CN109451905B - 一种丘陵山地土地整治的坡改缓方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种丘陵山地土地整治的坡改缓方法，包括如下步骤：S1、数据采集与处理：采用制图软件绘制目标区域改造前的土地利用现状图；S2、识别可实施区域：采用ArcGIS软件构建地理空间数据集，并识别为可实施区域；S3、参数设计：对S2中得到的θ进行分析，设计改造参数表；S4、坡改缓实施：a、表土剥离；b、挖方和填方；c、表土回填。使用本发明提供的坡改缓方法整治后的土地，能够使用小型农用机械提高劳动生产率，提高土地的耕种率，适应现代农业的发展，满足生产、生活、生态的需求。

Description

一种丘陵山地土地整治的坡改缓方法

技术领域

本发明涉及土地改造领域，具体涉及一种丘陵山地土地整治的坡改缓方法。

背景技术

我国南方丘陵山地分布较广，地形条件复杂，地块破碎，坡耕地面积大，中低产田比例高，耕地整体质量不高，不便于机械化耕种。因此，土地平整是该区域土地整治的重要工程内容，也是满足农业机械化、现代化发展，提高农业生产效率的切实需要。

以往的土地整治项目，较多地强调将坡地改造为水平梯田梯地。在国家投资的高标准土地整治项目中，大量采用条石块石修筑梯田梯地，以期方便水平耕作、降低水土流失发生率。然而，上述方式除工程造价高，施工难度大外，不适合现代农业发展的机械化要求，也并未达到理想的效果。一方面，一些土地整治项目的梯田修筑标准很高，大量项目采用石梯石坎，人为形成梯级台地，甚至造成小型农业机械进场困难。即使在一些坡地相对平缓(坡度15°左右)的区域，为提高土地整治建设标准，也盲目采用了切坡的降坡方式，将坡地改造为水平梯田梯地。这些坡地改造措施尽管标准很高，但当地农户的认可度较低。另一方面，随着丘陵山地区域的农村人口大量向外析出，农村劳动力短缺的形势愈加严峻，农村劳动力稀缺，一些梯田梯地建成后，由于不能机械化，出现无人耕种的情况，部分基础设施也随之闲置、自然废弃。同时，过度追求土地整治建设标准，忽视了同整治区的景观融合，给当地生态环境也带来较大的负面影响。如盲目地切坡降坡，进行大挖大填式的过度平整，不仅造成土壤耕层结构破坏，不利于作物生长，且整治后的景观多样性与稳定性减少，破坏了整治区域的生态平衡。

因此，如何对丘陵山地的土地进行改造，使其能够适应现代农业的发展，提高劳动生产率并且满足生产、生活、生态的需求，是本领域技术人员研究的方向。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于解决现有的丘陵山地改造成梯田梯地后难以使用小型农用机械，容易造成无人耕种变成荒地的问题，提供一种丘陵山地土地整治的坡改缓方法，能够使用小型农用机械提高劳动生产率，提高土地的耕种率，适应现代农业的发展，满足生产、生活、生态的需求。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：

一种丘陵山地土地整治的坡改缓方法，包括如下步骤：

S1、数据采集与处理：采用制图软件绘制目标区域改造前的土地利用现状图；一般采用AutoCAD矢量图进行绘制，采用的比例为1:500。

S2、识别可实施区域：采用ArcGIS软件构建地理空间数据集，并在ArcGIS中计算坡度θ，当满足θ≤15°且土地集中连片时，识别为可实施区域；其中，θ的计算方式为：沿垂直于等高线方向量取坡面顶部和底部两点的高程和距离，高程差计为H₀，距离计为B₀，根据公式，得到θ值。将坡面顶部和底部两点连线沿等高线方向左右移动，获得满足θ值的移动距离，该可实施区域的毛面积计为S₀，则；选择S₀≥50亩的可实施区域进行操作，方便进行改造。

