關于佳縣方塌項目區(qū)坡耕地水土流失綜合治理中的梯田設計

陳建國，封 春

（佳縣水土保持工作隊，陜西 佳縣 719200）

陜西省榆林佳縣山丘連綿，屬黃土丘陵溝壑區(qū)，縣內經濟以農業(yè)種植為主，由于地理基礎差，坡耕地水土流失嚴重，作物產量低而不穩(wěn)。近年來，在中、省、市的大力支持下，佳縣始終把以梯田建設為中心的基本農田建設作為防治水土流失、改善生產條件、促進農業(yè)增效和農民增收的戰(zhàn)略抉擇。

1 項目區(qū)概況

1.1 項目區(qū)現(xiàn)狀

方塌項目區(qū)位于佳縣西北方塌鎮(zhèn)，距縣城區(qū)約40 km。項目區(qū)總面積85.09 km2，水土流失面積84.09 km2（見表1），耕地面積41066 畝，涉及方塌1 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，含楊塌村、任家溝村、沙坡坬村、余山村等18 個行政村，海拔介于1020.0 m～1352.0 m 之間，相對高差332.0 m。

坡耕地總面積11993.00 畝，占耕地總面積的29.21%，5°～10°有3265.01 畝，占耕地面積的27.22%，10°～15°有5432.95 畝，占耕地面積的45.30%，15°～25°有2829.78 畝，占坡耕地面積的23.60%。現(xiàn)狀坡耕地較多，抵御自然災害能力差，基本上沒有保土攔蓄功能。根據土地利用現(xiàn)狀調查和統(tǒng)計，目前急需進行治理，且能夠落實治理的坡耕地面積8370 畝。

2 坡耕地梯田布置

2.1 梯田布置方式

針對項目區(qū)坡耕地坡向大體一致，坡度主要分布在5°～15°的情況，結合坡耕地分布特點和實際地形，以村莊為中心，以道路為骨架，由近及遠，向周邊輻射，集中布設梯田，同時田塊與村莊、田塊與田塊之間根據生產需要布設生產道路和排水溝，在重點村，示范點的新修梯田地埂修排水溝，減少降水對地埂的直接沖刷；在村莊周圍、新修梯田地頭、生產道路等有集水條件的地方布設集雨水窖。示范點選擇在坡耕地較為集中、交通比較便利的沙坡坬和余山。

表1 方塌鎮(zhèn)水土流失現(xiàn)狀表

沙坡坬示范點：沙坡坬示范點位于方塌鎮(zhèn)南部偏東，涉及沙坡坬村、崖窯坬村、喬則焉村和興莊村。布設土坎梯田1041.45 畝，在5°～10°的坡耕地上布設土坎梯田702.90 畝，在10°～15°的坡耕地上布設土坎梯田338.55 畝。

余山示范點：余山示范點位于方塌鎮(zhèn)東南部，涉及余山村、尚寨村。布設土坎梯田1048.35 畝，其中在5°～10°的坡耕地上布設土坎梯田885.75 畝，在10°～15°的坡耕地上，布設土坎梯田162.60 畝。

2.2 梯田設計

2.2.1 設計原則

梯田布設應近村、近路，相對集中連片，坡面比較完整，溝蝕程度低，地面坡度小于15°；依據山形地勢，大灣就勢，小灣取直，沿等高線布設，田面盡量寬大，便于機修和機耕；以道路為骨架劃分耕作區(qū)，路旁修筑排水溝，道路相互連通；對地形有波狀起伏的地塊，耕作區(qū)應順地勢，區(qū)內梯田埂線亦隨之略有弧度，不要求一律成直線。

2.2.2 設計標準

水平梯田的設計防洪標準為10 年一遇6 h 最大暴雨，設計減少徑流90%、減少泥沙95%以上；根據《榆林地區(qū)水文手冊》查得實施區(qū)10 年一遇6 h 最大暴雨量為87.4 mm。

2.2.3 典型圖斑選擇

在項目區(qū)選擇具有代表性的380 號和456 號圖斑作為典型地塊進行梯田設計，兩塊小斑均位于村莊及道路周邊，交通方便，地塊完整，地形起伏狀況、地面坡度均具有典型代表性。

380 號小斑屬于沙坡坬示范點，面積31.35 畝，地面坡度在10°～15°之間，共劃分10 個田塊；456 號小斑屬于余山示范點，面積80.60 畝，地面坡度在5°～10°之間，共劃分11 個田塊。

圖1 380 號380 號小斑平面布置圖

圖2 456 號小斑平面布置圖

2.3 田面設計

2.3.1 斷面設計

梯田設計為土坎梯田，斷面見圖3。

圖3 坡改梯標準斷面圖

圖中：Α 為原地面坡度，（°）；Β 為梯田田坎坡度，（°）；H為梯田田坎高度，m；BL為原坡面斜寬，m；Bm為梯田田面毛寬，m；B 為梯田田面凈寬，m；Bn為梯田田坎占地寬，m；b 為田埂頂寬，m；b′為田埂底寬，m；H 為田埂高度，m。

（1）田面寬度

田面縱坡比不大于1/200，田面不均勻高差應小于0.3 m，田面寬度一般15 m 以上，應根據地面坡度、土層厚度等因素，按照坡度緩田面寬，坡度陡田面窄的原則確定；田塊長度應隨地形而定，為防止田塊長度過長，徑流集中沖刷，沿縱向每隔30 m～50 m 應修橫向軟埝，埝頂應低于地??；

