肖文魁

（陕西省土地工程建设集团有限责任公司，陕西 西安 710075）

0 引言

以农业为主导产业的国情决定了在相当长的时期内，耕地仍是我国拉动经济的重要基础和农民最基本的生活保障[1-2]。因此，进行土地开发整理，增加耕地面积，改善耕地质量，进而改善农民的基本生产条件是一项长期的工作[3-4]。土地整治项目是一种通过工程措施提升耕地质量、改善耕作环境的有效举措，通过对项目区统一规划，合理布局，可以增加有效耕地面积，提高耕地质量，实现区域耕地总量动态平衡，增强农业发展后劲，改善农民生产、生活条件，增加农民经济收入，促进农业经济可持续发展，进而为解决好“三农”问题、加快社会主义新农村建设步伐提供有力支持[5-6]。

现今，我国耕地后备资源越来越少，对现存耕地资源进行严格保护迫在眉睫。2017年，《中共中央，国务院关于加强耕地保护和改进占补平衡的意见》提出将中低质量的耕地纳入高标准农田建设范围，实施提质改造，在确保补充耕地数量的同时，提高耕地质量；《国土资源部关于改进管理方式切实落实耕地占补平衡的通知》（国土资规〔2017〕13号）指出，要建立以数量为基础、产能为核心的占补新机制；提质改造耕地的新增粮食产能，根据整治的耕地面积和提升的质量等别计算，纳入产能储备库。2019年，《国务院办公厅关于切实加强高标准农田建设提升国家粮食安全保障能力的意见》（国办发〔2019〕50号）提出，以提升粮食产能为首要目标，突出抓好耕地保护、地力提升和高效节水灌溉。为了适应农业和农村

发展新阶段的要求，推动与当地产业需求相配套的基础设施建设是当前土地整治业务开展的重点。而在土地整治项目中，设计工作是一项十分重要且必要的工作，尤其是灌排工程质量好坏和规划合理性，将直接决定整体工程效能和耕地产能[7]。因此，如何对灌排工程进行优化设计，是土地整治工程中一项十分重要的工作内容[8-11]。

1 项目区基本情况

项目区位于甘肃省D C县，地理坐标为东经104°34′39″～104°35′10″，年平均降水量为637.54 mm。由于气候等优势，该县具有发展农业的得天独厚的条件，但农业区域人多地少。随着县城向西北方向的扩展，该项目区成为未来的城乡结合黄金地段，交通便利。项目区内有岷江及其支流理川河、官鹅河，项目修筑引水灌溉“U”型水渠，自流灌溉保证农作物生长需要。因地势由北向南降低，项目区不存在洪涝排泄问题。项目区农网建设完备，电力普及率较高，充足的电力资源强有力地推动了区域内经济发展，也可满足项目建设过程中的临时用电。该项目区地处秦岭以南，降雨充沛，林木茂盛，特别是经过几年的退耕还林，大搞生态林和经济建设，田间周边林网已形成规模，对于防止水土流失、蓄水保墒起到了一定作用。

2 土地利用布局

根据项目区的自然条件和社会经济综合发展情况，项目建设的主要内容包括耕地、农村道路、沟渠等，种植小麦、马铃薯、玉米、当归等作物。

2.1 土地平整工程

项目区在地貌类型上属于河川滩涂区，地势起伏较大，且内部坑洼不平，采用分段分田块平整，形成比较规则的田块，然后采用外运土源覆土，覆土厚度为40 cm。

2.2 农田水利工程

结合项目区实际地形和群众需求，主要建设思路为优先选用地表水与自流灌溉相结合的方式进行田间供水，因此项目区内的灌溉渠道和排水沟道应根据项目区的地形条件，采用灌排分开的原则，有利于田间积水及时顺利地排出。

2.3 道路工程

为了方便项目区的农业生产，必须建立起必要的道路网络。田间道宽2.6 m，高出地面0.4 m，与标准田块布局平行，路面采用泥结碎石路面。生产路宽1.6 m，高出地面0.3 m，与农渠并行，与标准田块垂直，路面采用泥结碎石路面。

2.4 农田防护林工程

为改善项目区内自然生态环境，达到防风固沙、涵养水土、美化环境等目的，应在田间道路两侧种植防护林。

3 工程优化方案

3.1 土地平整工程

项目区内经人工修建防洪坝在区内取土后，项目区被挖取得坑洼不平，地形起伏较大。在覆土前，应进行全面的分段平整，然后取客土进行覆土。按照田块大小、朝向一致的格田要求建设标准田块，田块长度以100 m为准，个别地形条件取80 m，宽度视规划地块宽度取值，总体在200 m左右。标准耕作田块内部以田埂为界，划分条田，格田大小为100 m×50 m，田埂梗高40 cm，梗顶宽15 cm。边角田块大小视地形要求而定，耕作层必须保持在30 cm以上。

3.2 农田水利工程

根据项目区地形，采用自流灌溉的方式，保证旱能灌、涝能排，沟渠设计与田间道路并行，渠道设计分为二级，为斗渠和农渠，设计灌溉保证率为80%。排水沟分为斗沟和农沟，排水标准按照10年一遇的24 h暴雨量进行设计。

