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土地利用规划学总学时:64学分:4.0内蒙古师范大学地理科学学院主讲教师:敖登高娃第十章农业用地规划
第一节耕地规划(掌握)第二节园地规划(理解)第三节林地规划(了解)第四节牧草地规划(掌握)第五节水产用地规划(了解)
第一节耕地规划我国耕地概况耕地是指人类经常实施耕翻、耕耘、平整等耕作措施的土地,耕地是可受人类控制的生态系统。1、耕地构成根据土地利用现状调查,1996年,全国农用地面积为65545万公顷,建设用地面积为3526万公顷,其它为未利用地。耕地面积为13004万公顷,其中旱地占74.4%,水田占25.5%。2、耕地利用采用多熟制和集约利用,复种耕地约占1/2,复种播种面积占总播种面积的2/3,复种土地上生产的粮食约占全国总产量的3/4。3、耕地利用存在的问题⊕耕地利用结构不合理由于对粮食生产的形势和农业内部结构调整的认识不足,不适当地调整农业内部用地结构,致使大量耕地改种果树、鱼塘等,这是耕地面积减少过快过猛的主要因素之一。1985年全国农业内部结构调整占用耕地1911.5万亩,占当年耕地减少总数的79.7%;1986年全国占用耕地1283.5万亩,占当年耕地减少总数的77.2%。耕地面积急剧减少,粮食产量明显下降。有些地方在调整农业内部结构中,片面强调经济效益,而忽视粮食生产,甚至出现“果下川、粮上山”和撂荒弃耕等现象。⊕耕地肥力下降(1)耕地水土流失水土流失将使耕层土壤变薄、保水能力减弱、肥力下降,最终导致耕地退化,耕地生产力降低。我国耕地水土流失面积占全国耕地面积的34.26%,占世界耕地水土流失面积的14.35%,每年流失土壤约为33亿吨。耕地水土流失主要发生在黄土高原区和西南区,两区耕地水土流失面积分别占全国耕地水土流失面积的24.85%和22.39%。(2)耕地沙化耕地沙化是耕地土体中的细粒物质和营养物质消失或在土体中所占的比例下降,耕层逐渐变薄,生产能力逐渐消失的过程。表现为土体物质变粗,植物正常生长受到严格限制。根据我国土壤普查资料,全国耕地沙化面积达3827万亩,占耕地总面积1.93%。其中东北区、华北区、西北干旱区和黄土高原区耕地的沙化面积比较大,这四个区的沙化耕地面积占全国沙化耕地面积的73.06%。(3)耕地盐碱化盐碱化耕地是指土体中的水溶性盐类的含量超过一定的限度,达到危害植物正常生长的一种耕地类型。根据1992年中国水利统计,我国盐碱化耕地面积为11450.6万亩,占耕地总面积的8%,盐碱化耕地主要分布在华北区、西北干旱区和东北区,三区合计占占全国盐碱化耕地面积的76.75%。(4)耕地贫瘠化贫瘠化耕地是指在耕地的利用中,单位时间内向耕地投入的有效养分量不足以弥补同期作物从土壤中吸收的养分量,造成耕地养分不能满足作物正常生长和实现高产的需要,从而表现为土壤有效养分不足的一种耕地类型。我国耕地的总体养分平衡指数(k)为0.81,耕地处于养分失衡状态,投入不足以弥补作物对养分的需求,耕地有日趋贫瘠化的趋势。⊕耕地面积逐年减少---根据国家统计局的统计数据,建国初期我国的耕地呈现不断增加的趋势,到1957年耕地面积达到了16.77亿亩,比1949年增加了2.09亿亩,是我国耕地统计面积最多的一年。此后,我国的耕地面积开始不断减少,1957年到1986年全国累计减少耕地面积6.11亿亩,29年间年均净减少耕地807万亩。1985年全国耕地净减少1512万亩,是耕地减少最多的一年。近年来,耕地减少的势头虽有所减缓,但每年仍以约500万亩的速度净减少。