韓二飛
(陜西省榆林市府谷縣水利水保工作隊,陜西 榆林 719499)
府谷縣總面積為3212 km2,區內地貌大體可分為沙蓋黃土丘陵、構造剝蝕黃土丘陵區及河谷階地地貌三類。全縣轄15 個鎮232 個行政村,人口25 萬人,其中農業人口192481 人,耕地僅占轄區面積的14.46%。府谷縣退耕還林工程于1999 年開始啟動,截至2006 年,全縣退耕還林工程共涉及305 個自然村130322 人,累計完成退耕還林(還草)54.97 萬畝。截止2015 年,府谷縣共有耕地97 萬畝,其中基本農田40.41 萬畝,人均1.75 畝。其中有壩地26.91 萬畝,梯田10.17 萬畝,水澆地3.33 萬畝。水澆地主要分布在沿河川的川臺地上,梯田主要分布在梁峁頂。
實施退耕還林工程,能大大改善當地的生態環境,還能促進農村產業結構調整、農民增收、農村勞動力轉移和社會主義新農村建設。但隨著退耕還林工程的逐步實施,群眾多年來賴以生存的土地逐漸減少,基本口糧田嚴重不足,糧食自給出現困難,大部分農民存在缺少糧食的狀況,具體如下:
1)退耕還林之后,府谷縣耕地面積大幅度減少。與退耕前相比,糧食播種面積大幅減少,糧食總產量大幅減少。2013 年糧食總產量65176 t,較2012 年減少3235 t,降低4.7%。
2)現有耕地中,坡耕地比例大,單產低。人均基本農田偏低,項目區基本農田畝產低于同級標準。
3)現有基本農田中,有水利設施的土地偏少,其中有效灌溉面積更少,水澆地的部分灌溉設施年久失修、老化,基本不能利用,導致糧食畝產低下。據2013 年水利統計,全縣有12.69 萬畝農田有灌溉設施,但當年實灌面積僅有3.6622 萬畝,其中農田灌溉面積3.18 萬畝、園地灌溉面積0.315 萬畝、其它灌溉面積0.165 萬畝。
4)農業產業結構單一,生產力低下,糧食單產低。特別是近幾年降雨量偏少,糧食畝產低,部分農民對糧食種植失去信心,致使大量的坡耕地撂荒,群眾普遍存在缺田少糧的情況,全縣急需新增基本口糧田。
本次規劃項目村對具有耕地面積大、水資源較豐富、交通便利、土壤肥沃、人口多、勞動力資源多、群眾農田建設積極性高、經濟條件較好的15 個鄉鎮,37 個行政村進行基本農田建設,涉及總人口1.2 萬人。主要分布在東部的皇甫川、清水川流域,中部的孤山川流域、西部的窟野河流域和南部的石馬川流域。基本農田糧食面積有25137 畝,其中需改造面積有17418 畝。這些土地通過平整,配套灌溉實施,培肥地力等措施即可增加糧食產量。淤地壩淤積耕種,糧食產量也非常高,生產潛力極大,非常受群眾歡迎,是基本農田水利建設發展的重點,建設潛力巨大。
為合理開發利用項目區土地資源,按照土地適宜性和擇優選擇的原則,制定出項目區耕地建設方案如下:
1)將20°以上坡耕地逐步退耕,依靠大自然的自我修復功能,提高植被覆蓋度。
2)將20°到10°的坡耕地盡可能連片修成高坎梯田,方便輕型機械耕收,10°以下坡耕地,立地條件好,土壤肥沃且近村、近路、近水的地塊修成土坎梯地,同時配套小型水利水保措施,進行土壤改良培肥,提高單位面積產量,滿足糧食生產需求。
3)提高現有農田標準。對現有的水田、梯坪地完善水利設施,使其達到遇旱能灌,遇澇能排,增強抗御自然災害的能力。
府谷縣2015 年共計實施機修土坎水平梯田1000 畝,分布在9 個鄉鎮,12 個行政村。新修梯田選擇在具有土較好、坡度較緩、距村莊較近、鄰近水源及交通便利特點的15 度以下的坡耕地進行修建,并集中連片,形成規模。實施方案及設計規劃的坡改梯田最小斑面積不小于50 畝。
水平梯田縱向斷面主要為田面寬度和地坎高度兩個要素,兩者互相影響。地坎長度由地形而定,不影響工程的設計。為便利耕作,田面寬度設計不小于10 m,根據不同的地面坡度,確定田面寬度和地坎高度。新建的基本口糧田面在5°~15°緩坡地上。田埂高設計標準按20 年一遇6 小時最大暴雨量進行設計,地埂間距按水平梯田進行設計,修后應逐年加高,每三年加高一次。考慮攔蓄徑流及泥沙能力,田面傾斜度設計為3°,田埂高為地埂最大攔蓄高度加上0.5 m,田埂頂部寬度取值0.5 m,內外坡比取1∶1。
單位面積土方量的計算公式為:

