田塊歸并法在生態修復工程中的應用

關鍵詞：土地平整；土方計算；田塊歸并法；生態修復

中圖分類號：F301.2；X53 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）05-0068-03

DOI： 10.3969/j.issn.1008-9500.2025.05.018

Abstract： Earthwork calculation isan important partofland leveling engineeing，andaccuratecalculationofearthwork volume is of great significance forcostcontrol.Basedontheecologicalrestoration projectof mountains，waters，forests， fields，lakes，and grasss in Tanjiashan Coal Mine Area，Xiangtan city，this paper takes the land leveling project as an exampleto analyze the application offieldconsolidation method in ecological restorationengineering byusing MapGIS software，and clarify the principles，main steps，and precautionsof earthwork calculation.Research has shownthat the principleofland consolidation method is simple，thecalculation isrelativelyconvenient，and itcanachieveabalance between excavation and filling of soil with high accuracy， which is worth promoting and applying.

Keywords： land leveling; earthwork calculation; field consolidation method; ecological restoration

土地整治項目的一項重要內容是計算土方量，土方量的大小影響土地平整投資。準確快速地計算土方量對控制總投資具有重要意義[。土地平整主要內容包括田面高程設計、挖填土方量計算和土方調配等。土地平整工程量計算的常用方法有方格網法、散點法、截面法和田塊歸并法[2，它們均有自身的適用條件和要求。本文結合湘潭市譚家山煤礦區山水林田湖草生態修復工程的紫竹村農田整治項目，以土地平整工程為例，著重論述田塊歸并法在生態修復工程中的應用。

1土方量計算原理

田塊歸并法是根據測量數據，利用MapGIS軟件建立田面數字模型[3，根據原有的地形特征設計并劃分待歸并的田塊，輔助新設計溝、渠、路等設施，采用加權平均法，計算出歸并田塊內的平均高程。待歸并的田塊面積分別是 S₁ 、 S₂ 、：、 S_n ，高程分別是H_l 、 H₂ 、：、 H_n 。平整后田面的高程是 H_a ，那么各田塊的挖填高度為 H₁-H_a 、 H₂-H_a 、…、 H_n-H_a° 根據土方平衡原則，填挖方量總和應等于零，如式（1）所示。根據式（2）計算平整后的田面高程 H_a ，然后可逐個求出個田塊的填高和挖深值，并計算出土方量[4。本次土方計算主要應用MapGIS 軟件和Excel軟件，利用MapGIS平臺，可提高土地整理過程的效力和數據質量[5]

2計算實例分析

2.1 項目區概況

以湘潭市譚家山煤礦區山水林田湖草生態修復工程為例，選取位于譚家鎮紫竹村需要整治的耕地NT05進行計算，礦山開采導致NT05局部耕地形成濕地或洼地，地表凹凸不平，碎石土層覆蓋，田坎線不清晰，肥力欠缺，土壤肥沃性和給水條件相差較大，灌溉水渠局部受損開裂，地表水漏失導致大部分農田拋荒，部分田間道路損毀，部分農田已種植桑樹，造成無法耕種。NT05區域總體為山間沖溝耕地，中間較平坦，兩側現狀呈梯田狀，因此擬對平坦區域進行田塊歸并，進行較大規模平整，山間高差較大的梯田主要保持現狀，局部進行小范圍歸并。

受損耕地NT05土地平整面積為 22.69hm² ，其中，1號、2號和3號田塊較為平坦，共計 7.88hm² ，將其規劃為條田；4號、5號、6號、7號、8號和9號田塊高差較大，共計 14.81hm² ，原有田埂大多已消除，田面高低不平，規劃以條田為主，部分整治為梯田。

2.2土方量計算步驟

2.2.1 確定平整區，規劃田塊

根據項目區地形、地貌和原有田坎線等情況劃分原有田塊，NT05原有田塊形態如圖1所示。根據湖南省高標準農田建設要求，確定本項目平整后的田塊類型為條田，部分為梯田，規劃后田塊形態如圖2所示。本次土地平整工程遵循6點要求。一是以小變大，規劃大田塊，增加有效耕地面積；二是表土剝離厚度不小于 25cm ，底層土方量挖填盡量平衡，減少外借和棄土方量，有效土層總體厚度不小于 50cm 三是田面平整，田坎高度不大于 2m ，田埂高于田面20～30cm ，寬為 30～40cm ，有利于作物的生長和田間灌排水；四是格田寬度與長度適宜，方便農業機械化作業和田間耕作；五是表土剝離后堆放，需要做好水土流失防治工作；六是高差大于 2m 的地方盡量不進行田塊歸并。

圖1NT05 原有田塊形態圖2NT05 規劃后田塊形態

平整區域格田從有利于組織灌排、充分利用原有基礎設施、盡可能減少土方工程量的角度進行布局。田塊形狀盡量規劃為矩形和直角梯形，避免三角形田塊出現。條田寬度控制在 50～100m ，長度控制在200m 以內；田塊內部宜布置格田，格田長度宜控制在 30～100m ，寬度宜控制在 20～40m ；水田田面傾向灌溉方向，田面起伏不超過 ±3cm 。通過整理使田塊滿足機械化作業要求，田塊的內部坡度控制在1/1 000 內，局部田塊可根據實際地形適當調整。

