景艳菊
摘要 农田因自然灾害受到破坏是当下我国土地规划利用方面面临的重要问题,而水毁耕地就是自然灾害中的一种最常见的形式。本文以皋兰县石洞镇农田修复项目为研究案例,经过对耕地损毁现状和成因全面分析,研究确定了从土壤改良、土地平整、农田水利设施、田间道路修复等方面有针对性进行修缮治理的方案,将从根本上改善灾害区生产生活条件,提高农民生活质量,实现经济、生态、社会效益的同步和谐发展。
关键词 水毁耕地;损毁现状;土地整治;地力恢复
中图分类号:F301.24 文献标识码:A 文章编号:2095–3305(2021)05–0140–03
我国是洪灾频发的国家之一,洪水灾害通常是突发性的,不仅范围广、破坏性强,而且会给农民造成巨大损失。水毁耕地一般指因暴雨或泥石流等原因造成的土地结构、土壤表面及农田附属设施等受到破坏的现象。我国每年因洪涝灾害而受损的耕地面积巨大,這一现象加剧了我国人地矛盾进一步恶化,并且严重影响了我国的粮食生产量[1]。因此,及时修复水毁耕地是一项时间紧、任务重的大工程。
1 灾害区成因分析
2020年7月中下旬,甘肃省皋兰县等地出现50年一遇的强降雨和暴洪泥石流,降雨量达到100 mm,超过往年平均降雨量300 mm[2]。大面积耕地及配套设施遭到破坏。同时,耕地原有的耕种层及表土层也造成大面积破坏。
部分田间道路被冲毁无法通行,原有灌溉设施损毁严重,排水系统阻塞致使耕地冲毁,严重影响耕作生产,导致耕地大面积撂荒,造成耕地资源严重破坏及浪费,也严重影响了当地农民的收入。经过多方面调查分析,主要原因如下。
1.1 自然地理概况
灾害区位于秦王川盆地东部的黄土梁峁丘陵区,大面积为黄土覆盖,区内沟壑纵横、梁峁起伏、川梁相间(图1)。梁峁、沟壑近似NS或NNE走向,梁峁间发育“V”形、“U”形沟谷。灾害区地势较低,农田旁的排水渠因常年失修,杂物堵塞,不能有效发挥泄洪作用,一旦遇上大雨袭击,会加剧对农田的破坏程度。
1.2 气候
灾区气候属于典型的大陆性干旱气候,其特点是雨热同期,降雨分布不均匀。
每年的7、8月份有极端强降雨,极端年最大雨量371.2 mm(1977年)。近年来,8月底的暴雨灾害尤为严重,单次降雨量>100 mm。结果,灾区在1年内遭受多次洪水侵害。
1.3 土壤
土壤养分状况可概括为低氮、缺磷、富钾,pH>7为弱碱性[3]。灾害区内撂荒耕地比例高,水土流失严重,生态环境不断恶化,土地严重退化,土壤肥力逐年下降。田间防护林网零星栽植,树木植被较少,立地条件差,农田防护及水土保持能力较低。
2 水毁耕地现状分析
通过对灾毁区域的实地踏勘,灾毁耕地现状为淤积泥沙、石块、草木的松散碎屑物质、生活垃圾等冲积物覆盖,直接影响了耕地的耕作环境。
2.1 耕作层破坏严重
洪灾发生后,大部分田块内部及田埂土体存在不同程度的损毁。冲刷力强的地方,表层熟土层基本被冲刷干净,形成冲坑、沉陷及隆起(图2)。塌陷最深处深度约1.2~2.5 m,土壤养分严重缺乏。地势低洼处因浸水时间长,粘土积淀,形成一层厚厚的泥浆,干燥后土壤板结,通透性差,造成土壤养分下降,影响植物根系发育。
2.2 交通现状
区域内土质结构的机耕道路因受强降雨影响,大部分坑洼不平、泥泞不堪,路面冲刷严重,现状条件差,局部地段路面太窄,只能满足人行,农用机械根本无法下地,大大增加了劳力,生产效率低下,给农业生产和群众生活带来诸多不便。
2.3 水利设施状况
2.3.1 灌溉设施状况 由于强降雨影响,项目区斗渠、农渠大部分渠道长草、淤积严重,田间水利用系数低下,大部分为衬砌U型渠道,破损严重,需要进行改建。
2.3.2 排水设施现状 通过现场调查,项目区山沟雨水汇集量较大,原有排水设施为土渠,杂草与覆土淤积,雨水无法顺畅排出,需疏通并新建现状排洪渠(图3)。
3 主要整治措施
与一般农田相比,水毁耕地有自己特定的复垦需求,例如剥离土地表层堆积的泥沙等覆盖物以及耕种层改造工程。因地形地貌不同,灾害区域内耕地的水毁程度差别很大,复垦后的覆盖物剥离工程和耕作层重建工程要体现针对性。一般来说,地势低洼处的耕地受洪灾冲击更为严重,表层还覆盖了块石、泥砂、作物根茎等杂物,也是覆盖物最为集中以及耕作层破坏最为严重的区域。因此,需要将地表覆盖物进行剥离,并选择合适的客土来源回填,重建耕作层。地势较高的地段,在洪水退却后,会留下较丰富的有机物,可加以利用[4]。
3.1 土壤修复改良
