坡耕地专项建设方案典型项目区措施设计

□郭伟红（河南省水土保持监督监测总站）

坡耕地专项建设方案典型项目区措施设计

□郭伟红（河南省水土保持监督监测总站）

坡耕地是水土流失的主要来源地之一，大量坡耕地的存在引发严重的水土流失，造成江河湖库淤积，耕地资源损失，土地生产力降低，影响生态安全、防洪安全和粮食安全，制约经济社会的可持续发展。河南省于2013年组织有关人员编制了河南省坡耕地专项建设方案，文章以新密牛店镇项目区为例，详备阐述典型项目区坡耕地治理措施设计情况。

坡耕地；总体布置；措施设计

1 工程区概况

根据《国家发展改革委办公厅水利部办公厅关于开展全国坡耕地水土流失综合治理工程专项建设方案（2013-2016）编制工作的通知》，并结合河南省坡耕地实际情况，河南省选择了郑州市、洛阳市、南阳市、平顶山市、三门峡市、许昌市等6个市的新密、鲁山、宜阳、伊川、渑池、南召、禹州和登封共8个县（市）作为项目县，并从中选择了23个项目区纳入专项建设方案。

牛店镇项目区位于新密市西部，距县城约10 km。总面积12.44 km2，耕地面积771.63 hm2，其中坡耕地面积541.92 hm2，宜修梯田坡耕地面积446.85 hm2；亟待维修加固梯田19.34 hm2。经过实地调查和通过地形图量算，项目区土地及耕地坡度组成如下：土地总面积中＜5°坡面面积358.51 hm2，占总面积的28.82%；5～15°面积864.58 hm2，占总面积的69.51%；15～25°面积20.70 hm2，占总面积的1.66%。耕地总面积771.63 hm2，占土地总面积的62.03%，其中，＜5°面积139.71 hm2，占耕地面积的18.12%；5～10°面积219.37 hm2，占耕地面积的28.42%；10～15°面积412.55 hm2，占耕地面积的53.46%。

项目区水土流失面积10.86 km2，已初步治理2.57 km2，还有8.29 km2（占项目区总面积66.70%）水土流失面积亟待治理，水土流失类型主要为水力侵蚀，主要表现形式为面蚀和沟蚀，部分区域伴随有崩塌、滑坡等重力侵蚀发生。区内支毛沟众多，地形破碎，沟谷大多呈“U”型，平均比降1.90×10-2。根据测量和计算，项目区内沟壑密度2.50 km/km2，沟壑面积占总面积的7.70%。

项目区土壤主要为褐土，土质粘性，土壤养分相对较高，土层深厚，利于坡耕地治理耕作。通过坡耕地水土流失综合治理后，保水、保土和保肥能力将大大增加，有利于地方农村生产力的提高，促进农业生产发展。

2 总体布置与措施设计

项目区坡耕地综合治理工程按照《水土保持综合治理技术规范坡耕地治理技术》(GB/T16453.1-2008)等要求，做到“梯一沟一池一蓄一路”等合理配置。工程措施及总体布置为：坡改梯措施面积446.85 hm2，全部为土坎梯田，复修梯田面积19.34 hm2，主要是对项目区内的亟待维修加固梯田进行田坎维修及冲毁田面的填垫、平整等；修建蓄水池76座，沉砂池149座，截排水沟22.47 km。蓄水池、排水沟主要布设在坡面汇流集中，集水面积大的坡改梯内，蓄水池与截排水沟相连，根据实际需要及实地情况新修田间道路17.88 km，栽植护埂植物44.69万株，设大标志碑4座，小标志碑31座等。

2.1 梯田工程设计

2.1.1 水平梯田断面设计

水平梯田设计依据《水土保持综合治理技术规范》(GB/T16453.1—16453.6—1996)。一般布置在流域或沟道中下游，坡度在5°～15°之间，土层厚度＞50 cm，土质较好，距村庄较近，靠近水源，交通方便，便于生产耕作的地方。按10 a一遇6 h最大暴雨量设计，根据坡改梯地块特点和地质状况，因地制宜，修建土坎水平梯田，采取机械施工，人工培埂，植物护埂。断面设计要素，见图1。