即使在1997年中央11号文件确立耕地总量动态平衡的战略目标、实行“冻结非农业建设项目占用耕地一年”等严格的措施之后,1997年我国的耕地面积仍然净减少203.8万亩。同期,由于人口的不断增长,人均耕地从1949年的2.71亩减少到1995年的1.18亩。与世界上其它国家相比人均耕地下降速度最大。我国人均耕地面积是世界人均耕地面积的1/2。4、耕地(农田)生态系统---又称农田生态系统。是指在耕地(农田)范围内,在人类活动的干预下,以作物为生物群落主体和环境因素的相互作用而形成的人工生态系统。特点:⑴生物群落简单农田生态系统是人们为达到一定的目的而安排和选择的系统,系统中的杂草、昆虫、鸟类及一部分哺乳动物并不是人们需要的。因此,这些动、植物受到人为的强烈压制,而不能生存,只有农作物和有益的植物、昆虫等人类所需要的才能得到生存。因此,它比自然生态系统中的生物种群简单得多。⑵缺乏自动调节能力农田生态系统由于生物种群少、结构简单,因而缺乏自动调节能力,也就受气候条件影响大,对风蚀、水蚀、病虫害的抗逆性差,稳定性弱。于是人们可利用这一特点进行耕作管理,以便建立起良好的农田生态系统。⑶开放式的物质循环农田生态系统中的物质循环与自然生态系统不同,具有开放性的特点。农田生产出来的有机物大部分运到系统以外作为商品,这样就使农田生态系统物质循环的完整性降低。⑷需要投入辅助能源为了建立和发展农田生态系统,提高农田的产出量,必须利用灌溉、施肥、栽培管理等方式投入适量的物质和能源,保持耕地(农田)生态系统的平衡,以利于经济效益的提高。5、耕地利用应遵循的原则⑴保护和珍惜耕地⑵集约利用耕地,不断提高耕地生产力⑶建设结构合理、“三效益”统一的农田生态系统,建成以农田为核心的生态系统,综合利用农业资源并发挥其应有效益(包括农田、水域、人工林、家畜家禽等系统在内的复合农田生态系统)6、耕地内部规划是在即定耕地面积前提下,如何组织耕地合理利用。任务:①严格控制耕地面积,保证粮食生产。②不断提高土地生产力率③在满足国民经济发展和人民生活对粮食需求的条件下,尽量保证用于种植棉花、油料、饲料及工业原料作物的耕地面积。7、耕地内部规划的内容包括:①耕地利用组织形式(农田轮作系统的规划设计)②耕作田块的规划设计③田间灌排渠系的规划设计④田间道路规划⑤农田防护林带的规划设计。⑥田间设施综合配置⑦耕地内部规划方案评价一、耕地利用组织形式(师学义《土地利用规划原理与方法》P326-、《土地规划学》--农业出版社1982年版,P230-)Ⅰ、几个概念:1、轮作:在农业生产过程中,将不同的作物按其生物学特性和对土壤及后茬(cha)作物的影响,排列成的顺序,在轮作田区上依次周而复始的轮换种植称为轮作。它是耕地利用在时间上的一种组织形式。⊕轮作系统是根据规划区的自然、社会、经济条件和作物的生物学特性,在一定的时期内按照一定的合理顺序组织耕地利用的一种形式。⊕轮作系统按其结构可分为轮作区,轮作田块、耕作田块和机械化作业小区四个层次。2、轮作区:是指按一定的轮作制度,在一定的范围内划分轮换种植的地段,在一个规划地区可能有几个轮作区。⊕轮作区的类型:①大田轮作区--包括棉花、旱粮、水稻等,该区是主要种植粮食作物和经济作物,是作物种植区最主要的类型。②饲料轮作区--又可分为饲料作物轮作区和草地牧场轮作区两种形式。⊕饲料作物轮作区是指在该区内,近地以种植多汁饲料和青储饲料为主;远地以种植牧草、精饲料为主。饲料作物轮作区的土壤和气候条件应适用于玉米、甜菜和其它饲料作物的生长,距离牧场、野营地较近,土地质量、规格适用于田间作业。