土地整治墾造水田施工關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用分析

趙東俊

(廣東水電二局股份有限公司，廣州 511340)

0 引 言

城鎮(zhèn)化開發(fā)和工業(yè)化深入的過程中，廣東地區(qū)經(jīng)歷過大量耕地資源被占用的時(shí)期。在如今的土地整治背景下，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)耕地資源“底線”的問題，省內(nèi)各地主動(dòng)開展墾造水田的建設(shè)?；趯?duì)原有耕地的維護(hù)，增加水田的面積，切實(shí)加強(qiáng)地區(qū)糧食生產(chǎn)安全的保證力度。全省從2017 年開始，正式組織墾造水田工程，直至2020 年，成功達(dá)到200km2的設(shè)定目標(biāo)。扭轉(zhuǎn)了地區(qū)水田占補(bǔ)失衡的局面，同時(shí)還探索出新的發(fā)展路徑。

1 墾造水田項(xiàng)目背景

1.1 項(xiàng)目區(qū)條件

冷坑鎮(zhèn)墾造水田項(xiàng)目，共包含五個(gè)村莊，區(qū)域地形大多數(shù)是山地丘陵，整體高差并不大，呈現(xiàn)北高、南低的狀態(tài)。項(xiàng)目區(qū)為亞熱帶氣候，年均溫度是21.1℃，全面降水量變化明顯，地區(qū)分布不均，北部明顯多于南部。在該項(xiàng)目區(qū)內(nèi)共設(shè)置23 處勘察點(diǎn)，工作結(jié)果顯示，從上到下可分成：耕土、砂壤土、輕壤土、中壤土、重壤土、輕黏土、砂壤土。

該項(xiàng)目區(qū)位于三坑水庫的下游，周邊諸多灌區(qū)水源均由此而來，經(jīng)過檢測(cè)，水質(zhì)也適合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。在地層勘查中，沒有發(fā)現(xiàn)地下水，說明其埋深超過80cm。同時(shí)，地表以耕土為主，較為松散，分布植物腐葉與根部等物質(zhì)[1]?？傮w來看，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)地層保水能力良好。

1.2 土地利用情況

根據(jù)懷集縣2017 年的統(tǒng)計(jì)信息顯示，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)共有116.7hm2以上的土地，以旱地與水澆地等為主。

1.3 耕地質(zhì)量原狀

項(xiàng)目區(qū)內(nèi)，耕地以水澆地與旱地、其他園地為主。旱地部分的有效土層厚度在95～145cm 不等，屬于1 級(jí)鹽漬化地塊，同時(shí)排水設(shè)施也達(dá)到1 級(jí)，而灌溉保證率在1～4 級(jí)之間。按照農(nóng)用地的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，耕地級(jí)別由地下水位、土質(zhì)、酸堿度、坡度、排水情況等條件決定，同時(shí)還涉及障礙層深度與鹽漬化水平、表層石塊裸露程度這幾項(xiàng)限制類條件。

1.4 墾造水田潛力

對(duì)于地區(qū)墾造水田的潛力，可通過自然條件、灌溉排水設(shè)施、道路設(shè)施與水資源進(jìn)行綜合評(píng)定。

自然條件。一是地形，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)沒有太大的地勢(shì)起伏，地形坡度在1～5 級(jí)的水平，而田面坡度則是1～2 級(jí)，原地表高度在70～120m。二是土壤，經(jīng)實(shí)地取樣檢測(cè)，目標(biāo)范圍內(nèi)土壤pH 值在4.48～5.19左右，屬于酸性土體，并且表層的有機(jī)質(zhì)含量能達(dá)到0.78%～1.54%左右，總體容重是1.46～1.66g/cm3（偏大）。而且土質(zhì)以耕土與沖積層為主，大多是砂壤土及重壤土。結(jié)合廣東省對(duì)于墾造水田的要求，丘陵地形的土地整治項(xiàng)目，有機(jī)質(zhì)含量要超過1%。但項(xiàng)目區(qū)內(nèi)土壤肥力局部并不均勻，加之施工作業(yè)會(huì)導(dǎo)致原本的肥力下降，倘若不額外施肥，個(gè)別地塊的有機(jī)質(zhì)含量將無法達(dá)成。考慮到表層屬于偏酸性土體，所以選定拌合生石灰處理，同時(shí)由于容重偏高，需搭配翻耕的處理方式。

