農田水利建設中水土流失治理措施

成永

陽江市陽東區(qū)水利綜合經營管理中心 廣東陽江 529900

摘要：農田水利是水利建設和農業(yè)建設的基礎工程之一，是穩(wěn)定農業(yè)基礎地位和保障國家糧食安全的關鍵因素。為防治水土流失，保護水土資源，本文結合實例，從農田水利建設產生的水土流失入手，探討了農田水利建設中水土流失治理措施，以期為相關的治理工作提供有益的參考與借鑒，進而推動農村可持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞：水土流失；農田水利建設；治理措施

改革開放以來，我國在快速發(fā)展，但在此過程中也面臨很多的問題，很重要的一點就是許多水利建設施工過程中無法有效的去做到水土保持，而水土流失卻是環(huán)境惡化、人民群眾貧困的根源?；诖耍覀儽仨毤訌娝亮魇У闹卫?，使農業(yè)實現(xiàn)長遠化發(fā)展，并使農民的生活質量得到進一步的提高。

1 項目區(qū)及項目概況

某小流域總面積38.53km2，水土流失面積16.27km2，水土流失的類型主要是水力侵蝕，具體表現(xiàn)為面蝕和溝蝕，水土流失面積達1581.16hm2，占總土地面積的41.9%，年流失土壤總量4.74萬t，整個流域區(qū)屬輕度流失，年平均侵蝕模數(shù)為1256t/km2·a，其中輕度流失930.06hm2，占流失的42.4%；中度流失601.06hm2，占流失面積的27.4%；強度流失50.04hm2，占流失的2.3%。由于受資金等因素的影響，該小流域還沒有進行過系統(tǒng)的水土保持治理，水土保持設施比較缺乏。

2 水土流失治理措施

2.1 坡耕地治理工程

根據(jù)小流域糧食需求預測和土地利用現(xiàn)狀，坡耕地治理從增加經濟收入和防治水土流失的角度出發(fā)，主要考慮經果林建設和實施保土耕作措施。

2.1.1 經果林

2.1.1.1 林型選擇

坡耕地中經果林按不同的區(qū)域配置為純林，便于管理。采用密植高產類型，適當提高植株密度，有利于提高初產期果品量，增加經濟收入，同時能減少水土流失。另外，住戶周圍及庭院中可以多個品種混種，兼顧綠化美化，合理布設，同時具有一定經濟效益。

2.1.1.2 品種選擇

按照適地適樹的原則，結合示范區(qū)內作為城郊鄉(xiāng)村旅游觀光的發(fā)展要求，經果林種植品種選擇考慮品種的多樣，以便在不同的季節(jié)提供不同的果品性。①要選擇名、優(yōu)、特、新品種；②要選擇適銷對路、市場暢銷的品種；③要早、中、晚熟品種搭配，錯開成熟期。其中：大棗35hm2、梨子40hm2、柿子35hm2、桃子20.5hm2、李子28.4hm2。

2.1.1.3 種植密度

設計為1125株/hm2，株行距為3m×3m。

2.1.1.4 整地方式

采用穴狀整地，每坑平面呈方形，尺寸為0.6m×0.6m×0.6m（長×寬×高）。各坑在坡面基本上沿等高布設，上下兩行坑呈“品”字形錯開排列，坑的兩端開挖各約0.2～0.3m倒八字形的截水溝。

2.1.1.5 造林時間

當年12月 — 次年2月。

2.1.1.6 苗木規(guī)格

1～2年生嫁接優(yōu)質健壯苗。

2.1.1.7 種植技術要求

栽植前先將回填表土20cm后，施入10kg農家肥，再回填混好2kg果樹專用肥料的表土20cm，然后將栽植的樹苗扶正，放入坑內，使根系均勻分布在坑底的土丘上，同時進行前后、左右對直、校正位置，再將原取出的已拌好肥料的表土分層填入坑中，每填一層都要踩實，并隨時將樹苗稍稍向上提動，使根系與土壤密實。但必須使稼接口露出地面，將樹苗周圍筑起1m直徑內低外高的樹盤。栽后立即澆水，要灌足澆透，灌后封土保墑。經果林典型設計圖見圖1。種植密度及需苗量見表1。種植技術措施見表2。