土地平整工程包括挖填土方、表土剝離和回填。土地平整時，以條田為基本單位，田塊內部根據地形條件平整，盡量使田塊內部的土方挖填平衡。在確定田塊設計高程、挖填方區域和挖填土方量后，檢查田塊是否滿足灌排水要求，若滿足灌排設計，可在土方運輸量最小、運輸距離最短以及施工方便的前提下選定土方的調配方向和數量，從而達到節省投資和縮短工期的目的。

2.2.2 生成土方計算面

利用MapGIS軟件對原有的田塊面賦高程屬性，對規劃的田塊賦田塊號，將賦有高程屬性的原有田塊面與賦有田塊號的規劃田塊面合并分析，生成土方計算面。然后，在屬性庫管理子系統中加入賦有屬性的土方計算面，并輸出屬性數據，導出數據庫表格土方計算表。

2.2.3 計算土方挖填方量

導出Excel表中高程計算田塊平均高程（總方量與總面積之比），根據挖填方量最小的原則調整設計高程，并計算出最終挖填方量。在MapGIS 軟件中生成附有實際高程面模型，然后輸出Excel表，按照規劃大田塊，以實際高程為標準，假定規劃高程值，以設計田塊挖填土方基本平衡為原則（土壤松散系數按1.0計算），利用數字函數，求出土方最平衡時的高程值，將計算出的假定高程放在規劃圖中。

設計時，要充分考慮溝、渠、道路的走向及地形起伏，格田田塊的長軸方向與山地等高線的水平方向盡量一致，使得歸并田塊的挖填方量最小化，經濟成本也較為低廉，同時考慮自然地形的水流方向，將田面標高定為設計標高。當設計標高小于實際平均標高時，挖方區的挖方量為田塊面積與高程差的乘積;當設計標高大于實際平均標高時，填方區的填方量為田塊面積與高程差的乘積。

土方量挖填計算可在帶函數的Excel表中進行。如表1所示，某規劃田塊共含有7塊小田塊，田面高程有高有低。田面設計高程為 76.39m ，若原田面高程超過 76.39m ，則該區域為挖方區，若原田面高程低于 76.39m ，則該區域為填方區。為減少土方調運，盡量保持土方挖填量平衡，該田塊挖填方平衡時，挖填土方量為 247.69m³ 。各田塊挖方量或填方量之和即為該平整田塊單元的挖填方量，所有田塊挖方量或者填方量相加，便得出工程的總土方量。經計算，耕地 NT05 挖填總土方量為4.84萬 m³ 。

表1規劃田塊挖填土方量計算結果

2.2.4 土方調配

確定田塊設計高程、挖填方區域和挖填土方量后，可根據土方運輸量最小、運輸距離最短以及施工方便的原則，決定土方量的調配數量和方向。一是土方調配方法。規劃設計采用區域調配方案計算土方調配的工程量，計算時應先確定調配主體，若以田塊高程降低為主，則土方調配量主要由田塊需調出土方量確定；反之，若以拾高田塊高程為主，則土方調配量以需調入土方量確定。然后，檢驗調配后田塊是否滿足灌排設計要求，若還存在問題，還需要進行進一步調配。二是土方調配量計算。根據Excel軟件計算出的設計標高值標識在格田上，根據設計好的溝、渠、道路和田塊方向與灌排水的關系確定格田設計標高是否合理，若灌溉不暢或田塊高差較大，需要重新設計高程，對土方調入與調出進行分配，田塊的總挖方量或總填方量即為田間調配土方，挖填總方量之差即為棄土或者外借土方量。

2.3計算過程的注意事項

在運用田塊歸并法計算土方量時，規劃前的每一田塊都需要有高程值，在MapGIS軟件中把高程值屬性賦到原有田塊面中，若一田塊有多個高程值，軟件會隨機選取一個高程值作為該田塊的高程。若田塊面不大，則需要選取有代表性的高程值；若一田塊起伏較大，宜劃分成小田塊，使每一田塊的田面高程基本一致。在實際測繪過程中，部分耕地多年荒廢，田坎線不清晰，高程點數量較多，在選取有代表性的高程值時，要根據實際地形區分不同高程的田塊，計算出的土方量才會更加精確。

3結論

本文結合湘潭市譚家山煤礦區山水林田湖草生態修復工程的紫竹村農田整治項目，以土地平整工程為例，利用MapGIS軟件分析田塊歸并法在生態修復工程中的應用。經實踐驗證，該方法原理簡單，計算較為方便，能夠實現土方挖填平衡，精準度高，可以進行推廣應用。

參考文獻

1 柳長順，齊實，杜麗娟.土地整理項目土方量計算方法[J].中國水土保持科學，2003（2）：77-79.

2 彭鳳珍，胡坤峰.探討土地整理中土方計算的應用[J].科技信息，2008（28）：17-19.

3 盛利，關欣，蔣婧，等.MapGIS在土地整理土方量計算中的應用：以湖南省祁東縣黃土鋪鎮軍民村為例[J].湖北農業科學，2010（12）：3185-3187.

4 國土資源部土地整理中心.土地整理工程設計[M].北京：中國人事出版社，2005.

5 劉福橋.基于MaGIS 的土地利用數據庫在土地整理中的應用[J].西部探礦工程，2005（7）：82-83.