梯田建设技术手册

梯田建设技术手册1总则根据《中华人民共和国水土保持法》的规定，梯田工程在5°～25°的坡耕地上建设，25°以上区域为禁垦区。1.1梯田的定义在坡耕地上分段沿等高线修筑的田面平整、地边有埂的阶梯式农田称为梯田。1.2梯田的功能1.2.1截短坡长，改变地形坡度，拦蓄径流，防止冲刷，减少水土流失。1.2.2保水、保土、保肥，改善土壤理化性能，提高土地质量等级及地力，增产增收。1.2.3改善生产条件，降低劳动强度，为机械耕作和推广农业技术创造条件。1.2.4为集约化经营、农业结构调整、发展旱作农业奠定基础。1.3梯田类型1.3.1根据梯田的断面形式分为水平梯田和隔坡梯田。1.3.2根据埂坎建筑材料可分为土坎梯田、石坎梯田和土石混合梯田。在土层深厚的黄土地区宜修筑土坎梯田；在土石山区或石质山区，应就地取材，修筑石坎梯田或土石混合梯田。1.3.3按利用方向可分为旱作梯田、水浇梯田、果园梯田、经济林梯田等。1.4梯田施工形式主要采用机械推平，人工筑埂的形式。在不适宜机械修筑的土石山区，采用人工修筑的形式。1.5梯田质量标准1.5.1按照总体规划连片兴修，大弯就势，小弯取直，沿等高线修建。1.5.2黄土地区梯田连片面积在50亩以上，土石山区连片面积在30亩以上。1.5.3黄土地区田面宽在8米以上，单块面积不小于1亩；土石山区田面宽在5米以上，单块面积不小于0.5亩。1.5.4田面平整，田坎坚固，地边埂高符合设计标准，并做到生土深翻，表土还原，路通水畅，便于机耕。2规划2.1规划原则2.1.1因地制宜，山水田林路统一规划，坡面水系、田间道路综合配套，优化布设。2.1.2梯田应布设在距村庄较近、交通方便的地方，尽量集中连片，形成规模。2.1.3梯田不得布设在滑坡体或泄溜面上。2.1.4田面宜宽不宜窄，田块宜长不宜短。尽量做到生土深翻，表土还原，确保当年不减产。2.2梯田规划梯田规划包括总体规划和年度实施方案。总体规划按区域（省、市、县）按一定的建设目标和建设时期（近期、远期）进行编制。年度实施方案按规划确定的年度任务，按县（区）进行编制，内容包括：田区规划、田块规划、田间道路规划、坡面水系规划、地埂田坎利用等。2.2.1坡面水系规划梯田规划中应将坡面小型蓄排、蓄引工程统一规划，配套实施，合理布设截水沟、排水沟、水窖、蓄水池等小型工程，构成完整的防御体系。在降雨较大的湿润、半湿润土石山区，根据坡面径流来源、数量，首先进行坡面蓄排工程规划，通过渠系配套，达到坡面径流就地、就近排引、拦蓄、贮用，进行高效利用。在降雨较多、梯田不能全部拦蓄暴雨径流的地方，在田区应布置截水沟等小型排水工程，以保证梯田田区的安全；在降雨较少的地方，在道路两侧布设水窖、蓄水池等小型蓄水工程，发展集雨节灌。2.2.2田间道路规划田间道路是梯田田区的骨架，修地先修路，路侧排地块。田间道路按照具体地形，采取通梁联峁，跨弯连咀，沿沟走边等方法布设，在满足机械耕作和运输的前提下，要求连通田区内所有田块并且总长度最短。道路应尽量少占耕地和割裂地块，同时要有一定的防冲措施，以防路面径流冲毁农田，保证路面完整与畅通。一般情况下，道路沿田边布置，应与田、林、路、渠、沟等项目进行综合规划布局，以便于田间生产的管理。2.2.3田区规划根据合理利用土地资源的要求，结合县（区）土地利用规划和梯田建设总体规划，选择坡度较缓，土质较好，距村庄较近，水源及交通条件方便，有利于机械化和水利化的地方，以坡面水系、道路为骨架，规划梯田田块，建设具有一定规模、集中连片的梯田。根据地貌及明显切割地貌地物（如道路、陡坎、沟壑、非耕地等）界定田片。2.2.4田块规划在坡面水系、道路规划的基础上，沿等高线呈长条带状布设梯田田块；梯田田块应因地制宜，不同地形采取不同的布设方式。按地形、地貌特点，田块布设应做到大弯就势，小弯取直，同时要考虑省工省时，便于机械作业等因素。不同地形部位梯田田块规划的一般要求表2—12.2.5田坎田埂利用根据田面宽度、田坎高度与坡度，因地制宜选种经济价值高、固土能力强、对田区作物生长影响小的树、草种，发展田坎经济。