PP織物袋梯田筑坎示范工程初探

劉平印

(商洛市商州區水利隊 陜西 商洛 726000)

為了解決梯田垮坎和石坎梯田石料短缺的問題，提高梯田使用壽命，改變坡耕地水土流失現狀，商洛市商州區水務局在商州區黑山鎮雙廟村的石嘴溝流域進行了筑坎應用示范研究。本文在對土坎、石坎坡改梯過程中存在問題的分析基礎上，對PP織物袋材料的優點和工程優勢進行了總結，介紹了PP織物袋坡改梯的施工方法，通過觀測示范工程的效益，具有顯著的保土增產效益。

1 傳統筑坎方法存在的問題

坡改梯是水土流失區治理水土流失的一項重要措施，是治理坡耕地水土流失最有效、最根本的措施，也是解決群眾吃飯的溫飽工程，深受廣大群眾的歡迎。但在生產中修筑的土坎梯田垮坎現象十分普遍，群眾流傳有“一年修，二年跨，三年變成平鋪塌”的說法。用石料修筑的石坎梯田，需開采大量石料，易造成新的水土流失，且因對砌筑技術要求較高，石坎占地比率大、穩定性差、坎埂不易生長植物等原因，修筑面積逐年在減少。近幾年來，新型材料筑坎不斷涌現，如混凝土預制件梯田等，均因成本高，壽命短，維護難等不被群眾所接受。

2 PP織物袋新型筑坎材料特征

2.1 PP織物袋材料

PP織物袋材質是由抗紫外線長絲熱軋聚丙烯復合材料做成，簡稱PP織物袋。PP織物袋具有諸多優點。①抗濕性。PP織物袋原材料不吸收水分，水分的出現不會破壞袋子，袋子也不會變形，不溶于水，不造成污染液體。②抗化學腐蝕。PP織物袋對一定濃度的酸堿化學物品有很強的抵抗力，可應用于絕大多數固體和嚴重污染地點。③抗生物降解和動物破壞。采用特殊配方材料，不支持、不吸收、不幫助菌類生長，不腐爛、不發霉、不變質。PP織物袋不會被昆蟲和動物消化，不會成為啃齒動物（如老鼠、白蟻等）的食物。④抗高溫、低溫。PP織物袋可以承受150℃的高溫，而不熔化，可以承受最低溫度為-40℃。⑤抗紫外線、試用期長。PP織物袋含碳墨和其他抗紫外線成分。土工合成材料實驗（經“國家建筑材料測試中心”檢驗）數據表明，施加270kPa壓力，軟體系統工程強度壽命超過80年，當被綠化完全覆蓋后壽命可達120年以上。⑥環保性好。無毒、具有裂口不延伸的特點，永不降解，百分百全回收，真正實現了零污染。⑦對植物友善。植物根系能在袋與袋之間自由生長，根系把每個PP織物袋牢固的聯成一體，形成穩定永久的生態邊坡。

2.2 PP織物袋的工程優勢

在生產實踐中發現，PP織物袋在坡改梯中具有以下鮮明的施工優勢。①施工簡單。在技術人員的指導下，經過簡單培訓后，普通勞動力均可參加施工，施工難度小，便于大規模推廣。②適應性強。一般不需要對基礎進行特殊處理，對不均勻沉降的適應性是軟體護坡的優點之一，同時結構不會產生溫度應力，無需設置沉降縫、伸縮縫。③施工快捷、方便。施工時不需要“三通一平”，材料搬運輕便簡單，沒有剛性物致傷的可能，施工安全性大大提高。④對工程坡度沒有具體要求，占地少?？稍?°～90°之間建造任何坡角的邊坡，節約工程建設占地。⑤穩定性好，解決了傳統剛性結構無法解決的工程難題。⑥持久性強，工程材料壽命長達百年。⑦裝填物豐富，便于就地取材，成本低廉。⑧綜合效益好。節省長期成本，減少排放，吸收CO2，符合低碳經濟社會的要求。

