田块规划和土地平整设计优化方案

农用地整理项目一般划分为:田块规划与土地平整工程、农田水利工程(或称灌溉排水工程)、田间道路工程和农田防护工程等四大单项工程。四大单项工程的规划布局和设计是相互联系的，每个单项工程的规划布局和设计都要与其他单项工程相协调。

田块规划处于农田平整规划与其他单项规划之间，起着承上启下的作用:一方面，农田平整规划为田块规划奠定基础，从一定程度上决定田块规划布局;另一方面，田块规划的确定又相应确定了水利、道路、防护林等单项规划，但在田块规划的同时必须全面考虑其他规划，如条田、梯田的布局与规格的确定需要综合考虑土地平整工程量、沟渠与田间道路的间距等。因此，田块规划与其他规划相互联系又相互制约，田块规划的好坏制约着其他单项规划效益的发挥，从而影响到整个工程的效益。

8.2.5.1　土地平整工程设计

平整土地是建设稳产高产农田必不可少的重要措施。土地平整工程设计是田块规划设计、沟渠、道路、防护林设计的前提和基础。搞好平整土地，对合理灌排，节约用水，提高劳动生产率，发挥机械作业效率，以及改良土壤、保水、保土、保肥等方面，都有着重要的作用。特别是在盐碱土等低产土地的治理中，土地平与不平，直接影响到土壤水分和盐分的重新分配，土壤含盐不匀、干湿不均，关系到作物的播种、保苗和机耕作业的环境。

1.土地平整的原则和要求

(1)要和土地利用工程规划统一起来。土地平整必须适应土地整治的要求，并作为其一个组成部分。平整土地应与田、沟、渠、林、路等工程密切结合，以避免挖了又填，填了又挖，造成返工浪费。

(2)通过土地平整要达到便于机耕，发挥机械效率，提高机耕质量;灌水均匀，节约用水;利于压盐、排水、改良土壤;满足作物高产稳产对水分的需要。具体标准如下。

1)平整范围:沟畦灌溉的平地范围一般以条田内部一条毛渠所控制的灌溉面积为一个平整单位。如地形起伏较大，还可将毛渠控制面积分为几个平整区，以垄沟控制的面积为平整单位。水稻田或有洗盐要求的平地范围，可以以一个格田的面积为平整单位。

2)田面平整度:沟畦灌溉的旱作区，一个临时毛渠控制的田面地段，纵横方向没有反坡，田面纵坡方向一般设计与自然坡降一致，田面横向一般不设计坡度，在此情况下，纵坡斜面上局部起伏高差和畦田的横向两边高差一般均不大于3～5cm为宜;为了种稻或洗盐进行的平地，格田内绝对高差一般不宜超过±3cm。

3)既要有长远目标，又要立足当前。满足当年受益，当年增产，确保当年增产的关键是保留表土。一般第一年整地是先大体粗平，做到当年能放水灌溉，当年增产粮食，以后每年再进行加工，达到精细平整，以免破坏表土。

4)平整后的地面坡度应满足灌水要求。不同的灌水技术要求的坡度不同，但绝不能有倒坡的情况。顺灌水人向田面坡度一般为1/800～1/400，最小不应小于1/1000，最大不应大于1/300。一般畦灌的田面坡度可大一些，水稻格田的田面坡度要小一些。

5)平整土方量最小。在平整田块内，尽可能使填挖土方量基本平衡，总的平整土方量达到最小。在此基础上，应使同一平整田块内的平均土方运距最小。

2.农田田面高程设计

农田平整高程设计的合理与否关系到平整工程量的大小及相应的田块规划。在不同地区，农田平整高程设计的标准不同。地形起伏小、土层厚的旱涝保收农田田面设计高程根据土方挖填量确定;以防涝为主的农田，田面设计高程应高于常年涝水位0.2m以上;地形起伏大、土层薄的坡地，应修建梯田，田面设计高程应根据梯田的规格确定;地下水位较高的农田，田面设计高程应高于常年地下水位0.8m以上。

3.确定平整方案

(1)根据整理区平整工程量及地形变化幅度的大小，农田平整方案可分为局部平整与完全平整两种。

局部平整即结合地形地势进行平整，允许田块有一定坡度，以耕作田块为平整单元，在每个平整单元内部，保持土方的挖填方平衡，不需要从区外大量取土或将土方大量外运，最终的田面高程是在挖填方平衡的基础上，根据所布置的沟渠水流方向来确定，各田块之间允许有一定的高差。即考虑渠道的布设要求，采取中高式或一面坡式两种形式，以满足自流灌排。局部平整的优点是填挖方工程量和工程投资大大降低，有利于保护表土层。局部平整的缺点是土方量计算较复杂，耕地新增量有所降低，增大沟渠布置的难度。