⊕草地牧场轮作区多结合土壤改良,配置在土壤条件较差、水土流失较严重的地段上,可以作为割草地,也可以作为放牧地。③特种轮作区--包括蔬菜轮作区、烟、药用作物等特产作物的轮作区。3、轮作田块(轮作田区):在轮作区中,根据轮作周期的年限、土地肥力的相似性划分成若干个面积基本相等的地块,就是所谓的轮作田块,它是基本轮作单位。可以同耕作地块结合,也可以包括几个耕作地块。4、耕作地块(耕作田块、耕地规划单元、耕地单元):是以田间道路、防护林带、末级固定渠道围成的地段,是进行田间耕作、生产管理、轮作倒茬、平整土地的基本单位。Ⅱ、耕地组织形式是指实施作物种植结构和作物轮作制度的耕地利用方式。目前我国耕地利用组织形式基本有两种:(一)轮作田区组织形式(固定轮作或分区轮作)是把一定范围内的土地(耕地),先划分轮作区,之后在轮作区内,根据轮作周期的年限、土地肥力的相似性划分成若干个面积基本相等的地块,就是所谓的轮作田块,在轮作田块之间按照一定的轮作换茬顺序,在时间和空间上轮换种植作物。其主要特点是:每个轮作田区都不是孤立的,在年间和区间存在着有机的两系按着一定的轮作换茬制度轮换种植作物。其中需要指出的是:轮换制度一经确定后,一般不宜轻易打乱,要有相对稳定性,但是随着国家计划任务的变动和自然灾害的影响以及科学技术的不断发展,作物的组成与面积比例的变动是不可避免的。因此为了克服这种形式的不足,根据全国第一届轮作会议建议,不把全部耕地划入轮作区,而是从中划一定比例(约占耕地面积的5%--10%)的耕地为非轮作区,或者在轮作区内有意识的预留1—2个田区为机动地段,以便安排一些临时性的生产任务,配置小品种植物和用以调节轮作田区面积间的差异。(二)耕作田块组织形式根据作物生长的要求和土壤、水利等情况,在耕地范围内划分种植区---如蔬菜区、棉花区、旱粮区、水稻区等,再在种植区内划分耕作田块,轮换种植作物。其主要特点:作物换茬没有一定的次序,而是根据需要和作物前后茬口,每年每季在每块田上具体落实。这是与前一种形式所不同的地方。优点是---比较灵活机动而且能随市场需求改变种植计划。缺点是---每年甚至每季作物种植比例和作物产量不稳定,作物配置较分散,不便于计划管理和农业机械作业。二、耕作田块规划耕作田块(耕地规划单元、耕地单元):是以田间道路、防护林带、末级固定渠道围成的地段,是进行田间耕作、生产管理、轮作倒茬、平整土地的基本单位。耕作田块的规模、长度、宽度、方向、形状等要素配置的合理与否,直接影响到田间灌排渠系、田间道路、护田林带等作用的发挥以及机耕效率的提高。所以正确配置耕作田块是耕地规划的重要内容。
(一)田块长度1、适宜的田块长度,应有利于:①有助于机械化作业②有利于合理组织田间生产过程③有利于灌水工作④有利于平整土地2、田块长度的确定需考虑以下两方面的要求。⑴机械作业的要求。田块长度直接决定拖拉机空行距离与转弯作业的比重,因而也就决定了拖拉机的油耗和田间作业成本。田块长度越短,拖拉机组转弯次数越多,消耗于转弯的时间和燃料就越多,机械效率就越低。研究表明:⊕当拖拉机的作业单程为50米时,转弯作业占全部作业的56.1%,毁坏的庄稼占田块面积的24.8%;当拖拉机的作业单程增大为1500米时,转弯作业降低到占全部作业的4.2%,毁坏的庄稼占田块面积的0.8%。⊕不过单程增加到一定限度(1500米)时,继续增加单程长度将带来很小的经济效益。一般认为耕作田块边长超过2000米以后,田块边长的增加所带来的机组效率已微乎其微,同时还会给机组的服务等一系列工作产生不便。⊕因此在耕作田块长度设计时可将拖拉机机组的空行和转弯的效率损失控制在5.0%左右。⑵田间合理灌溉的要求。