土地整治工程技术及发展趋势

张海欧， 韩霁昌， 王欢元， 童 伟， 赵 宣

(1. 陕西省土地工程建设集团，陕西省土地整治工程技术研究中心，国土资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室，陕西西安 710075；2.西安理工大学水利水电学院，陕西西安 710048)



土地整治工程技术及发展趋势

张海欧1,2， 韩霁昌1， 王欢元1， 童 伟1,2， 赵 宣1

(1. 陕西省土地工程建设集团，陕西省土地整治工程技术研究中心，国土资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室，陕西西安 710075；2.西安理工大学水利水电学院，陕西西安 710048)

土地整治工程技术为提高土地利用率和产出率提供和创造有利条件，工程技术手段是土地整治取得一定成效的基础。该研究总结了近年来国内外土地整治工程技术研究取得的重要进展，结合土地整治工作实践给出了4种不同类型土地整治工程技术，并对我国未来开展土地整治工程技术研究的发展趋势进行了展望。

土地整治工程技术；研究进展；不同类型土地；发展趋势

土地整治工程技术是解决土地与人类之间的供求矛盾，运用工程技术手段协调人地关系，研究工程措施，如将荒山、荒地、荒滩等未利用地进行综合开发，成为能够被人类利用的土地；将以利用的土地通过土地工程技术提高土地资源价值和土地资源利用。根据我国土地整治的特点，目前基础理论研究主要着重于指导土地整治的发展方向上[1]，对于技术性指导的基础理论研究仍然相当缺乏。针对实践中出现的问题，建立和完善土地整治工程技术支持体系，加强基础理论的研究，是我国土地整治事业发展的迫切要求。因此，今后在对土地整治基础理论研究中，应加强对土地整治工程技术方面的研究。

1 国内外土地整治工程技术研究进展

发达国家的土地整治技术比较成熟，土地整治中所涉及到的技术主要包括生态工程技术、环境影响评估技术、信息技术、规划技术、乡村景观保护与重建技术等[2]。德国的土地工程始于13世纪，在土地整治技术方面一直处于世界领先地位，德国的巴伐利亚州现已普遍应用计算机数据处理技术，建立了土地整治信息系统(LE-GIS)，将土地整治的各种数据、图件和权属状况等资料储存于该系统中。俄罗斯的土地工程技术可追溯到15世纪，1996年12月，在莫斯科通过成立“俄罗斯及独联体国家土地关系与土地整理问题国际研究会”，提出了统一进行研究和判定土地利用与土地整理的理论与标准，研究景观的、生态的土地整理设计理论和技术方法。澳大利亚的土地工程技术研究重点是因矿产资源开发引起的土地复垦问题，在土地复垦整治的计算机模拟方面取得了大量处于世界先进水平的科研成果，重视土地生态系统重建研究[3]。Caya 等将模糊专家系统模型(Fuzzy Expert System)应用于土地整治后的土地重新安排中，使土地权属分配得到更多农户满意[4]。使整治前后的所有地块总价值相等，是成功的土地整治工程，因而必须要对地块的价值进行评估，GIS技术在价值评估中有着很大的优越性[5]。国外土地整治的上述技术已经比较科学、系统、规范，适应了土地整治实践的要求。

我国土地整治起步较晚，有关土地整治技术的研究甚少，土地整治实践中非常缺乏技术支撑。我国急需从土地整治技术的工程化、标准化、信息化和系统化等方面构建土地综合整治技术支撑体系[6]，我国土地整治技术的核心是景观设计与生态化整治技术[7]。胡静等为实现运用信息化手段对土地整治项目建设情况进行动态监测和预警，对提高项目管理效率提供了技术支撑，对土地整治工程项目建设监测管理系统进行了研究与设计，从建设一体化监管信息平台出发，构建了“中央—省级—县(区)级”三级动态监测管理系统[8]；王金满等应用数字高程模型(DEM)原理，借助GIS软件的统计功能，研究了山地丘陵区坡式梯田土地整治工程量测算方法和流程，并为测算土地整治量提供了方法借鉴[9]；叶艳妹等设计了农地整治中急需解决的路沟渠生态化技术和灌排沟渠生态化设计技术[10]。

2008年“十一五”国家科技支撑计划立项了首个土地工程研究项目“土地整理关键技术集成与应用”，对“土地整理规划、设计技术、土地整理工程施工关键技术、土地整理质量与生态监测关键技术、土地整理实施信息化管理技术、东部基本农田优质精细型土地整理技术、中部粮食主产区增量经济型土地整理技术以及西部生态脆弱区保质生态型土地整理技术”等进行了研究，这也充分说明土地工程技术研究适应了时代发展的需要和趋势。

