改进土地整治技术、推进丘陵山区农业机械化

胡义萍 陈超 曹磊 李灿彬

摘 要：通过对丘陵山区土地整治技术与农业机械化现状的思考，分析了当前丘陵山区土地整治技术不利于推进农业机械化的一些因素，即水平梯田田面宽度确定、田间道路的平纵线型设计、机械下田与田间转移设施设置等，之后提出了有针对性的建议。

关键词：土地整治；丘陵山区；农业机械化

1 问题的提出与现状

农业机械化是农业科技水平和现代化水平的重要标志。目前我国在机械化水平上，平原地区明显高于丘陵山区。丘陵山区自然条件劣于平原地区，在农业机械应用条件上要差于平原地区，但随着农业机械行业的发展，产生了越来越多的适合于丘陵山区的中小型农业机械。《全国农机化发展第十二个五年规划》提出，“要重点提升大马力、高性能、复式作业及适合丘陵山区作业的机械保有量，……因地制宜加快推进经济作物、畜牧水产养殖业、林果业、农产品初加工业和农业废弃物综合利用机械化水平，……推动丘陵山区农业机械化实现跨越发展”。

由于认识的问题，很多从事土地工程规划设计的人员不能科学地认识农业机械化，认为只有平原地区才能实现机械化，丘陵地区不能实行大型的农业机械作业而不能实行机械化。丘陵山区田块规模无法与平原地区相比，耕地的集中連片性也无法与平原地区相当，无法采用大型的农业机械进行耕种，但只要机耕道路通达、田块平整，完全可以且已经实践着农业机械化。之前的土地工程规划设计在考虑农业机械化时，更多地从平原地区来着手；现在随着农业机械行业的发展，在丘陵山区进行土地工程设计时，也应更好地考虑从工程角度推进农业机械化。我国是一个以低山丘陵为主要地形的国家，有相当部分的耕地分布在低山丘陵区，丘陵山区农业机械化不能实现，则农业机械化整体无法实现。

现有的丘陵山区土地整治技术至少在以下方面与农业机械的推广应用不相适应。

1.1 水平梯田田面宽度与农业机械的适应性

目前在水平梯田田面宽度的确定方面，基本依据其与坡度角以及田坎高度的函数关系，较少考虑到农业机械耕作的需求。田面宽度偏窄，将不适合于农业机械操作；田面宽度过宽，不仅会增大土方量和用工量，增加建设成本，还会增加农业机械空转的比重，降低机械工作效率。如何确定水平梯田的田面宽度，使其与坡度、田坎高度保持在合适匹配关系的同时，又能适宜区域主要的农业机械耕作，值得土地工程规划设计的人员思考。

1.2 田间道路的平纵线型设计

为保证农业机械行车安全，田间道路平纵线型应有很好的控制。《土地开发整理项目规划设计规范》（TD/T 1012-2000）对于田间道路的线型控制规定为“主要道路的纵坡不宜过大，丘陵山区应小于8%，个别大纵坡地段以不超过11%为宜”。这一规定过于粗略，首先对于田间道路的平面线型没有规定：在土地整治项目中，受地形地貌限制，田间道的布置不可能都是横平竖直，需要根据周边的地形地物来调整走向，必须考虑到农业机械在安全行驶速度下的转弯半径；另外，田间道都是单行车道，兼之建设标准低，维护能力有限，线型设计应充分考虑农业机械的爬坡能力和抗倾翻性能。

1.3 机械下田与田间转移设施

为保护田坎和沟渠不受破坏，在农业机械从田间道路下田处需设置下田坡道。而从丘陵山区土地整治项目随机抽样调查发现，70%的项目并无该项设施，土地开发项目则更少。进一步调查发现，相关设计人员认为，丘陵山区不方便实行机械耕作，而无需考虑梯田的下田坡道。

2 当前土地整治技术可改进的方面

中部低山丘陵缓坡区耕地资源开发技术研究与示范（国土资源部公益性课题，课题编号201011016-06）课题组为了提升土地整治技术，更好地发挥土地整治技术在促进区域农业机械化方面的作用，针对以上不足，经过两年多的调查研究，并集成相关技术成果，较为系统提出了丘陵山区结合农业机械化的土地整治工程技术。现摘录部分内容如下。

2.1 水平梯田田面宽度的确定

水平梯田田面宽度的确定主要考虑三个因素：农机幅宽与转弯半径、作物种植行距和地形坡度。通过三个因素的匹配优化，可计算得出能够体现节约用地、适应农业结构调整和农业机械耕作的梯田参数。

2.1.1基于农机耕作参数计算田面宽度B1

农机作业掉头行驶所需要的最窄田面宽度为 ，式中：L为农机幅宽，R为农机转弯半径。假定项目区常用的农业机械有n种，第i种（i=1，2，3…n）农业机械对应的梯田宽度为bi，则梯田宽度B1必须大于或等于MAX[ ]。

2.1.2基于作物行距计算田面宽度B2

假定项目区常见的种植作物有m种，对应的种植行距分别为 。为了适应农业结构的调整，则水平梯田田面宽度应当能满足不同种植作物的要求，所以梯田田面宽度B2应该大于或等于 数组的最小公倍数LCM [ ]。

