冯 乐

(韶关市水利水电勘测设计咨询有限公司 惠州分公司，广东 惠州 516008)

0 引 言

土地资源是城市发展建设、居民生产生活不可缺少的资源。水土资源流失将对当地经济、生态造成不利影响[1-3]。针对水土流失现象，及时采取水土保护措施十分重要。水土流失尤其是耕地水土流失事关农业发展，影响深远。目前，退耕还林是常用的水土流失治理措施，并取得了良好的效果，但也影响到耕地使用面积。因此，选取适宜的治理方法，在改善水土流失的基础上不影响农业发展是十分必要的。通过多年的工程经验总结，坡改梯工程具有良好的生态、社会效益，取得了较好的应用效果[4-6]。因此，坡改梯工程在坡耕地治理工程中的应用得到发展。

1 土地利用及水土流失现状

1.1 土地利用现状

根据蒲县2020年土地资料，薛关镇项目区土地总面积14 023.26 hm2，其中耕地面积3 029.55 hm2，占全部总土地面积的21.60%。耕地中，坡耕地面积为2 419.11 hm2，占耕地面积的79.85%；旱坪地面积52.29 hm2，占耕地面积的1.72%；梯田面积558.15 hm2，占耕地面积的18.42%。调查分析表明，工程区产量低下的坡耕地所占比例较大，高产稳产的梯田、沟坝地极少。

1.2 水土流失现状

工程区水土流失面积大，土壤侵蚀强度也大。工程区仅坡耕地一项，若不采取治理措施，每年流失水13.40×104m3，流失土4.21×104t。坡耕地的大量存在，严重的水土流失一方面导致土壤质地的下降，降低了土地的生产力，影响当地粮食生产；另一方面，水土流失可加重自然灾害造成的损失，对生态环境保护造成不利影响。

2 坡改梯工程总体布置

项目区划分为4个工程区，即佛联村工程区、劝学村工程区、古驿村工程区和刁坪村工程区。项目区设计坡改梯面积206.66 hm2，生产道路4.94 km。其中，佛联村工程区坡改梯面积126.78 hm2，劝学村工程区坡改梯面积24.06 hm2，古驿村工程区坡改梯面积18.27 hm2，刁坪村工程区坡改梯面积37.55 hm2。地面坡度按照5°～10°、10°～15°和15°～20°共3个坡度级划分为93个小斑(地块)。其中，5°～10°坡耕地小斑(地块)43个，面积128.94 hm2，占62.39%；10°～15°坡耕地小斑(地块)31个，面积58.25 hm2，占28.19%；15°～20°坡耕地小斑(地块)19个，面积19.47 hm2，占9.42%。

3 坡改梯措施设计

3.1 水平梯田

3.1.1 设计原则及标准

水平梯田设计时需要充分结合现在地形，根据确定的地块坡度进行优化设计。工程田宽在6～20 m，工程坡耕地设计标准为20年一遇6 h最大暴雨，拦蓄径流80%以上，拦沙90%以上。

3.1.2 水平梯田断面设计

1)梯田断面设计。水平梯田断面尺寸见表1。断面设计见图1，根据图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 水平梯田设计要素图

图1中各要素的含义如下：θ为原地面坡度，(°)；α为田坎坡度，(°)；b为田坎占地宽，m；H为田坎高度，m；H′为边埂高，H′=0.3 m；B为田面净宽，m。

水平梯田断面设计参数见表2。

表2 水平梯田断面设计表

2)防御标准校核。当地20年一遇6h最大暴雨量为77.13 mm，田面最大径流深77.13 mm，水平梯田边埂高30 cm，完全可以拦蓄，因此坡改梯工程断面设计满足安全性要求。

3)水平梯田工程量计算。单位面积土方量V计算见下式：

V=1/2(B/2×H/2×L)=1/8×BHL

(1)

式中:L为单位面积梯田长度，m。

单位面积土方移运量W按下式计算：

W=V×2/3B=1/12B2HL

(2)

通过计算，水平梯田工程量见表3。

表3 水平梯田工程量表

3.2 生产道路

经实测，工程区坡改梯工程需要新建干路4.94 km。

3.2.1 干路设计

干路用于运输物资及农产品，路面宽3 m。据调查，各工程区干路基本畅通，为节约用地和节省投资，尽量利用原有道路，本次设计新增干路建设4.94 km。见图2。

图2 干路布设立体示意图

3.2.2 支路设计

支路即为田间作业道路，路面宽确定为2 m。支路布设立体示意图详见图3。

图3 支路布设立体示意图

4 效益分析

4.1 经济效益

梯田修建完成后即可满足粮食种植需求，也可为经济作物种植提供条件。通过坡改梯工程建设可改善土地利用结构，促进农民收入提升。坡改梯工程建设完成后，耕地种植面积增加至195.16 hm2。以玉米种植为例，每公顷增收7 065元，受益人口年均增收约393元。同时，坡改梯工程建设，将南方常见的梯田“移植”至北方，对当地农业旅游业发展也具有促进作用。

4.2 生态效益

通过坡改梯工程建设可减少水土流失情况。将坡耕地改为水平梯田，增加了径流滞流时间，有利于径流下渗；同时径流流速减小，对于改善水土流失效益显著。

生态效益主要计算项目实施后的新增蓄水能力和保土能力。考虑区域平均降雨量、侵蚀模数等因素，采用类比法推算，项目区坡耕地流失水140.62 m3/hm2·a，流失土44.16 t/hm2·a，梯田保水122.30 m3/hm2·a，保土38.78 t/hm2·a。项目实施后，平均每年可拦蓄泥沙0.76×104t，集蓄雨水2.39×104m3。

4.3 社会效益

4.3.1 提高土地生产力，增加农业产量

坡改梯每公顷平均增产2 078 kg，平均增产幅度为50%。坡耕地改造为梯田后，变成了保水、保土、保肥的“三保田”，粮食产量大幅度提高。

4.3.2 加速机械化进程，提高劳动生产率

现有的坡耕地改造成梯田修成后，配套进行生产道路修建，这就使现代化的小型农机可以直接畅通到达田间地头，变畜力耕播为农机耕播，农民进行田间管理更加科学便捷，省时省力，可以极大地提高农民的劳动效率。

4.3.3 促进农村产业结构调整，增强农业后劲

坡地改造为梯田后，可以发展极具特色的地埂经济。同时，促进了一些农业高附加值的新型特色产业实施和发展，实现由单一种粮型向粮食、经济作物和种植果树方向结合型，农业发展后劲十足，梯田建设真正成为广大农民的粮屯子和钱袋子，使得落后的农村展现生态文明的新气象。

4.3.4 增加就业机会，促进农村脱贫致富

通过项目的实施，工程建设需要投入10.43万工日的劳动力。同时，坡改梯工程为当地农业观光旅游提供了基础条件，也可为当地农民就业提供更多的岗位、机会。

5 结 论

蒲县地形起伏大，目前耕地类型主要为坡耕地，根据调查，水土流失现象严重，农业发展受到较大的影响。为了改善蒲县坡耕地水土流失的现状，结合工程所在地实际情况，采取坡改梯的方式加以治理。通过这一工程措施，可改善水土流失现状，增大耕地面积，有利于生态环境建设，在经济、社会、生态等方面具有良好的效益。