S3、参数设计：对S2中得到的θ进行分析，设计改造参数表，具体实施时，采用1:500的CAD图或现场测量；

1)当8°＜θ≤15°时，目标区域改造后的地面坡度β≤8°，局部≤10°。考虑到可实施区域内降坡的难易程度，在实施时尽量减少地面平整工程的工程量，保持原有的自然地形，将可实施区域的坡度降至8°以下，这样，不容易引起水土流失，也有利于耕作田块的自然排水，减少排水工程设施的投入。改造参数表如下表所示：

2)当θ≤8°时，目标区域改造后的地面坡度β≤5°。改造为5°以下的原则与改造为8°以下的原则相同。当耕作田块改造前的坡度θ≤8°且地块较为破碎，可将耕作田块坡度进一步改缓，有利于进一步减缓水土流失，提高耕作田块面积，有利于机械化耕作。

改造后，目标区域的田块有效土层厚度≥50cm；对于目标区域的田块土层的设计，以现状土层厚度为依据，以最佳综合工程效益为建设目标，确定坡改缓修筑后的田块有效土层厚度。改造参数表如下表所示：

S4、坡改缓实施：

a、表土剥离：将可实施区域内的表土剥离，剥离厚度为20cm，将剥离后的表土推置在区域中心线位置。

b、挖方和填方：在坡地中上部挖方，坡地中下部填方，控制目标区域改造后的地面坡度β≤8°或β≤5°。具体的操作方式如下：根据地块坡度突变点划分挖填方单元(20m×20m或40m×40m)，各挖填方单元的坡度变化≤3°；确定各挖填方单元的施工高度h，h＝/(；在同时存在挖方和填方的单元内，根据单元角点的地面高度，采用***法求得上述单元边线上h＝0的点，其连线为零线，即填方区与挖方区分界线，其中，所述地面高度指地面的自然高度，确保各挖填方单元坡度在8°或5°以下。

用hs表示坡改缓后的有效土层厚度，hs₀表示各挖填方单元原坡地有效土层厚度。为保证坡改缓后有效土层厚度hs≥50cm，当挖方单元hs₀-h≤50cm时，该挖方单元可按施工高度h挖方后进一步深松50-20-(hs₀-h)cm，即30-(hs₀-h)cm，其中，20为剥离的表土厚度(cm)。当填方单元hs₀+h≤50cm时，在该填方单元填方之前，先深松50-20-h cm，即30-h cm，其中，20为剥离的表土厚度(cm)。

c、表土回填：将a中剥离后的表土进行回填，回填时，控制目标区域改造后的地面坡度β≤8°或β≤5°，且表土回填后，表土层厚度≥20cm，目标区域的有效土层厚度≥50cm。

采用先剥离表土，使用挖方和填方降坡，再将表土回填，能够保持原有土地的肥力，利于作物生长。这样，不会破坏土壤耕层结构，保持了整治区域的生态平衡。

进一步，所述步骤S4中还包括：d、田坎修筑：田坎的高度记为D，

①D≤1.2m时，田坎采用土坎；

②1.2m＜D＜1.5m时，田坎采用石坎。

进一步，所述石坎采用干砌条石或干砌块石砌筑。

在修筑田坎时，优先采用土坎，以协调周边生态景观和维持局地生态平衡。土坎砌筑沿地块的边界修筑，便于后续种植水土保持植物护坡，以保持改造区域小环境的生态平衡，增强护坡强度。根据地形条件及坡改缓后的台面坡度，土坎高度设计为0.5～1.2m；有堡坎作用等特殊需要的坎高可大于1.2m，但宜小于1.5m。当坎高大于1.2m时，则宜修筑石坎。土坎修筑采用粘土夯筑，并且避免土中含有砾石、树根、草皮等杂物。