2 不同类型土地整治工程技术

目前，土地综合整治包括[11]：①对未利用地的开发利用，如根据需求和现状将未利用地改良为农地或建设用地；②对已利用地的综合整治，提高土地利用效率和土地产值，如对农地的改良、配套，进行集约化利用，建设高标准农田；③对现状土地进行土地市场一级开发支持经济建设，对污染、灾毁及破损土地的整治利用等。笔者基于长期的实践经验，结合实际提出了以下不同类型土地整治工程技术。

2.1 非农用地转化为农用地工程非农用地是指农业用地和暂时难于利用的土地(如戈壁、沙漠、高寒山地、裸岩、裸土等)以外的土地，通常包括农村聚落，大、中、小城镇，工矿区，交通运输、名胜古迹、旅游、疗养区，自然保护区等占用的土地。我国非农业用地约占国土中面积的22.9%[11]。

农业用地又称农用地，指直接或间接为农业生产所利用的土地，包括耕地、园地、林地、牧草地、养捕水面、农田水利设施用地(如水库、闸坝、堤埝、排灌沟渠等)，以及田间道路和其他一切农业生产性建筑物占用的土地等。非农用地转变为农用地具有提高土地利用率和产出率的功能，有利于推进节约集约利用土地，促进土地资源的可持续利用。在土地利用总体规划和土地工程专项规划的指导下，根据土地的适宜性和经济发展的需要，对田、水、路、林、村采取必要的措施进行整治，对土地资源重新配置，可以实现资源的积极整合、有效利用以及资源集中集约化发展，有效地改善土地生态环境，实现土地资源的可持续利用。

非农用地转化为农用地的工程措施主要是土地工程[11]。土地工程是对低效利用、不合理利用、未利用以及生产建设活动和自然灾害损毁的土地进行整治，提高土地利用效率的活动。在工程中应遵循因地制宜、系统性、整体性和经济、生态与社会效益相结合的原则，主要内容包括成土、土地平整、土壤改良、灌溉及水利配套、电力、林业、道路等内容。在土地开发工程中应兼顾国家惠农政策，结合当地生产生活条件，因地制宜建设新农村，发展现代农业，如设施农业、观光农业和生态农业等。

2.2 建设用地整备工程建设用地，是指付出一定投资(土地开发建设费用)、通过工程手段为城镇村及工矿等各项建设提供的土地。它是利用土地的承载能力或建筑空间，不以取得生物产品为主要目的的用地。据土地所用权特点，建设用地整备工程，是指由政府或其授权委托企业，对一定范围内的现状土地(包括农用地、建设用地及未利用地)进行统一的征地、清表、整治、平整并进行适度市政配套设施建设，使之达到“三通一平”(通路、通水、通电和土地平整)、“五通一平”(通水、通电、通路、通讯、通气和土地平整)或“七通一平”(给水、排水、通电、通路、通讯、热力、燃气和土地平整)，从而符合建设用地标准的过程。

建设用地整备工程中的整治工程，主要指通过一定工程、生物或技术手段，使海域、沼泽或土质难以为建设用地所利用的土地达到建设用地的标准。例如，荷兰、日本、中国香港等地的填海造地工程，将原有的海域、湖区或河岸转变为陆地作为建设用地，需要围堰、基槽清淤、基坑填沙、填砂等工程；沼泽地区的地基承载力较低，当作为建设用地开发时，要注意采取降低地下水位、排除积水等措施，以提高地基承载力和改善环境卫生状况[12]。

2.3 污损土地改良改造工程污损土地是指由人类活动或自然因素造成的土地污染和损毁，使土地完全或部分失去原来的使用价值和建设功能，包括污染土地和损毁土地。对污损土地进行改良改造区别于其他废弃地的改良改造，需要根据“因地制宜”原则，采取不同的技术措施去除污染物、恢复损毁土地，并通过污损土地利用评价，使其达到农用地或建设用地的使用标准。

2.3.1污染土地改良改造技术。污染土地是指人类活动或自然因素产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，引起土壤环境质量恶化，对空气、生物、水体或人体健康产生危害，使其社会属性和自然属性受到影响的土地。污染土地改良改造技术是利用一定的技术措施，对污染土地进行改造使其恢复到未污染的水平。污染土地改良改造技术按地点可分为原位改良改造技术和异位改良改造技术。原位改良改造技术即对未挖掘的土壤进行改良改造；异位改良改造技术指对挖掘后的土壤进行处理的过程。

