土地整治垦造水田施工关键技术应用分析

赵东俊

(广东水电二局股份有限公司，广州 511340)

0 引 言

城镇化开发和工业化深入的过程中，广东地区经历过大量耕地资源被占用的时期。在如今的土地整治背景下，进一步强调耕地资源“底线”的问题，省内各地主动开展垦造水田的建设。基于对原有耕地的维护，增加水田的面积，切实加强地区粮食生产安全的保证力度。全省从2017 年开始，正式组织垦造水田工程，直至2020 年，成功达到200km2的设定目标。扭转了地区水田占补失衡的局面，同时还探索出新的发展路径。

1 垦造水田项目背景

1.1 项目区条件

冷坑镇垦造水田项目，共包含五个村庄，区域地形大多数是山地丘陵，整体高差并不大，呈现北高、南低的状态。项目区为亚热带气候，年均温度是21.1℃，全面降水量变化明显，地区分布不均，北部明显多于南部。在该项目区内共设置23 处勘察点，工作结果显示，从上到下可分成：耕土、砂壤土、轻壤土、中壤土、重壤土、轻黏土、砂壤土。

该项目区位于三坑水库的下游，周边诸多灌区水源均由此而来，经过检测，水质也适合农业生产。在地层勘查中，没有发现地下水，说明其埋深超过80cm。同时，地表以耕土为主，较为松散，分布植物腐叶与根部等物质[1]。总体来看，项目区内地层保水能力良好。

1.2 土地利用情况

根据怀集县2017 年的统计信息显示，项目区内共有116.7hm2以上的土地，以旱地与水浇地等为主。

1.3 耕地质量原状

项目区内，耕地以水浇地与旱地、其他园地为主。旱地部分的有效土层厚度在95～145cm 不等，属于1 级盐渍化地块，同时排水设施也达到1 级，而灌溉保证率在1～4 级之间。按照农用地的分级标准，耕地级别由地下水位、土质、酸碱度、坡度、排水情况等条件决定，同时还涉及障碍层深度与盐渍化水平、表层石块裸露程度这几项限制类条件。

1.4 垦造水田潜力

对于地区垦造水田的潜力，可通过自然条件、灌溉排水设施、道路设施与水资源进行综合评定。

自然条件。一是地形，项目区内没有太大的地势起伏，地形坡度在1～5 级的水平，而田面坡度则是1～2 级，原地表高度在70～120m。二是土壤，经实地取样检测，目标范围内土壤pH 值在4.48～5.19左右，属于酸性土体，并且表层的有机质含量能达到0.78%～1.54%左右，总体容重是1.46～1.66g/cm3（偏大）。而且土质以耕土与冲积层为主，大多是砂壤土及重壤土。结合广东省对于垦造水田的要求，丘陵地形的土地整治项目，有机质含量要超过1%。但项目区内土壤肥力局部并不均匀，加之施工作业会导致原本的肥力下降，倘若不额外施肥，个别地块的有机质含量将无法达成。考虑到表层属于偏酸性土体，所以选定拌合生石灰处理，同时由于容重偏高，需搭配翻耕的处理方式。

水资源。项目区在水库下游，西侧紧挨着冷坑水，河面宽度达到23～38m；东侧灌溉沟渠宽度是2～8m，水量相对偏少。此外，项目区还能利用附近泵站进行灌溉，出水与最高田面的高差有8.5～16.5m，未达到高扬程的程度。

灌溉排水设施。本地原有的此类系统并不完善，还缺少清楚的功能分区，整体抗灾水平较差，经常会发生“有旱无法灌”与“有涝无法排出”的情况。到了雨季，容易形成内涝，不利于农业活动[2]。同时，大多数田块都对缺少灌排设施以水资源保障，不具有垦造水田的基本条件。

