不同地貌土地整治项目道路沟渠工程特点研究

于 浩, 彭小伟

(湖北省国土测绘院,湖北 武汉 430010)

1 土地整治的基本现状

土地整治是人类在土地利用中不断建设和重新配置土地资源的过程,是社会经济发展过程中人地矛盾不断激化的产物[1]。长期以来,中国土地整理项目在改善农民生活生产条件、调整农村土地利用现状、服务农业现代化发展方面发挥了重要的作用。2017年1月国土资源部、国家发展改革委正式发布实施《全国土地整治规划(2016—2020年)》。该规划明确了中国“十三五”期间土地整治的目标任务。在党的十九大开幕会上,习近平总书记指出:实施乡村振兴战略,要坚持农业农村优先发展,按照产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕的总要求,加快推进农业农村现代化。这对土地整治工作提出了新的目标和方向。

因地貌类型的不同,土地整治工作在不同项目中的侧重点各不相同。从工程的整体规划思路,到单项工程内容的设计,都表现出了地域分异的特点。湖北省自2011年3月1日开始实施《土地整治项目规划设计规范(DB42T 681—2011)》。该规范实施7年多以来为湖北省土地整治工作提供了充分的理论支撑和技术参考,为土地整治工作做出了巨大贡献。但该规范在研究不同地貌类型的土地整治工作内容并不充分,部分条款内容与实际有所区别。与此同时,随着经济社会的不断发展,土地整治工作的内容和侧重点也在不断变化。

对于不同地貌类型土地整治规划设计的研究较多。田蜜(2011)[2]研究了地形地貌对土地整理研究区现状的影响、工程布局的影响和效益的影响,但对不同地形地貌类型项目未按照平原、丘陵、山地三种地貌进行分类,侧重研究了深丘区、浅丘区和低山区的规划设计。康璇(2012)[3]以河北省保定市的1个平原区项目和1个低山丘陵区项目的规划设计为案例,研究了河北省平原地区和丘陵地区土地整治项目四大工程的具体规划内容,但是其研究仅针对平原和丘陵两种地貌类型项目进行了分析,但侧重于具体规划内容,且数据量较少。陈程程(2017)[4]讨论了不同地形地貌对土地整治的影响,没有对不同地形地貌土地整治规划设计的重点特点进行分析。刘钰琼(2012)[5]、唐华丽(2009)[6]、查登高(2014)[7]等对山地地区或丘陵地区土地整治项目进行了有针对性的研究分析,提出了一些有较强指导性规划设计思路和方案比选,但更加侧重于解决某一地区或某一类型项目的问题,对其他地貌类型项目提及较少。

2 研究内容、目的与技术路线

2.1 研究内容与研究目的

通过定量分析道路面积变化率、路网密度变化率、水泥路长度变化率和道路工程费占比等4个田间道路工程指标和实施前后沟渠面积变化率、沟渠密度变化率、单位面积新建和改建输排水工程量和灌溉排水工程费占比4个灌溉排水工程指标,得出不同地貌类型土地整治项目的特点和重点。

按照平原、丘陵和山地三种地貌类型分类,通过对典型土地整治项目沟渠、道路等部分工程内容进行对比分析,阐明地貌类型与土地整治工程的关联性,探讨土地整治项目规划设计规范的适用性,为土地整治规划设计提供依据和参考借鉴。

2.1 技术路线

本文结合湖北省土地整治项目的实际情况,按照平原、丘陵、山地三种不同地貌类型,选取有代表性的典型项目资料作为数据样本,将数据进行收集、处理、汇总、统计、分析,以道路工程和灌排工程的部分工程内容规划设计指标,通过研究得出湖北省平原、丘陵、山地三种地貌类型的土地整治项目工程特点。本文的技术路线如图1所示。

图1 技术路线图Fig.1 The technology roadmap

3 数据收集与处理

根据研究的需要,选取了30个具有代表性的土地整治典型项目进行分析研究,相关数据资料均来源于项目规划设计和施工实际。数据主要来源于笔者所在单位近年来承接的土地整治项目,以及项目所在地国土部门提供的资料。项目实际施工资料和情况,主要通过规划设计人员在项目现场踏勘获得。