当工程区无粘土或土质粘性十分差时，则修筑石坎。石坎采用干砌条石或块石，条石规格为25cm×25cm×100cm。当用一轮条石砌筑时，从下部数起，在第三轮条石增设“丁字石”，“丁字石”采用“两顺一丁”。当石坎高度大于1.2m时，用两轮条石并排修建。石坎基础置于坚实的基岩或土质上，且条石之间互相嵌实咬紧，石缝错开，分层砌筑，以保证条石坎稳定。

进一步，所述目标区域改造后，其长边为50～300m，短边为20～100m。长边的长度记为L，短边的宽度记为B。耕作田块的地块面积宜大，边界以沟、路、坎分割。其长度和宽度应根据地形、土壤、农业机械作业方式和作物种类等因素综合权衡确定。耕作田块长边L与等高线近似平行，依形就势布置。长边L在50～300m范围内。耕作田块短边B着重考虑当地农业机械的作业宽度，以作业宽度的倍数值为最佳设置值，B在20～100m范围内。整治后集中连片，便于机械化，且高度维持原地貌形态和协调周边生态景观的坡改缓方法。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明的坡改缓技术，解决了原来土地整治过程中采用切坡修筑梯田，导致地块小、机械化难等问题，能够根据地形地貌就势降坡、将破碎地块连片，本发明能够将原坡度θ≤15°的丘陵山地进行改造，改造后的地面坡度β≤8°或≤5°，使丘陵山地的地块连片，长边为50～300m，短边为20～100m，从而便于使用小型农用机械进行耕作，适应现代农业的发展，特别是在目前农村劳动力短缺的现状下，显著提高劳动生产率。

2、采用本发明的坡改缓技术，减少了土坎和石坎的使用量，减轻了田块分割和细碎化，保证足够的田面宽度和机械作业宽度，并允许保留适当的田面坡度，提高了土地利用效率。

3、维持了原有的地貌形态，与周边生态景观相协调，提高了景观的多样性与稳定性，保持了整治区域的生态平衡。

附图说明

图1为本发明一种丘陵山地土地整治的坡改缓方法的操作流程图。

图2为本发明一种丘陵山地土地整治的坡改缓方法的修筑示意图，其中，θ为目标区域改造前的坡度，β为目标区域改造后的地面坡度。

图3为实施例一中的田坎示意图。

图4为实施例二中的田坎示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

参见图1和图2，采用本发明中的丘陵山地土地整治的坡改缓方法对坡地进行整治，选取坡度θ≤15°，局部坡度≤25°的区域为目标区域。

实施例1：

S1、数据采集与处理：采用AutoCAD绘制目标区域改造前的土地利用现状图，比例1:500。

S2、采用ArcGIS软件构建地理空间数据集，并在ArcGIS中计算改造前的坡度θ，设置整治实施的目标区域，本实施例中，θ≤12°，局部坡度≤20°。

S3、参数设计：对S2中得到的θ进行分析，设计改造参数表。具体实施时，现场测量地面高度并设计以下参数。耕作田块长边L与等高线、主沟、田间道平行，设置为200m；宽度B与等高线垂直，且与支沟、生产路平行，设置为50m。目标区域改造后的地面坡度β≤7°，局部≤10°。其具体设计参数见下表。

S4、坡改缓实施：

a、表土剥离：表土剥离20cm，坡面坡度降至7°，局部≤10°；

b、挖方和填方：在坡地中上部挖方，坡地中下部填方，控制目标区域改造后的地面坡度β≤7°。

c、表土回填：将a中剥离后的表土进行回填，回填时控制目标区域改造后的地面坡度β≤7°，且表土回填后，表土层厚度为20cm，目标区域有效土层厚度55cm。目标区域形状近似为矩形。

d、田坎修筑：目标区域的土壤为紫色土，粘粒含量高，土坎采用粘土夯筑，土坎高度为1m，修筑后的田坎参见图3。

本实施例中，目标区域改造后的地面坡度β为7°以下(局部10°以下)的缓坡地。在降低坡度、减少水土流失的同时，高度维持了原有地形地貌特征，有利于局地生态平衡。改造后的目标区域，长边L达200m，宽度B达50m，且耕作田块仅布设1级土坎，满足小型农用机械的工作要求，有效提高了目标区域的机械耕种效率。

