关于佳县方塌项目区坡耕地水土流失综合治理中的梯田设计

陈建国，封 春

（佳县水土保持工作队，陕西 佳县 719200）

陕西省榆林佳县山丘连绵，属黄土丘陵沟壑区，县内经济以农业种植为主，由于地理基础差，坡耕地水土流失严重，作物产量低而不稳。近年来，在中、省、市的大力支持下，佳县始终把以梯田建设为中心的基本农田建设作为防治水土流失、改善生产条件、促进农业增效和农民增收的战略抉择。

1 项目区概况

1.1 项目区现状

方塌项目区位于佳县西北方塌镇，距县城区约40 km。项目区总面积85.09 km2，水土流失面积84.09 km2（见表1），耕地面积41066 亩，涉及方塌1 个乡镇，含杨塌村、任家沟村、沙坡坬村、余山村等18 个行政村，海拔介于1020.0 m～1352.0 m 之间，相对高差332.0 m。

坡耕地总面积11993.00 亩，占耕地总面积的29.21%，5°～10°有3265.01 亩，占耕地面积的27.22%，10°～15°有5432.95 亩，占耕地面积的45.30%，15°～25°有2829.78 亩，占坡耕地面积的23.60%。现状坡耕地较多，抵御自然灾害能力差，基本上没有保土拦蓄功能。根据土地利用现状调查和统计，目前急需进行治理，且能够落实治理的坡耕地面积8370 亩。

2 坡耕地梯田布置

2.1 梯田布置方式

针对项目区坡耕地坡向大体一致，坡度主要分布在5°～15°的情况，结合坡耕地分布特点和实际地形，以村庄为中心，以道路为骨架，由近及远，向周边辐射，集中布设梯田，同时田块与村庄、田块与田块之间根据生产需要布设生产道路和排水沟，在重点村，示范点的新修梯田地埂修排水沟，减少降水对地埂的直接冲刷；在村庄周围、新修梯田地头、生产道路等有集水条件的地方布设集雨水窖。示范点选择在坡耕地较为集中、交通比较便利的沙坡坬和余山。

表1 方塌镇水土流失现状表

沙坡坬示范点：沙坡坬示范点位于方塌镇南部偏东，涉及沙坡坬村、崖窑坬村、乔则焉村和兴庄村。布设土坎梯田1041.45 亩，在5°～10°的坡耕地上布设土坎梯田702.90 亩，在10°～15°的坡耕地上布设土坎梯田338.55 亩。

余山示范点：余山示范点位于方塌镇东南部，涉及余山村、尚寨村。布设土坎梯田1048.35 亩，其中在5°～10°的坡耕地上布设土坎梯田885.75 亩，在10°～15°的坡耕地上，布设土坎梯田162.60 亩。

2.2 梯田设计

2.2.1 设计原则

梯田布设应近村、近路，相对集中连片，坡面比较完整，沟蚀程度低，地面坡度小于15°；依据山形地势，大湾就势，小湾取直，沿等高线布设，田面尽量宽大，便于机修和机耕；以道路为骨架划分耕作区，路旁修筑排水沟，道路相互连通；对地形有波状起伏的地块，耕作区应顺地势，区内梯田埂线亦随之略有弧度，不要求一律成直线。

2.2.2 设计标准

水平梯田的设计防洪标准为10 年一遇6 h 最大暴雨，设计减少径流90%、减少泥沙95%以上；根据《榆林地区水文手册》查得实施区10 年一遇6 h 最大暴雨量为87.4 mm。

2.2.3 典型图斑选择

在项目区选择具有代表性的380 号和456 号图斑作为典型地块进行梯田设计，两块小斑均位于村庄及道路周边，交通方便，地块完整，地形起伏状况、地面坡度均具有典型代表性。

380 号小斑属于沙坡坬示范点，面积31.35 亩，地面坡度在10°～15°之间，共划分10 个田块；456 号小斑属于余山示范点，面积80.60 亩，地面坡度在5°～10°之间，共划分11 个田块。

图1 380 号380 号小斑平面布置图

图2 456 号小斑平面布置图

2.3 田面设计

2.3.1 断面设计

梯田设计为土坎梯田，断面见图3。

图3 坡改梯标准断面图

图中：Α 为原地面坡度，（°）；Β 为梯田田坎坡度，（°）；H为梯田田坎高度，m；BL为原坡面斜宽，m；Bm为梯田田面毛宽，m；B 为梯田田面净宽，m；Bn为梯田田坎占地宽，m；b 为田埂顶宽，m；b′为田埂底宽，m；H 为田埂高度，m。

（1）田面宽度

田面纵坡比不大于1/200，田面不均匀高差应小于0.3 m，田面宽度一般15 m 以上，应根据地面坡度、土层厚度等因素，按照坡度缓田面宽，坡度陡田面窄的原则确定；田块长度应随地形而定，为防止田块长度过长，径流集中冲刷，沿纵向每隔30 m～50 m 应修横向软埝，埝顶应低于地埂；

