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土地治理工程措施

improvement)为提高土地利用率和土地生产率,改良土地存在的不良性状和防治土地的退化,修筑的各种工程设施。包括建筑物、构筑物和土方工程,是土地综合治理措施的重要组成部分。在土地开发、治理中,只有使工程措施与生物措施、农业措施、管理措施等紧密结合,进行综合治理,才能收到良好的治理效果。

for land improvement)为提高土地利用率和土地生产率,改良土地存在的不良性状和防治土地的退化,修筑的各种工程设施。包括建筑物、构筑物和土方工程,是土地综合治理措施的重要组成部分。在土地开发、治理中,只有使工程措施与生物措施、农业措施、管理措施等紧密结合,进行综合治理,才能收到良好的治理效果。按治理的对象和目的的不同,土地治理工程措施分为六类:治坡工程措施;治沟工程措施;治沙工程措施;排水工程措施;灌溉工程措施和整地改土工程措施。

治坡工程措施

用以改变土地坡面比降,缩短坡长,拦蓄地表径流,增加土壤入渗,从而减轻或制止坡面水土流失。主要工程有梯田、地埂、截水沟、水簸箕、水窖、涝池、鱼鳞坑等。

梯田是把坡耕地修成不同形式的台阶,可以起到截短坡长、减缓坡度、保持水土的作用。地埂是在坡耕地上横坡相隔一定距离,用土或石筑起的埂子,把长坡面隔成一节一节的,使坡面改短,并由于埂上逐年淤土而改缓坡度,起到减轻水土流失的作用。截水沟是在土地治理范围的边缘开挖的沟槽,用来拦截外部坡面径流进入治理区,以减弱外来径流冲刷所造成的水土流失。水簸箕是为了防止坡地浅凹地区的水土流失,在坡地浅而宽的凹沟内垂直水流方向修一道或数道的土埂或土堰,形似簸箕,故称为“水簸箕”。可自上而下的分段拦蓄水土,防止冲刷。水窖又称旱井,是在地下挖成瓶、罐、窑等形式的窖,用以贮蓄地表径流,防止坡面冲刷、沟道扩展。涝池又称陂塘、蓄水池。是在地面挖掘或在洼地筑埂形成的一种小型坡面蓄水设施。鱼鳞坑是在坡面上沿等高线自上而下地挖近似半圆形的坑穴,坑外缘修筑土埂,坑呈品字形配置,状似鱼鳞而得名。

治沟工程措施

配合坡面治理,防止侵蚀沟水土流失的各种工程。主要有沟头防护、谷坊、淤地坝拦沙坝等。

沟头防护是为防止沟头因径流冲刷而发生的沟头前进、沟底下切和沟头扩张,以保护坡面不受吞蚀,在沟头部位和周围修筑的防护工程。谷坊是横筑于山溪沟道的一种挡拦建筑物,高度一般在1~5米左右。用以固定沟床,防止沟底下切;减少沟道纵坡,减缓流速,拦蓄泥沙,使沟底逐渐川台化;沟床逐渐淤高后,可稳定山坡坡脚,防止沟岸崩塌扩宽;并为沟床上的林木生长创造良好的条件。淤地坝是在水土流失地区,横筑于沟道,用以拦泥淤地的坝工建筑物。拦沙坝是在有泥石流或山洪暴发的荒溪沟道中修建高于5米的挡拦建筑物。用以拦蓄山洪或泥石流中的泥石、岩屑等固体物质,减弱山洪和泥石流的破坏能力,减轻对下游的危害,拦蓄的泥沙可促使山坡滑坡体的稳定。

治沙工程措施

治理沙荒地和防治土地沙化的各种工程。主要有沙障、引水拉沙、引水阻沙等。

沙障是在流动风沙地搭设的地表屏障,用以削弱贴地层风速,控制流沙,使植物免遭沙压、沙埋和沙割。引水拉沙是利用水流的冲击力拉平沙丘,变沙丘为良田的有效措施,适用于有充足水源之处。引水阻沙是在流动风沙土的背风侧开渠引水,使沙粒落入渠中冲走,或在绿洲边缘用水灌沙,以阻止流沙前移。

排水工程措施

为使土壤的水、盐、气、热处于良好状态,以利于农作物生长,排除土地中多余的地面水和地下水,控制地下水位的各种工程设施。分为地上排水和地下排水两类:前者指排除地面水,即地表径流;后者指排除土壤中过多的水分,降低地下水位。通过地上、地下排水,主要解决除涝防渍、防止土壤盐碱化,改良沼泽地、改造冷浸田、截渗排水和排泄灌溉渠道退水等。按工程特点,有明沟排水、暗管排水和竖井排水三种。