圖1 經果林典型設計圖

表1 種植密度及需苗量

表2 種植技術措施

2.1.2 保土耕作措施

保土耕作主要以地塊承包到戶為基礎，規(guī)劃出集中連片，規(guī)模較大的保土耕作區(qū)，根據(jù)不同的地形、土質等條件，采取不同的保水保土耕作法。共實施保土耕作面積329.99hm2。

1）改變微地形的方法，主要采用等高耕作、溝垅種植、穴狀種植、抗旱豐產溝、休閑地水平犁溝等方式。

2）增加地面植被覆蓋，采用草田輪作、間作、套種、帶狀間作、合理密植等方式。

3）增加土壤入滲、提高土壤抗蝕性能，采取深耕、深松、增施有機肥、留茬播種等方式。

2.2 封禁治理

對全流域內有流失的灌木林地、疏幼林地及補植水保林的荒山荒坡進行封禁治理，充分利用雨熱資源，發(fā)揮大自然的自我修復能力。封禁方法如下所示：

1）全封。即全面封林、分長期封禁和定期封禁兩種，指不準在封禁區(qū)樵采、放牧，從事多種經營等一切不利于植被恢復的人為活動。

2）輪封。根據(jù)流域內群眾生產、生活的需要，劃定放牧區(qū)和樵采區(qū)，對其他地區(qū)實行封禁，封禁期3～5a，待植被恢復到一定程度后，再輪換封禁原開放地區(qū)。

3）半封。在保證林木不受破壞前提下，實行季節(jié)性封育，即在林木生長季節(jié)封山，在林木休眠期開山。

2.3 小型水利水保工程

2.3.1 山塘治理

為解決經果林灌溉的水源問題和對發(fā)展鄉(xiāng)村旅游產業(yè)對環(huán)境條件的需要，對典型示范區(qū)內塘堰進行工程整治。

2.3.1.1 存在問題

山塘最大壩高8m，外坡垮塌嚴重，存在安全隱患；無溢洪設施；山塘壩體滲漏。

2.3.1.2 整治方法

1）迎水面：迎水面正常儲水位以下采用C20混凝土防滲，厚度0.2m。先開挖基礎，基礎到位后，再將原有的面石打毛清理干凈，清理基礎，用土工膜對基礎進行防滲處理，后再澆筑混凝土至土工膜鋪設高度，整理迎水面至土工膜鋪設處，鋪設土工膜，漿砌石壓膜，清理在原混凝土面，在原混凝土面上刷水泥漿，澆筑混凝土到設計高度，回填夯實土，鋪設混凝土塊。

2）壩頂：外坡頂用M7.5漿砌塊石嵌邊，寬0.4m，高0.4m；內坡頂砌筑0.6m厚、高0.8m（露出0.4m）的漿砌石防浪墻；中間回填土方夯實整平；在左壩肩開挖溢洪道，保證大壩的安全運行；在溢洪道處，建設C20的鋼筋混凝土板橋，便于小型車輛的通行。

3）壩背坡：用M7.5漿砌塊石左右兩邊嵌邊，寬0.4m，高0.5m；填土高程以上至壩頂清除松散土體，用土料回填夯實至設計壩坡后，鋪設厚1m、高1.5m貼坡反濾體，布置網格，種植草皮護坡。

4）溢洪道：矩形，寬4m，過堰深2m，邊墻采用M7.5漿砌石厚度為0.7m，迎水面用M10砂漿勾縫，底部塊石墊層0.3m，用C20混凝土現(xiàn)澆厚度為0.2m，并在壩軸線處設置寬0.4m，深0.6m截水齒墻。

5）放水涵：對原有的放水涵進行封閉防滲處理，將原有的放水涵改用Φ200mm放水PE管，在壩的外面按裝閘閥，閘閥使用1.5m×1.5m×1.8m，厚0.3m的鋼筋砼井進行保護，這樣便于管理。

