萬迪文 劉祖斌

（江西省峽江水利樞紐工程管理局，江西南昌 330046）

1 工程概況

江西省峽江水利樞紐工程位于贛江中游峽江縣上游峽谷河段，是一座以防洪、發(fā)電、航運(yùn)為主，兼顧灌溉等綜合利用的大（一）型I類水利樞紐工程。為減少水庫淹沒損失，對庫區(qū)部分人口密集、耕地集中、具有防護(hù)條件的臨時淹沒區(qū)或淺淹沒區(qū)采取修筑堤防或抬田措施，共設(shè)有7個防護(hù)區(qū)，保護(hù)耕地5.50萬畝。對淺淹沒區(qū)進(jìn)行抬田措施，將耕地高程抬高至高于水庫正常蓄水位0.5～1.0m。防護(hù)區(qū)內(nèi)外共設(shè)有20片抬田區(qū)，抬田總面積3.7萬余畝，先期實(shí)施了216畝作為抬田試點(diǎn)項(xiàng)目。

2 項(xiàng)目實(shí)施的意義及必要性

在庫區(qū)實(shí)施抬田工程可以最大限度地降低防護(hù)區(qū)的浸沒影響、保護(hù)土地資源、減少庫區(qū)淹沒處理投資。抬田工程的取土區(qū)可恢復(fù)植被,被抬的耕地可返耕于民，盡可能的保護(hù)了土地資源及生態(tài)環(huán)境。由于抬田減少了耕地淹沒范圍，移民安置人口及房屋拆遷量相應(yīng)減少，將大大降低移民搬遷安置的難度及庫區(qū)淹沒處理投資。通過科學(xué)合理的設(shè)計，抬田工程將創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

峽江庫區(qū)抬田工程關(guān)鍵技術(shù)方法研究的作用在于為國內(nèi)大型水利樞紐工程建設(shè)提供可供參考的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與施工經(jīng)驗(yàn)，為國內(nèi)制訂相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提供實(shí)踐基礎(chǔ)。目前國內(nèi)尚未制訂抬田工程相關(guān)技術(shù)規(guī)范與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，峽江庫區(qū)抬田工程關(guān)鍵技術(shù)研究需要綜合考慮多種影響因素，通過多種試驗(yàn)與實(shí)踐，做到工程措施有效、經(jīng)濟(jì)效益可觀、生態(tài)環(huán)境效益顯著。

3 項(xiàng)目研究內(nèi)容及技術(shù)路線

3.1 土壤分層結(jié)構(gòu)及理化性狀研究

3.1.1 研究目的及要求

根據(jù)抬田區(qū)現(xiàn)狀耕作情況調(diào)查、抬田區(qū)與庫水位的關(guān)系、抬田土料情況，經(jīng)過調(diào)查、試驗(yàn)研究，應(yīng)使耕作層的保水、保土、保肥性能及回填厚度、含水率應(yīng)滿足農(nóng)作物正常生長及穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的要求。粘土料的保水、保土、防滲性能及填筑厚度應(yīng)使其滿足保水性的要求，并預(yù)防耕作層肥料流失?；A(chǔ)料填筑厚度、壓實(shí)度應(yīng)滿足田面高程高于正常蓄水位及庫區(qū)回水位的要求，使水稻田不致產(chǎn)生漬害。

同時通過抬田試驗(yàn)，掌握抬田工程興建后耕作層土壤水肥的動態(tài)變化規(guī)律，總結(jié)出適宜的使農(nóng)作物高產(chǎn)的水肥調(diào)控模式，確保抬田工程實(shí)施后能有效滿足農(nóng)田保水保肥要求，保障作物的正常生長。耕作土的土壤熟化改良農(nóng)藝措施應(yīng)使耕地恢復(fù)其原有的耕作能力，避免施工期間耕作土長時間堆放所造成的土壤板 結(jié)和養(yǎng)分流失。

