定材料。这种特殊配制的聚丙烯能抗紫外线的侵蚀，不受土壤中化学物质的影响，不会发生质变或腐烂，永久不可降解并可抵抗虫害的侵蚀。
水可从袋体渗出，从而减少袋体的静水压力，袋中土壤不会泻出袋外，达到了水土保持的目的。透水不透土，是水土保持的关键特性。袋体柔软，整体性好，施工简便，是修筑田坎的理想材料。
生态袋具有目标性透水不透土的过滤功能，既能防止填充物（土壤和营养成分混合物）流失，又能实现水分在土壤中的正常交流，使植物生长所需的水分得到了有效的保持和及时的补充，可使植物穿过袋体自由生长。
生态袋砌好后，可采取多种种植方式，都能长出绿色植物。植物可穿过袋体自由生长，根系进入工程基础土壤中，且无数根锚杆完成了袋体与主体间的再次稳固作用，时间越长，越加牢固，更进一步实现了建造稳定性永久边坡的目的，大大降低了维护作用。以2 m坎高为例生态袋田坎每延米投资约180元，投资低，经济效益比较高。
经方案比选确定项目区坡度小于15°的区域坡改梯选用土质田坎（田坎高度小于1.5 m），田坎外侧撒播草籽绿化;项目区坡度大于15°的区域坡改梯所有的填方田坎选用生态袋田坎防护（田坎高度大于1.5 m）。
2.2.2 土质田坎设计
在一定土质和坎高条件下，田坎外坡缓，其稳定性好，但田坎占地和用工量大;外坡陡，田坎占地和用工量小，但稳定性差。田坎外坡设计的基本要求是：在一定的土质和坎高条件下，保证埂坎稳定，并尽可能少占地，少用工。在本次土质田坎设计中，1.0 m高设计田坎外坡为β=75°（田坎外坡为1∶0.3），1.5 m高设计田坎外坡为β=70°（田坎外坡为1∶0.4），
2.2.3 生态袋田坎设计
對于项目区内设计的填方田坎，高度为1.5 m以上的田坎，为了防止雨季水土流失和避免雨季田坎坍塌，必须用生态袋在修筑的田坎外侧进行防护，高2.5 m以上设计田坎外坡为β=60°（田坎外坡为1∶0.6）。
3 生态袋田坎施工
生态田坎是由生态袋装填土后错位堆叠而成，生态袋一般采用SNG/C-PET/PP-10土工布制作，袋间采用联结扣联结，填充材料选择透水性较好的砂性土，约2 m铺设一个装填透水性好的中粗砂生态袋，根据现场装填土壤情况确定有机肥的掺量，以满足植物生长。具体施工方法：1）墙后坡面在土方平整压实后按坡比削坡压实，田坎基槽开挖后按坡比夯实;2）将填充料人工装入生态袋内，压实，生态袋口采用机械缝合;3）将装满填充料的生态袋分层错位堆砌并人工踩平;4）生态袋层与层之间错位采用标准扣进行连接，并在标准扣上抹黏结剂。
4 结论
针对项目区实际情况（土层相对较厚，但砂石料资源短缺），在项目规划设计中树立社会主义生态文明观，坚持节约优先、保护优先、自然恢复为主的方针，推动形成人与自然和谐发展的现代化建设新格局。工程措施采用新方法，创造性的把生态袋田坎修筑方法引用到本项目中，能够减少资金投入、确保工程实用，达到生态修复的目的，对相应的生态修复项目有重要意义。
参考文献：
[1] 南通平安合成材料有限公司.生态袋生态护坡工程施工方案[Z].2014.
（责任编辑：刘昀）
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14851674.htm