首先,田块过长,相应的田块面积增大,这样就很难满足地形均匀一致的要求,从而增大平整土地的工程量。其次,田块过长会增大输水距离和输水损失,对提高渠道和田间有效水利用系数不利,而且造成农田不能均匀灌溉,造成上段作物受渍和下段作物受旱。根据有关试验表明,农渠长度为400-600m是适宜的。据中国农业科学院农田灌溉研究所的资料,在机耕区,田块长度为以1000-1500米为好。3、田块长度的确定:基于上两种情况,田块长度一般在500-800m或更长一些。在平原地区田块长些,而丘陵区要短些;在旱作地区可长些,而在水稻区则短些。(二)田块宽度田块宽度应根据田块面积和田块最宜长度来确定。田块宽度应满足机械作业,灌溉排水和防风等方面的要求。(1)机械作业要求为便于机组顺利作业,一般把田块划分成若干作业小区,在划分作业小区进行耕作时,田块宽度最好为作业小区整数倍。由于各种机组的工作幅度不同,所以在具体确定田块宽度时,可参照当地使用量最大的机组的工作幅宽的整数倍来确定。(2)灌溉与排水要求⊕为了排除地表径流和地下水,一般以田块长边规划排水农沟,排水沟间距主要根据排水地区的自然条件、土壤条件、地面坡度和作物允许耐淹时间而定。当排水沟深为2-3米时,末级固定排水沟(农沟)间距为:粘土80-200米;壤土200-400米;有沙性层壤土400-500米;易渗水的土壤500-600米;有砾石层的土壤600-1000米。⊕为了保证灌溉的需要,一般沿田块长度规划农渠,再在农渠以下根据不同灌水技术的要求规划田间各种临时渠道。因此,田块宽度取决于田间临时渠道的最适宜长宽度。从灌溉要求来讲,田块宽度为200-400米最为适宜。(3)防风要求主林带沿田块长边配置,其间距为田块宽度。因此,要保证防护林带有最大的防风效果,田块宽度不应超过树高的25-30倍,若树高10-12米,护田林带间距为250-35-米。△在平原区田块宽度在200-400m左右。水稻区可窄些,旱地水浇地可宽些。(三)耕作田块的规模1、根据上述田块的适宜的长度、宽度,耕作田块的规模大致为150-200亩。反之,在一定的独立地段上,由于面积已定,也就限制了地块的长和宽。2、在不同地区,采取不同经营方针,种植不同作物种类,地块规模差别很大。一般在平原机械旱作地区,为发挥机械效率,地块具有较大的规模,在丘陵水田地区,规模不可能太大。(四)耕作田块的外形为给机械作业和田间管理创造良好的条件,必须使设计的田块至少具有一个直角和田块两长边平行,因此,田块形状最好为长方形和正方形,其次是梯形,其底角最好为90度或接近90度。不同形状地段的田块设计(五)耕作地块的方向耕作田块的方向是指田块长边方向和田块的方位。耕作田块长边方向往往是播种与耕作管理的方向,也是末级固定渠道、田间道路和农田防护主林带的方向。选择田块方向时,应考虑以下几方面的要求:1、要为作物生长发育创造良好的光照条件。充分保证光照条件是促进农作物增产的关键措施之一。耕作田块的方向应保证作物在一天当中能吸收尽可能多的光能。据有关调查,南北向配置的田块,一般能增产5%左右,其土温比东西向的田块平均高1-2.3℃。这是因为作物光合作用最旺盛的时间是一天的上午和下午,中午由于光照过强,温度过高,植物生命活动大大减弱,光合作用大大降低。基于这种情况,作物南北向配置时,上、下午作物的阴影投在行间,叶面通过强光的照射吸收更多的太阳能,而中午同行植株互相遮荫,以避免植株的过热而凋萎。最终有利于碳水化合物的积累,不断增加干物质的重量,使农作物高产。而东西向配置,不仅减弱叶面同化作用的效率,而且大大增加了由于作物的蒸腾所消耗大量的土壤水分,对作物生长不利。