按照湖北省《土地整治项目规划设计规范(DB42T 681—2011)》的分类,项目区地貌类型分为平原和丘陵。选取的30个项目按此规范进行分类,有9个平原项目,21个丘陵项目。但是根据湖北省地形地貌的实际情况,恩施州、十堰市、宜昌市和襄阳市的部分地区具有明显的高原山区地貌特性,将这些地区的项目简单归为丘陵项目显然与实际不符。所以结合项目地形地貌的实际情况进行分类,选取的30个项目中,平原项目有9个,丘陵项目有10个,山地项目11个。

选取30个典型项目的名称、建设规模、片区数等信息详见表1。

表1 典型项目基本信息Table 1 The basic information of typical projects

4 研究分析

4.1 道路工程

对于不同地貌类型的项目道路工程,为了定量具体分析的需要,研究需要引入4项指标,分别是道路面积变化率、路网密度变化率、水泥路长度变化率和道路工程费占比。4项指标的计算方法如下:

实施前后道路面积变化率(%)=(实施后道路面积-实施前道路面积)÷实施前道路面积×100%

道路密度变化率(%)=实施后道路面积÷项目区总面积-实施前道路面积÷项目区总面积*100%

水泥路长度变化率(%)=(实施后水泥路长度-实施前水泥路长度)÷实施前水泥路长度×100%

道路工程费占比(%)=道路工程费÷项目总投资*100%

计算结果详见表2。

表2 道路指标分析表(%)Table 2 The analysis table of road engineering index

注:项目6因无道路工程,道路分析未将其列入范围;ISⅡ为实施前后道路面积变化率;IPⅡ为路网密度变化率;ILⅢ为水泥路长度变化率;ICⅡ为道路工程费占比。

4.1.1 道路面积变化率

平原项目中,有3个项目道路面积变化率为负值,1个项目为0。道路面积变化率≤0的项目占去了44.4%。平原项目中道路面积变化率最大的超过了50%。丘陵项目中,有1个项目道路面积变化率为负值,为-25.36%,道路面积变化率最大的为64.85%。山地项目中,除了1个项目道路面积变化率为0以外,其他所有项目均为正值。其中,道路面积变化率最大的为76.23%,多数项目均在12%以内(图2)。

图2 不同地貌项目道路面积变化率统计图Fig.2 The rate of change about road area in different landforms

4.1.2 路网密度变化率

平原项目中有5个项目路网密度变化率为正值,3个项目为负值,1个项目为0。路网密度变化率最低的仅为-0.53%(道路密度减少)。丘陵项目中只有1个项目路网密度变化率为负值,路网密度变化率为-0.27%;其他9个项目均为正值,其中3个项目更是超过了0.30%。所有山地项目的路网密度变化率均为正值,且有2个项目路网密度变化率更是达到了0.91%和0.81%(图3)。

图3 不同地貌项目路网密度变化率统计图Fig.3 The rate of change about density of road network in different landforms

4.1.3 水泥路长度变化率

对于29个项目水泥路长度变化进行分析,如图4所示。

平原项目水泥路长度变化率大都分布在20%～60%,有2个项目超过了80%,变化率最小的为23.14%。丘陵项目这一指标分布在15%～105%之间,最大值与最小值相差较大。10个项目中有1个项目水泥路长度变化率为0,1个项目超过了100%,此外的8个项目中,有3个项目的变化率超过了50%,其他项目分布在15%～40%之间。山地项目中有4个项目变化率为0,1个项目变化率为108.44%,5个项目变化率分布在20%～50%之间。

图4 不同地貌项目水泥路长度变化率统计图Fig.4 The length change rate of cement road in different landforms

为了便于分析,我们求取不同地貌类型项目的水泥路长度变化率均值如表3所示。

表3 水泥路长度变化率均值表Table 3 The mean of length change rate of cement road

对比发现,平原项目和丘陵项目水泥路长度变化率与山地比较相差较大,按大小排列分列第一和第二,山地项目水泥路工程相对较少,水泥路长度变化率最低。

4.1.4 道路工程费占比

道路施工费占比能够反映出道路工程在整个土地整治项目中的重要程度。所有项目中,道路工程施工费占比如图5所示。

按照不同地貌类型项目求取道路工程费占比均值,对比发现,平原项目道路工程施工费占比均值最少(23.21%),丘陵项目道路工程费占比均值为26.85%,山地项目道路工程费占比均值最大,为29.25%(表4)。