式中:V 為單位面積(公頃或畝)梯田土方量,m3;L 為單位面積(公頃或畝)梯田長度,m;H 為田坎高度,m;B 為田面凈寬,m。
根據項目區內擬修梯田原地面坡度,依照《水土保持綜合治理技術規范坡耕地治理技術》GB/T16453.1-2008 技術規范、土地利用規劃學資料進行確定。
單位面積土方移運量的計算公式為:

式中字母含義同上,式中系數及計算結果見表1。

表1 水平梯田斷面尺寸參考數值表
以武家莊村為典型進行設計。武家莊村位于府谷縣武家莊鎮,總土地面積3.18 km2,人均基本口糧田2.0 畝。武家莊村坡改梯項目總計100 畝,是典型的“三跑田”。據調查每畝年流失表土1.5 t。依據地形坡度10°~15°為最優斷面,田面寬15 m,田坎高3.5 m,田埂坡度60°,蓄水埂高0.5 m,頂寬0.5 m,內坡比1∶1,外坡比1∶0.58(60°),以攔蓄20 年一遇6 小時最大暴雨(76.5 mm)為洪水設計標準, 共規劃田塊10 塊, 最大田塊面積13.24 畝, 最小田塊面積4.71 畝。坡改梯典型斷面設計見圖1。

圖1 典型斷面設計(尺寸單位:cm)
典型工程田塊土方量計算:

地塊平均寬度15 m,平均高度3.5 m,經計算,該工程田塊土方量為2.9 萬m3,土方移運量21.75 萬m3·m。
府谷縣現存基本農田40%達不到標準,依據實際情況,采取的主要措施是:改造舊式臺田、平整土地和修復水毀壩地等。2015 年共安排臺田改造2680 畝,分布在13 個鎮24 個行政村,現以麻鎮的楊家峁村為典型進行基本口糧田設計。楊家峁村臺田改造項目區位于李家石堡村以南1 km,經實測地面平均坡度7°。依據地形坡度5°~10°最優斷面,田面寬30 m~60 m,田坎高1.5 m~4.3 m,田埂坡度75°~55°,蓄水埂高0.5 m,頂寬0.5 m,內坡比1∶1,以攔蓄20 年一遇6 小時最大暴雨為洪水設計標準,根據地形實際情況,通過二臺并一臺,三臺并一臺,兩排并一排的方式整理出新的臺田12 塊,最大田塊面積19.51 畝,最小田塊面積2.0 畝。區域內土方平衡,總動土方量為32475.2 m3。工程新修口糧田100 畝。臺田具體建設標準見表2。

表2 楊家峁村臺田改造規劃設計表
田間配套為已成或同步建設的基本口糧田完善小型水利設施(含道路),使旱地變水地。2015 年府谷縣田間配套類型主要為水源井,共安排新建水源井23 眼,分布在12 個鎮(辦)20個行政(自然)村,建成后可澆灌面積2300 畝。現以清水鎮趙寨村水源井為典型進行設計。
基本口糧田建設在充分利用灌區水量和保證灌溉的情況下,開采地下水作為補充灌溉水源。項目區內主要種植玉米、土豆和瓜果蔬菜,由于春玉米屬高耗水的高桿植物,若能保證其灌溉要求,則其他耗水量較少的植物灌溉均可保證。故以春玉米為種植對象,根據當地氣候特點、土壤條件和春玉米的需水要求,計算一次灌水量。根據公式可知其灌水定額為38 m3/畝。根據趙寨村2014 年水利局成井資料,對新增機井嚴格按照成井工藝,設計井深30 m,單井出水量為5 m3/h~15 m3/h,設計出水量為10 m3/h,參照《機井技術規范》單井灌溉面積為42畝。管井結構包括井口、井壁管、過濾器和沉淀管。井管采用內徑1000 mm 鋼筋混凝土管,壁厚100 mm,節長2 m,管壁外填礫厚度150 mm。井孔直徑為1000 mm。井壁管長23 m,過濾器長5 m,沉淀管長2 m。本次輸水工程只包含水源井到灌溉地片最高點的主管路工程,不考慮分支的灌溉管道,主管路管材全部采用DN50 mm 優質塑料管,管路全部深挖暗埋鋪設。根據設計流量及提水總揚程, 確定抽水設備選用150QJ10-150/21 潛水泵,流量為10 m3/h,揚程150 m,配套電機功率7.5 kW。
為化解退耕還林與吃飯矛盾,對府谷縣2015 年鞏固退耕還林基本口糧田建設進行方案設計,工程分布在全縣15個鄉鎮、37 個行政村中,共計劃完成基本口糧田建設任務10000 畝。項目實施后,可實現項目區人均基本農田面積由原來的2.1 畝增加到2.5 畝,糧食平均年單產量由271 kg/畝提高到300 kg/ 畝,農民人均純收入由原來的4512 元提高到4774 元。