根据上述情况,在地形、耕地形状、水土保持、防风要求等条件允许时,尽可能使耕作田块长边方向设计为南北向或接近南北向。2、有利于田间机械化作业耕作田块的方向直接影响着拖拉机功率的利用率和机械作业效率。在坡耕地上,当拖拉机顺坡耕作时,允许坡度一般在100范围内,但坡度每增加1°,上坡时牵引力约损失5%,下坡则增加3%,而后者远不能经常被实际运用。当拖拉机横坡耕作时,由于左右两轮上的负荷不同和受有侧向反作用力,而加大滚动阻力关系,也会造成拖拉机牵引力的损失。为了尽量减少拖拉机在坡地上作业时的功率损失,一般应横着坡向设计耕作田块,即使耕作田块的长边沿着等高线。3、有利于水土保持和排水①从水土保持的角度来讲,耕作田块的长边方向应沿着等高线配置,这样可以减少地表水土流失。②在丘陵山区,当坡度超过3°时,耕作田块长度应沿着等高线或与等高线保持一定的角度配置,以达到保持水土和减少拖拉机牵引力损耗的目的。当坡度大于5°-6°时,应修各种形式的梯田。③在降雨量较大的地区,当坡度为1.5°-2°时,田块长边方向应顺坡布置,有利于排水;当坡度大于1.5°-2°时,田块长边应沿着等高线布置。④在盐渍土区,田块方向应保证最末级固定排水沟垂直于地下水的流向,以利于截排地下水,降低地下水位。4、有利于防风在风害严重的地区应设计农田防护林带,一般沿田块长边方向配置主林带,沿其短边配置副林带。为了使农田防护林带获得最佳防风效果,主林带方向应与主害风方向垂直,当受地形等因素限制,主林带不能与主害风方向垂直时,林带与主害风方向夹角不小于30°-45°,以保证林带获得一定的防风效果。5、有利于农田灌溉在有灌溉条件的地区,耕作田块的长边方向一般是灌水方向。因此,在设计田块的方向时,一定要考虑有利于农田灌溉,田块长边方向要与田间灌溉系统的规划统一考虑。6、要有方便的交通运输条件要使耕作田块的方向与居民点的位置保持最短的距离和最便捷的交通运输,避免由于田块方向设计的不合理引起绕道而行。(六)耕作田块与土壤的关系1、设计时主要从两方面考虑土壤条件对田块规划的影响⑴保证同一田块内具有相同的土壤耕行,以便有相同耕作方法,栽培措施。⑵保证耕作田块乃至轮作田区具有同等肥力,以获得均衡产量。2、土壤耕性:指耕作难易、耕作质量和耕期长短等,即指土壤的物理机械性状在耕作条件下的综合表现。3、土壤的生产性:即指土壤有效肥力在作物各个生育阶段中,对作物生育状况影响的具体表现。换句话说,就是对作物的种子发芽、发苗、发株、籽粒结实和作物产量高低的影响。综上所述,配置耕作田块时受多种因素的影响,应根据不同地区特点,抓住主要矛盾,使耕作田块得到合理配置。三、田间灌排渠系配置⊕田间灌排渠系:是指末级固定渠道(农渠、农沟)及其所围成的耕作田块内的临时渠道(毛渠、毛沟、输水沟、灌水沟、畦等)既田间调节网。⊕田间渠系规划要求:1、与其它规划项目紧密结合的原则在田间灌排渠道规划设计时,要结合田块、林带、道路的规划设计进行综合考虑、统一安排,一般应将田间沟、渠沿田块界线直线布置,做到田块规整、耕作和灌排方便。2、灌排渠道相协调的原则在田间灌排渠道布置时,要注意与上一级渠沟的水位相衔接,以利于灌溉与排水。3、充分考虑地形条件设计田间渠沟,满足机械作业的要求4、充分利用原有工程设施要尽量利用田间原有的工程设施,以减少修建渠沟和田间小型水工建筑物的工程量和农田建设投资。5、因地制宜地进行合理布置。在田间灌排渠道布置时,由于自然条件和各种作物的要求不同,田间灌排渠系的组成与布置也存在很大的差别,因此必须根据当地的实际因地制宜地进行合理布置。(一)平原地区1、末级固定渠沟(农渠、农沟)的布置⑴灌排相邻布置--灌水农渠与排水农沟相邻布置。