河道工程弃土区复垦设计
2024-03-07张丽媛郭连峰
张丽媛,郭连峰,王 赟,周 楠
(盐城市水利勘测设计研究院有限公司,江苏 盐城 224002)
土地是关系国计民生的重要战略资源,是人类赖以生存的基础,是各项生产活动赖以实现的重要基石,也是调控社会发展的一项重要资源。2011 年2 月22 日,国务院第145 次常务会议通过了《土地复垦条例》,明确了土地复垦的定义、责任主体和“谁损毁,谁复垦”的原则。搞好土地复垦工作,对恢复和改善生态环境、发展循环经济、推进社会主义新农村建设、保障粮食安全、建设节约型社会、促进经济社会全面协调可持续发展具有十分重要的意义。
1 项目概况
盐城市黄河故道干河治理工程[1]的主要任务是对盐城市黄河故道干河沿线险工、挡洪建筑物进行处理,对地涵以下段中泓进行拓浚,以实现《江苏省黄河故道地区水利建设专项规划(2012—2020 年)》提出的防洪、排涝、灌溉标准(排涝标准采用故道10 a一遇降雨与渠北抽排311 m3/s组合;防洪标准采用故道10 a一遇降雨与渠北抽排311 m3/s、杨庄闸分洪200 m3/s组合;灌溉保证率采用80%)。工程设计临时占地约706 hm2,其中耕地约380 hm2(含水田150 hm2、水浇地0.23 hm2、旱地230 hm2)。
项目区地处黄准冲积平原,地势平坦,起伏较小,最大高差8 m 左右。项目区地貌以废黄河决口为顶点,呈扇形分布,西南部为废黄河,地势较高,海拔6~8 m;中部为黄泛坡地,海拔5~7 m;东北部为早期黄泛冲积平原,地势较低,海拔2 m 左右。县境东北灌河入海口主航道南侧孤悬在海中的开山岛,海拔36.4 m。
项目区属暖温带南缘大陆性季风气候区,天气特点是温和暖湿、雨水适中、日照充足、无霜期长、四季分明、雨热同期。春季雨水稀少,春旱多发;夏季雨水多而集中,光照充足;秋季降温快,雨水少,常有伏旱发生;冬季天气干冷,雨雪较少。
项目区内土壤以砂土、粉砂、粉土为主,砂粒含量一般在60%以上,黏粒含量很少,一般在10%以下,土壤保水和保肥性能差。
2 弃土区概况
本次拟复垦弃土区[2,3]坐落在废黄河北岸,呈长方形分布,东西长约762 m,南北长约260 m。对土地的损毁主要是淤泥压占和机械碾压,使土壤板结、理化性状发生改变,损毁类型属压占,压占永久基本农田18.54 hm2。
根据地形测量和现场踏勘,将弃土区划分为东西2个地块。其中,东部地块地势相对平坦,海拔在3.92~5.91 m,东南低、西北高;西部地块尚有大量河道淤泥堆积,多为5~7 m的土丘,海拔约3.70~10.63 m。
弃土区东部地块规模10.28 hm2,地势相对平坦,区内土壤为砂壤,该地块日前处于闲置休地状态。西部地块规模9.53 hm2,尚有大量砂土堆积,土地损毁严重,无法进行种植。经检测,土壤有机质含量为0.12 g/kg,水溶性盐总量<3 g/kg[2]。
西部地块和东部地块现状及土壤照片,如图1所示。
图1 西部地块和东部地块现状及土壤照片
3 复垦目标和技术标准
按照技术上可行、经济上合理、综合效益最佳、便于复垦的要求,综合考虑征用耕地前现状和当地耕地实际情况确定复垦的目标和技术标准。
3.1 复垦目标
恢复原有耕地地貌,全部为水田,恢复永久基本农田的耕作功能,主要种植水稻小麦,土地复垦率达到100%。
3.2 复垦技术标准[4-8]
复垦技术标准如下:①地形坡度<3°;②有效土层厚度≥50 cm;③侵入体含量:50 cm 厚土体内2~70 mm 侵入体小于10%,≥70 mm 侵入体不得出现;④水溶性盐总量<3 g/kg;⑤土壤质地:砂粒≤85%或粉砂粒≤90%或黏粒≥10%;⑥田间灌排设施:达到当地农田排灌设施基本要求;⑦土壤有机质含量:0~20 cm土壤有机质含量大于6 g/kg。
4 复垦措施
从总体上讲,土地复垦应满足弃土区内田面平整、田块规则的要求,土体和耕作层无砾石等杂物,复垦后不产生水土流失状况,不产生污染和损毁。复垦时,应充分利用土地现状条件,耕地的田面平整应符合水稻或小麦等精耕细作的要求,有利于灌溉水流合理推进。
弃土区复垦措施总体布置,如图2所示。
图2 弃土区复垦措施总体布置
4.1 土地平整
土地平整是复垦工作的主要工作内容。首先,应对弃土区表面进行初步整平,回填坑凹,减少表面的地形起伏,使地面高程达到设计值;然后,采用耙犁方式剔除表层砾石,50 cm 厚土体内2~70 mm 侵入体小于10%、≥70 mm侵入体不得出现[4]。