3.1.2 研究方法

對抬田工程耕作層及粘土層技術(shù)參數(shù)的研究采用野外調(diào)查、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)、小區(qū)試驗(yàn)與現(xiàn)場試驗(yàn)的相互驗(yàn)證與補(bǔ)充。

3.1.3 技術(shù)路線

（1）耕作層保水、保土、保肥性能及厚度研究技術(shù)路線。抬田后，由于土層結(jié)構(gòu)和地下水運(yùn)行條件會發(fā)生變化，耕作層將存在以下問題：保水性問題。本工程耕作層為粉質(zhì)壤土,在夏季水庫低水位運(yùn)行時，耕作層水分可能產(chǎn)生漏失，并進(jìn)而引起土壤養(yǎng)分的流失；保土性問題。耕作土層土壤為粉質(zhì)壤土,粒徑較小，下層粘土層的孔隙較大，在夏季水庫低水位運(yùn)行時，耕作土層在雨水或灌溉水流的淋濾作用下，有可能產(chǎn)生細(xì)粒流失問題；肥力保存問題。雖然考慮了增肥措施，但如果耕作層的保水、保土得不到保證，土壤肥力也可能會隨著土壤的水、土流失(鉛直向) 而流失。同時耕作土厚度要考慮拖拉機(jī)下陷深度、根系生長、施工難度、平整度及種植模式等約束條件。

耕作層保水、保土、保肥性能及厚度研究技術(shù)路線。

1)野外調(diào)查與現(xiàn)場試驗(yàn)。實(shí)地調(diào)查→選取典型區(qū)域→現(xiàn)場原位試驗(yàn),測量現(xiàn)狀(天然)條件下耕作層的保水、保土性能指標(biāo),并選取供室內(nèi)試驗(yàn)的土樣。

2)室內(nèi)試驗(yàn)。模擬并測試不同土層結(jié)構(gòu)(耕作層厚度、以容重控制的密實(shí)度變化,過渡層或反濾層厚度、密實(shí)度變化)的保水、保土、肥力性能指標(biāo)。

3)指標(biāo)分析。對現(xiàn)狀(天然)土層和模擬設(shè)計的土層保水、保土性能指標(biāo)進(jìn)行對比分析。主要測試指標(biāo)有土壤入滲性能(土壤飽和滲透系數(shù))、田間持水量或土壤含水量、顆粒級配和土壤肥力。

4)根據(jù)回填不同厚度水稻土和生粘土（指從其他區(qū)域取得粘土，沒有被耕作熟化）方案滿足種植模式、施工水平、耕作承載、根系發(fā)育、高產(chǎn)土壤和施工成本等優(yōu)選條件和約束條件程度進(jìn)行優(yōu)選。

（2）粘土層保水、保土、防滲性能研究技術(shù)路線。

1）研究密度對土壤保水性能的影響。試驗(yàn)采用的密度基本為天然的1～1.1倍,不同密度土壤灌水2天后分析其剖面含水率(亦即田間持水率)，如試驗(yàn)所采用密度下砂土和粉砂土的田間持水率均大于天然情況,就說明所采用的方案保水效果好于天然情況，適當(dāng)?shù)膲簩?shí)可以起到明顯的保水作用。

2）研究土層厚度對土壤保水性能的影響。分析在不同厚度時各層次土壤田間持水率,如較小土層厚度的各層次含水率相比較大土層厚度并沒有明顯的減少，可以考慮采用較小土層厚度方案而不用擔(dān)心保水問題。

3）研究粘土層保土性能。對各層次土壤每次灌后的顆粒分配進(jìn)行采樣分析，并與原始情況進(jìn)行對比。如灌后各層次顆粒級配與灌前原始級配基本相同，沒有產(chǎn)生明顯的細(xì)顆粒流失現(xiàn)象，則土壤在農(nóng)田防護(hù)工程的實(shí)際運(yùn)行過程中不會出現(xiàn)水土流失問題。

4）研究粘土層防滲性能。針對土樣壓實(shí)度0.88、0.9、0.92 三種情況，進(jìn)行土樣飽和穩(wěn)定滲透性試驗(yàn)，確定其飽和穩(wěn)定滲透系數(shù)。