水資源。項(xiàng)目區(qū)在水庫下游，西側(cè)緊挨著冷坑水，河面寬度達(dá)到23～38m；東側(cè)灌溉溝渠寬度是2～8m，水量相對(duì)偏少。此外，項(xiàng)目區(qū)還能利用附近泵站進(jìn)行灌溉，出水與最高田面的高差有8.5～16.5m，未達(dá)到高揚(yáng)程的程度。

灌溉排水設(shè)施。本地原有的此類系統(tǒng)并不完善，還缺少清楚的功能分區(qū)，整體抗災(zāi)水平較差，經(jīng)常會(huì)發(fā)生“有旱無法灌”與“有澇無法排出”的情況。到了雨季，容易形成內(nèi)澇，不利于農(nóng)業(yè)活動(dòng)[2]。同時(shí)，大多數(shù)田塊都對(duì)缺少灌排設(shè)施以水資源保障，不具有墾造水田的基本條件。

道路條件。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的道路主要是傳統(tǒng)土路，寬度只有1～2m，完全是居民常年通行產(chǎn)生的道路，凹凸不平，未形成閉環(huán)。降水后滿地泥濘，很難通行。

2 土地整治墾造水田施工

2.1 土地平整

土地平整地表處理中，第一步都是清理表面雜物。以5cm 的深度標(biāo)準(zhǔn)清除雜物，同時(shí)結(jié)合相關(guān)踏勘結(jié)果，預(yù)計(jì)拆掉1 000m2左右的棚屋與250m3的地基、500m3屋頂及墻體、6 座水池（60m3）。所有廢棄物都需及時(shí)運(yùn)離項(xiàng)目區(qū)，集中堆放在棄渣場(chǎng)。第二步，剝離表土，該類土體對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來說是極為珍貴的，如果其在施工中被破壞，得不償失。所以，整治正式開工前，將表層土壤統(tǒng)一剝離與保存，并結(jié)合場(chǎng)地內(nèi)的土壤條件，適當(dāng)向厚度不足的地塊補(bǔ)充。而在剝離下來的土壤，采用就近堆放的方式，土堆結(jié)合空間地形設(shè)置，但單體不可超過5 000m3，高度在2.5m 以內(nèi)。

土石挖填與調(diào)配的階段中，通過平面法進(jìn)行平整，將田地原有溝渠與道路當(dāng)作分界線，超高部分要挖平，多余土體運(yùn)到置換區(qū)，用機(jī)械推平與壓實(shí)。需強(qiáng)調(diào)的是，回填壓實(shí)砂土部分的干密度要超過1.7t/m3，而黏土干密度則不能超過該數(shù)值。在此過程中，結(jié)合地形條件和分界線走勢(shì)，將田塊設(shè)置成長寬分別是30～120m、8～40m 的規(guī)則形狀。在該項(xiàng)目區(qū)內(nèi)，挖方量共有72.5 萬m3左右，填方總量則有62.9 萬m3左右，多余土體作為建設(shè)田埂、填塘的原料。按照地區(qū)土質(zhì)滲水條件，進(jìn)行整體分區(qū)，并適當(dāng)夯實(shí)原本的底層，根據(jù)防滲層底部標(biāo)高進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)解，田塊壓實(shí)度都要滿足85%。對(duì)于個(gè)別回填層偏厚的部分，采用了分層夯實(shí)的處理方式，且需在30cm 以內(nèi)。

對(duì)于田間防滲處理，考慮到項(xiàng)目區(qū)內(nèi)有大量砂壤土，總面積有23.1hm2，針對(duì)此部分，添加項(xiàng)目區(qū)內(nèi)原有的黏土與重壤土，建立防滲層。其他土質(zhì)部分直接進(jìn)行夯實(shí)處理，就能形成防滲層。在防滲層建設(shè)前，利用保水試驗(yàn)，進(jìn)一步確認(rèn)土壤滲透條件。