2.1.3基于地形坡度的田面宽度B3

根据水平梯田田面宽度、田坎高度以及坡度角的函数关系，可以计算得到基于地形坡度的田面宽度B3。

课题组通过统计分析中部地区10种主要农作物以及5种农业机械，综合考虑B1、B2、B3，得到丘陵山区水平梯田宽度和坎高（表1）。具体到某个项目，可以根据以上计算过程，采取当地主要的农作物和农业机械有关参数，进行更加准确的设计。

2.2 提水灌溉技术

丘陵山区的水源主要有水库、山塘、溪沟、坡面集蓄水、地下水。从实际利用情况来看，除坡面集蓄水外，其他水源位置较低，利用时均需要采用泵站提水。

在输水方式上，丘陵山区目前有两种，一种明渠输水，一种是管道输水。在灌水方式上，传统方式为结合排水沟修建灌排合一渠进行明渠灌溉。目前结合管道输水、地面移动软管灌溉的灌水方式也较多。

在灌溉工程布局上，丘陵山区有以下几种：

（1）水源+灌溉合一渠（水源为地势较高的山塘、水库等）；

（2）集雨池+灌溉合一渠（水源为坡面集蓄）；

（3）集雨池+管道+移动软管（水源为坡面集蓄）；

（4）泵站+蓄水池+灌溉合一渠（水源为水库、山塘、溪沟、地下水等）；

（5）泵站+蓄水池+管道+移动软管（水源为水库、山塘、溪沟、地下水等）；

（6）泵站+蓄水池+管道+喷微灌灌水器（水源为水库、山塘、溪沟、地下水等）。

在以上的灌溉方式中，（5）和（6）实际为管道灌溉和喷微灌，和一般的管道灌溉和喷微灌相比，增加了蓄水池，这是由于丘陵山区田块地形高差大，在位置高处修建蓄水池。存蓄泵站提水，可尽量实现自压灌溉，节省能源。丘陵山区水源保障率低，固定水源设施少，在情况允许的情况下，应大力发展节水灌溉。在输水方式上，应优选采用管道输水。在灌水方式上，应发展喷灌、微灌，或者是移动软管灌溉。在灌溉工程布局中，应优先采用（6）或（5）的形式。

2.3 田间道路

课题组根据现场调研情况，参考《农业机械田间行走道路技术规范》NY/T 2194-2012，结合相关规范中对田间道路的规定，总结分析得到田间道路的建设要求。

2.3.1田间道平面线形控制

当道路平面走向改变或竖向改变坡度时，应在两相邻直线段之间设置圆弧形曲线，即圆曲线。圆曲线半径应不小于30m，特殊困难地段不小于15m。当圆曲线半径小于15m时，应设置适当超高和加宽过渡段。

超高、加宽过渡段应设在紧接圆曲线起点或终点的直线上。受地形条件或其他特殊情况限制时，允许将超高、加宽过渡段的一部分插入曲线，但插入曲线内的长度不得超过超高、加宽过渡段长度的一半。

越岭路线应尽量利用地形自然展线，避免设置回头曲线。如需设置，其圆曲线最小半径应为15m，特殊地段应为10m，超高横坡度应不大于6%，最大纵坡为5.5%。两相邻回头曲线间的直线距离应不小于60m。

两圆曲线间以直线径向相连接时，同向曲线间最小直线长度（以m计）以不小于设计速度（以km/h计）数值的4倍为宜；反向曲线间的最小直线长度以不小于设计速度数值的1倍为宜。

田间道之间或与其他公路交叉连接的地方，一般采用平面交叉，交叉位置应选择在纵坡平缓、视距良好地段。平面交叉时应尽量正交；当必须斜交时，调整交叉角不宜小于45°。平面交叉转弯路面内缘的最小圆曲线半径不小于15m。

2.3.2田间道纵向线性控制

一般情况下，最大纵坡为9%，最大合成纵坡为11%。

2.3.3错车道

依据道路通视条件设置错车道。错车道宜布置在视距良好、纵坡平缓以及地基稳定的地段，结合道路交叉口的情况，布置的间距200m～500m为宜。田间道尽头应设置末端掉头点。错车点和掉头点路面长度不应小于10m、宽度不应小于6m。

2.4 下田坡道技术

根据材质和构筑形式，下田坡道可分为斜坡构筑型和混凝土面板型，斜坡构筑型根据是否跨溝渠还可分为跨沟渠型和不跨沟渠型，混凝土面板型一般适合于跨越沟渠的下田坡道。下田坡道坎高宜控制在1.5m以内，宽度2.5～3.5m为宜，坡比结合具体情况确定，一般应小于18%。

考虑到农业机械进出的方便，下田坡道宜设置在田角，尽量与田间道垂直设置，应避免与边沟或渠交叉，交叉时需埋设涵管。

*本文系国土资源部公益性行业科研专项项目——中部低山丘陵缓坡区耕地资源开发技术研究与示范（201011016-06）的部分成果。