明沟排水是利用在地面开挖的各级沟道把地表和地下的多余水分排走。明沟排水系统通常由田间沟系、输水沟系、沟道上的建筑物和容泄区等组成。田间沟系包括田间内部的临时性沟道(墒沟、毛沟)及末级固定沟(农沟),其主要作用是尽快排除田间积水,减少入渗。输水沟系是固定渠道,有头沟、支沟、干沟等,逐级输水,最后到干沟出口,自流或抽排水入容泄区。暗管排水是利用埋设在地下的管或沟,把土壤中的多余水分排走,降低地下水位。有排水管道和排水暗沟两类。排水管道通常用的有缸瓦管、水泥管、水泥土管、竹管和波纹塑料管等。排水暗沟有土暗沟和填料暗沟两种。鼠道排水也是暗管的一种形式。暗管排水系统通常由田间排水管(也称吸水管)、集水支管、集水干管及其附属设施组成,地面和地下多余的水分先进入田间排水管,再经集水支管、干管,最后输入骨干排水沟或河流。竖井排水是用井排除地下水,降低地下水位,又称垂直排水。常用于防涝渍和防治土地盐碱化。打井抽排地下水,需要有良好透水性的砂砾含水层,并根据含水层条件,采用适宜的井型结构,如管井、筒井、插管井、大骨料井、辐射井和虹吸井等。当潜水底部的隔水层下有良好的砂砾层或溶洞,且水位低于潜水位时,可打井穿透隔水层,使地表涝水和地下潜水通过水井向下排泄,这类井称为吸水井。

明沟、暗管和竖井三种排水形式各有优缺点。明沟过水断面大,排水能力强,造价低,施工简单,是一种主要的排水形式,但占地多,有碍耕作和交通,轻质土明沟易滑塌变形淤塞,须定期清淤整修。暗管排水占地少,建筑物少,耕作和交通不受影响,暗管效果稳定,管理较容易,但用材料多,投资较高,施工和养护技术较明沟复杂。竖井排水不需挖沟和铺设暗管,排降地下水位效果好,与井灌结合,可以一井两用,在一定条件下与人工补给相结合,尚可以改造地下水质,但需要一定的地质条件。所以应根据地区特点与条件选择适宜的排水形式,可以是一种形式,也可以是不同形式相结合,如暗管与明沟结合;竖井与明沟结合,即井排沟排;在渠灌区也可采用井排,即渠灌井排。

灌溉工程措施

治理干旱土地,提供作物所需水分及冲洗淋盐等所修建的各种工程设施。按灌溉水源分为渠灌和井灌;按灌水方法分为地面灌溉、喷灌、滴灌和地下灌溉等。

渠灌是通过修建渠道引用地表径流,包括河流、湖泊和水库等作为水源进行灌溉。渠灌工程系统包括渠首取水建筑物(坝或提水站)、灌溉渠道和渠道上的建筑物。灌溉渠道一般分为干、支、斗、农、毛等5级,干、支、斗起输配水作用,农渠是最末一级固定渠道,毛渠为临时渠道和输水垄沟相通,把水送到田面。临时毛渠和输水垄沟也可用地下渠或移动塑料管代替。

井灌是用水井作为取水建筑物,开采地下水进行灌溉。井灌渠系一般仅限于斗、农、毛渠和输水垄沟等田间工程。井灌区采用地下管道输水,具有减少蒸发、渗漏损失和渠道占地,便于机耕和交通等优点。井灌可与井排结合,既灌又排。井灌还可与渠灌结合,井渠互补,以渠养井,以井补渠。根据水文地质条件,开采地下水,除从地面垂直开挖成井,再从井内垂直取水,如筒井、管井外,还有在地面以下横向开挖或穿凿,水平地延伸于含水层内截取地下水,如坎儿井、卧管井等;再有是水平和垂直结合取用地下水,如辐射井。

地面灌溉是水通过灌溉渠道直接从地表进入田面,借重力和毛管作用浸润土壤的一种灌溉方法。有畦灌、沟灌、格田淹灌、漫灌四种形式。畦灌适用于窄行密植作物;沟灌对土壤团粒结构破坏较轻,不会导致田面板结,并能减少土壤水分蒸发,是地面灌溉中最常用的一种方法;格田淹灌适用于水稻和冲洗改良盐碱地;漫灌水量浪费大,并易使土壤结构破坏,养分流失,地下水位上升,故仅用于灌溉天然草场、引洪淤地等。