在防滲層建成后，才能修建田坎。按照工程規(guī)劃，擬建設(shè)水平梯田與格田，結(jié)合地形與土層厚度、坡度等，靈活布設(shè)灌排溝，達(dá)到水田生產(chǎn)的基本需要。項(xiàng)目區(qū)內(nèi)，主要建設(shè)了4 類田坎，幾何尺寸有3 種，即0.5、1.0、1.5m，材質(zhì)包括土坎、椰毯護(hù)坡土坎及石坎。而后就要修建田埂，分布在無高差格田內(nèi)，頂部寬度與高度均為0.3m，田埂整體長度有2 142m。待田埂形成后，把堆放的表土回填，各個(gè)田塊的厚度都要達(dá)到20cm，并要虛高5cm，確保在土體沉實(shí)后也能達(dá)到田間標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 土壤改良

在項(xiàng)目區(qū)內(nèi)，有機(jī)質(zhì)含量具有明顯的不均勻性，工程設(shè)計(jì)中出于對(duì)水田生產(chǎn)對(duì)有機(jī)質(zhì)的消耗，設(shè)定改造含量目標(biāo)是1.5%。項(xiàng)目開發(fā)中，市面上便于購入的有機(jī)肥產(chǎn)品，能改善土壤環(huán)境，并結(jié)合了施肥損耗率（20%）的問題，最終確認(rèn)要使用5383.3t肥料。田間施肥采用專業(yè)機(jī)械與人工配合的形式，待施肥后，操作耙地機(jī)，重復(fù)3 次作業(yè)，讓回填土與肥料完全接觸。并引水灌溉，使田間水位提升至耕作層的高度，重新耙地3 次。

經(jīng)前提檢測(cè)項(xiàng)目區(qū)屬于酸性土壤，結(jié)合生產(chǎn)需要，pH 要提高到5～6.5。另外，針對(duì)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的土地，還要經(jīng)過翻耕與注水。完成以上處理后，技術(shù)員要查看土地平整情況、灌排設(shè)施可用性。并通過翻耕，讓土體顆粒下沉，提高田塊防滲保水能力，同時(shí)也能疏松地表土，調(diào)節(jié)容重水平。

2.3 灌溉排水

灌溉水體以泵站供給為主，按照本地水稻灌溉需要，水層深度要滿足20～40mm。水稻生產(chǎn)中，泡整田期的用水量最高，通常是7d，經(jīng)過確認(rèn)計(jì)算，此階段的每日耗水強(qiáng)度在11mm 左右。而為確保灌溉水體充足，泵站流量按照以下等式計(jì)算：

式中，Q設(shè)為泵站設(shè)計(jì)流量，m3/s；m為灌溉定額，m3/(s.100hm2)；A為灌溉面積，hm2；T為灌溉歷時(shí)，d；t為日開機(jī)時(shí)間，取值為22h；η水為灌溉水利用系數(shù)，取值是0.713。

本項(xiàng)目中，灌溉壓水管選用PE 管材，流速設(shè)置成1～1.5m/s。在農(nóng)忙季節(jié)，需水量偏高，最終確認(rèn)PE 輸水管道外徑尺寸為300mm。灌溉泵站采用了真空泵，抽氣水平在0.45m3/min 左右，達(dá)到真空狀態(tài)的耗時(shí)不會(huì)超過3min。另外，在供水保障方面，還設(shè)置了蓄水池，作為連接的媒介。按照預(yù)計(jì)需水量，建設(shè)13 座容量達(dá)到500m3標(biāo)準(zhǔn)的蓄水池。

項(xiàng)目區(qū)的灌溉保證率按照90%計(jì)算，輸水主要利用灌溉渠實(shí)現(xiàn)。結(jié)合最大需水量時(shí)期，泵站設(shè)計(jì)流量是0.285m3/s，對(duì)應(yīng)灌溉渠的流量是0.0 213m3/s，整體選擇連續(xù)灌溉的形式。同時(shí)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分析，為保證引水供給，還要額外考慮加大流量的問題，在渠道流量不足1m3/s的情況下，加大幅度在20%～30%，而實(shí)際流量處于1～10m3/s的水平，應(yīng)該提升15%～20%，流量超過10m3/s，就要按照10%～15%的標(biāo)準(zhǔn)加大。

