范鸿磊

（山西省水土保持科学研究所，山西 太原 030045）

1 项目区概况

陵川县位于山西省晋城市的东北部，太行山南端的最高峰。该县全境轮廓呈不规则形状，东西长53.2 km，南北宽52.8 km，土地总面积1701.79 km2。项目区土壤类型主要有褐土和草甸土两个土类。褐土包括四个亚类既山地淋溶褐土、山地褐土、粗骨性褐土、碳酸盐褐土性褐土和碳酸盐褐土。经人为耕作熟化而成的农业土壤，质地为以中壤为主，黄褐色中壤质土壤和轻壤质土壤次之，土质较粘重，保水侏肥能力强，肥力偏低，其主要特点是宜耕性较强，土体中粘化层较明显而钙积程度差，侵蚀严重。红黏土，土壤较肥沃。多沙质土壤，肥力较低。

项目区水土流失面积为24.52 km2，属北方土石山区，主要为水力侵蚀，年平均土壤侵蚀模数为2500 t/（km2·a）。水土流失导致地表破坏，大量的水分、养分和表土流失，土壤肥力降低。粮食产量低而不稳，造成当地经济落后，群众生活贫困。同时，由于大量的水土流失，使项目区下游河道淤积，河床抬高，泥沙直接入河，加剧了河道的泥沙淤积，产生很大泥沙负担。项目区水土流失较严重，直接制约全县农业及整个国民经济的发展。由于水土流失，人口增加与生态环境的矛盾越来越突出，同时以旱为主的自然灾害发生频繁，严重影响到农村经济发展。

结合陵川县实际情况和发展规划，牢固树立“绿水青山就是金山银山”的理念，紧紧围绕“生态建设示范县”目标，采取有力措施。

2 坡耕地改梯田工程设计

2.1 设计原则

实施坡耕地改梯田工程6.60 hm2，根据实地调查，结合当地主导产业，本实施方案在设计中，根据相关文件精神，充分征求当地人民群众的意见建议，尊重群众意愿，按照“近村、近水、就缓、就低”的治理思路，待治理坡耕地严格选择尚处于耕种状态的坡度25°以下的现状坡耕地，禁止对退耕还林地、其他草地以及坡度大于25°的坡耕地和现状梯田实施任何开发措施。不同坡耕地因其地块地理位置和立地条件不同，水平梯田应沿等高线布设，大弯顺势，小弯裁直，保证线型平顺美观。生产道路的布设按照节省用地和投资的原则并充分利用工程区已有道路基础，按“S”形路线从坡脚至山顶环绕而上。为实现不同坡度断面的优化，本工程梯田设计宽度14.5 m，按与田坎坡度相适应的原则确定田坎高度，以保证梯田坚实稳固，提升地埂的开发利用程度。

2.2 设计依据与标准

依据《水土保持综合治理技术规范坡耕地治理技术》（GB/T 16453.1-2008）以及相关的坡耕地综合治理成果[1]；设计标准为10 a 一遇6 h 最大暴雨，拦蓄径流80%以上，拦沙90%以上。通过与当地村民协商能够落实和外业调查及小斑勾绘，项目区坡耕地改梯田工程涉及附近城镇王教村1 个行政村，一个小班（92 号），现状为坡耕地，坡度8.5°。坡耕地改梯田设计总面积6.60 hm2（7501.95 亩）。地面坡度按照5°～10°一个坡度级划分为1 个小斑（地块），面积6.60 hm2。

2.3 水平梯田断面设计

2.3.1 梯田断面设计

陵川县坡耕地改水平梯田断面设计主要涉及原坡耕地地面坡度θ（°）、原地面斜宽Bx（m）、梯田田坎坡度α（°）、田面毛宽Bm（m）、田面净宽B（m）、田坎高度H（m），各要素之间的变量关系如下：

根据实地调绘的陵川县坡耕地改梯田工程中小斑坡耕地实际地形，根据《坡耕地治理技术规范》（GB/T 16453.1-2008）附录A 表A.1 水平梯田断面尺寸参考值[2]和《水土保持工程概算定额》所规定的水平梯田改良填筑定额进行地面坡度确定，以及田宽步距的划分，在充分考虑项目区土壤类型及质地疏松实际的基础上，进行坡耕地改水平梯田断面尺寸的确定（见表1）。断面设计见图1，其中b 为田坎占地宽（m）；b’为边埂顶宽（m），取b’=0.3 m；H’为边埂高（m），取H’=0.3 m。据图1 计算出梯田断面各要素见表2。