实施例2：

S1、数据采集与处理：采用AutoCAD绘制目标区域改造前的土地利用现状图，比例1:500。

S2、采用ArcGIS软件构建地理空间数据集，并在ArcGIS中设置目标区域改造前的坡度θ，本实施例中，θ≤14°，局部坡度≤22°。

S3、参数设计：对S2中得到的θ进行分析，设计改造参数表。具体实施时，现场测量地面高度并设计以下参数。耕作田块长边L与等高线、主沟、田间道平行，设置为120m；宽度B与等高线垂直，且与支沟、生产路平行，设置为60m。目标区域改造后的地面坡度β为8°，局部≤10°。具体设计参数见下表。

S4、坡改缓实施：

a、表土剥离：表土剥离20cm，坡面坡度降至8°，局部≤10°；

b、挖方和填方：在坡地中上部挖方，坡地中下部填方，控制目标区域改造后的地面坡度β≤8°。

c、表土回填：将a中剥离后的表土进行回填，回填时控制目标区域改造后的地面坡度β≤8°，且表土回填后，表土层厚度为20cm，目标区域的有效土层厚度为50cm。目标区域形状近似为梯形。

d、田坎修筑：田坎采用25cm×25cm×100cm条石以“两顺一丁”修筑，高度为1.2m。条石坎基础置于坚实的基岩或土质上。条石之间互相嵌实咬紧，石缝错开，分层砌筑，以保证条石坎稳定。修筑后的田坎参见图4。

本实施例中，目标区域为改造后的地面坡度在8°以下(局部10°以下)的缓坡地，在降低坡度，减少水土流失的同时，高度维持了原有地形地貌特征，有利于局地生态平衡。改造后，耕作田块长边L达120m，宽度B达60m，且耕作田块仅布设1级石坎，满足小型农用机械的工作要求，有效提高了目标区域的机械耕种效率。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种丘陵山地土地整治的坡改缓方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、数据采集与处理：采用制图软件绘制目标区域改造前的土地利用现状图；

S2、识别可实施区域：采用ArcGIS软件构建地理空间数据集，并在ArcGIS中计算坡度θ，当满足θ≤15°且土地集中连片时，识别为可实施区域；其中，θ的计算方式为：沿垂直于等高线方向量取坡面顶部和底部两点的高程和距离，高程差计为H ₀，距离计为B ₀，根据公式

，得到θ值；

S3、参数设计：对S2中得到的θ进行分析，设计改造参数表，

1）当8°＜θ≤15°时，目标区域改造后的地面坡度β≤8°，局部≤10°；

2）当θ≤8°时，目标区域改造后的地面坡度β≤5°；

改造后，目标区域的田块的长边为50～300m，短边为20～100m，有效土层厚度≥50cm；

S4、坡改缓实施：

a、表土剥离：将可实施区域内的表土剥离，剥离厚度为20cm，将剥离后的表土推置在区域中心线位置；

b、挖方和填方：在坡地中上部挖方，坡地中下部填方，控制目标区域改造后的地面坡度β≤8°或β≤5°；

c、表土回填：将a中剥离后的表土进行回填，回填时，控制目标区域改造后的地面坡度β≤8°或β≤5°，且表土回填后，表土层厚度≥20cm，目标区域的有效土层厚度≥50cm；

d、田坎修筑：田坎的高度记为D，

① D≤1.2m时，田坎采用土坎；

② 1.2m＜D＜1.5m时，田坎采用石坎。

2.根据权利要求1所述的丘陵山地土地整治的坡改缓方法，其特征在于：所述石坎采用干砌条石或干砌块石砌筑。

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