3.2.1 渠道设计流量推算

依据项目区作物种植结构和灌溉制度进行田间灌溉。总干渠、干渠、支渠采用续灌，支渠以下的斗渠、农渠采用轮灌。根据灌溉控制面积，以每条支渠为划分单元，共设置3个轮灌分区。

3.2.2 确定设计灌水率

根据修正后的灌水率图，取设计灌水率q设=0.382 m3/(s·667 hm2)，最小灌水率qmin=0.199 m3/(s·667 hm2)。

3.2.3 确定土壤的渗透系数

由于灌区土壤属于轻粘壤土，查阅《农田水利学》，得到土壤透水性系数：A=2.65，m=0.45。

3.2.4 典型支渠流量计算

选择3支渠为典型支渠。该支渠地势坡度较为平缓，田间土层平整度较为规整，且土质较好，为壤土层，在灌区具有一定代表性，3支渠控制灌溉面积8.64 hm2，同样具有典型性。

支渠控制灌溉面积A支=8.64 hm2，设计灌水模数取0.8。则支渠的设计田间净流量：

由支渠分配到每条农渠的田间净流量：

3.2.5 自上而下推算各级渠道的设计毛流量

1）计算农渠的净流量。通过农渠的田间净流量计算可得田间水头渗漏损失，求得农渠的净流量，由于项目实施后，灌区田间水利用系数进一步得到提高，取ηf=0.95，则：

2）计算农渠的设计毛流量。由于灌区土壤属于轻粘壤土，A=2.65，m=0.45，农渠每公里的输水损失流量为：S农=6.8 L/(s·km)。取农渠的平均工作长度L农=0.375 km，则：由于渠道采取了水泥U型槽防渗措施，所以：

农渠的设计毛流量为：

3）计算斗渠的设计毛流量。因为一条斗渠内同时工作的农渠有7条，所以斗渠的净流量等于7条农渠的毛流量之和：

农渠分两组轮灌，各组要求斗渠供给的流量相等。但是第二轮灌组距斗渠进水口较远，输水损失较多，据此求得的斗渠毛流量较大，因此，取第二轮灌组灌水时需要的斗渠毛流量作为斗渠的设计流量。斗渠的平均工作长度L斗=3.15 km。斗渠每公里输水损失流量S斗，查表得：S斗=19 L/(s·km)。

斗渠的设计毛流量为：

3.3 田间道路工程

道路路基与路面，可“就地取材”，利用当地的石、土材作为道路垫层或路面。道路工程分田间道和生产路。田间道路面宽2.6 m，高出地面0.4 m，路面铺设10 cm厚泥结碎石。生产路路面宽1.6 m，高出地面0.3 m，路面铺设10 cm厚泥结碎石。

3.4 农田防护与环境保持工程

在新建的田间路两侧栽种护路林，树种选用侧柏和红叶李，主要作用为减小风灾侵害，保护农田、农作物以及周边居民的生活、生产安全。

4 效益分析

项目建设增加了水浇地面积，提高了耕地质量，提升了粮食综合产能，改善了农业生产条件和人居环境，提高了劳动效率。通过项目区土地整理，形成了高标准、高质量的标准农田，有效提高了农作物产量，维护了社会稳定。

项目的实施不仅有利于实现规模化经营，而且有利于促进劳动力、资金、技术的合理流动，可以引导农村闲散劳动力参与土地开发整理，优化了土地资源配置，改善了农作物布局与耕地质量。该项目实施后，可开发整理耕地达97.67 hm2，项目区的垦殖率达到75.87%，有效缓解了人地矛盾，切实提高了农民生产生活水平。

5 相关建议

5.1 保护土地，提高土壤质量

通过后续农业生产，增施有机肥，实施生物改良措施，改善项目区土壤结构性状，促进农田生态良性循环，对维护和改善项目区内生物多样性、发展多种作物种植起到了积极作用。加强农田水利工程建设，增强农田防灾抗灾能力。要充分利用水利部门的大中型灌区续建配套和节水灌溉设施，提高田间灌排设施利用效率和灌水利用效率。同时增施有机肥，肥料种类以各种农家肥、种植绿肥和秸秆还田为主，结合施用化肥，改善土壤的理化性质、丰富土壤的营养元素，经过改土培肥后的高肥力土壤，才能保证水、肥、气、热及其他肥力因素彼此协调，满足作物生长发育的需要，提高农作物产量。

5.2 提高植被覆盖率，改善生态环境

通过土地开发整理，地面平均坡度普遍降低，项目区内灌排设施完善，能有效防止水土流失，促进和保持各农业生态系统间的良性循环，为生态农业的发展打下良好的基础。通过改善水利设施，按统一规划、统一实施、综合开发的原则，对田、水、路进行综合治理，实现了“田块平整化、道路网络化”，有效治理了水土流失，构成了稳定性强、生产能力高的复合农业生态系统，为后期灌溉工程创造了良好的条件。但是土地平整造成的地表植被和原土层结构破坏对环境的影响是严重的，因此在施工过程中应重点防范。