道路条件。项目区内的道路主要是传统土路，宽度只有1～2m，完全是居民常年通行产生的道路，凹凸不平，未形成闭环。降水后满地泥泞，很难通行。

2 土地整治垦造水田施工

2.1 土地平整

土地平整地表处理中，第一步都是清理表面杂物。以5cm 的深度标准清除杂物，同时结合相关踏勘结果，预计拆掉1 000m2左右的棚屋与250m3的地基、500m3屋顶及墙体、6 座水池（60m3）。所有废弃物都需及时运离项目区，集中堆放在弃渣场。第二步，剥离表土，该类土体对于农业生产来说是极为珍贵的，如果其在施工中被破坏，得不偿失。所以，整治正式开工前，将表层土壤统一剥离与保存，并结合场地内的土壤条件，适当向厚度不足的地块补充。而在剥离下来的土壤，采用就近堆放的方式，土堆结合空间地形设置，但单体不可超过5 000m3，高度在2.5m 以内。

土石挖填与调配的阶段中，通过平面法进行平整，将田地原有沟渠与道路当作分界线，超高部分要挖平，多余土体运到置换区，用机械推平与压实。需强调的是，回填压实砂土部分的干密度要超过1.7t/m3，而黏土干密度则不能超过该数值。在此过程中，结合地形条件和分界线走势，将田块设置成长宽分别是30～120m、8～40m 的规则形状。在该项目区内，挖方量共有72.5 万m3左右，填方总量则有62.9 万m3左右，多余土体作为建设田埂、填塘的原料。按照地区土质渗水条件，进行整体分区，并适当夯实原本的底层，根据防渗层底部标高进行现场调解，田块压实度都要满足85%。对于个别回填层偏厚的部分，采用了分层夯实的处理方式，且需在30cm 以内。

对于田间防渗处理，考虑到项目区内有大量砂壤土，总面积有23.1hm2，针对此部分，添加项目区内原有的黏土与重壤土，建立防渗层。其他土质部分直接进行夯实处理，就能形成防渗层。在防渗层建设前，利用保水试验，进一步确认土壤渗透条件。

在防渗层建成后，才能修建田坎。按照工程规划，拟建设水平梯田与格田，结合地形与土层厚度、坡度等，灵活布设灌排沟，达到水田生产的基本需要。项目区内，主要建设了4 类田坎，几何尺寸有3 种，即0.5、1.0、1.5m，材质包括土坎、椰毯护坡土坎及石坎。而后就要修建田埂，分布在无高差格田内，顶部宽度与高度均为0.3m，田埂整体长度有2 142m。待田埂形成后，把堆放的表土回填，各个田块的厚度都要达到20cm，并要虚高5cm，确保在土体沉实后也能达到田间标准。

2.2 土壤改良

在项目区内，有机质含量具有明显的不均匀性，工程设计中出于对水田生产对有机质的消耗，设定改造含量目标是1.5%。项目开发中，市面上便于购入的有机肥产品，能改善土壤环境，并结合了施肥损耗率（20%）的问题，最终确认要使用5383.3t肥料。田间施肥采用专业机械与人工配合的形式，待施肥后，操作耙地机，重复3 次作业，让回填土与肥料完全接触。并引水灌溉，使田间水位提升至耕作层的高度，重新耙地3 次。

经前提检测项目区属于酸性土壤，结合生产需要，pH 要提高到5～6.5。另外，针对项目区内的土地，还要经过翻耕与注水。完成以上处理后，技术员要查看土地平整情况、灌排设施可用性。并通过翻耕，让土体颗粒下沉，提高田块防渗保水能力，同时也能疏松地表土，调节容重水平。

2.3 灌溉排水

灌溉水体以泵站供给为主，按照本地水稻灌溉需要，水层深度要满足20～40mm。水稻生产中，泡整田期的用水量最高，通常是7d，经过确认计算，此阶段的每日耗水强度在11mm 左右。而为确保灌溉水体充足，泵站流量按照以下等式计算：

