低丘緩坡農田水利工程規劃設計及其效果評價

摘" 要：該文主要探究低丘緩坡未利用地開發過程中農田水利工程的規劃設計，并對開發方案的效益展開評價。首先介紹項目區的基本情況，以及農田水利工程的整體布局。隨后分別從土地平整工程、灌溉與排水工程、農田防護與生態保持工程3個方面，概述低丘緩坡農田水利工程的規劃設計要點。根據規劃設計方案，運用德爾菲法構建土地適宜性評價體系，并選擇田塊平整度、有效土層厚度、灌溉保證度等評價指標，對項目區土地適宜性作出量化評價。結果表明，綜合分值為80分，項目區土地適宜耕種，在提供配套水利工程的基礎上能夠產生良好的經濟效益。

關鍵詞：農田水利工程；德爾菲法；農田防護工程；土地適應性評價；低丘緩坡

中圖分類號：S277" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2023）28-00８５-0４

Abstract： This paper mainly probes into the planning and design of farmland and water conservancy projects in the process of unused land development on gentle hills， and evaluates the benefits of the development scheme. First of all， the article introduces the basic situation of the project area and the overall layout of the farmland and water conservancy project. Then， the main points of planning and design of low hilly gentle slope farmland water conservancy project are summarized from three aspects： land leveling project; irrigation and drainage project; and farmland protection and ecological conservation project. According to the planning and design scheme， the land suitability evaluation system is constructed by Delphi method， and the evaluation indexes such as field smoothness， effective soil thickness and irrigation guarantee degree are selected to quantitatively evaluate the land suitability of the project area. The results show that the comprehensive score is 80， and the land in the project area is suitable for farming， which can produce good economic benefits on the basis of providing supporting water conservancy projects.

Keywords： farmland water conservancy project; Delphi method; farmland protection engineering; land adaptability evaluation; low hill gentle slope

耕地占補平衡是加強耕地保護、嚴守18億畝耕地紅線的一項重要舉措。其中，低丘緩坡作為一種未被利用同時又具有開發潛力的后備土地資源，在保證耕地占補平衡方面發揮了重要作用。對低丘緩坡未利用地進行規劃設計，實現科學開發，一方面能夠提高土地資源的利用率，增加了農村耕地面積，間接增加了農民收入，促進了農村經濟發展；另一方面，還能解決低丘緩坡荒地存在的水土流失等問題，對改善區域生態環境也有積極幫助。在進行低丘緩坡未利用地的開發時，需要結合實地勘察結果做好農田水利工程規劃，并對利用效益進行綜合評價，驗證開發方案的可行性，為下一步的土地開發提供依據。

1" 項目區概況

本文研究的項目區總面積713.5 hm2，地形以低矮丘陵為主，地勢東北高、西南低，海拔在210 m左右，坡度在4～5°。項目區所在地屬于亞熱帶季風氣候，年降水量1 513.3 mm，集中在6—8月份，占全年降雨量的70%左右。土壤以紅壤土、砂壤土為主，表層耕作層厚度在30 cm左右，土壤pH在5.0～6.5之間，土壤養分含量較高、土質較為松軟，適合耕種。項目區內地表水資源較為豐富，有1條河流橫穿項目區，沿河建有十余座水庫，能夠滿足耕種用水需求，但是缺少灌溉和排水設施。既有的少量輸水渠道因為年久失修，滲漏嚴重。為此，需要對該項目區的農田水利工程進行規劃設計，以提高水資源的利用率，滿足項目區內農田排灌需要。

2" 低丘緩坡農田水利工程的規劃設計

2.1" 工程整體布局

該項目區屬于未開發區，通過本次開發將原來的半荒地、半草地轉為可以種植水稻的耕地；同時，開展農田水利工程規劃設計，提供滿足水稻種植的配套設施，在提高土地利用率的基礎上，增加糧食產量和經濟效益。項目區開發后可利用耕地的面積大概是530 hm2，采用水稻和油菜輪作的種植模式。工程整體布局如下。