3.1.1 土地平整 平整方法主要采用土石方计算软件,计算出土地的挖方量和填方量,并遵循挖方量和填方量相互平衡的原则,对耕地原有塌陷和隆起的地方,使用推土机或装载机将坡地土推移、挖高填低,将田块平整为水平梯田,建筑物建基面附近20~30 cm范围内土方开挖,在下道工序施工前采用人工挖除,严格控制开挖深度及边坡。斜率控制在3%,平整度不低于1∶500[5]。其作用是降低地面径流对田面的冲刷,有效防止水土流失,具有蓄水和保持土壤水分以及抗寒、抗旱的能力,从而提高土地的利用率及产出率。
3.1.2 土壤修复 针对水毁耕地存在砂石淤积、肥力不足等问题,应进行土壤改良和耕层重建的相关工程,具体措施如下:首先,通过物理、化学和生物手段将土壤中的污染物转移、吸收、降解和转化为可接受的水平,或将有毒和有害污染物转化为无害物质。提高耕地的品质。其次,利用耕作技术进行土壤改良,深翻耕地,耕深为0.30 m。这样做有利于松散表层、淤泥层和表土的混合,促进养分的转化和作物根系的伸长,同时促进土壤团聚体结构的形成,有利于微生物的生存和活性。最后,改善土壤,熟化程度的播种和种植质量使难溶养分转化为可溶性养分,从而达到提高肥力的目的。
3.1.3 土壤肥力恢复 首先,将田间的秸秆及时处理或烧毁,以有效防止农田传染病以及病虫草害的传播,并将有代表性的土壤样品送检,根据土壤养分检测结果,结合增施有机肥的方法,科学耕作施肥,恢复土壤肥力等。其次,按草或农作物秸秆、杂草和其他方法来弥补,这样做能够抑制杂草的生长,减少水的蒸发,并增加土壤有机质和有效养分的含量,有利于土壤团聚体结构的形成,从而达到改良土壤的目的。
3.1.4 盐碱化土地防治措施 部分土壤改良和水毁耕地低洼地区出现土壤盐渍化的现象,结合就近原则和经济原则,调查培土,重建合理耕作土层,在低洼地区实施客土回填。同时,通过填高地形的方法来减少盐渍化危害,缓解地表水分的蒸发量,回归盐碱平衡。
3.3 灌溉与排水
尽快恢复农田基础设施功能,特别是灌溉及排水渠等水利设施,注重农田水利设施的建设质量以及规划布局,优化灌排系统功能,对水毁造成的水土流失也能起到一定的拟制作用。
灾害区的灌溉设施是通过对现有破损渠道进行衬砌修复,提高水资源的利用效率,在保证作物灌水需求、提高作物产量的同时,尽可能地节省有限的水资源,促进农业生产持续高效发展。
3.3.1 输水灌溉工程 灾害区内灌溉渠道年久失修,加上本次水毁,需要全部进行改建。结合当地现有的水土资源、配套设施规模、灌溉方式等诸多因素,遵循因地制宜的原则修复,渠道均为U形渠,基础处理为开挖后原土夯实,铺设20 cm厚砂砾石垫层,铺设防渗土工膜,灌溉方式采用最节约水的滴管灌溉。田间输水管道采用干管(输水)支管(配水)两级固定管道,由于地形比较特殊,干管要根据实地地形布置,尽量保证每块地都能灌溉到位。
3.3.2 排水工程 为了保护耕地,应有效排除暴雨天田面的积水及路面短时间汇流形成的雨水,防止暴雨时对田块造成二次破坏。本次修复对原有灾毁土质排洪渠进行衬砌,将沟道及路面雨水引流至项目区西侧已建排洪渠排出。区域内的排洪渠为现浇单边梯形水渠。位于山脚下的河道通常十分干燥,洪水大多由大雨形成。主要汛期为6—9月。河道洪水汇流速度快、洪水持续时间短、洪水涨跌急,已形成几条大沟,安全隐患较大。由于沟道较多,流域面积均较小,出于防洪安全考虑,在计算流量时选取流域面积最大的沟道计算。加强防洪设施和水利设施的建设,提高防洪能力,并结合水利部门加强对防洪、灌排系统等设施的验收,使验收有标准可依,从而达到水毁耕地的复垦效果,并建立长期有效的监督机制[6]。
3.4 田间道路工程
现场生产道路地形不平,道路曲折、宽窄不一,崎岖难行,特别是排水不顺畅。一旦下雨或下雪,村庄长时间被淹,道路泥泞,严重影响了村民的出行和日常生活,严重阻碍了农村的经济发展。为满足农业物资运输、耕作和其他农业生产活动,应在维持原有道路交通系统不变的基础上,对冲毁道路进行修复。
过路涵管:在道路交叉口处设置过路涵管B型排水管道,从路基下横穿而过。选用φ600预制钢筋混凝土管,总长3.5 m,进出口及两管道的连接处用管墩支撑,管墩长宽高分别为1.0、0.3、0.3 m;进出口地面处设置长1.0 m,宽0.25 m,高0.3 m的挡墙;管墩和挡墙均采用C20砼现浇,管道接缝处采用1∶3水泥砂浆填塞处理。以原土夯实为基础,夯实好后在其上铺设钢筋混凝土管。根据地形,管顶覆土厚0.3~0.5 m,管身两侧回填土,共修复生产路43条,共8 267 m,配套修建涵管B型14座。