农渠从一面灌水,农沟也只承受一面来水,适用于一面坡的地区。其优点:①是可以利用开挖排水沟的土方修筑灌溉渠道,节约工程量;②是在排水沟一定的情况下可加宽田面,有利于机械化作业。缺点:灌排渠道靠近,其水位差易引起排水沟的坍塌和增加渠道的渗漏,在盐碱土地区不利于脱盐。⑵灌排相间布置灌排相间布置形式是农渠向两侧灌水,农沟承泄两侧的排水,实用于小地形波浪起伏的地区。农渠布置在高处,农沟布置在低处。优点:①两面排水,有利于促进土壤脱盐和淡化地下水;②减少渠道的渗漏损失。缺点是渠沟的修建工程量大,减小了田面的宽度,不利于机械化作业。⑶灌排结合形式灌排结合形式是将灌排结合在一起使用,一条渠既是灌溉渠道又是排水沟。这种形式在沿江、滨湖地区常被采用。这种形式可节约大量耕地,但不利于控制地下水位,既影响作物高产稳产,又增加水量的损失。2、田间临时渠系的布置⑴纵向布置--灌溉水从毛渠通过与其相垂直的输水沟进入灌水沟、畦,毛渠的布设方向与灌水沟、畦的方向一致,给田间灌溉创造良好的条件。⑵横向布置灌溉水直接从毛渠输送到灌水沟、畦,毛渠的布设方向与灌水沟、畦的方向垂直。这样布设使灌水沟、畦沿地面最大坡度方向,有利于灌溉。3、毛渠的间距田间临时渠系采用纵向布置时,毛渠的间距为输水垄沟的长度,一般在50—80米之间,若采用双向控制时间距要加倍。当采用横向布置时,毛渠的间距为灌水沟的长度,一般为50—100米,若采用双向控制时间距要加倍。毛渠的长度一般为农渠的间距,距离为200-400米。4、畦田的规格①畦—有土埂围着的一块块排列整齐的田地,一般是长方形的。②畦田是在整地播种时修筑15-25cm的纵横小埂而形成的一块块狭长地块。宽度为2-4m,长度约为30-100m。③畦田的田面坡度一般介于1/300—1/1000之间,灌溉水沿着畦面顺坡流动,在流动过程中逐渐湿润土壤。④在畦田的设计中,若田面坡度大,土地平整差,土壤透水性强,畦田的宽度要窄;地面坡度小,土地平整好,土壤较粘重的畦田的宽度要宽。(二)山丘地区南方山丘地区的耕地根据地形特点和所处部位,分为冲田、旁田、岗田三种类型。*岗子---不高的山或高起的土坡。*冲---山区的平地。1、岗田---位于岗顶上的耕地。地势高,两边是坡,农作物主要是受旱,因此一般沿岗脊布置斗渠,在斗渠的两侧开农渠,实行灌排结合。在岗头部分视地形及地块的宽窄可分为两种形式:宽岗头地形:农渠垂直于等高线布置,毛渠沿等高线呈水平方向布置,畦田呈长方形。窄岗头地形:斗渠垂直于等高线布置,农渠也垂直于等高线布置,此时毛渠沿等高线随弯就势布置,畦田呈扇形。
⊕窄岗头田间渠系布置图⊕宽岗头田间渠系布置图2、冲田---三面环山形,如簸箕的平坦田地,从冲头到冲口逐渐开阔,即是介于两个山岗之间的低平地,地势低洼,地下水位高,易涝易渍,应以排水为主,结合灌溉。小冲田“月”字形布置;100-200米宽大冲田,呈“用”字形布置;上小下大的冲子,上部是“月”字形,下部是“用”字形布置。3、旁田---冲岗之间坡地上的耕地。旁田地面倾斜,坡度较大,多沿等高线修成梯田。干旱是旁田的主要制约因素,所以应以灌溉为主结合排水进行规划设计,一般采用斗农两级渠道。斗渠平行于等高线布置,农渠垂直于等高线布置---⊕地面坡度较平缓的旁田,每隔两块田布置一条农渠。⊕地面坡度较陡的膀田,每隔4-6块田开一条农渠,两条农渠之间用临时毛渠连接进行灌溉。(三)低洼排水地区末级固定排水沟的间距直接影响排除地表水的速度、降低地下水的深度以及土壤脱盐程度。一般情况下,沟越深,沟距越宽(四)井灌区的机井布局井灌区的田间灌溉网布置取决于井数、井距、井位的布置。