2.1.1" 土地平整工程布局

項目區經過整理后梯田面積450 hm2，條田面積80 hm2。首先清理低丘緩坡上的荒草、灌木，然后依據地形的不同采取差異化的整改措施。對于地勢平坦的，整理成條田；對于略有起伏的，整理成梯田[1]。

2.1.2" 灌溉與排水工程布局

項目區內有一條橫貫南北的河流，沿河流建成的水塘（壩）有十余處。可在水塘（壩）安裝機組，抽水后經過引水渠流入需要灌溉的農田中。項目區采用明渠排灌系統，渠系建筑物包括水閘、管涵、截排水溝等。

2.1.3" 農田防護與生態保持工程布局

為保證農機下田作業時不破壞溝渠，在田塊與田間道之間設計下田坡道，每個田塊布置一條坡道。下田坡道下放設有管涵，用于排水；主體結構為漿砌片石，面板為混凝土。出于水土保持需要，設置截排水溝。

2.2" 工程規劃設計

2.2.1" 土地平整工程

該項目區種植的農作物以水稻為主，為滿足田間排灌要求和機械作業要求，需要對原來的低丘緩坡進行平整改造。“坡改梯”工程方案：確定梯田面后，以梯田面的對稱軸作為開挖中心線，按照“挖高填低、挖填方量總和為零”的原則，進行挖填方施工。如果緩坡上挖出的土方不能填平梯田面，則需要外運土方。考慮到項目區內有多處低洼水塘，可選擇已經干涸的水塘，挖出塘地泥土填平梯田面。形成平整的梯田面后，為了提高保水效果，還需要在梯田面的邊緣處修建田埂。將田埂設計成梯形斷面，高度為30 cm，底寬50 cm，頂寬25 cm。采用機械與人工配合的方式，對新形成的梯田進行整理，包括翻墾土壤以提高蓄水保墑能力，以及保持梯田面平整等[2]。對于個別土壤較為貧瘠的梯田，為了達到農作物高產栽培的目的，還需要在平整處理后進行土壤培肥。

2.2.2" 灌溉與排水工程

項目區降水量較為豐富，并且有十余處水塘，可以做到雨季蓄水、旱季供水，因此總體上來看能夠滿足項目區內農作物的灌溉用水需求。但是調查發現，許多水利設施由于年久失修，功能受到影響，除了要進行既有水塘的修整，還要根據項目區的農作物種植需要，對排灌工程進行重新規劃設計。根據設計方案需要整修的水塘（壩）有12座，需要新建的水利設施有25座，其中新建蓄水池16座，新建排灌渠道4.8 km。

以既有水壩為例，為滿足水輪泵提水水頭的要求，在原壩體的基礎上做如下修整：壩體高度、寬度各增加50 cm；原壩體因長期受到水的沖刷，穩定性下降。需要采用漿砌塊石加強基礎，所用漿砌塊石的強度等級為M8.0。壩面則采用水泥砂漿抹面，解決壩面裂縫和滲漏問題[3]。

項目區內新修建的排灌渠道均為明渠，渠道設計流量可通過以下公式計算

式中：Q表示渠道設計流量，單位為m3/s；s表示渠道控制面積，單位為畝（1畝約等于667 m2）；m表示灌溉定額，以每畝80 m3計算；t表示每天的灌水時間，以20 h計算；T表示灌水持續時間，以水稻為例，取5 d；η表示灌溉水利用系數，這里取0.76。根據該公式，項目區新建渠道的設計流量見表1。

項目區的新建渠道除了要滿足日常的農作物灌溉要求，還必須在雨季降雨較為集中時承擔排水功能，避免項目區的低洼處出現嚴重的積水現象。因此，在設計灌排渠道時，也必須充分考慮渠道的排水能力。用“排澇設計流量（P）”表示渠道排水能力，計算公式為

式中：R表示設計徑流深度，單位為mm；F表示排澇面積，單位為km2；T表示排澇時間，水稻通常為3 d；t表示每天排水時間，不考慮機械輔助排水的情況下，取24 h。其中，R與降雨量、蒸發量等因素有關，計算公式為

