清水河县坡改梯项目设计[1]

清水河县坡耕地水土流失综合治理工程实施方案清水河县水土保持工作站2011年03月清水河县坡耕地水土流失综合治理工程实施方案11总体布置与措施设计1.1水土保持分区项目区位于清水河县中部，清水河流域下游，属黄土丘陵沟壑区、低山丘陵区，主要地貌特征为梁峁沟坡，水土流失的主要形式是水力侵蚀，多发生于沟坡梁峁，面蚀沟蚀并行，沟头沟沿均不同程度出现重力侵蚀，水土流失较为严重，在水土保持“三区划分”中属于重点治理区。1.1.1土地利用现状及土地资源评价（1）土地利用现状项目区总面积802km，其中耕地35702hm，占总土地面积44.63%；林地233.72hm，占总土地面积2.92%；草地3948.52hm，占总土地面积49.36%；交通运输用地722hm，占总土地面积0.90%；城镇用地1572hm，占总土地面积1.96%；其它用地18.82hm，占总土地面积0.24%。人均土地2.442hm，人均耕地1.092hm。详见表5-1。表5-1项目区土地利用现状表项目耕地林地草地交通运输用地城镇村其他合计用地用地面积（hm²）3570.00233.703948.5072.00157.0018.808000.00占总土地44.632.9249.360.901.960.24100.00面积比%人均量1.090.711.200.020.0480.0063.07（hm²/人）（2）土地资源评价经实地调查，对地形、地貌、土壤特性、侵蚀程度等指标分析，清水河县坡耕地水土流失综合治理工程实施方案2按照《水土保持规划通则》（GB/T15772—2008），根据各类土地的可利用程度，土壤养分分级标准，结合项目区内各土地类型的生产能力，本着充分发挥土地的生产潜力，地尽其用、确定土地等级和对各业用地的适宜性，因地制宜合理的利用途径，提高经济效益。土地适宜性评价详见表5-2。表5-2土地资源评价等级表评价指标评价等级一二三四五地貌3º3º～5º5º～15º15º～25º25º～35º土壤侵蚀程度微度微度轻度中度强度土壤质地轻壤～中壤轻壤～中壤轻壤～中壤中壤～重壤重壤、粗砂有机含量（%）1.00.8～1.00.5～0.80.3～0.50.1～0.3砂石含量（%）22～55～1515～3030～50有无灌溉条件有无无无无土地适宜性宜农宜农、果宜农、牧、林宜林、牧宜林、牧面积（hm²）61312275600400160占总面积比例（%）7.6615.3470.005.002.00根据各项评价指标，得出以下评价结果：一级地占项目区总土地面积仅7.66%，位于坡度3º的平坦地，二级地占项目区总土地面积的15.34%，位于坡面下方的缓坡地，地形较平缓，土层较厚，可作为农、果地利用；三级地占项目区总面积的70%，属缓坡地，耕作利用较难，适合用作林、牧用地；四级地占项目区总面积的5%，该级土地坡度较陡，已不能耕作，只适合作为林、牧用地；五级地占项目区总土地面积的2%，该级土地坡度较陡，作为林、牧用地必须采取防治水土流失的措施。清水河县坡耕地水土流失综合治理工程实施方案31.1.2土地利用调整原则为改变项目区农牧业生产存在的广种薄收，粗放经营，土地退化日趋严重的现实，必须首先调整项目区内的土地利用结构。合理利用土地是充分保护、科学利用土地资源、调整产业结构的基础。根据项目区土地适宜性评价结果和土地利用及生产力现状，结合项目区农牧业经济发展方向，做到宜农则农、宜林则林、宜牧则牧，确定农、林、牧等各业土地使用方向和布局，充分发挥土地的生产潜力。具体为：将坡度小于15º以下的坡耕地全部改造成坡式梯田，在水源有保证地区，配套建设相应的节水灌溉工程，并实行山、水、田、林、路综合治理，将坡度大于15º的坡耕地退耕还林、还牧，以增加地面植被覆盖，控制水土流失，改善生态环境。1.1.3土地利用结构调整前后变化情况（1）现状农耕地面积35702hm，其中旱平地1782hm，坡式梯田2302hm，坡耕地31622hm。