4.1.5 道路工程综合分析

通过对不同地貌类型土地整治项目道路工程4个指标的分析情况,可以总结出不同地貌类型项目道路工程的特点见表5。

图5 道路工程施工费占比统计图Fig.5 Statistical chart of the road construction cost proportion

表4 道路工程施工费占比均值表Table 4 The mean of road construction cost proportion

地貌类型道路工程费占比均值/%备注平原23.21丘陵26.85山地29.25不含1个占比为0的项目

4.2 沟渠工程

沟渠工程一般分为两个部分,分别是输水工程和排水工程,但输排水工程在不同的项目中也并非是泾渭分明、各不相干。如在平原地区,田面相对高差较小的项目,还采用灌排合一方式修建沟渠。

对于不同地貌类型的项目沟渠,研究同样要引入4项指标如下:

表5 不同地貌类型项目田间道路工程特点Table 5 The characteristics of road engineering in different landforms

实施前后沟渠面积变化率(%)=(实施后沟渠面积-实施前沟渠面积)÷实施前沟渠面积×100%

沟渠密度变化率(%)=实施后沟渠面积÷项目区总面积-实施前沟渠面积÷项目区总面积×100%

单位面积新建和改建输排水工程量(m/hm2)=项目新建和改建输排水工程量÷项目建设规模

灌溉排水工程费占比(%)=灌溉排水工程费÷项目总投资×100%

根据上述计算方法,计算30个项目的4项指标统计见表6。

表6 项目沟渠分析指标统计表Table 6 The analysis table of ditch engineering index

注:项目6因无灌溉排水工程,沟渠分析未将其列入范围;ISⅡ为实际前后沟渠面积变化率;IPⅡ为沟渠密度变化率;IlⅡ为单位面积新建和改建输排水工程量;ICⅡ为灌溉排水工程费占比。

4.2.1 沟渠面积变化率

通过统计分析,可得出以下结果(见图6):9个平原项目中,有6个项目沟渠面积变化率为正值,3个项目为负值,分别为-42.40%、-30.10%和-22.21%。项目实施前后沟渠面积变化率最大的为19.68%。10个丘陵项目中,有7个项目沟渠面积变化率为正值,3个项目为负值。项目实施前后沟渠面积变化率最大的为28.31%。10个山地项目中,有7个项目沟渠变化率为正值,2个项目为0,1个项目为负值(-26.46%)。

图6 项目沟渠面积变化率统计图Fig.6 The rate of change about ditch area in different landforms

4.2.2 沟渠密度变化率

对沟渠密度变化率按不同地貌类型绘制统计图如图7所示。

图7 项目沟渠密度变化率统计图Fig.7 The rate of change about density of ditch in different landforms

平原项目中,有6个项目沟渠密度变化率为正值,且均在0.25%以下;3个项目沟渠密度变化率为负值。丘陵项目中,有7个项目沟渠密度变化率为正值,3个项目为负值,沟渠密度变化率最大的为0.29%。山地项目中,有7个项目沟渠密度变化率为正值,2个项目为0,1个项目为负值(-1.24%),沟渠密度变化率最大的为0.46%。

4.2.3 单位面积新建和改建输排水工程量

30个项目中有2个项目单位面积新建和改建输排水工程量>100 m/hm2,1个项目新建和改建输排水工程量为0(山地项目)。通过图8可以看出,山地项目单位面积新建和改建输排水工程量较平原项目、丘陵项目大多有较大的差异,为了更加直观、具体的判断三种地貌项目的不同特征,通过求算数平均数进行分析。

通过对三种地貌类型项目单位面积新建和改建输排水工程量均值进行比较(表7),不难发现,山地项目的指标值为23.36 m/hm2,不足平原项目的二分之一,而丘陵地区项目对应的单位面积新建和改建输排水工程量均值是三种地貌类型项目中最高的,达到了58.56 m/hm2。