各要素间关系：田坎高度H＝BxSinθ；原坡面斜宽Bx＝H/sinθ；田坎占地宽b＝Hctgα；田面毛宽Bm＝Hctgθ；田面净宽B＝Bm－b＝H（ctgθ－ctgα）。

2.1.2 田面设计

田面设计以坡度参考，一般是地面坡度越陡，田面宽度越小，相应的田坎越缓；坡度越缓则相反。按照典型设计，确定项目区田面宽度一般在10～15 m之间，在横向上须有0.20%～0.30%的比降，利于积水排出。

2.1.3 田坎设计

图1 水平梯田断面设计图

项目区坡改梯全部为土坎梯田，坡度在5～20°；田坎的侧坡从保持田坎稳定性考虑，总的原则是田坎越高，侧坡越缓，设计中确定田坎侧坡时，考虑的因素还有地质土地条件、土层厚度等，田坎侧坡的设计根据项目区实际情况主要设计有65°和70°两种。田坎地埂高设计应以能拦蓄设计频率暴雨为标准，设计埂高为0.30 m，顶宽0.30 m，内外坡1:1，埂坎内外侧坡均为45°。

2.2 维修加固梯田设计

项目工程区内有部分老梯田，梯田部分田坎由于自然因素遭到破坏，出现田坎塌落，田面冲毁等情况。对该部分梯田存在问题进行修复，主要包括田坎维修加固及田面局部平整和客土回填，最终达到新修梯田设计标准。为避免机械对梯田的破坏，增加工程量，加大投资，该部分梯田采用人工施工方式。

2.2.1 田面维修设计

以原田面为参考，对冲毁田面进行外运客土回填修复，回填部位下层夯实，上面留最少40 cm虚土，维修部位回填后应高出原地面10～20 cm。

2.2.2 田坎加固设计

项目区毁坏梯田全部为石坎梯田，对田坎加固要与原田坎相衔接、嵌实咬紧，要做到大石砌下，低石放稳，石缝错开，小石填缝，分层砌筑，防止鼓凹，侧坡齐匀。

2.3 配套措施设计

2.3.1 蓄水池设计

根据《水土保持综合治理技术规范小型蓄排引水工程》（GB/T16453.4—2008）对蓄水池进行设计。蓄水池设计标准按10 a一遇24 h最大暴雨。蓄水池容量设计根据坡面来水量，结合区域灌溉面积而定，通过水文计算，项目区蓄水单池净容量分别设计为55 m3。根据项目区土壤地质条件，按以往施工经验，蓄水池采用矩形池，池口用预制混凝土盖板封闭，设计净池长7 m，净宽3.50 m，净深2.30 m，净蓄水量55 m3，壁厚0.25 m，铺底0.30 m，采用浆砌石基础，混凝土底板、侧板，混凝土空心顶板。建于缓坡上的蓄水池，一般是在临坡一侧埋设管道取水。管道进口离池底的距离，视来沙量大小而定，大则要高些，但至少高于池底20 cm，这样可以充分利用池内蓄水，出水口设闸阀控制。为了防止池中水漫顶，冲毁水池，须设溢水口，设计方法:蓄水池进水处的沉沙池设三个口，一个进水口，一个入蓄水池的蓄水口和一个入排水沟的排水口，三水口高程关系是排水口高程高于蓄水口高程，蓄水口高程低或平于进水口高程。蓄水池封闭盖板采用混凝土空心顶板，封闭时，在蓄水池一角留一大小为0.50 m×0.50 m的清淤口，方便人员进出蓄水池清淤或定期检查维护。

2.3.2 沉砂池设计

项目区沉砂池设计标准按10 a一遇24 h最大暴雨量设计。沉砂池根据地形，断面采用矩形断面，单池容量统一设计为4.50 m3。长3 m，宽1.50 m，深1.00 m，池体用M7.50水泥砂浆砌砖，厚为15 cm，池壁用M10水泥砂浆抹面，再刷3次水泥浆防渗。