3 PP織物袋筑坎示范應用

3.1 石嘴灣溝流域基本概況

示范流域選址于距離商洛市30 km，地處商州區黑山鎮雙廟村的石嘴灣溝流域，總面積0.96 km2，該流域土壤以石渣土、山地棕壤為主，土壤pH值6.5，呈微酸性，有機質含量較低，土層薄、石礫多。多年平均氣溫12.9℃，極端最高氣溫38.9℃，最低氣溫-14.8℃，年均年降雨量715.3mm，年均暴雨天數7天，多集中在7、8、9三個月，汛期降雨量占全年的60%以上，10年一遇6h最大降雨量為85.8mm，20年一遇 6h最大降雨量為103.9mm。水土流失嚴重。

3.2 PP織物袋梯田斷面設計

根據石嘴灣溝流域的實際情況，規劃PP織物袋筑砍梯田3.0 hm2，對原地面坡度5°～25°分別進行斷面設計，設計斷面詳見表1。

4 PP織物袋梯田筑坎施工方法

根據地面坡度、梯田坎高、田面寬度，自上而下確定坎高的基點，放出坎埂線，清基0.5m深度。進行清基時，基礎要求建立在原土層上面，回填土必須夯實，如遇到局部凹陷，采取不同級配石墊砌找平。PP織物袋筑坎土料裝填均勻，強度要達到標準，坎埂厚度不小于設計厚度，田面平整后坡度小于3°，同時布設排水系統，保證暴雨和連陰雨后梯坎安全穩固。

4.1 織物袋裝填與碼放

織物袋裝填與碼放的主要步驟有：①施工掛線。做到工程整體美觀、平整、整齊。②裝袋。裝袋的土質，達到透水性要求為準，土壤顆?？刂圃?cm以內，盡量選擇含水率較佳的土料。③縫袋?？p制之前，必須將縫制線在溫水中浸泡2h，提高縫線的韌性；縫袋時使用手提縫紉機封口，盡量在袋口旁預留2cm～3cm的線頭，以防止跑線，不允許出現松動或漏土，如果有斷線，應拆掉重新縫制。④整形。把縫制好的織物袋反提，使袋子上下表面均勻一致。待織物袋碼放完成后，對袋子外側進行拍實整形。⑤搬運。裝填好的袋子不能拖動或滾動搬運，需離地搬運，放置時要輕放。⑥碼袋。在基礎上放置第一層時，首先在地面上放置一層聯結扣（聯結扣全部采用三釘朝上），再放置織物袋。聯結扣位于上層織物袋的正中底部，其他層的聯結扣均要騎縫放置，以便每一個聯結扣橫跨兩個袋子?？椢锎鼘訉渝e縫擺砌，在袋子上行走，壓實達到互鎖性，聯結扣增加了袋子之間的連接力，使袋子之間緊密相連，與結構力學的分配和位置的分布相匹配，形成穩定的三角內加固緊縮結構。鋪設織物袋時，注意把織物袋縫線的一側向內擺放并盡量隱藏，外側拍平，使田坎平整美觀。

表1 P P織物袋梯田筑坎面積及斷面設計表

4.2 回填方的處理

織物袋碼放完成后，要對其后部進行回填，確保與梯田銜接密實，以保證田坎邊坡的穩定?；靥顣r應注意以下幾個問題：①改良回填的土質。回填的土質要符合要求，如遇膨脹土，按30%摻沙改良后再進行回填。最底層袋中裝填的土料以高含沙量土壤為好，以便達到良好的排水性。②夯實。每碼放一層織物袋，必須分兩層夯實，夯實度達到設計要求，每條坎的回填土必須統一夯實，不得分段夯實。③澆水沉降。每碼放三層織物袋，必須進行澆水，讓其自然沉降，澆水區域最好達到整個回填區域，水量以袋中有水滲出為準，待自然沉降達到最佳含水率后再次進行夯實。