表1 水平梯田断面尺寸表

图1 水平梯田断面要素图

表2 水平梯田断面设计表

根据图1 和表2，地面坡度在5°～10°的田面净宽15 m，田坎坡度70°～75°，本工程取75°；田坎高度在2.73 m～2.77 m，取2.77 m。针对本工程坡耕地倒坡状田面边缘，应沿田坎边缘培修边埂，确保田埂高30 cm，埂顶宽30 cm，内侧坡比与外侧坡比均为1∶1。

终于，老妇人开心地接受了施泰特的建议，买下了那两瓶黄桃罐头。本来，这件事情过去也就过去了，让施泰特没有想到的是，从那以后，这个老妇人就经常来到这里买东西。

2.3.2 防御标准校核

《山西省水文计算手册》规定，项目区10 a 一遇6 h 最大暴雨量达47.40 mm，降雨在田面所形成的径流深最大可达48 mm，考虑到水平梯田边埂高度，完全可以起到拦蓄的作用，断面设计安全合理。

2.3.3 水平梯田工程量计算

根据《水土保持综合治理技术规范坡耕地治理技术》（GB/T 16453.1-2008），工程量计算方法如下。

（1）单位面积土方量计算

当梯田面积按亩计算时，单位面积土方量按下式计算：

（2）单位面积土方移运量

式中：W 为单位面积土方移运量，m3·m。

当梯田面积按公顷计算时，单位面积土方移运量按下式计算：

本项目坡耕地修成水平梯田工程量计算见表3。

表3 水平梯田工程量表

3 坡耕地改梯田工程施工设计

陵川县坡耕地改梯田工程施工包括定线、清基、田坎修筑、保留表土、修平田面等工序，其中表土保留施工设计和田面修整是质量控制的重要环节。

3.1 表土保留设计

修筑梯田前先进行表土剥离，剥离表土厚度为0.3 m。开挖的表层熟土通过表土逐台下移法、表土逐行置换法、表土中间堆置法等，最终将均匀铺运到整个田面上用于耕作。本工程设计机修梯田6.60 hm2，保土剥离共计19800 m3。

（1）表土逐台下移法

逐台下移表土的保留设计对于坡度较陡，田面狭窄（宽度＜10 m）的坡耕地改梯田较为适用。将整个坡面梯田由下至上逐台培修，最下一台梯田培修平整后，将表土弃置；再取起第二台拟培修梯田的田面表土，倾倒至最下台田面，并平铺齐整；待第二台梯田培修完毕，按照同样方法进行第三台梯田培修与平整；逐台进行，直至最终培修平整。具体见图2。

图2 表土逐台下移法

（2）表土逐行置换法

逐行置换表土的保留设计对于坡度缓，田面宽（宽度12 m～15 m）的坡耕地改梯田更适用。先在田面中部划出约2 m 宽的范围并培修平整，再在其上下两侧约1 m 宽的范围内取出表土填铺；直至田面平台宽度扩展为4 m；再通过类似过程向上下两端各拓展1 m 的宽度，田面平台宽度扩展为6 m；如此继续置换，直至整个田面培修平整。见图3。

3.2 修平田面

将田面分成下挖上填与上挖下填两部分：田坎线上下各1.5 m 范围，采取下挖上填法，从田坎下方取土，填到田坎上方。其余田面采取上挖下填法，从田面中心线以上取土，填到中心线以下。这样可以提高工效，节省劳工，见图4。

图3 表土逐行置换法

图4 上挖下填与下挖上填

田面挖、填任务基本完成后，应检查是否达到水平（或设计要求的纵向比降），要求误差不超过1%。田边1 m 左右，保留10°左右反坡，地中原有浅沟部位，填方应比水平面高出10 cm 左右，以备填土最深部位沉陷后田面仍能保持水平。

4 结论

项目区拟实施的坡耕地改梯田工程新修梯田6.60 hm2，投资23.90 万元，使水土流失得到有效控制。工程实施完工后，项目区水土流失治理度达到75.44%，农业生产条件改善、自然灾害减轻，对于项目区贫困农民增收意义重大。