式中：M表示一日最大降雨量，按照十年一遇一日暴雨量計算，為105 mm；H表示水稻的耐淹水深，以分蘗期為例，取30 mm；f表示排澇時間內土壤滲漏量，結合項目區的土壤情況，取12 mm；E表示蒸發量，取10 mm。將各項數據帶入上式后，求得R為53 mm。最后計算項目區渠道的排水流量，見表2。

結合表2數據可知，本文規劃設計的項目區排管渠道，排水流量超過灌溉流量，可以滿足排澇要求。

2.2.3" 農田防護工程

項目區內有一條橫貫河流，在夏季降雨集中時，河水暴漲并沖刷河岸兩側的農田，引發水土流失問題。因此，在項目區的農田水利工程規劃設計中，必須要加入農田防護和生態保持工程。在農田道邊布置跨溝渠、跨田塊的截流溝，設計為梯形斷面，上溝寬度90 cm，底部寬度5 cm，深度50 cm，并將截流溝的底面和2個側面夯實。沿著截流溝，每30 m設置一處沉砂池，沉砂池為上大下小的梯形結構，底部寬30 cm，上部寬60 cm，深度50 cm。可蓄積由截流溝沖刷下來的泥沙，起到保持水土的作用。對于河岸兩側，設計了整修加固方案，護坎使用漿砌石加固，高度不低于1.6 m，擋土墻設計成坡比為1∶0.4的形式，可以提高抗沖刷、抗傾覆能力。

3" 低丘緩坡農田水利工程的效果評價

3.1" 適宜性評價

本文研究的低丘緩坡項目區屬于未利用地，開發方向是以種植水稻為主的耕地。因此，在項目區開發過程中水利工程的規劃設計是重中之重。為更加直觀地評價農田水利工程規劃設計效果，本文基于德爾菲法構建了土地適宜性評價體系，通過確定評價指標、分配權重、計算分值的方式，量化表示農田水利工程的規劃設計效果，為下一步農田水利工程的建設提供參考。

3.1.1" 評價指標的選擇

在項目區土地適宜性評價體系的構建中，確定評價指標是首要任務。本文結合水稻生長習性、農田管理要求等內容，分別選取了一、二、三級指標。一級指標有2個，分別是自然條件和農田基本建設因素。在此基礎上，細分出7個二級指標。其中，“自然條件”下設有3個二級指標，分別是地形條件、土壤條件、地貌條件；“農田基本建設因素”下設有4個二級指標，分別是灌溉條件、排水條件、道路狀況和田塊條件[4]。每個二級指標下再細分為三級指標，共計10個。并且根據各項指標對水稻種植影響的重要性，賦予相應的權重，具體情況見表3。

3.1.2" 評價方法

在明確指標與權重的基礎上，采用以下公式計算綜合得分

式中：i表示因子，i=1，2，3…n；C為綜合得分值；Ai表示第i個因子分值；Bi表示第i個因子的權重；n為評價因子的個數，此處為10。其中，Ai根據項目區的實際情況賦分。以表3為例，在三級指標“土層厚度”中，如果土層厚度超過30 cm，對應分值為100分；如果土層厚度在20～30 cm之間，對應分值為90分；如果土層厚度在5～20 cm之間，對應分值為70分；如果土層厚度小于5 cm，則分值為0。同樣的，在三級指標“田塊平整度”中，如果田塊非常平坦，便于機械耕作，對應分值為80分；如果田塊有一定起伏，但是不影響機械耕作，對應分值為70分；如果田塊高低不平，并且影響機械耕作，對應分值為60分[5]。

3.1.3" 評價結果

按照上式依次求出表3中各項指標對應的綜合分值，結果見表4。

結合表4可知，該項目區的土地適應性評價結果為80分，說明項目區內的未利用土地適宜耕種，按照本文的規劃設計建設農田水利工程后，可以滿足農田耕種需要，并能獲得良好的種植收益。

3.2" 經濟效益評價

該項目區的土地開發后主要種植水稻，水稻收獲后輪作油菜，因此經濟效益主要是指新開發土地種植水稻與油菜的收益。按照農田水利工程的規劃設計，項目區可新增耕地530 hm2，水稻和油菜的產量與平均收購價見表5。