2.3.2 耕作路道建設

為方便經果林的種植管理和觀光型果園的設施需要，考慮在經果林內布設一定數(shù)量的耕作路道。在布局上要合理，有利生產，方便耕作和運輸，提高勞動生產效率；盡可能避開大挖大填，減少交叉建筑物，降低工程造價，節(jié)約用地，占地少，便于與外界聯(lián)系。結合營造經果林的分布的實際情況，為集中成片示范的經果林區(qū)配置的耕作便道設計為三級道。路面寬1.0m，沿地形因地制宜面布設，盡量減少挖填方量，路面施工先清除表層土，鋪設碎石5cm厚，然后澆筑5cm厚C15混凝土。坡度>15°的修建成梯步，梯步寬30cm，高16cm。詳見圖2。

圖2 耕作便道設計圖

3 效益分析

3.1 經濟效益

該小流域治理完成后，在保水、保土效益的基礎上有良好的經濟效益。

3.1.1 經濟內部收益率（EIRR）

本工程項目計算出的EIRR=19.0%，大于12%的社會折現(xiàn)率，這說明了該項目對該小流域的國民經濟貢獻的相對指標較優(yōu)越，在經濟上是可行的。

3.1.2 經濟凈現(xiàn)值（ENPV）

本工程項目計算出的ENPV=372.44萬元，遠大于零，這表明該項目對國民經濟所作貢獻的絕對值較為可觀，在經濟上是合理的。

3.1.3 經濟效益費用比（EBCR）

本工程項目計算出的EBCR=2.3，大于1.0，這反映出該項目投入較小，產出相對較大，在經濟上是可取的。

綜合上述各項經濟評價指標，充分說明了該小流域水保工程項目在經濟上是合理和切實可行的，其對小流域內的貢獻相對較優(yōu)越。

3.2 生態(tài)效益

該小流域水保工程不僅產生了很好的經濟效益，而且將會產生良好的蓄水效益、保土效益，極大地改善了流域內的生態(tài)環(huán)境。主要體現(xiàn)在：

1）水土流失基本上得到控制，水土流失危害減輕。經過本項目工程二年的綜合治理，可完成治理水土流失面積1581.16hm2，治理程度達到100%。通過本工程各項治理措施的合理布設，形成了立體的水土保持綜合防治體系，水土資源得到合理利用，增加了土壤入滲，減少了土壤侵蝕，保護耕地不遭受破壞。

2）減輕小流域及下游地區(qū)的自然災害，有效減輕洪澇、干旱、蟲害等自然災害。

3）極大地改善農業(yè)生產條件，土壤地力明顯好轉并提高。通過實施塘堰、溝道整治等治理措施，加之灌（排）溝渠、蓄水池等坡面水系工程的合理布局，作業(yè)道的鋪設，有效地控制了水土流失。通過對坡耕地和荒山荒坡的重點治理，改變了地面形態(tài)，改善了土壤結構，有效地保持了水土，使耕地農田土壤地力得到提高，為農業(yè)生產創(chuàng)造了良好條件。

4）促進了生態(tài)環(huán)境向良性轉化，形成良性循環(huán)。通過實施1092.26hm2的封禁治理，增加了林草植被面積，調節(jié)了該流域內的小氣候，凈化了大氣環(huán)境，減輕了水土流失災害，也將其它非水土流失原因造成的干旱、蟲害等自然災害的減輕也將起到重要作用，為流域內的人民群眾及動植物生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)奠定了重要基礎。

3.3 社會效益

該小流域通過水土保持綜合治理，不但有顯著的經濟效益和生態(tài)效益，而且將產生巨大的社會效益。

3.3.1 改善生產生活條件

耕作道路、沼氣池、排污溝、村居環(huán)境治理等等綜合措施的實施，將在很大程度上改善示范區(qū)內群眾的生產條件和生活環(huán)境，有力推動社會主義新農村建設，為其它地方的新農村建設作出示范。

