楊飛翔
(陜西地建土地勘測規劃設計院有限責任公司,陜西 西安710075)
為落實最嚴格的耕地保護制度,我國通過各種土地整治項目不斷補充耕地數量、提高耕地面積,在全國范圍內開展了占補平衡項目[1-2]、增減掛鉤項目[3-4]和高標準農田項目[5-6]等,取得了顯著成果。延安地區以川道為主,具有較大的可開發面積,并且區域內土壤質量好、土壤肥力高,開發潛力巨大。但同樣也存在水土流失嚴重、生態環境惡化等問題,因此,在延安川道區進行土地整治具有重要的現實意義。
眾多學者圍繞治溝造地進行了廣泛的探討和工程實踐,為實現耕地占補動態平衡提供了極大的保障。張騰飛等[7]針對治溝造地項目中存在的集中泉、分散泉、坎下滲水等問題進行了深入研究,并提出了集中泉眼導排、分散泉水滲排、坎下滲水截排的設計技術。王志梁[8]進一步優化了延安南泥灣地區治溝造地項目實施方案,提高了工程質量。李裕瑞等[9]將黃土溝壑區土地整治與鄉村人地系統協調方面進行了延伸,通過治溝造地項目的實施,為促進流域鄉村振興提供了一條新道路。筆者以南泥灣九龍泉土地整治項目為例,為其他地區治溝造地項目的實施提供一定的工程借鑒。
項目區位于陜西省延安市寶塔區南泥灣,地理坐標介于北緯36°10′36″至37°02′05″,東經109°14′10″至110°05′43″之間,屬陜北黃土高原丘陵溝壑區,海拔992 m~1 525 m。項目區屬高原大陸性暖溫帶半干旱氣候,年平均氣溫為7.7℃~10.6℃。其中,1月平均氣溫為-6.7℃,7月平均氣溫為22.9℃,極端最高氣溫為39.7℃,極端最低氣溫為-25.4℃。年日照2 445 h,年總輻射量為127 kcl/cm2·a~134 kcl/cm2·a,年降水量為450 mm~650 mm,無霜期北部155 d,南部188 d。項目區土壤以黃綿土為主,黃土覆蓋深為50 m~150 m,剖面層明顯,質地為輕壤或中壤,上部密實,土壤養分含量高,水分條件好,熱量稍低。川道地區土層厚度0.4 m~5.0 m,侵蝕模數1.2萬t/km2,項目區內川道南北長9.8 km。河道海拔自南向北由1 170 m降至1 093 m,平均比降0.78%,河谷寬為250 m~500 m。研究區內土壤條件主要為淤土,有機質含量較低,平均為0.713%,含氮0.049 9%,堿解氮37.4 PPM,速效磷5.3 PPM,速效鉀134.9 PPM,土壤養分較高。項目區多年平均自產徑流量21.75萬m3。在南泥灣進行水樣檢測后發現地下水礦化度為0.866,灌溉系數為20.6。另外,據現場探測,南泥灣片區地下水一般埋深1 m~5 m,單井出水量25 m3/h,可滿足農作物灌溉需求。項目區灌溉制度如表1所示。

表1 項目區灌溉制度Table 1 Irrigation system of the project area
項目區為丘陵溝壑區域,地形條件較差,平整度不符合高標準農田標準,考慮當地工程實際,將土地平整工程分為表土剝離和土地平整分區兩個部分。土地平整過程中需要表土剝離,先要對表層25 cm深度范圍內的耕作層土壤進行剝離處理,在土地平整工程實施完成后進行回填,以確保耕作層土壤質量不降低。位于陽灣溝和九龍泉河谷附近臺地上的緩坡耕地,按緩坡梯田標準進行規劃設計,在實際中可根據情況放大坡度以便于排水。
2.2.1 排洪渠內提水閘蓄水
項目區灌溉與排水工作主要分為蓄水設施、輸水工程、排水工程以及渠系建筑物等,項目設計考慮在原有渠道的基礎上,通過提水閘進行蓄水,在缺水期關閉渠道閘門,再利用排洪渠道進行灌溉。為保障項目區設計灌溉區域作物的正常灌溉,需將坑塘水面修整,利用其作為旱季灌溉的補充水源。同時,為避免安全隱患,對水庫大壩迎水面二臺進行砌石加固及背水面土方碾壓加固,保證壩體穩定。
2.2.2 輸水工程
項目區輸水工程采用明渠輸水。經實地查看與走訪當地群眾相結合,摸排水源情況,并在此基礎上設計田間配水系統,主要通過采用斗渠和農渠相結合的方式,為項目區提供灌溉用水。