根据项目区人均耕地面积、土地生产力等情况，本次规划在现有坡耕地上发展28162hm坡式梯田，完成节水灌溉农田面积4502hm。将坡度大于15°以上的952hm坡耕地退耕还草。（2）现状林地面积233.72hm，占总土地面积的2.92%，林地面积偏少，且分散，未能起到生态防护效益。所以根据项目区生态环境条件、地力分级以及土地生产能力等，通过项目实施林地面积增加到1033.72hm，占总土地面积的12.92%，从而有效防止水土流失，改善生态环境。总之，项目区土地利用结构农、林、牧和其它各业用地比例的得清水河县坡耕地水土流失综合治理工程实施方案4到合理的调整，有效提高了土地资源利用率，使农、林、牧、副各业协调发展。具体见附表１-土地利用现状及调整表。1.2工程总体布置1.2.1工程治理原则（1）坚持集中连片综合治理的原则。（2）坚持因地制宜，实事求是的原则。（3）坚持生态建设与增加农民收入，尽快脱贫致富，促进经济发展相结合的原则。（4）坚持重点项目区和面上造林任务相结合。（5）坚持保护与建设相结合，开发与治理相结合，国家与地方、集体和个人投资、投劳相结合，生态效益与经济效益、社会效益相结合。1.2.2工程措施总体布置根据项目区地形地貌、土地利用方式和水土流失特点，因地制宜、因害设防，全面统筹、科学地配置各项水土保持措施，采用工程措施和林草措施相结合，治坡和治沟相结合的措施进行布置和治理。坡耕地治理措施布置：根据项目区多为丘陵地貌，起伏平缓的特点，在坡面坡度较为小、土质肥沃的坡耕地上修筑坡式梯田。坡式梯田的田埂间距按20.6m，田面长按300m布置。在梯田区内布设从坡底到坡顶，从村庄到田间的作业路，路面宽度采用4m。防护林布置在田间路的两侧，设计田间路两侧各栽植两行青杨。清水河县坡耕地水土流失综合治理工程实施方案51.35.3措施设计5.3.1坡式梯田工程设计项目区坡耕地多，将坡耕地改为坡式梯田是项目区农耕地改良与保护的主要措施之一。武川县是国家坡改梯项目建设的重点县，该措施是当地群众在长期的生产实践中积累的成功经验，农民已掌握了修筑技术，其投入少，见效好，适于推广。项目区坡式梯田实施面积28162hm。（1）坡式梯田设计依据于标准①依据国家标准《水土保持综合治理规范》GB/T16453.1—2008。②坡式梯田必须保证拦蓄两埂间10年一遇24h最大降雨所产生的径流与泥沙。③田埂断面的标准：埂高50～60cm，埂顶宽30～40cm，外坡1：0.5，内坡1:1。（2）坡式梯田的断面设计所谓坡式梯田就是在缓坡耕地上，根据坡度大小、土层厚薄和机械作业的要求，在坡面上相隔一定距离沿等高线作埂，修成坡式梯田，而后用定向翻转犁逐年向下坡方向耕翻，使田面逐渐达到水平梯田。①等高埂间距的确定主要根据地面坡度、土层厚度和机械作业要求而定。地面坡度小、土层厚，田面可宽些；地面坡度大、土层较薄则窄些。其要领是坡式梯田达到水平后，挖方部位田面以下要保留0.4~0.5m厚的土层。据中国农业大学多年在武川县原大豆铺乡的试验观测，导出埂高、埂距与清水河县坡耕地水土流失综合治理工程实施方案6降水、径流及坡度的关系式，根据下式可确定不同条件下的适宜埂距：D=5002H/R·B·tg式中：D—为埂距（m）H—为埂高；R—为10年一遇24h最大降雨量（mm）；B—为径流系数取0.15；—为坡度。②坡式梯田地埂（田坎）的设计地埂设计包括埂高、埂底宽、埂顶宽（上宽）、边坡系数。埂高：主要根据田面宽度、土质而定，田面宽、土质粘重，埂则高些；田面窄，土质较沙，埂则低些。根据项目区的多年实践，埂高以超过60cm为宜，田面达到水平后，田坝高度以不超过100cm为宜，否则易塌陷。埂宽：取决于埂宽、田埂边坡系数，田埂高、边坡系数大，则埂宽些。边坡系数：为防止田埂塌陷，横断面应有一定的边坡。边坡系数主要取决于土质。一般粘质土为0.5左右，沙质土为0.7左右。