（3）開展抬田結(jié)構(gòu)分層優(yōu)化控制研究。按照自由排流、受庫水上漲頂托、各層采用不同壓實(shí)度、防滲層不同厚度防滲、墊高層采用砂石料等情況進(jìn)行各種組合模擬計算。通過計算每種組合情況下的穩(wěn)定滲流量和水頭勢變化規(guī)律，經(jīng)過組合分析，對抬田結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。

3.2 農(nóng)作物耕作研究的目的與方法

根據(jù)土壤分層結(jié)構(gòu)及理化性狀的研究成果，結(jié)合近年來農(nóng)作物播種面積的統(tǒng)計結(jié)果，以及當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃，并考慮農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整意向，對農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)、耕作制度、灌溉制度、復(fù)耕農(nóng)藝措施進(jìn)行研究，使抬田區(qū)農(nóng)民穩(wěn)產(chǎn)增收。

采用野外調(diào)查、小區(qū)試驗(yàn)的相互驗(yàn)證與補(bǔ)充，資料收集與現(xiàn)場跟蹤調(diào)查等方法。

（1）野外調(diào)查和資料收集：抬田工程興建前對抬田區(qū)耕地現(xiàn)狀耕作情況調(diào)查，包括種植作物、產(chǎn)量、水肥調(diào)控措施等。抬田工程興建完成后，根據(jù)作物種植情況，2～3年內(nèi)對農(nóng)作物生長態(tài)勢、產(chǎn)量增減情況進(jìn)行跟蹤分析，動態(tài)監(jiān)測灌溉制度。

（2）水稻種植試驗(yàn)：1）根據(jù)滲透試驗(yàn)優(yōu)選的保水層規(guī)格進(jìn)行水稻種植，研究水稻在不同組合處理中的生長適宜性。2）結(jié)合抬田耕地耕作層土壤水、肥現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫，采用小區(qū)控制試驗(yàn)，研究抬田主要種植模式下的灌排制度、秸稈還田與肥料使用等對土壤改良和作物產(chǎn)量的影響，制定合理的水肥調(diào)控模式。

3.3 田間工程

（1）設(shè)計要求：峽江水庫防護(hù)區(qū)排澇標(biāo)準(zhǔn)采用10年一遇三日暴雨三日排至農(nóng)作物耐淹深度。根據(jù)《農(nóng)田排水工程技術(shù)規(guī)范》(SL/T 4-1999)，庫區(qū)農(nóng)田浸沒標(biāo)準(zhǔn)為0.6m。按《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，峽江庫區(qū)灌溉設(shè)計保證率為90%，渠系水利用系數(shù)綜合值為0.65，田間水利用系數(shù)取0.95，灌溉水綜合利用系數(shù)為0.62。

（2）工程措施：對田間工程的灌溉與配水系統(tǒng)進(jìn)行合理化設(shè)計，結(jié)合生態(tài)建設(shè)優(yōu)先選用新技術(shù)。治澇工程按照高水高排、低水抽排的原則，結(jié)合防護(hù)區(qū)內(nèi)的地形、地勢情況，充分考慮導(dǎo)排與抽排相結(jié)合進(jìn)行布置。

3.4 環(huán)境保護(hù)與水土保持

（1）環(huán)境保護(hù)要求：堅持生態(tài)建設(shè)優(yōu)先原則，保護(hù)自然地貌、保護(hù)土壤、保護(hù)植被，及時采取臨時防護(hù)工程，在避免自然地貌、植被遭受破壞的基礎(chǔ)上，優(yōu)先考慮土地復(fù)耕利用及林草措施，及時對施工跡地進(jìn)行土地整治。