根据工程量大小、埂坎占地等因素，确定在5°～10°坡面上修筑田面平均宽为26 m 左右，10°～15°坡面上修筑田面平均宽为16 m 左右。

（2）田坎坡度及高度确定

根据规范，梯田田坎为单式，田坎坡度取65°，田坎高度计算公式：

经计算：380 号图斑10 块梯田，田坎高在2.8 m～4.4 m 之间；456 号图斑11 块梯田，田坎高在1.5 m～4.0 m 之间。

（3）地埂断面设计

德育是一种唤醒教育，德育的过程就是生命唤醒的过程。这一过程可以强化个体的生命意识，挖掘个体的生命潜能，促进个人与社会的和谐发展。无论英语教师还是其他教师，都有必要在教育教学过程中渗透德育方面的知识。教师在教学中除进行语言讲授外，还要注意对学生进行德育渗透。不仅要善于挖掘教材中的德育因素，把教学内容和德育教育有机地结合起来，还要善于设计学生易于和乐于接受的方式，对学生进行启发和诱导。在德育过程中以教师人格塑造学生人格，因为教师高尚的人格对于培养学生的人格，激发学生的学习动机，促进学生的成才具有重要作用。

采取标准设计，地埂为梯形断面，高度确定0.5 m，顶宽为0.5 m，内坡1∶1，外坡与梯田田坎坡度相同。

2.3.2 工程量计算

（1）计算方法

根据典型图斑1∶1000 地形图测量，将每个图斑划分若干田块，每个田块按10 m×10 m 的方格网，采用CASS 软件“方格网”法计算挖填土方量和确定开挖等高线。

田坎侧坡的选定，田坎侧坡以稳定、少占地为原则。田坎越高，田坎外侧坡越缓，项目区为沙质基础，外坡比采用砂基稳定坡比1∶1.5。田坎坡面上覆粘土厚度不得小于0.3 m。

水平田块土方量计算：

V1=（B/2×H/2×K）/2=1/8×BHK＝1/8[BS/(ctgα-ctgβ)]式中：S 为田块总面积，K 为田块长度，K=S/B。

土质田坎土方量计算：蓄水埂田块由田面、蓄水埂组成，在进行田面平整后，还需人工夯实、修筑蓄水埂。

①田坎断面面积：

②田坎土方量：

③蓄水埂断面面积：

④蓄水埂土方量：

式中：K 为田坎长度。

土地平整总土方量为：

经计算：380 号小斑10 个地块，挖方量为9729 m3，填方9729 m3，亩均土方量为310.34 m3，10 个地块地埂总长度13 91 m，亩均 44.37 m；456 号小斑 11 个地块，挖方量为27097 m3，填方27097 m3，亩均土方量为332.09 m3；11 个地块地埂总长度2896 m，亩均35.49 m。

（2）典型图斑设计成果

依据对项目区具有代表性的典型坡改梯的板块进行设计，结果见表2。

表2 380 号图斑典型设计成果表

表3 456 号图斑典型设计成果表

2.4 配套措施设计

2.4.1 排水沟设计

道路内侧修筑成砌砖排水沟，采用梯形断面，上口宽0.5 m，底宽0.3 m，深0.4 m，排水沟根据地形情况可布设双侧排水沟或单侧排水沟，在排水沟纵比降大于5%的路段，每降20 m修减速隔挡和消力设施。排水导流至天然沟道内，共修筑排水沟4.75 km。

2.4.2 水窖设计

修建在村庄、路边及田间地头等径流汇聚的地方，收集雨水，蓄水主要用于田间作物喷洒农药需水等水源；设计依据《水土保持综合治理技术规范小型蓄排引水工程》（GB/T 16453.4-2008），设计标准为采用10 年一遇6 h 最大暴雨。

水窖容积按照《雨水集蓄利用工程技术规范》（SL267-2001）蓄水工程容积计算：

式中：V 为蓄水容积，m3；W 为年供水量，40 m3；a 为蓄水工程蒸渗漏损失系数，取0.05；K 为容积系数取0.95。

经计算，水窖容积为40 m3。

水窖采用地埋式全封闭砖砌形式，设计容积为40 m3，尺寸为长8 m，宽2.5 m，深2.5 m（其中水深2.0 m），M7.5 浆砌砖结构，侧墙、底板厚厚为37 cm，窖体基础用3∶7 灰土夯垫，厚度为30 cm，池内壁采用1∶2 防水砂浆抹面，顶部覆盖楼板。水池一侧设检修孔，孔口直径0.7 m，深1.5 m。池顶覆土0.3 m。

3 结论及建议

3.1 结论

方塌项目区坡耕地改造为梯田后，能够加厚活土层，提高拦蓄能力，可使原有坡耕地的水土流失得到基本控制，减轻项目区及下游地区的自然灾害，每年可增加蓄水能力23.52 万m3，可减少3.81 万t 的泥沙下泄。因此，在方塌项目区开展大规模坡耕地水土流失综合治理是治理水土流失，减少泥沙，减轻洪涝灾害，改善生态环境的关键措施。

3.2 建议

此次选择的典型图斑380 号、456 号分别代表项目区内不同坡度坡耕地，采取的主要措施就是坡耕地改水平梯田，配套灌溉措施采用排水沟结合集雨池的方式，通过典型图斑的设计，给其他斑块的具体实施提供依据。项目区规划土坎梯田151 个图斑8370 亩，每个图斑所处的地理位置、耕作方式或多或少有差异，因此此次选择的典型图斑设计只能作为项目区的图斑的共性参考，在进行整体的梯田设计时可适当参考，具体要根据图斑的具体情况进行治理，参考其共性剔除特殊部分。