3设计3.1水平梯田设计水平梯田设计包括梯田田区设计、田片设计、田块设计、断面设计等内容。梯田规划设计要落实到乡、村、地块和图班，GPS定位，按图斑管理。3.1.1梯田田区设计根据梯田建设总体规划进行梯田田区的设计，田区是指能够做到统一设计，统一施工，便于组织管理的梯田工程区域，面积从几十亩至上千亩，设计内容包括田片划分、道路、林草措施、蓄排工程的布设。田区设计应以1：2000～1：5000地形图为工作底图，典型剖面图应为1：200～1：500。3.1.2梯田田片设计田片是田区的组成部分，是由沟壑、高坎、道路等不易改变的边界围成的耕地地块组成，设计内容包括田块数量、走向、断面规格尺寸、田坎线等。3.1.3梯田田块设计田块是由埂坎围成的单个地块，是由经营管理决定的耕地单元。田块设计包括田面长度、田面宽度、田坎坡度、田埂高度等断面要素。依据地面坡度、土壤类别、施工方式，确定田面宽度、田坎高度和田坎坡度，满足修筑少用工、埂坎少占地、便利机械作业、梯田稳固安全的要求。梯田防御暴雨标准一般采用20年一遇3～6小时最大降雨。3.1.4梯田断面设计1)梯田断面要素见图：图1水平梯田断面要素图θ—原地面坡度（°）；α—梯田田坎坡度（°）；H—梯田田坎高（m）；BL—原坡面斜宽（m）；Bm—梯田田面毛宽（m）；B—梯田田面净宽（m）；b—梯田田坎占地宽（m）；原地面坡度越大，田面宽度越小，田坎越高；原地面坡度越小，田面宽度越大，田坎越低。梯田断面尺寸参考数值如下表：水平梯田断面尺寸参考数值表3—12)田面长度应坚持在因地制宜的前提下，能长则长的原则，即“长不限，绕山转”，依具体地形、地貌变化而定。3)田埂高度按20年一遇3～6小时最大降雨防御标准设计。田埂上宽30～40cm，田埂外边坡角同田坎侧坡角，田埂内边坡一般取45°。4)田坎根据修筑材料合理确定坎高，土质一般不大于5米，硬坎外坡不大于70°，软坎外坡不大于45°。3.2梯田工程量的计算3.2.1土方量的计算V：单位面积（hm2）梯田土方量（m3）；L：单位面积（hm2）梯田长度（m）；H：田坎高度（m）；B1：田面净宽（m）。单位净面积（hm2）土方量：V=1250H（m3/hm2）3.2.2土方运输量的计算土方运输量A′=B1HLB单位净面积（hm2）土方运输量A′=833HB（m3·m/hm2）A′:单位面积（hm2）土方运输量（m3·m）土方运输量的单位为m3·m，是一复合单位，即需将若干立方米的土方量运若干米距离。3.3田间道路设计3.3.1设计要求梯田道路根据所通行的车辆的需要分为主干道、支道和田间道路，田间道路纵向坡度应控制在15%（8.5°）以内，转弯半径不小于12m，连续坡长不能超过20m。主干道宽度不小于5m，能通行中型农用机械；支道能通行中小型农田机械，路面宽度4m～5m；田间道路能通行架子车和小型农用机械，路面宽度2m～3m。若道路和林带结合起来，宽度可适当增加。3.3.2道路布设道路布设要以不同的地貌特点为基础进行，在不同地面坡度条件下，道路和田块相交形式应有所不同。一般地面坡度小于8°的坡面，田间道路可垂直于等高线与田块正交，路田布设方式呈“非”字形；大于8°而小于12°的田片，道路应按连续的“S”形布设，转弯半径大于15m；大于12°的田片，道路与田块按斜交或“之”字形方式布设；对于较大的田片，要根据各田块所处具体地形条件，综合上述各类形式进行道路布设。3.4坡面水系设计梯田的坡面水系工程主要有引洪、排洪渠系、蓄水、涝池、水窖设计等，暴雨径流和建筑物设计要能达到保护梯田的作用，同时还要考虑到蓄水利用。3.4.1截水沟设计当梯田区上部为坡耕地和荒坡时，应在其交界处布设截水沟，截水沟防御暴雨设计标准为10年一遇24h最大降雨量。蓄水型截水沟基本上沿等高线布设，排水型截水沟应与等高线取1%～2%的比降，排水一端与坡面排水沟相接，并在连接处作好防冲措施。