图8 项目单位面积新建和改建输排水工程量统计图Fig.8 Statistical chart of the quantity of ditch engineering on unit area

表7 单位面积新建和改建输排水工程量均值表Table 7 The mean of ditch engineering on unit area

地貌类型单位面积新建和改建输排水工程量均值/(m·hm-2)备注平原49.79不含1个数值最大的项目丘陵58.56山地23.36不含1个工程量为0的项目

4.2.4 灌溉排水工程费占比

30个项目灌溉排水工程费占总投资比例情况如图9所示。绝大多数平原项目灌溉排水工程费占比较高,9个项目中有8个项目灌溉排水工程费超过总投资的30%,仅有1个项目为23.66%。平原项目中,灌溉排水工程费占比均值为41.36%。丘陵项目灌溉排水工程费占比也较高,10个项目中有7个项目超过40%。丘陵项目中,灌溉排水工程费占比均值为42.95%。山地项目灌溉排水工程费占比较低,大多数项目未超过25%。山地项目中,灌溉排水工程费占比均值为21.28%(表8)。

图9 项目灌溉排水工程费占比统计图Fig.9 Statistical chart of the ditch construction cost proportion

表8 灌溉排水工程费占比均值表Table 8 The mean of ditch construction cost proportion

4.2.5 沟渠工程综合分析

通过对不同地貌类型土地整治项目沟渠工程4个指标的分析情况,可以总结出不同地貌类型项目沟渠工程的特点见表9。

表9 不同地貌类型项目灌溉与排水工程特点Table 9 The characteristics of ditch engineering in different landforms

5 结论与讨论

5.1 不同地貌类型项目道路沟渠工程特点

本文对平原、丘陵和山地三种地貌类型的30个项目进行了分析,主要对土地整治工程中的道路、沟渠二类典型工程的若干指标进行对比研究,得出该二类典型工程与地貌类型的关联性如下:

(1) 道路工程是山地地区项目的重点工程内容,在丘陵地区项目中也占重要地位。

道路工程是土地整治工程中的重要工程内容之一,但并不是所有不同地貌类型项目的重点工程内容。平原地区交通的基础条件较好,新建道路并不多,大多数是原有道路的升级改造,如道路拓宽、硬化等等。丘陵地区和山地地区交通基础条件相对较差,土地整治工程的重要目标之一就是“路相连”,而丘陵和山地地区道路往往是通达度不高,道路标准也较低,难以保证农民生产生活使用。为了解决这个矛盾,土地整治项目施工必定会在道路工程上投入更多。此外,丘陵地区和山地地区新建改建道路的人工费、材料费、运输费等成本高。通过表4可以看出山地地区和丘陵地区在道路工程方面的投资明显高于平原地区。

(2) 沟渠工程内容在不同地貌类型项目中表现出较大差异。

平原地区项目中,灌溉与排水在农业生产中同等重要,既要保证灌溉用水,还要做好排涝工作。因此平原地区既要解决“灌”的问题,又要解决“排”的问题。丘陵地区和山地地区项目中,农业生产多通过天然降水满足农作物灌溉用水,除了少数沟谷位置外,大多数项目灌溉用水难以保证,都更加关注“灌”的问题,也就是新建改建渠道较多,排水沟较少。

5.2 对于规范标准的可借鉴意义

本文通过对30个土地整治典型项目的研究,利用单指标定量分析的方法,得出了不同地貌类型、不同项目类型的土地整治项目部分工程所遵循的一般性规律。不同地貌类型的土地整治项目侧重点各有不同,相同地貌类型项目有相似的特点。如山地地区田间道路是侧重点,丘陵地区灌排工程投资最高等等。针对这些特点,首先要引入可评价的参数指标,再根据不同地貌类型对这些参数进行明确。本文研究中所引入的道路工程4个参数和沟渠工程4个参数可作为规划设计的参考经验性指标。通过对经验性指标的约束,能够对规划设计的内容、工作重点等有更好的把握,对同地貌类型或相似项目才具有更大的参考价值。