按照上述原则和中国农业大学在原大豆铺乡的多年实践，坡式梯田的设计以下列标准为宜：即坡式梯田达到水平后，田坎高100cm（包括安全超高20cm），边坡系数外坡0.5，内坡1，埂顶宽40cm。施工标准：埂高60cm，埂底宽90～100cm，埂顶宽40cm。其纵横断面见设计图。清水河县坡耕地水土流失综合治理工程实施方案7③田面宽度设计由于埂高已选定为60cm，因此，田面宽度主要取决于地面坡度和机械作业要求。在施工中可按下列规范化设计进行，详见表6-1。表6-1坡式梯田断面尺寸表坡面坡度田面净宽埂高埂顶宽田埂边坡系数（m）（m）（m）5º220.60.4外坡0.5，内坡18º200.60.4外坡0.5，内坡110º180.60.4外坡0.5，内坡1坡式梯田断面形式详见设计图及附表7坡式梯田小班设计表。（3）坡式梯田的施工坡式梯田采用人工进行施工，施工包括定线、清基、筑埂保留表土等程序。筑埂应在埂线下方取土，采用下切上垫的方法。沿等高线布设定线过程中，遇局部地形复杂处，应根据大弯就势、小弯取直的原则处理，有的为保持田面等宽，需适当调整埂线位置。田埂必须用生土填筑，土中不能夹有石砾、树根、草皮等杂物。修筑时应分层夯实，每层虑土厚约20cm,夯实厚约15cm。修筑中每道埂应全面均匀同时升高，不应出现各段参差不齐，影响接茬处质量，田埂升高过程中根据设计田埂坡度，逐层向内收缩，并将坎面拍光。坡式梯田要加强水土保持耕作措施和田间蓄水工程建设，通过耕作，使田面逐年减缓坡度，最终演变为水平梯田。清水河县坡耕地水土流失综合治理工程实施方案85.3.2土地平整工程设计（1）梯田设计的洪水标准为20年一遇24小时暴雨降雨量，参照《黄土高原水土保持世行贷款项目》中的梯田设计标准。（2）梯田设计主要是田块设计，即确定田面宽度、田坎高度和田坎侧坡的规格，三者互相关联，均依据地面坡度、土质情况、施工方式而定，并同时考虑省工和机耕的要求。（3）项目区坡耕地地面坡度均匀，梯田设计时地面坡度统一按5°进行。梯田的断面各要素设计及规格如下：a.断面要素设计田面宽B=H(cota-cotβ)田坎高H=Lsina田坎占地宽2b=Hcotβ田坎占地百分数：c%=2b/(B+2b)×100%梯田断面要素图式中L—斜坡距离B—田面宽b—田宽占地宽的1/2清水河县坡耕地水土流失综合治理工程实施方案9D—地埂底宽b—地埂顶宽H--田坎高h–地埂高α-–地面坡度（度）β—田坎侧坡（度）b.梯田规格参考数地面坡度（°）田面宽度（m）田坎外侧坡（°）田坎高度(m)土方量(m3/hm2)运输量(m3-m/hm2)田坎占地（%）520751.792236327903.2根据发展梯田面积计算工程量：地面坡度（°）田面宽度（m）田坎外侧坡（°）田坎高度(m)土方量(m3/hm2)面积(hm2)土方量（m3）520751.7922368.3318633（4）梯田田面每隔30-50m加筑一道横档，其高度略低于边埂。（5）田坎坚固稳定，干容重不低于原状土自然容重。（6）根据项目区规划梯田发展成为水浇地田面的纵坡应设计为1/500。5.3.3水窖设计4.2.1工程总体布局设计座水点种集雨水窖由集雨场、水窖、辅助设施组成，集雨场汇集雨水经引水渠进入沉沙池，沉淀后又经进水口进入窖体，为防止杂物流入，在沉沙池进水口设拦污栅，在窖体的底部设有出水闸阀，利用自流进行灌溉。4.2.1.1需水量分析雨水集蓄利用分为坐水点种用水和灌溉用水，坐水点种为一次性点浇，根据当地坐水点种经验，灌水量为5m3/亩，灌溉采用人工浇灌溉方法，农业灌溉用水量在节水灌溉的前提下，按非充分灌溉(限额灌清水河县坡耕地水土流失综合治理工程实施方案10溉)的原理，根据当地或类似地区作物需水量以及本地区作物生育期的降雨量确定，灌溉用水量为50m3/亩。按照设计浇灌面积，每处工程控制坐水点种5亩，灌溉0.5亩，全年总用水量50m3。4.2.1.2全年可集雨量根据清水河县气象资料计算，清水河县的降水资源，可以满足项目规划所需的灌溉用水，本县降水时空分布不均，尤其在年内时间分布上更具特点，6～9月