全面平整是在地形平坦地区，将整个项目区作为一个平整单元，设立一个平整高程，以平整高程为基准面对整理区进行全面平整。全面平整的优点是能够最大限度地挖掘土地利用潜力，增加耕地面积;便于布置各项工程项目，方便农业生产;易于机械化作业和沟渠、道路、防护林的规划设计。全面平整的缺点是:填挖方工程量大，投资量大，对表土造成极大的破坏。

(2)根据地形纵向变化情况，农田平整方案可分为平面法、斜面法和修改局部地形面法3种。

平面法是将设计地块平整成一近似水平面。这种方法挖填土方量较大，一般多用于地形坡度不大的项目区和水稻田的平整。

斜面法是将设计地段平整成具有一定纵坡的斜面。坡度方向与灌水方向一致，并达到灌水技术要求。对沟、畦灌有利，土方量也较大。

修改局部地形面法是对设计地块进行局部的适当修改，而不是全部改变其原有地形面貌，只是将过于凸凹的局部修平，把阻碍灌水的高地削除，低地填平，倒坡取削，对灌水无阻碍就可以。这种方法适用于面积较大，地形变化较多，如果大范围挖填工作量太大的地区。优点是大大减少土方量。

(3)根据平整的精度，农田平整方案又可分为大平、粗平、细平3种。

大平就是常说的“大平大整”，这是平整土地当中用工最多，动土方量最大的一项工程，往往需要几年的时间才能完成。诸如削平土岗、填沟补洼等。

粗平是平整土地最广，范围较大的一项工程。可分为:取高垫低，合并地块、改田埂等多项内容，从而完成平整土地的基础。

细平就是在粗平的基础上对土地进行精细平整，细平是建设高标准园田化农田的基础工程。

4.土地平整设计方法

在平地测量和平整方案确定的基础上进行土地平整设计，主要是设计田面高程，计算挖填土方量。根据地形条件，土地平整设计方法有方格网法、散点法和截面法等。

(1)方格网法。方格网法适用于比较复杂的地形。在田块平面形状比较方正的情况下，精度较高，但测量和计算工作量较大。其设计步骤如下。

1)平地测量。根据地形条件和施工方法将要平整的田块划分成边长为10～50m的方格，各方格的顶点均用木桩标定，形成方格网，对各方格进行编号，分别测出各方格4个顶点的高程，并绘出方格网点的高程图。

一般地形起伏较大或水田地区，采用10m×10m的方格;地形相对平坦，采用人力施工的，采用20m×20m的方格;机械施工的，多采用50m×50m的方格。方格网点名称见图8.1。

图8.1　方格网点名称

2)计算田面平均高程。根据测出的高程点和方格总数计算田面平均高程，即

式中:H0为平整田块的平均高程，m;∑H角为方格网各角点高程之和，m;∑H边为方格网各边点高程之和，m;∑H中为方格网各中点高程之和，m;n为方格网个数。

3)计算各网点设计高程和挖填值。对于水平田面，田面平均高程就是各网点设计高程H0;对于旱作地，为了满足沟畦灌排，要求田面有一定坡降，此时，各网格点的设计高程应计及方格边长乘以设计坡面比降算出的方格边长高差值。

通常以平均高程作为田块设计坡度方向中心点的设计高程，然后从中心点开始，推算上下各网格点设计高程，逆坡逐点递增一个方格边长高差值，顺坡逐点递减一个方格边长高差值。各网格点设计高程算出后，可按下式计算各点挖填值:挖填值为“+”时表示挖方;“-”时表示填方。

挖填深度=地面高程-设计高程

4)计算挖填方量。一般要求挖填方量基本平衡，挖方接近或略大于填方。按式(8.2)和式(8.3)计算挖填方量:

式中:V挖为总挖方量，m3;V填为总填方量，m3;∑h角挖为方格网各角点挖深之和，m;∑h边挖为方格网各边点挖深之和，m;∑h中挖为方格网各中点挖深之和，m;M为一个方格网的面积，m2;∑h角填为方格网各角点填高之和，m;∑h边填为方格网各边点填高之和，m;∑h中填为方格网各中点填高之和，m。

(2)散点法。散点法适用于地形虽然有起伏，但变化比较均匀、不太复杂的地形。这种方法测量不受太多限制，可以根据地形情况布置测点。其设计步骤如下。

1)平地测量。在田面四角四边、田块的最高点、最低点、次高点、次低点以及一切能代表不同高程的各个位置上都均匀布置测点，并测出其高程。

2)计算田面平均高程。根据测出的高程点计算田面平均高程:

3)计算挖填值。将各实测点高程与平均高程相比较，大于平均高程的为挖方，小于平均高程的为填方，等于平均高程的表示不挖不填。算出各点高程与平均高程的差值，作为施工时应掌握的挖填深度，再将其中的正值求平均，可算出平均挖深，负值求平均，即为平均填高。计算公式如下:

式中:h挖为挖方区平均挖深，m;∑Hw为大于平均高程H0各测点高程之和，m;k为大于平均高程H0的测点数;h填为填方区平均填高，m;∑Ht为小于平均高程H0各测点高程之和，m;m为小于平均高程H0的测点数。

4)计算挖填面积和挖填土方量。根据挖填平衡原则，由下列方程组可分别求得挖方面积、填方面积及相应的挖填土方量:

挖方面积:

填方面积:

挖填方量:

式中:A挖为挖方面积，m2;A填为填方面积，m2;Ab为不填不挖面积，m2;V挖为挖方量，m3;V填为填方量，m3;A0为土地平整总面积，m2;其他符号意义同前。

(3)截面法。截面法一般用于地形坡度较大，需要修筑梯田时，对梯田平整设计。其设计步骤如下。

1)梯田田面宽度设计。梯田田面宽度设计主要考虑地形坡度和土层厚度。为尽量减小挖填方量，地形坡度大、土层较薄时，则田面宽度宜小，地形坡度小、土层较厚时，则田面宽度可大一点，同时也要考虑施工和机耕的要求。具体可参考《水土保持综合治理技术规范——坡耕地治理技术》(GB/T 16453.1)。

2)梯田田坎高度设计。梯田田坎高度主要根据地形坡度、耕作要求等因素确定。具体可参考《水土保持综合治理技术规范——坡耕地治理技术》(GB/T 16453.1)。

3)梯田田坎坡度。为保持梯田的稳定性，田坎需修成一定的侧坡，田坎越高，侧坡应越缓。具体可参考《水土保持综合治理技术规范——坡耕地治理技术》(GB/T 16453.1)。

4)梯田田面高程设计。梯田田面的设计高程，一般从各渠道控制的最高田面开始，以田坎高度为基数逐块向下推算。

5)挖填土方量计算。为了节省工程量，一般以每块梯田为平整单元，在平整单元内一挖一填、挖填平衡。梯田断面要素见图8.2，从图中可以推算出各要素间的关系式:

图8.2　梯田断面要素示意图

式中:θ为原地面坡度，(°);α为田坎坡度，(°);H为田坎高度，m;B为田面净宽，m;Bm为田面毛宽，m;B1为原坡面斜宽，m。

根据确定田面宽度B、田坎坡度α和原地形坡度i，用式(8.4)计算梯田的挖填土方量:

5.平整土地当中应当注意的几个问题

(1)必须保留一定厚度的表土。平整土地的施工中，能否保留一定的表土层，是能否增产的重要一环。保留表土厚度以20～30cm为宜。

(2)留有一定的虚高。进行平整的田块，其填方地块，由于所填虚土将会有一定的沉陷，因此，在填方处，一般应留有相当于填土厚度20%左右的虚高，保证虚土沉实后达到设计田面高程要求。

8.2.5.2　田块规划设计

耕作田块一般指条田、方田或田区，是末级固定田间工程设施所围成的地块，是田间作业、轮作和工程建设的基本田块，是田间灌溉和排水的基本单位。在不同条件下，有不同的形式。在水田地区，为了保持均匀的淹灌水层，往往在一个条田内再划分格田。在旱作地区，为了保持一定的水流推进速度，使灌水均匀，往往在一个耕作田块内再划分畦田。

耕作田块是最基本的耕作、管理单位。它的规模、长度、宽度、方向、形状等要素规划的合理与否直接影响到灌排系统、护田林带、田间道路等作用的发挥以及机耕的效率和田间管理，所以正确规划耕作田块是耕地内部规划的一个十分重要的问题。

田块规划设计的内容主要是指:田块的长度、宽度、方向、形状及规模等要素的设计。其中每一个要素均是田块规划设计中所不可缺少的，每一个因素在规划设计中所起的作用均不同，不能相互替代。

(1)耕作田块的方向。耕地田块方向，一般是指田块的长边方向。它与末级固定沟渠、田间道路和护田林网中的主林带方向相一致。耕作田块方向选择的合理与否，将长期影响田块的日照、灌排、田间作业、防风以及下地距离远近。

在综合考虑以上因素的前提下，应尽量使田块保持南北方向，此外，不同地区存在的问题不同，所需侧重考虑的因素也不尽相同，不可机械加以确定。如在水蚀地区，耕作田块宜平行等高线布置;在风蚀地区，应与当地主害风向垂直，或与主害风向垂直线的交角小于30°～45°。在此基础上，耕作田块的方向应体现以人为本的原则，使耕作田块与居民点之间的位置保持最短的距离和最便利的交通条件。