1、井数的确定如果地下水丰富,单井出水量大,利用地下水可以浇完全部土地时,井数的确定,可按单井灌溉面积去除井灌区总面积来计算。井数=井灌区面积/单井灌溉面积2、井距的确定⑴一般按单井灌溉面积确定井距⑵按单井影响半径确定井距一般认为,在其它条件(如井深、含水层、提水机具等)一定的条件下,两井同时抽水,因干扰而减少出水量25-30%时(比单独抽水),此两井的间距即可作为确定井距的依据。影响单井出水量的距离就是单井影响半径,所以井距应为单井影响半径的两倍。3、井位确定及布置形式⑴考虑地形因素,应把井位确定在地形比较高的部位,以便控制较大的灌溉面积。⑵考虑地下水流向,在地形平坦地区,机井采用网格状布井方式。(图1)⑶在近河地区,可沿岸成直线状排列。(图2)⑷在地下水天然水利坡降比较大的地区,井网应垂直地下水流向布置。(图3)图3垂直地下水布局图2沿河流两岸布局图1网状布局(五)喷灌区喷灌;将有压水通过喷头,以人工降雨的方式进行田间灌溉。喷灌的主要特点是:①水资源利用率一般可高达60%以上;②通过人工控制灌溉强度,一方面可以完全避免因过量灌水而引起田间渍水和次生盐碱化,另一方面可以根据作物的需水,土壤质地和土层厚度的特点,做到少灌、勤灌和均匀灌水;③不需进行大规模的平田整地,节省土地开发投资,适宜于丘陵山区使用;④喷灌的最大缺点是消耗能源和需要大量的设备材料,而且技术难度大。在干旱半干旱地区,由于水源缺乏,需要大力发展喷灌等节水灌溉措施,喷灌与田块配置关系密切的是管道和喷头布置。1、管道的布置---对于固定式喷灌系统,需要布置干、支管;对于半固定式喷灌系统,需要布置干管。⑴干管应采用基本垂直于等高线方向布置,在地形变化不大的灌区,支管则采用与干管垂直(即平行于等高线)的方向布置。⑵在地形平坦地区,支管尽量与作物种植和耕作方向一致⑶在丘陵山区,干管应字地面最大坡度方向或沿分水岭布置,以便向两侧布置支管,从而缩短干管的长度。⑷以水源为水井,井位设在田块中心,使干管横贯田块中间,以保证支管最短。⑸喷灌田块要求外形规整(正方形或长方形),田块长度要满足布置喷灌管道的要求。2、喷头的布置⑴喷头的布置原则:保证喷洒不留空白,且喷洒范围内湿润均匀。⑵喷头常用的布置方式:圆形喷洒正方形和正三角形布置、扇形喷洒矩形和等腰三角形布置四、田间道路规划田间道路是农田基本建设的重要内容,是居民点、生产中心与农田间联系的主要纽带。(一)目前我国农村道路网存在的主要问题1、分布密,占地过多。2、路线弯曲,布局不合理。3、技术状态不良,不利于采用先进的生产工具和运输工具的要求(二)田间道路规划的要求①田间道路应保证居民点、生产中心到农田具有方便的交通联系,线路直、运输距离短。②田间道路沿田边布置,必须与田块、渠道、林带、排水沟等项目进行综合规划设计。③尽量减少道路跨越沟渠,以减少桥涵等工程建筑物,节省农田基本建设投资。④尽量减少道路的占地面积。⑤田间道路应与农村主干道路相协调,组成统一的农村道路网,并在平、纵、横三方面满足道路路线设计的技术要求。(三)田间道路的类型及其规划1、拖拉机路是由乡镇通往各村或主要居民点的道路,供拖拉机和车辆行驶,服务于几个村,在旱作区路宽6米,水田区要窄些。2、主要田间道路由居民点通往田间作业使用的道路,一般布置在田块的短边上,服务于一组田块,路面宽度一般为4---6米。3、辅助田间路(田间小道)一般沿田块长边布置,故也称田间纵向道路。其主要作用是为田间的生产、管理和运输服务,在田块横向作业时也可作为转向地带。一般田间小道的宽度为2米左右,服务于1---2个田块。