2.3.3 排水工程设计

排水沟布设在梯田区两端，与坡面等高线正交，大致与梯田两端的道路同向。建设位置选择在地质稳定，地基稳固地段，避免滑坡、坍塌等不良地质地段。排水沟防御暴雨标准，按10 a一遇24 h最大降雨量设计。排水沟断面设计通过试算法求得。经实地调查，所规划排水沟汇水面积均＜0.10 km2，按照0.10 km2汇水面积计算，设计洪水流量为0.58 m3/s。

排水沟设计为土质排水沟和混凝土“U”型排水沟两种。土质排水沟主要布设在地势较缓、土质较好不易冲刷地段。断面为梯形，安全超高取0.10 m，糙率取0.04，比降0.02。经计算，深0.50 m，底宽0.40 m，边坡1:1的梯形断面排水沟可满足排水要求；混凝土“U”型排水沟主要布设在地势较陡、土质较疏松易冲刷地段。设计安全超高取0.10 m，糙率取1.80×10-2，比降0.04。采用水深0.40 m，底宽0.40 m，圆弧半径0.15 m。预制混凝土“U”型槽壁厚8 cm。

2.3.4 田间道路工程设计

田间道路根据不同的地形、地势，采取沿沟走边、沿脊走岭的方式布设，通常结合排水沟一起修建。项目区田间道路一般设计为3 m宽的土路，便于小型机械通过及人、畜行走。路面坡度根据地形而异，最大坡度不能超过12°。同时，为方便村民进地耕作方便，根据现场地形，在合适地块及主要路口设进地管涵，长4 m，管涵直径40 cm，在管涵进出口设计浆砌石“一”字翼墙进行挡护，“一”字翼墙基础深0.50 m，长1.20 m，高0.90 m，宽0.50 m。施工时结合实际地形，采用半挖半填的施工方式，尽量减少土方工程量。道路应先于坡改梯或同步实施。

2.3.5 梯田埂坎植物防护设计

为有效防护梯田埂坎，应进行植物防护。防护植物选择适应性强、经济价值高、见效快、生命周期长、对农作物生长影响小的黄花菜。此次规划栽植黄花菜44.69万株。护埂植物栽植方式：田埂上部栽植一排黄花菜，株距均为1 m，上下呈“品”字型布置。

2.4 标志碑设计

在项目区主要交通路口和显眼位置设计布设标志碑，以起到宣传作用。本次规划在项目区建设标志碑4座，碑面高2 m，宽3 m，厚度0.25 m；底座高0.50 m，长3.70 m，厚0.50 m；基础高0.50 m，长4 m，厚0.70 m。标志碑墙体为砖砌结构，外贴黑色瓷片，碑正面粘贴有项目名称、建设单位，建设时间等字样的瓷片，标志碑背面粘贴有工程概况等字样的瓷片。同时，在各地块内布设小标志碑31个，碑面高0.80 m，宽1.20 m，厚度0.20 m；基础高0.60 m，埋深0.20 m，露出地面0.40 m，长1.50 m，厚0.40 m。标志碑墙体为砖砌结构，外贴黑色瓷片，碑正面粘贴有水土保持生态建设过程、水土保持图标，图斑号等字样的瓷片，标志碑背面粘贴有水保宣传标语等字样的瓷片。

3 结语

河南省坡耕地专项建设方案规划项目区通过4a的建设，水土保持措施全部实施生效后，治理区可年拦蓄利用水量能力为556.39万m3。每年保土能力32.31万t，保土效率76.39%，坡耕地治理度达到77.25%。项目区水土流失将基本得到控制，生态环境明显改观，人民生活水平显著改善，预期经济、生态、社会效益显著。

S157

B

1673-8853（2016）11-0063-03

2016-09-15

（责任编辑：左英勇）

郭伟红（1979-），女，工程师，主要从事水土保持科研及管理、水土保持方案技术评审、资质管理等工作。