根據工程量大小、埂坎占地等因素，確定在5°～10°坡面上修筑田面平均寬為26 m 左右，10°～15°坡面上修筑田面平均寬為16 m 左右。

（2）田坎坡度及高度確定

根據規(guī)范，梯田田坎為單式，田坎坡度取65°，田坎高度計算公式：

經計算：380 號圖斑10 塊梯田，田坎高在2.8 m～4.4 m 之間；456 號圖斑11 塊梯田，田坎高在1.5 m～4.0 m 之間。

（3）地埂斷面設計

德育是一種喚醒教育，德育的過程就是生命喚醒的過程。這一過程可以強化個體的生命意識，挖掘個體的生命潛能，促進個人與社會的和諧發(fā)展。無論英語教師還是其他教師，都有必要在教育教學過程中滲透德育方面的知識。教師在教學中除進行語言講授外，還要注意對學生進行德育滲透。不僅要善于挖掘教材中的德育因素，把教學內容和德育教育有機地結合起來，還要善于設計學生易于和樂于接受的方式，對學生進行啟發(fā)和誘導。在德育過程中以教師人格塑造學生人格，因為教師高尚的人格對于培養(yǎng)學生的人格，激發(fā)學生的學習動機，促進學生的成才具有重要作用。

采取標準設計，地埂為梯形斷面，高度確定0.5 m，頂寬為0.5 m，內坡1∶1，外坡與梯田田坎坡度相同。

2.3.2 工程量計算

（1）計算方法

根據典型圖斑1∶1000 地形圖測量，將每個圖斑劃分若干田塊，每個田塊按10 m×10 m 的方格網，采用CASS 軟件“方格網”法計算挖填土方量和確定開挖等高線。

田坎側坡的選定，田坎側坡以穩(wěn)定、少占地為原則。田坎越高，田坎外側坡越緩，項目區(qū)為沙質基礎，外坡比采用砂基穩(wěn)定坡比1∶1.5。田坎坡面上覆粘土厚度不得小于0.3 m。

水平田塊土方量計算：

V1=（B/2×H/2×K）/2=1/8×BHK＝1/8[BS/(ctgα-ctgβ)]式中：S 為田塊總面積，K 為田塊長度，K=S/B。

土質田坎土方量計算：蓄水埂田塊由田面、蓄水埂組成，在進行田面平整后，還需人工夯實、修筑蓄水埂。

①田坎斷面面積：

②田坎土方量：

③蓄水埂斷面面積：

④蓄水埂土方量：

式中：K 為田坎長度。

土地平整總土方量為：

經計算：380 號小斑10 個地塊，挖方量為9729 m3，填方9729 m3，畝均土方量為310.34 m3，10 個地塊地埂總長度13 91 m，畝均 44.37 m；456 號小斑 11 個地塊，挖方量為27097 m3，填方27097 m3，畝均土方量為332.09 m3；11 個地塊地埂總長度2896 m，畝均35.49 m。

（2）典型圖斑設計成果

依據對項目區(qū)具有代表性的典型坡改梯的板塊進行設計，結果見表2。

表2 380 號圖斑典型設計成果表

表3 456 號圖斑典型設計成果表

2.4 配套措施設計

2.4.1 排水溝設計

道路內側修筑成砌磚排水溝，采用梯形斷面，上口寬0.5 m，底寬0.3 m，深0.4 m，排水溝根據地形情況可布設雙側排水溝或單側排水溝，在排水溝縱比降大于5%的路段，每降20 m修減速隔擋和消力設施。排水導流至天然溝道內，共修筑排水溝4.75 km。

2.4.2 水窖設計

修建在村莊、路邊及田間地頭等徑流匯聚的地方，收集雨水，蓄水主要用于田間作物噴灑農藥需水等水源；設計依據《水土保持綜合治理技術規(guī)范小型蓄排引水工程》（GB/T 16453.4-2008），設計標準為采用10 年一遇6 h 最大暴雨。

水窖容積按照《雨水集蓄利用工程技術規(guī)范》（SL267-2001）蓄水工程容積計算：

式中：V 為蓄水容積，m3；W 為年供水量，40 m3；a 為蓄水工程蒸滲漏損失系數，取0.05；K 為容積系數取0.95。

經計算，水窖容積為40 m3。

水窖采用地埋式全封閉磚砌形式，設計容積為40 m3，尺寸為長8 m，寬2.5 m，深2.5 m（其中水深2.0 m），M7.5 漿砌磚結構，側墻、底板厚厚為37 cm，窖體基礎用3∶7 灰土夯墊，厚度為30 cm，池內壁采用1∶2 防水砂漿抹面，頂部覆蓋樓板。水池一側設檢修孔，孔口直徑0.7 m，深1.5 m。池頂覆土0.3 m。

3 結論及建議

3.1 結論

方塌項目區(qū)坡耕地改造為梯田后，能夠加厚活土層，提高攔蓄能力，可使原有坡耕地的水土流失得到基本控制，減輕項目區(qū)及下游地區(qū)的自然災害，每年可增加蓄水能力23.52 萬m3，可減少3.81 萬t 的泥沙下泄。因此，在方塌項目區(qū)開展大規(guī)模坡耕地水土流失綜合治理是治理水土流失，減少泥沙，減輕洪澇災害，改善生態(tài)環(huán)境的關鍵措施。

3.2 建議

此次選擇的典型圖斑380 號、456 號分別代表項目區(qū)內不同坡度坡耕地，采取的主要措施就是坡耕地改水平梯田，配套灌溉措施采用排水溝結合集雨池的方式，通過典型圖斑的設計，給其他斑塊的具體實施提供依據。項目區(qū)規(guī)劃土坎梯田151 個圖斑8370 畝，每個圖斑所處的地理位置、耕作方式或多或少有差異，因此此次選擇的典型圖斑設計只能作為項目區(qū)的圖斑的共性參考，在進行整體的梯田設計時可適當參考，具體要根據圖斑的具體情況進行治理，參考其共性剔除特殊部分。