式中，Q设为泵站设计流量，m3/s；m为灌溉定额，m3/(s.100hm2)；A为灌溉面积，hm2；T为灌溉历时，d；t为日开机时间，取值为22h；η水为灌溉水利用系数，取值是0.713。

本项目中，灌溉压水管选用PE 管材，流速设置成1～1.5m/s。在农忙季节，需水量偏高，最终确认PE 输水管道外径尺寸为300mm。灌溉泵站采用了真空泵，抽气水平在0.45m3/min 左右，达到真空状态的耗时不会超过3min。另外，在供水保障方面，还设置了蓄水池，作为连接的媒介。按照预计需水量，建设13 座容量达到500m3标准的蓄水池。

项目区的灌溉保证率按照90%计算，输水主要利用灌溉渠实现。结合最大需水量时期，泵站设计流量是0.285m3/s，对应灌溉渠的流量是0.0 213m3/s，整体选择连续灌溉的形式。同时根据经验分析，为保证引水供给，还要额外考虑加大流量的问题，在渠道流量不足1m3/s的情况下，加大幅度在20%～30%，而实际流量处于1～10m3/s的水平，应该提升15%～20%，流量超过10m3/s，就要按照10%～15%的标准加大。

排水方面的设计，主要考虑本地暴雨天气的问题，结合历史降水与径流、蒸发数据，确认水田蓄水达到40mm，蒸发量与渗漏量分别是4、2.5mm。根据项目区排水控制面积，最终确认矩形排水设施的规格参数为：几何尺寸为0.4×0.5mm；流量达到0.082m3/s；流速是0.71m/s；不淤流速在0.3～0.4m/s以上，能应对16hm2田块的排涝需要。

2.4 农田保持

1）下田坡道。根据灌排沟渠的分布，以及田间灌溉与排水的需要，将原本的田埂适当合并，统一布置田坎。并且考虑到水田未来机械化生产，通过下田坡道连通水田和道路，该项目中共建设了50 座常规坡道与889 座跨渠道的实体。

2）生物通道。由于修建渠道作业，会对原本的生物存活环境带来某些影响，为弱化该方面的扰动，对渠道内侧部分增加生物通道，长度达到250m 的斗渠，大约间隔200～250m 左右。而不足250m 的生物通道，直接分布于渠道中间。在该项目中，一共修建了418 条通道，规格有0.4×0.4m与0.4×0.5m 两类。

3）应急排水口。为应对强降雨天气，防止田地水位土壤提高外溢，对高差超过0.5m 的相邻田坎处，都会留有多个排水口。

4）水土保持。由于垦造水田，涉及到大量开挖回填的工程，改变了地貌植被的原有形态，使下层土壤裸露，可能会造成水土流失。并且在设计阶段，也考虑建设期有可能会发生极端天气，因此要提前做好水土保持的措施，避免出现严重的水土流失[5]。

在该项目中，具体采用了四项举措，分别是：顺应规划区内丘陵地形，在凹陷位置建立承泄区，并在山脚与坡脚处建设临时性的引水沟，连接承泄区；结合新建农沟的分布情况，提前挖掘山脚区域的部分，并根据截洪沟渠，打造顺畅的运行体系，实现在开发建设期间，把地表径流引到排洪沟渠内；对于在土地平整阶段剥离的表土，应当在周围布置袋装土与彩条布，实现将排水沟与承泄区连接，顺利构成引流闭环；灌溉作用的沟渠与端部需连接斗沟，亦或建设沉砂池。

3 结 语

冷坑镇垦造水田工程严格落实以上施工规划，预计在完工后，将形成108.6hm2水田，达到水田占补的预期。通过利用农业设施的补充与土地整治，加强地区抵抗洪涝的水平，为稳产增产创造实现的条件。同时经过本项目的开发，预计水开展优质杂交水稻与甘薯的生产，结合两类农产品的市场价格，在工程结束后，预计项目区内的二者年产值之和能达到1 212.2 万元左右。