土地污染改良改造按操作原理主要分为物理改良改造技术、化学改良改造技术和生物改良改造技术[13-14]。

污染土地的物理改良改造是指通过物理过程的调节或控制，改变土壤的物理性状，使污染物得到有效控制，将污染物与土壤分离或转化为低毒或无毒物的改良改造过程。主要的物理改良改造技术有客土和换土技术、蒸汽浸提技术、玻璃化技术、固化/稳定化技术、电动力学技术、热处理等。

污染土地的化学改良改造技术是指在污染土壤中加入化学试剂，使其与土壤中的污染物发生化学反应，如氧化、还原、酸碱、中和、聚合、沉淀等反应，从而使污染物从土壤中分离、转化、降解成无毒或低毒性物质。典型的化学改良改造技术有化学淋洗技术、氧化/还原技术、溶剂浸提技术、施入改良剂或抑制剂等[15]。

污染土地的生物改良改造技术是20世纪80年代以来出现和发展起来的，主要是指依靠某些生物的活动和具有某些特性功能的微生物，使土壤或地下水中的污染物得以清除或降解，使其转化为无毒或低毒物质的过程。它主要是利用土壤特定的微生物、根系分泌物、菌根和超富集植物等降解、吸收或固定土壤中的污染物，从而实现污染土壤改良改造的目的。狭义的生物改良改造仅指微生物改良改造，广义的生物改良改造包括微生物改良改造和植物改良改造，有时也包括动物改良改造。

2.3.2损毁土地改良改造技术。损毁土地是指由于自然或人为因素导致土地表土丧失或整个土地毁坏而造成土地第一生产力的丧失。损毁土地改良改造工程是通过工程技术手段对损毁土地进行改良改造使其恢复成可利用的有效土地，包括生境建设和群落建设两大内容。生境建设是对地貌的重塑和土壤改良培肥，其核心在于“造地”，为生物群落建造一个良好的生境。群落建设则包括植被重建和引入土壤微生物及动物，其核心内容是植被[16-17]。对于凹型地貌的重塑，通常采用填充和客土的方式。对于凸型地貌重塑则采用土地平整、建梯田的方式。目前矿山开采造成的土地损毁较为严重，对于矿山损毁土地的地貌重塑一般采用“剥离—采矿—复垦”一体化工程技术，实现“边开采，边复垦”的良性循环。

2.4 低标准用地提升工程

2.4.1低标准农业用地提升为高标准农业用地工程。高标准农业用地可定义为：一定时期内通过农村土地整治形成的设施配套、高产稳产、旱涝保收、节水高效、生态良好、抗灾能力强、与现代农业生产和经营方式相适应的耕地，包括高标准基本农田和其他高标准农用地[11]。

低标准农业用地变为高标准农业用地工程是通过对山、水、田、林、路的综合治理，使项目区的农业基础设施得到全面的改善和提高，达到发展现代农业的基本要求，使其能达到或基本达到：水源覆盖实现方田化，灌溉实现节水化，秸秆实现还田化，耕作实现机械化，施肥实现配方化，种子实现良种化，田间道路实现沙石化，农田林网实现网格化，田间种植实现规范化，农产品实现无公害化。

2.4.2低标准建设用地提升为高标准建设用地工程。高标准建设用地可概括为：以可持续发展思想为指导，遵循现有土地利用规划及相关法律法规与政策，合理布局各业用地，调整优化用地结构，加强监管，通过科学技术增加对存量土地的各种投入，实现边际投入等于边际收入时土地使用价值最大化的利用状态，提高土地使用效率，满足经济社会发展对土地的需求，促使土地经济效益、社会效益和生态效益得到明显提高。高标准建设用地建设最终是为实现土地的节约、集约利用，而土地集约利用的前提是用地的合理布局和结构的优化完善[18-20]。

高标准城市建设要按照城市建设规划，合理调整城市各业占地布局，严格控制大面积囤地现象，提高城市土地利用效率。高标准农村建设可按照新农村建设标准，对原有农村建设用地进行合理规划布局，减少或消除农村大片闲置地，消除空心村，做好土地复垦工作。对旧工矿用地进行考证，对废弃区进行生态修复，拆并不合理采矿区，做好原矿用地生态修复工作。

3 未来土地整治工程技术的发展趋势

21世纪土地整治工程技术最为显著的特点是使规划、设计、新材料、新产品、新工艺、信息、监测及标准规范等不同领域进行有效交叉和融合，通过系统集成与自主创新，使土地整治工程技术得到全面提升。