3.3.2 促進產業(yè)結構調整，促進經濟可持續(xù)發(fā)展

通過對土地的合理配置，經濟林果等生態(tài)農業(yè)大戶的扶持開發(fā)，將促進環(huán)保林業(yè)經濟和畜牧經濟的有序發(fā)展，與常規(guī)農業(yè)互補，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

3.3.3 社會生產率提高

耕作條件的改善，產業(yè)結構的調整，農業(yè)生產勞動力需求將大大減少，土地利用率和單位勞動力的價值將得到提高，為第三產業(yè)的發(fā)展提供勞動力支撐。

3.3.4 全民環(huán)境保護意識增強

在小流域內開展水土流失整治，通過宣傳、發(fā)動和廣大群眾的參與治理，廣大群眾的水土保持意識增強，水土保持違法行為將逐漸減少，為實現(xiàn)人與自然的和諧打下基礎。

4 結語

總之，農田水利是發(fā)展農業(yè)生產、提高農業(yè)綜合生產能力的重要基礎設施，是提高農民生活水平和生活質量的重要條件，是改善農村生態(tài)與環(huán)境的重要保障。為此既要加強農田水

利建設，又要注重建設過程中的水土保持，從而把農田水利基礎設施建設推向一個更高、更好、更穩(wěn)定、更完善的水平，為打造景觀農業(yè)、生態(tài)農業(yè)創(chuàng)造基礎。

參考文獻：

[1]田孟凱.淺論如何破解農村水利水保工程建設的難題[J].新農村.2014（14）

[2]陳艷麗.論水土保持與新農村建設的關系及措施[J].黑龍江科技信息.2009（04）

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乘以相應的比例因子得到u的修正量，以其作為控制輸出，實現(xiàn)對閘門的精確控制。

4 系統(tǒng)上位機設計

控制系統(tǒng)的上位機設計分為工控機組態(tài)設計及觸摸屏組態(tài)設計兩部分，由于設計思路、設計方法及控制目標等都類似，因此僅介紹工控機上的組態(tài)設計。

組態(tài)軟件選用組態(tài)王6.53版本，是一個開放的、可擴展的人機界面，為定制應用程序設計提供了靈活性，同時為工業(yè)中的各種自動化設備提供了連接能力；它具有強大的網絡功能，可與本機和其他計算機中的應用程序實時交換數(shù)據(jù)。

4.1 上位機組態(tài)

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，網絡結構采用C/S（Client/Server客戶/服務器）和B/S（Browser/Server瀏覽器/服務器）混合的集成模式。工程師站通過每個PLC唯一的IP地址識別PLC并采集其中各自的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫服務器中，創(chuàng)建服務器數(shù)據(jù)后在客戶機上加載。用于網絡信息發(fā)布時，采用B/S結構，客戶機上的軟件采用Web發(fā)布功能，將所需要傳送到管理處的畫面發(fā)布在網絡上，使管理處能方便快捷的觀察水庫的具體信息。

4.2 監(jiān)控體系的軟件架構

在組態(tài)王監(jiān)控畫面架構中，設計了閘門監(jiān)控、用戶管理、報警查詢、報表操作、系統(tǒng)設置等。其中，閘門監(jiān)控分為單閘門和多閘門的程序控制，以應對不同場合需求；用戶管理中可自由添加操作人員，并設有密碼保護；報警查詢記錄故障報警的類型、時間等；報表操作定時記錄水位、閘門狀態(tài)等后生成日報表、月報表和年報表；系統(tǒng)設置可方便選擇使用現(xiàn)地自動或遠方自動。單閘門監(jiān)控畫面見圖4。

圖4 單閘門監(jiān)控畫面

5 結語

綜上所述，基于PLC的水庫閘門控制系統(tǒng)能夠提高水庫閘門的控制系統(tǒng)的可靠性、安全性、穩(wěn)定性，提高了工作效率和安全性。該基于PLC的水庫閘門控制系統(tǒng)的設計實現(xiàn)了水庫閘門的精確遠程控制，具有可操作性強、易維護的特點，且系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠性強，值得推廣應用到其他控制系統(tǒng)設計中。

參考文獻：

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