喷灌是利用专门设备将具有一定压力的水喷射到空中,形成细小的水滴,像天然降雨一样进行灌溉。具有省水、省工、省地、保土、保肥等优点,适用于地形复杂,地面灌溉有困难的地区。但需耗费能源,在平原地区其建设投资和年运行费一般较地面灌溉为高,而且受风的影响大,3级风以上时喷灌不均匀。喷灌系统一般包括水源工程、输配水渠道或管道,以及喷洒机具等三部分。按喷洒方式分为固定式、移动式和半固定式三种。

滴灌是利用一套低压塑料管道系统将水一滴一滴地滴入每棵作物根部附近的地表,然后借助毛管力作用浸润土壤。突出优点是非常省水,不破坏土壤结构,可使土壤湿度经常保持适于植物生长的良好状况。但投资较高,并要求水质高,否则滴头易堵塞。滴灌系统由水源、取水枢纽、输水管道和滴头等设备组成。分为固定式、半固定式和全移动式三种。

地下灌溉是将灌溉水引入地面以下一定深度处,借毛管作用,自下而上湿润土壤,故又称渗灌。常见的是地下暗管灌溉系统,用陶土、灰土、混凝土或塑料制成透水管,管壁留有孔缝,使水流通过孔缝进入土壤。具有省地、省水、灌水质量好、蒸发损失少,不破坏土壤结构、不产生板结现象等优点。但表土湿润较差,不利于种子发芽及幼苗生长,而且投资大,施工技术复杂,管道易堵塞,检修困难。

渠道防渗是防止渠道水量渗漏损失的工程措施。渠道水量渗漏,不仅浪费水,而且抬高灌区地下水位,易导致土地次生盐碱化或土壤冷浸,因而需要对渠道进行防渗处理。常用的有压实与衬砌护面。如土料压实、砌石护面、混凝土板护面,以及塑料薄膜防渗等。

整地改土工程措施

使土地适于耕作和有利于改良土壤的各种工程措施。有平整土地、修筑洫畦和台田、引洪漫地、引淤压碱等。

平整土地是通过铲高垫低、平整连片和改造坡地,将土地表层整治成水平或具有一定的均匀坡度。除便于耕作、灌溉外,可加深土层,改良土壤,结合填沟坑、平土堆,还可扩大耕地面积。有人工和机械两种平地方法,不论何法均应遵守“生土垫底、熟土铺面”的原则。修筑洫畦和台田是对局部低洼易涝地,把整地和排灌工程结合起来,在田块四周开挖沟洫,挖出的土垫高田地,再用土埂把田块围起来,形成畦田。挖的沟大,地面垫高较多的,即为台田。有如下好处:①垫高田面,相对降低地下水位;②沟可起排水和临时拦蓄涝水的作用;③沟洫的水通过地下浸润可供给作物水分;④对盐碱地,田边土埂阻留雨水于田间,能淋洗盐分。引洪漫地是引河川、沟坡洪水漫淤土地,是改良土壤和治理风沙地的一项有效工程措施。因为洪水中挟带有牲畜粪便、枯枝落叶,含有大量氮磷钾腐植肥料,淤漫一次,不仅是灌一次水,而且土层加厚,等于上一次肥,使原来贫瘠的土壤得到改良,并可把河滩、涝地、沙荒地淤成肥沃良田。按洪水来源的不同,有引坡洪漫地、引沟洪漫地和引洪漫地三种方式。引淤压碱类似引洪漫地,利用河流水沙资源,通过渠系输入事先筑好畦埂的地块,用降低水流速度的办法使泥沙沉降下来,淤填土地。除改善土壤物理性质,提高肥力外,放淤的大量水分对土壤盐分有淋洗作用,可以降低土壤含盐量。

各项工程措施适用于各自特定的类型、条件和土地的利用情况,通常仅是解决土地治理的某一方面或某一单个问题。而土地的治理具有综合性和整体性,如治理水土流失地要沟、坡兼治,工程、林草措施并举;治理盐碱地要排灌结合,搞好平整土地、淋盐、排盐和培肥土壤、植树造林等。因此,必须科学地综合配置各项工程措施,并与农业措施、生物措施相结合,使其在土地的整体系统中发挥最佳的功能效益,达到综合治理土地的目的。