(2)耕作田块的长度。田块的长度不仅关系到机械作业效率的发挥、田块平整工程量的大小，还影响到灌排渠系的布设。因水流流量的大小影响到流程的长短及灌溉面积的大小，从而影响到灌溉均匀程度以及田块灌排水的畅通度。

田块长度的合理确定并不是一成不变的，需根据地形、土壤、作业方式、种植作物种类等因素加以综合权衡确定，不能为刻意追求某一因素而加以限定，应在尽量保持田块完整性的基础上，集约利用土地。

根据不同地区、不同地形、土壤等条件下的经验总结，田块长度有一个大致的范围可供参考，田块的长度可在500～800m，也可更长一些。如在平原地区田块可长些，而在丘陵地区要短些。

(3)耕作田块的宽度。耕作田块宽度取决于末级固定沟道的间距、机械作业要求、防护林的有效防护距离、田块面积的大小，同时还应考虑地形、地貌的限制。田块宽度的合理确定关系到田间生产作业的方便与否、机械作业效率的发挥、平整工程量的大小及田间地下水位的降低。

不同地区、不同情况下所需考虑的主要因素不尽相同，如盐碱化地区以降低地下水位为主，风害地区则侧重于考虑防护林的有效防护距离。

耕作田块的宽度需综合考虑各因素合理确定，其大致范围在不同地区分别为:机械作业要求宽度为200～300m;灌溉排水要求宽度为100～300m;防止风害要求宽度为200～300m。

(4)耕作田块的形状。从经济角度考虑，耕作田块形状直接影响到机械作业的效率及田间生产管理。好的耕作田块形状应当有利于机械作业的正常进行，尽量减少机械作业当中所产生的漏耕与重耕，且有利于田间生产管理;反之，不规整的田块形状易造成施工成本的上升及其他配套田间工程的配置与施工。

从环境美学角度考虑，耕作田块的形状影响到规划后项目区的田间生态环境。规整的田块形状可以对原有凌乱的田间布局加以完善，有利于田间环境的改良。

在条件许可的前提下，田块的外形要力求规整，长边与短边交角以直角或接近直角为好。形状选择依次为长方形、正方形、梯形、其他形状，避免不规则的三角形和多边形，长宽比以不小于4∶1为宜。耕作地块的边界还应结合现有沟、渠、路、林及其他自然界线，不能机械划分，做到既不影响机械作业，又不浪费土地。

(5)耕作田块的规模。耕作田块的长度与宽度相应确定了耕作田块的规模，但耕作田块规模大小的确定还应有利于机械作业、土地平整及权属的划分与重调。

不同地区，种植作物的种类、机械化作业程度、地形不同，耕作田块的规模应有所差异。如北方旱作、机耕区具有较大的规模，南方丘陵地区面积稍小些，稻作区则还要小些。

耕作田块规模的大小除与自然因素相关外，还需综合考虑整理区社会经济条件，如人均拥有耕地面积、人均国民生产总值，整理区土地流转情况、实有农村劳动力等。使田块规模的确定不仅有利于当前生产作业与土地分配，还有利于未来的规模经营。

(6)耕作田块内部规划。对于平原地区，水田宜采用格田形式。格田设计必须保证排灌畅通，灌排调控方便，并满足水稻作物不同生长发育阶段对水分的需求。格田田面高差应在±3cm以内，长度保持在60～120m为宜，宽度以20～40m为宜。格田之间以田埂为界，埂高以40cm为宜，埂顶宽以10～20cm为宜。旱地田面坡度应在1∶500以内。

对于滨海滩涂区，耕作田块内部设计应注意降低地下水位，洗盐、排涝，改良土壤，改善生态环境，在开发利用过程中，可采用挖沟垒田，培土整地方法。以降低地下水位为主的农田和以洗盐除碱为主的滩涂田块田面宽宜为30～50m，长宜为300～400m。

对于丘陵山区，以修筑梯田为主，根据地形、地面坡度、土层厚度的不同可将其修筑成水平梯田、隔坡梯田、坡式梯田等。其中，梯田规格及埂坎形态应因地制宜，视地形坡度、机耕条件、土壤的性质、土层厚度和干旱程度而定，并考虑防冲措施;梯田田面长边应沿等高线布设，梯田形状呈长条形或带形。若自然条件允许，梯田田面长度一般不小于100m，以150～200m为宜;田面宽度除应考虑地形坡度、土层厚度等自然条件外，还应满足灌溉和机械作业要求，一般陡坡区田面宽度一般为5～15m，缓坡区一般为20～40m。