4.3 阻水膜和頂層施工

鋪設阻水膜：阻水膜在頂層織物袋下面，鋪設阻水膜前應完成當前層的夯實，當前層在澆水沉降后回填、夯實、找平。在鋪設阻水膜時，一定要清除表面雜物，以防扎破阻水膜。阻水膜的位置應隱藏，并向內延伸至少80cm。頂層織物袋安放好后，一次性完成回填、夯實，其他各層進行兩次回填和夯實。

頂層施工：頂層織物袋上設置50cm高的土坎，如果田坎兼做耕作道路，采用混凝土預制件壓頂，如不做耕作道路，田埂進行固埂、綠化處理。在示范點采用黃花護埂，每5株一簇，間距50cm，行距50cm。

5 PP織物袋筑坎梯田水土保持效益

5.1 保土蓄水效益

調查表明，當坡度為25°的坡地修成1°～2°的梯田后，在同樣的降雨強度下，其徑流速度減小2～3倍，可攔蓄92%以上的地表徑流，梯田相對于坡耕地基本上不發生水土流失現象，具有良好的蓄水保土作用。陜西水土保持局實測資料顯示:坡地改為3°以下的梯田，一次可以攔蓄降雨70mm～100mm，平均可以攔蓄70%～95%的地表徑流，90%～100%的泥沙。在對幾種整地工程攔蓄徑流能力的對比研究中，以水平梯田的攔蓄徑流能力最大。

5.2 經濟效益

單位面積PP織物袋梯田(0.07hm2)在農藥化肥使用量相當的情況下，糧食產量達430 kg以上（秋糧），是坡耕地產量的2倍多，而由于水平梯田較易耕作，勞動力投入較坡耕地減少30%，經濟效益顯著。梯田與坡地相比坡度越大，增產幅度越大，治理區坡地改梯田后，增產幅度分別為:12°耕地為53.3%，17°耕地為58.1%，22°耕地為86.6%。

（1）增加基本農田數量,減少坡耕地開墾。

梯田建設不僅可以直接起到涵養水源、減少水土流失、增加糧食產量的作用，在農民收入提高的同時，也提高了當地的社會文化水平。水平梯田建設可以滿足當地基本農田需求，有效減少坡耕地的開墾，實現了自我發展和控制坡面水土流失的雙重目的。

（2）減少坡面水土流失,保護水源。

坡面水土流失是造成河流非點源污染的主要途徑，坡耕地又是坡面水土流失的主要源頭，所以水平梯田的建設，可以有效遏制坡耕地水土流失造成的河流污染，保護河流水質潔凈。

5.3 間接效益

由于石嘴灣溝流域項目區大部分耕地坡陡，土層薄，土地貧瘠，肥力不高，不利于農作物的生長。對示范區的水平梯田和坡地土樣進行了調查分析表明，梯田土壤有機質含量為16.69%，比坡地高2.15%；土壤全氮含量梯田平均為21.4%，較坡地高0.24%；土壤全磷含量梯田平均為1.6%，比坡地低0.06%；土壤全鉀含量梯田為9.3%，較坡地高1.71%。隨著有機質含量的提高，土壤結構也得到了改善，趨于良性，進一步提高了土壤通氣、透水、保肥的能力，為農業生產獲得穩產高產提供了根本保證。

6 結語

PP織物袋是一種抗紫外線、耐風化、無化學污染的新型材料，具有施工簡便易行、群眾易掌握、壽命長、易維護、易綠化以及與周邊環境相協調等優點，同時具有顯著的保水、保土和經濟效益，也符合目前低碳經濟的需求，是一種具有良好發展前景的坡改梯筑坎材料。目前，PP織物袋筑坎才開始示范，從使用來看當地群眾對這種新材料的低價格、使用簡便、占地少和可生長植物的軟地坎非常喜歡，經過示范和研究后，對其施工方法加以優化和標準化，可以將PP織物袋筑坎技術逐步大面積推廣和使用，相信其必將產生更大的經濟效益和社會效益，為山區群眾脫貧致富、促進社會可持續發展發揮更大的作用。陜西水利