（2）水土保持要求：項(xiàng)目建設(shè)中做好表土剝離、集中堆放、攔擋、排水、苫蓋及回覆；植樹質(zhì)量要求當(dāng)年成活率在85%以上（春季造林，秋后統(tǒng)計；秋季造林，第二年秋后統(tǒng)計）。結(jié)合各防治分區(qū)的水土流失特點(diǎn)、防治責(zé)任和防治目標(biāo)，做到工程措施、植物措施和臨時措施有機(jī)結(jié)合，“點(diǎn)、線、面”水土流失防治相輔相成。

3.5 抬田施工工藝要求

（1）耕作層填筑要求：必須采用原耕作土做土料回填。先將耕作土層開挖，厚度0.3m，開挖后集中堆放，采用覆蓋塑料薄膜作臨時防護(hù)防止產(chǎn)生水土流失?；靥顣r，格田內(nèi)的平整度要求為±2.0cm，耕作土層厚25±3cm。

（2）粘土料填筑要求：填筑厚度為0.4m，按25～30cm分層平整碾壓，其碾壓遍數(shù)通過碾壓試驗(yàn)確定，壓實(shí)度不小于0.90。土料要求土質(zhì)均勻，且滲透系數(shù)不大于1×10-4cm/s。

（3）基礎(chǔ)料填筑：分層平整碾壓，壓實(shí)度不小于0.85,無粘性土料如砂礫料或石渣料相對密度不應(yīng)小于0.6。

（4）田間工程要求：路基、渠道以下基礎(chǔ)料、粘土料壓實(shí)度不小于0.93。渠道采用預(yù)制混凝土“U”型槽襯砌。

（5）水土保持施工工藝：采取分塊抬田，先將田塊1表層耕作土剝離后，就近堆放，并采取相應(yīng)防護(hù)措施。田塊1抬高后，將田塊2表層耕作土覆蓋到田塊1，用推土機(jī)推平壓實(shí)，周邊布置農(nóng)渠和機(jī)耕道。田塊2覆土抬高后，將田塊3表層耕作土進(jìn)行剝離，覆蓋到田塊2，并依次類推。

4 試點(diǎn)項(xiàng)目小結(jié)與評價

在設(shè)計單位、科研單位、建設(shè)單位等部門的通力協(xié)作下，本試點(diǎn)項(xiàng)目開展了抬田關(guān)鍵技術(shù)的研究并取得了相關(guān)成果。

對抬田多元結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化分析，建立了耕作層、防滲粘土層、基礎(chǔ)墊高層抬田基本結(jié)構(gòu)模型。通過對土壤理化性狀的試驗(yàn)和滿足優(yōu)選條件和約束條件程度，對耕作層厚度、防滲粘土層壓實(shí)度進(jìn)行了優(yōu)選。根據(jù)滲透試驗(yàn)優(yōu)選的保水層規(guī)格進(jìn)行水稻種植試驗(yàn)，研究了水稻在不同組合處理中的生長適宜性。對灌溉與配水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，提出環(huán)保和水保有效措施。積累了各種施工技術(shù)及管理經(jīng)驗(yàn)。

在實(shí)施了抬田工程的農(nóng)作物經(jīng)過一季生長成熟期后，該試點(diǎn)項(xiàng)目最大限度地保護(hù)了土地資源、減少了庫區(qū)淹沒處理投資、保證了農(nóng)作物的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)，取得了經(jīng)濟(jì)效益。同時降低了防護(hù)區(qū)的浸沒及土地潛育化問題，貫徹“以人為本、人與自然和諧共處、可持續(xù)發(fā)展”的理念，取得了生態(tài)與社會效益。

[1] 黃文華等.淺談“抬田”措施在水庫淹沒處理中的應(yīng)用[J].江西水利科技,第27卷增刊2

[2] 峽江水利樞紐初步設(shè)計研究報告.江西省水利規(guī)劃設(shè)計院.2010.07

[3] 湯衛(wèi)宇等.亭子口庫區(qū)農(nóng)田防護(hù)工程低地墊高方案研究[J].水利水電快報,第30卷第2期

[4] 劉松等.亭子口庫區(qū)農(nóng)田防護(hù)工程保水保土性能試驗(yàn)研究[J].灌溉排水學(xué)報,第29卷第3期