由表5可知，該項目區每年可獲得毛收益530×3.66=1 939.8萬元。同時，還要考慮生產成本，以公頃（hm2）為單位，項目區新增耕地所需的種子成本為550元，肥料成本為1 400元，農藥成本為400元，勞動成本為12 500元，成本合計550+1 400+400+12 500=1.485萬元。則凈收益為530×（3.66-1.485）=1 152.75萬元。

另外，根據農田水利工程規劃設計，該項目區用于地塊平整、水利工程建設、農田防護與生態保持工程建設的總投資大約為7 900萬元，則靜態投資收益率（λ）為

式中：W表示項目區每年新增的凈產值，即1 152.75萬元；H表示項目區建設總投資，即7 900萬元。將數值帶入上式后，求得靜態投資收益率λ的值為14.59%。相應的，靜態投資回收期（T）為

求得T值為6.85≈7。綜上，項目區投資開發后，需要7年即可收回前期投入并轉向盈利。由此可見，該項目區的經濟效益較好，開發潛力較大。

3.3" 生態效益評價

本項目取得了以下生態效益：第一，通過修繕項目區既有水利設施，以及新建水利工程等措施，減少了灌溉期間嚴重滲漏問題，進一步提高了灌溉用水的利用率。同時，采取襯砌護坡等工程措施，減少了雨季暴雨沖刷、河水上漲導致的水土流失問題，達到了良好的水土保持效果。第二，項目建成以后，可以實現水稻與油菜的輪作，有利于土壤肥力的恢復，并且優化了土地生態系統，對改善土壤肥力、防止土地退化也有積極幫助。

3.4" 社會效益評價

該項目取得了以下社會效益：第一，該項目對原來未利用的荒地、草地進行了系統性開發，轉化成為可耕種并且種植效益良好的優質耕地，對完成國土資源局下發的補充耕地指標產生了積極影響，為實現耕地占補平衡提供了有利的支持。第二，可以大幅度增加耕地面積，促進了當地農業發展。本次項目區改造，可新增耕地面積530 hm2，占項目區總面積的74.4%。同時，還能增加配套的道路、水利等基礎設施，為本地農業的發展也提供了幫助。第三，有利于提高農業機械化水平。項目區屬于低丘緩坡地形，原來地塊零散分布，不適合發展農業機械化。通過項目區建設，將坡地改成了平整的梯田和條田，將原本分散的地塊整合成幾個面積較大的地塊，可以推廣現代農業機械，提高了農業機械化水平，實現了農業生產效率和農民經濟收入的增加，在助力鄉村振興方面也發揮了積極作用。

4" 結束語

低丘緩坡未利用地具有較高的開發利用價值，是一種重要的耕地后備資源。本文研究的項目區土質肥沃，土層松軟，土壤中有機質含量較高，是一種適宜耕種并且能夠獲得理想種植效益的地塊。在開展實地調研的基礎上，對低丘緩坡進行了平整改造，得到了較為平坦的梯田和條田。在此基礎上，規劃設計了農田水利工程，包括灌溉工程、排水工程、農田防護工程等，為項目區土地的開發和農作物的耕種創造了有利條件。本文基于德爾菲法構建了土地適宜性評價體系，并選取了自然坡度、土壤質地、灌溉方式等指標進行了土地適宜性評價。結果表明，項目區地塊的綜合評分為80分，適合耕種。通過測算表明，該項目實施后能夠創造可觀的經濟效益，社會效益和生態效益，具有較好的開發利用價值。

參考文獻：

[1] 韋榮茂.基于FAHP的中小型水利工程施工階段效果綜合評價[J].水利科技與經濟，2022（2）：28-30.

[2] 王建軍.平原地區高標準農田水利工程建設思路與成效——以濱州市沾化區水利工程為例[J].鄉村科技，2020（29）：24-25.

[3] 王翠英.農田水利工程規劃設計的常見問題及處置措施[J].工程技術研究，2021（9）：181-183.

[4] 王俊杰.宜川縣農田水利建設工程項目區水資源供需平衡計算探析[J].地下水，2022（5）：230-232.

[5] 孫海英.淺談如何做好農田水利建設施工過程中的水土保持工作[J].農村實用科技信息，2022（7）：28-30.