3.4.2排水沟设计排水沟一般布设在坡面截水沟的两端或较低一端，终端连接蓄水池或天然排水道。当排水出口的位置在坡脚时，排水沟大致与坡面等高线正交布设，位置在坡面时，排水沟可基本沿等高线或等高线斜交布设。梯田区两端的排水沟，一般与坡面等高线正交布设，大致与梯田两端的道路同向，土质排水沟应分段设置跌水。各种布设都必须做好防冲措施（铺草皮或石方衬砌）。3.4.3蓄水池与沉沙池设计蓄水池一般布设在坡脚或坡面局部低凹处，与排水沟（或截水型截水沟）的终端相连，根据坡面径流总量、蓄排关系和修建省工、使用方便等原则，可集中布设一个或分散布设若干蓄水池，单池容量从数百方到数万方不等。沉沙池一般布设在蓄水池进水口的上游附近，根据地形和工程条件确定具体位置，可以紧第8/12页靠蓄水池，也可以与蓄水池保持一定距离。3.4.4水窖设计水窖一般布设在有一定径流汇集或有可集约高附加值利用的梯田周围，水窖防御暴雨设计标准为10～20年一遇3～6h最大降雨量。窖址应有深厚坚实的土层，距沟头、沟边20m以上，距大树根10m以上，石质山区的水窖应修在不透水的基岩上。根据规划区人口数量、人均需水量等因素确定水窖数量，单窖容量在30～50m3。4施工梯田施工主要是机械修筑，人工辅助打埂，施工包括测量定线、表土处理、埂坎修筑、田面平整、田面耕翻等工序。4.1测量定线4.1.1根据梯田规划确定机修梯田施工的地块或坡面，在其正中（距左右两端大致相等）从上到下划一中轴线。4.1.2根据梯田断面设计的田面斜宽的一半，在中轴线上确定各台梯田的开挖线基点。4.1.3从中轴线上，各台梯田的开挖线基点出发，用手水准向左右两端分别测定其等高点；连各等高点成线，即为各台梯田的开挖线。4.2表土处理机修梯田，应根据地形情况，选择保留表土数量多、机修工效高的表土处理方法。一般有以下两种方法。4.2.1纵坡蛇脱皮法（又称表土逐台下移法）本方法适宜在15°以下的坡地修筑田面较窄（10m以下）的梯田。优点是保留表土数量多，质量好。在整个坡面逐台从下向上修，先将最下面一台梯田修平，不保留表土；将上一台的表土依次第9/12页推运到下一台铺平，最上一台没有表土，可通过增施肥料等办法改良土壤。4.2.2横坡蛇脱皮法本方法适宜在15°以下的较缓坡地修筑田面较宽（10m以上）的梯田。把地块顺埂分成几个开挖区，每一个开挖区的长度，以推土机便于出土为原则，一般长为20m～30m；将后一开挖区的表土依次推运到前一开挖区铺平，最后一个开挖区没有表土，可增施肥料改良土壤。4.3田面整平一般采用机械修平田面，同时用人工修筑田坎，适用于山地坡度不大，地面土层较厚、梯田成片的地方，要根据地形、地块情况，选择合理的出土线路、开挖方式和推土方法。4.3.1将田面分成下挖上填与上挖下填两部分：田坎线上下各1.5m范围内，采取下挖上填法，从田坎下方取土，填到田坎上方，其余田面采取上挖下填法，从田面中心线上取土，填到中心线以下。4.3.2田面整平后，用水准仪测量是否达到水平。要求误差不超过1%。4.3.3田边1m左右，保留10°左右反坡，填方部位应比水平面高出10cm左右。4.4修筑埂坎田坎要用生土填筑，不能夹杂树根、草皮等物；施工过程中，土壤含水率以12～16%为宜。4.4.1筑坎时，先清基开槽，槽宽60cm～80cm，槽深20cm～30cm，作为清基线。在此基础上逐层筑坎夯实，每层覆虚土厚约20cm，夯实厚约15cm，土壤干容重达1.4t/m3左右。第10/12页4.4.2筑坎时，一般用铣拍、脚踩、碾压等方法。在筑坎过程中随着田坎升高按设计的田坎坡度，逐层向内收缩，并将坎面拍光，在雨季施工或凸坡地段，坎外侧坡角应比计算值小2°～3°，以利安全。4.5表土回铺在地块生土挖运完成，田面基本达到水平后，要及时进行表土回铺。用推土铲推运表土，根据机头起伏情况，判断地面高低进行高铲低填，倒退拖刀，这样往返多次，直至田面平整。4.6耕翻土壤为提高新修梯田蓄水保墒能力，在完成表土回铺后