排水方面的設(shè)計(jì)，主要考慮本地暴雨天氣的問題，結(jié)合歷史降水與徑流、蒸發(fā)數(shù)據(jù)，確認(rèn)水田蓄水達(dá)到40mm，蒸發(fā)量與滲漏量分別是4、2.5mm。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)排水控制面積，最終確認(rèn)矩形排水設(shè)施的規(guī)格參數(shù)為：幾何尺寸為0.4×0.5mm；流量達(dá)到0.082m3/s；流速是0.71m/s；不淤流速在0.3～0.4m/s以上，能應(yīng)對(duì)16hm2田塊的排澇需要。

2.4 農(nóng)田保持

1）下田坡道。根據(jù)灌排溝渠的分布，以及田間灌溉與排水的需要，將原本的田埂適當(dāng)合并，統(tǒng)一布置田坎。并且考慮到水田未來機(jī)械化生產(chǎn)，通過下田坡道連通水田和道路，該項(xiàng)目中共建設(shè)了50 座常規(guī)坡道與889 座跨渠道的實(shí)體。

2）生物通道。由于修建渠道作業(yè)，會(huì)對(duì)原本的生物存活環(huán)境帶來某些影響，為弱化該方面的擾動(dòng)，對(duì)渠道內(nèi)側(cè)部分增加生物通道，長度達(dá)到250m 的斗渠，大約間隔200～250m 左右。而不足250m 的生物通道，直接分布于渠道中間。在該項(xiàng)目中，一共修建了418 條通道，規(guī)格有0.4×0.4m與0.4×0.5m 兩類。

3）應(yīng)急排水口。為應(yīng)對(duì)強(qiáng)降雨天氣，防止田地水位土壤提高外溢，對(duì)高差超過0.5m 的相鄰田坎處，都會(huì)留有多個(gè)排水口。

4）水土保持。由于墾造水田，涉及到大量開挖回填的工程，改變了地貌植被的原有形態(tài)，使下層土壤裸露，可能會(huì)造成水土流失。并且在設(shè)計(jì)階段，也考慮建設(shè)期有可能會(huì)發(fā)生極端天氣，因此要提前做好水土保持的措施，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的水土流失[5]。

在該項(xiàng)目中，具體采用了四項(xiàng)舉措，分別是：順應(yīng)規(guī)劃區(qū)內(nèi)丘陵地形，在凹陷位置建立承泄區(qū)，并在山腳與坡腳處建設(shè)臨時(shí)性的引水溝，連接承泄區(qū)；結(jié)合新建農(nóng)溝的分布情況，提前挖掘山腳區(qū)域的部分，并根據(jù)截洪溝渠，打造順暢的運(yùn)行體系，實(shí)現(xiàn)在開發(fā)建設(shè)期間，把地表徑流引到排洪溝渠內(nèi)；對(duì)于在土地平整階段剝離的表土，應(yīng)當(dāng)在周圍布置袋裝土與彩條布，實(shí)現(xiàn)將排水溝與承泄區(qū)連接，順利構(gòu)成引流閉環(huán)；灌溉作用的溝渠與端部需連接斗溝，亦或建設(shè)沉砂池。

3 結(jié) 語

冷坑鎮(zhèn)墾造水田工程嚴(yán)格落實(shí)以上施工規(guī)劃，預(yù)計(jì)在完工后，將形成108.6hm2水田，達(dá)到水田占補(bǔ)的預(yù)期。通過利用農(nóng)業(yè)設(shè)施的補(bǔ)充與土地整治，加強(qiáng)地區(qū)抵抗洪澇的水平，為穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)創(chuàng)造實(shí)現(xiàn)的條件。同時(shí)經(jīng)過本項(xiàng)目的開發(fā)，預(yù)計(jì)水開展優(yōu)質(zhì)雜交水稻與甘薯的生產(chǎn)，結(jié)合兩類農(nóng)產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)格，在工程結(jié)束后，預(yù)計(jì)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的二者年產(chǎn)值之和能達(dá)到1 212.2 萬元左右。