整体而言,弃土区内部地势有高有低,东低西高,需将西部地块内部分砂土运至东部平整,多余土方外运。弃土区内田面高程调整至5.0 m,为方便灌溉,整体地势南高北低,地面坡度不超过3°,田面高差不超过±3 cm。弃土区地下水位为3~3.5 m,设计排渍深度0.8 m[4],则田面最低高程为3.8~4.3 m。客土回填后田面高程5.3 m,满足要求。
4.2 表土重构
表土富含有机质、土壤酶和微生物等物质,具有较好的营养和环境条件,能够供应和协调植物生长。表土是地球上多数生态活动进行的地方,植物也在此吸收养分,而它们的根大部分也长在这里。
复垦区土壤质地为砂质土壤,保水保肥性能差,计划从外部购置厚30 cm 表土层(熟土)。土地初步平整后,将表土摊铺、平整,覆土后土层有效厚度不小于50 cm。然后通过人工整平,平整后田面坡度不超过3°[4]。
4.3 田块修筑
项目区属于沿海平原工程类型区中的脱盐平原工程类型区[4]。条田宜为南北向或接近南北向布置。条田长度应满足提高农业机械效率、节省土地平整工程量和灌水均匀的要求,同时与沟、渠、路的布局相协调。条田长度宜为300~800 m。条田宽度应与农沟间距及沟渠布置形式相一致,还应满足农业机械作业要求。
通过设置农沟、田梗和田间道路等措施,因地制宜合理划分格田大小。条田南北向布置,条田平均长度200 m,平均宽度75 m,灌排相间布置[4]。
4.4 土壤培肥改良与翻耕
弃土区复垦为耕地后,客土平整,在运输和平整过程中遭到一定破坏,其初期地力不稳定,可以通过施用成品有机肥的方法快速提高和稳定土壤中的有机物含量。
耕作层计算厚度0.2 m,土壤密度1.3 t/m³,则667 m2耕层的重量为173.4 t。经统计,客土平均有机质含量不低于3‰,而有机肥中有机质含量农业部标准为≥45%,若以50%计算,则土壤要想平均增加3‰的有机质所要的施肥量为15.0 t/hm2。
由于土地平整和培肥过程中施工机械碾压,土壤团粒结构差,持水、保肥能力减弱,短期内耕地很难恢复到原地表土地生产力。因此,在培肥后进行深耕翻土,翻松深度为50 cm[4],以扩大作物根系体积,促使农作物根系生长健壮,向土层纵深发展,增强其吸收养分的能力。
4.5 水利、道路等配套工程
弃土区西边界以西300 m 处现有1 台12 吋混流泵,运行良好,为本弃土区提供灌溉水源。规划新建斗渠、农渠、中小沟、生产路等设施,以满足灌排要求[8]。
弃土区斗渠沿地块分界线东西方向布置,农渠沿斗渠北侧布设。农渠每40 m 设置1 处放水口,分两侧灌溉。斗渠南侧耕地直接由斗渠进行灌溉,使得弃土区内部耕地都能灌到水。其他配套建筑物按需设置,共设U80 渠道970 m、U60 渠道1 030 m、U80×3 m 跨渠桥5 座、D120×6 m 小沟过路涵2 座、DN400×6 m 过渠涵4 座、DN400×7 m 过路节制涵10座、U80 节制闸1 座、中沟疏浚3 120 m³、2 m 宽土路2 190 m、3 m宽混凝土道路500 m。
4.6 农田防护与生态整治工程
农田防护与生态整治工程是为了保护弃土区土地利用活动的安全,保持和改善生态环境而采取的工程和生物措施。各项工程应与自然生态环境相协调,保护、修复、改善农田生态系统。
弃土区保留了河边防护林,并沿河口设截水沟,在坡面上设狗牙草防护。此外,通过采取农沟、田梗和田间道路等工程措施,均可以提高复垦区的水土保持能力。
农田防护典型断面,如图3所示。
图3 农田防护典型断面
5 复垦实施效果
弃土区现已投产运行,通过对复垦后实施效果调查,认为复垦后耕地田面平整,生产道路、田埂布设合理,地力恢复快,作物长势良好。
6 结语
河道治理工程特别是拓浚项目,一般工程弃土量大、弃土场选址困难,工程建设中不可避免地临时占用耕地。项目在建设过程中,按照“统一规划、源头控制、防复结合”的要求,应采用必要的预防与控制措施,尽量控制或减少对土地资源不必要的损毁,做到土地复垦与生产建设统一规划、预防与复垦相结合。土地复垦的质量不仅与规划、设计和施工水平有关,更与复垦后的管护有关,加强土地复垦项目后期管护是进一步改善土地质量,促进土地增产、农民增收的关键。
本文通过对黄河故道干河治理响水县6 套中心社区新条段弃土区复垦措施的分析,研究了弃土区复垦的目标和标准,总结了复垦措施的具体要求和经验,对同类工程弃土区复垦具有一定的参考价值。