5 结语
在修复工程日益完善的基础上,后期管理是关键。高标准农田建设项目的实施要坚决杜绝“重建轻管”现象,应保证项目建设成果发挥长远的效益。建议修复项目完成之后,能够成立相对应的管理机构,从实际情况出发,借鉴其他地区类似的相关管理经验,做好后期的维护和管理。项目完成并移交当地集体经济组织后,其田间道路等农田基础设施的管护由集体经济组织集中管理;田块部分由承包地的农户自行管理,加强培育与管护,保证农田基础设施的可持续利用。
水毁耕地复垦是一项工程量大、修复难度高、资金需求量大的民生工程、惠民工程。因此,要求各部门在复垦过程中积极配合、争取多方联动,力争以最快的时间和最有效的方法恢复耕种。同時,政府和相关部门也要认真对待水毁耕地开发复垦工作,并且要结合实际情况,多渠道筹集修复资金,为项目的实施提供资金保障[7]。
参考文献
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[3] 全国农业技术推广服务中心.土壤分析技术规范[M]. 北京:中国农业出版社, 2006.
[4] 吴树仁,田震远,吴锡浩,等.四川古蔺县蒿枝湾滑坡灾毁土地整理可行性研究[J]. 水文地质工程地质, 2002(4): 21-23.
[5] 舒锟.水毁耕地的土地治理措施研究——以定边县白土岗子村为例[J].现代农业科技, 2019(10): 175-176.
[6] 胡艳春.加快水毁农田水利工程修复[J]. 黑龙江科技信息, 2014(11): 134.
[7] 李斌.应高度重视土地开发复垦[J].长白学刊, 2001(1): 83-84.
责任编辑:黄艳飞
Present Situation Analysis of Damaged Farmland and Land Repair Strategy
—Take Shidong Town, Gaolan County as an Example
JING Yan-ju (Surveying and Mapping Institute of Gansu Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development, Xigu, Gansu 730060)
Abstract The destruction of farmland due to natural disasters is an important problem in Chinas land planning and utilization. Flooding of cultivated land is one of the most common forms of natural disasters. In gaolan county town of caves in farmland restoration project as the research case, after a thorough analysis about the present situation of arable land, damage and formation, the research identified from soil improvement, land levelling, irrigation and water conservancy facilities, field road repair targeted to repair such a scheme, will fundamentally improve production and living conditions of disasters, raising farmers quality of life, To realize the synchronized and harmonious development of economic, ecological and social benefits.
Key words Farmland destroyed by water; Ruin the status quo; Land consolidation; Soil fertility restoration