未来的土地整治工程技术将以提高土地质量和改善生态环境为主要目标，实现从注重数量向数量、质量、生态管护并重的方向转变[21]。具体发展方向主要包括：土地整治技术将向的综合化和集成化发展；土地整治工程技术将全面和深入的应用信息化；利用计算机仿真和模拟土地整治生态变迁；土地整治多源异构数据整合与互操作技术等领域的技术开发和工程化研究；土地整治项目规划设计向生态化、智能化、节水节地型和可视化发展；质量型和生态型土地整治技术将实现针对性、高效性和最优化；土地整治的景观重塑和恢复工程技术；土地整治监测将从注重数量监测向数量、质量、生态和效益监测发展；土地整治的施工技术实现可持续发展和利用。

3.1 农田建设工程技术发展趋势传统的土地整治因缺少先进的工程技术支撑，导致农田路沟渠使用寿命短，土地平整质量难以满足现代化农业发展的需要，部分耕地生态环境质量退化。再加上因不同地区、不同土地类型和不同利用方式对于诸如沟渠、道路设计强度、建设材料、成分配比、施工工艺、使用周期等要求均有明显差异，对一些关键景观断裂点的修复也缺少精细化的工程技术支撑，这些均影响土地整治的可持续性和工程效益的发挥。

因此，研发新的适应农田建设的规划与设计技术，提出专门的精细化土地平整工程技术，应用激光技术进行土地精细平整作业，自主研发高标准基本农田建设新材料、新产品与施工工艺，增强高标准基本农田保育工程能力等领域将是未来农田建设工程技术的主要发展趋势。

3.2 矿区土地复垦工程技术发展趋势发达国家把复垦工程作为矿区开采的一部分，十分重视矿区生态恢复、景观重塑、生物多样性保护、可持续土地复垦、复垦工程与周边景观协调以及复垦土地的跟踪监测与评价。

因此，矿区复垦土壤的地表稳定与侵蚀控制技术、土壤结构破坏与污染的重构与修复技术、防治矿山生态灾害技术、植被重建与生态恢复技术及土地复垦与生态重建的集成技术等是未来矿区土地复垦工程技术的主要发展趋势。

3.3 污染土地修复工程技术发展趋势发达国家污染土地修复工程主要采用实验室研究—中试或现场试验研究—大规模工程应用的基本模式，修复基质由单一的土壤修复过渡为土壤和地下水综合治理，修复技术涵盖了物理、化学及其生物修复类型。

因此，研发绿色可持续单一修复工程技术、多种修复方法耦合联用技术、研制专用修复设备和药剂产品是污染土地修复未来发展的趋势。

3.4 土地整治工程技术标准发展趋势从发达国家实施土地整治的成功经验来看，土地整治工程技术标准，主要通过不同地区、不同类型、不同工程的试验、示范、对比等制定，标准针对性、可操作性强。在国外，土地整治的标准更关注过程标准及生态环境等指标；矿山土地复垦标准针对不同生物气候带、不同类型矿山开采工艺、不同复垦目标、不同损毁类型，制定详细的复垦参数；污染土地修复标准主要根据不同土地利用类型，从人体健康风险及地下水安全风险等方面编制不同的修复筛选值。

未来我国应根据各地的实际情况，因地制宜地制定土地整理的各项技术标准，建立健全土地整治技术标准体系，包括土地整理的效益评价体系、各类工程技术标准等，进一步加强土地整治规划编制、实施与监督管理信息化建设研究，探索建立土地整治数据库和土地整治管理一体化信息系统。

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Land Consolidation Engineering Technology and Development Tendency

ZHANG Hai-ou1,2, HAN Ji-chang1, WANG Huan-yuan1et al

(1. Shaanxi Land Construction Group, Shaanxi Province Land Reclamation Engineering Technology Research Center, Key Laboratory of Degraded and Unused Land Consolidation Engineering, the Ministry of Land and Resources of China, Xi'an, Shaanxi 710075; 2. Institute of Water Resources and Hydro-Electric Engineering, Xi’an University of Technology, Xi'an, Shaanxi 710048)

Land consolidation engineering technology provides and creates favorable conditions for improving land utilization and productivity, engineering technique is the foundation for land consolidation achieving certain results. The research progress of land consolidation engineering technology at home and abroad in recent years were summarized, combined with land consolidation practice, four different types of land consolidation engineering technique were put forward, and the development tendency in China was forecasted.

Land consolidation engineering technology; Research progress; Different types land; Tendency

国土资源部公益性行业科研专项项目“毛乌素沙地土地综合整治技术研究及示范应用”(201411008)。

张海欧(1985- )，女，陕西西安人，助理工程师，硕士，从事土地整理复垦和土地工程研究。

2015-03-09

S-1

A

0517-6611(2015)11-298-03