1)斗渠。項目區控制灌溉面積達到88.46 hm2,渠道總長度為7 516 m。渠道采用漿砌石進行砌筑,斷面為矩形,斗渠底寬設置為1 m,分別采用0.4 m×0.4 m和0.6 m×0.6 m兩種渠道斷面規格,基礎采用砂礫石回填,渠道全部采用矩型漿砌塊石襯砌斷面。斗渠渠道底部寬1 m,進行厚30 cm砂礫回填基礎處理。
2)農渠。項目區農渠布設主要依據當地地形條件和農民耕種習慣,其斷面形式主要為石質和土質,與斗渠呈垂直布設,其間距為50 m,砌石農渠渠道底部寬1 m,進行砂礫回填基礎處理。渠道流水斷面規格為0.4 m×0.4 m,用厚度30 cm漿砌塊石砌筑。土質農渠渠道流水斷面規格為上寬1.2 m,下寬0.6 m,深1.2 m。
2.2.3 排水工程
考慮到當地實際民情及多方意見與建議,經計算設計排洪渠標準為:橫斷面為底寬1.4 m、深2 m的梯形漿砌石排洪渠,內外坡比為4∶1;橫斷面為底寬0.5 m~2.0 m、深1 m~2m的梯形土質排洪渠,內外坡比為1∶1和2∶1。具體規格見設計圖冊。
2.2.4 渠系建筑物
根據總體規劃,在項目區布設渠系建筑物工程,包括橋涵、渡槽、倒虹吸、蓄水池和提水閘。
1)橋涵。橋涵主要由預制蓋板、漿砌塊石組成,蓋板采用C25鋼筋砼預制,板厚0.30 m,跨度為5 m。項目區共設計橋涵12座。
2)提水閘。提水閘設計在排洪渠與路交匯處,排洪渠兩側做漿砌石閘墩;閘門為規格2.0 m×2.2 m的平面鋼閘門。項目區共設計提水閘52個。
3)倒虹吸。斗渠穿越田間道、生產路時,采用倒虹吸。倒虹吸軸線與道路正交,進、出口應與上、下游渠道有一段長度的軸線重合。內部采用內徑0.6 m、壁厚30 mm的鋼筋混凝土管,埋于路面下至少0.7 m,保證上部車輛的通過。本設計共布設倒虹吸3處。
4)渡槽。水稻田內,排水渠過截水溝時,布設渡槽。渡槽采用砌石基座,DN800鋼筋砼排水管、φ50焊接鋼管,管壁厚度30 mm。本設計共布設渡槽2座。
5)蓄水池。在整治區內新建規格為36 m×90 m的土質蓄水池,作為稻田灌溉補充水源。本設計共布設蓄水池2座。
田間路路面寬度以滿足當地機動車通行要求為準,設計為混凝土路面。規格為路面寬3 m、路基寬4 m、厚20 cm混凝土,路面高出田面高程40 cm,20 cm素土壓實,素土路肩;路面寬2 m、路基寬2.5 m、厚15 cm混凝土,路面高出田面高程35 cm,20 cm素土壓實,素土路肩;路肩邊坡比均為1∶1。
生產路一般沿田塊邊界走向布置,與田間道或支道相連接,為厚度20 cm的泥結石路和10 cm厚素土路。素土路規格:路面寬2.0 m、厚10 cm素土路,路基壓實度應大于93%,路肩邊坡比為1∶1。
生態環境保持措施主要為栽植田間防護林和護岸林木,項目所在地位于干旱半干旱區域,受西北向風力侵蝕嚴重,有必要建立起具有防風固沙作用的田間防護林。田間防護林主要設置在新建或原有道路兩側,單排栽植,株距為3 m,結合當地氣候特征和水文條件,選用油松作為田間防護林的主要樹種。針對河段兩岸沖刷嚴重的問題,需考慮種植護岸林木,設計洪峰流量標準為10~20年一遇。單排栽植,株距為3 m,樹種選用易成活的速生楊,確保其成活率達到80%以上。
項目實施前,區內水澆地面積為0.05 hm2,旱地面積為258.78 hm2。項目實施后,區內水澆地面積為3.87 hm2,旱地面積降為258.10 hm2。項目區主要糧食作物為小麥和玉米,項目實施完成后,耕地等別和糧食產能獲得顯著提升,小麥、玉米產量由8 500 kg/hm2,提高到10 500 kg/hm2。
通過對田水路林進行土地綜合整治,有效改善了項目區農業生態環境,增加了有效耕地面積和農田基礎設施;基本控制了水土流失,達到了保水、保土、保肥的“三保田”,從而使耕地質量大大提高;全面提升了基本農田生產能力,實現了耕地數量、質量和生態協調發展的總體目標。