五、农田防护林规划农田防护林规划要合理的确定林带方向、间距、宽度、结构、树种的选择与搭配,交通口的设置等问题。(一)林带的方向林带方向取决于主害风方向和地形条件,根据因害设防的原则,主林带应垂直于主害风方向(指5级以上,风速为8米/秒),防风效果最价。若由于地形条件或地界的变化,不能完全垂直时,可允许有30°左右的偏角,但不宜超过45°。(二)林带的间距林带的间距取决于有效防护距离。有效防护距离,应以当地的最大风速和需要把它降低到什么程度才不致造成灾害以及种植的成林高度为依据来确定不同结构林带的防风效果。据有关观测资料表明,林带有效防护距离为树高的20-25倍,最多不超过30倍。一般设计主林带间距为(布置为田块宽度)在300-500米,副林带间距,布置为田块长度,考虑机械效率,可达800-1000米,构成面积为240-250亩的网格。(三)林带的宽度⊕林带宽度以节约占地和保持适当透风程度所需最小宽度或者树的行数确定。在干旱半干旱地区营造4-5行树的林带比较有效而且经济。⊕林带适宜宽度的确定,必须建立在防风效率与占地比率统一的基点上。据观察:①由两行杨树组成的窄林带,上疏下空,上下强烈透风,在林带后树高1-20倍范围内,平均只降低风速21%,防风效果较差。②31行树木组成的宽林带,结构紧密,在林带后树高的1-20倍的范围内平均降低风速36%,防风效果也不理想。③而4行、6行、8行树木组成的林带,在林带后树高的1-20倍范围内,可平均降低风速40%以上。由此可见,林带宽度超过一定范围后防风效果不仅降低,而且林带占用大量的土地。⊕因此,从土地经济利用的角度考虑:林带设计不宜过宽。根据试验研究林带占地一般为防护范围的4%-6%为宜;农田防护林采用5至9行树木组成的林带为宜。(四)林带结构林带结构是造林类型、宽度、密度、层次和断面形状的综合体。一般采用林带透风系数作为鉴别林带结构的指标。林带透风系数是指林带背风面1米处带高范围内平均风速与旷野地相应高度范围内平均风速之比。林带透风系数在0.35以下的为紧密结构,0.35-0.60为稀疏结构,0.60以上为通风结构。1、紧密结构林带紧密结构林带一般由乔木、亚乔木和灌木三层树冠组成,树叶茂密,几乎不透风,气流主要是从林带的顶部越过,最小弱风区出现在背风面1-3H(H为树高)处,风速减弱59.6%-68.1%,相对有效防风距离为10H,在30H内风速平均减弱30.6%。风积物容易沉积于林前和林带内。农田防护林不宜采用这种结构。2.透风结构林带---只由乔木组成,没有林下灌木,风能顺利地通过下层树干间的大孔隙形成许多“通风道”,背风面林缘风速仍较大。弱风区出现在背风5-10H处,而且风速减弱不大。相对有效防护距离为30H,风速平均减弱24.7%。带内和林缘处风速大,容易引起近林带处风蚀。3、疏透结构林带---由数行乔木,两侧各配一行灌木组成,上下透风均匀。纵断面具有较均匀分布的通风孔隙,好象一个筛子。大约有50%的风从林带通过,在背风面林带附近出现小漩涡。最小弱风出现在背风面3-5H处,风速减弱53%—56%,相对有效防风距离为25H,不会在带内和林缘造成积雪和淤沙,所以在风沙危害严重的地区,可采用此中种结构。距林带30H范围内风速平均减弱56.5%,在距林带47H处风速恢复到100%。(五)树种选择与搭配树种选择适宜与否影响到树木正常的生长发育,树种的搭配则影响林带的结构。在选择树种时应主要考虑以下几点:①能否适应当地的气候和土壤条件,生长快、抗逆性强、树大而根系发达,并能迅速成林;②不仅具有一定的防护作用,而且具有较高的经济价值和一定的观赏价值;③在树种搭配上不宜采用多种乔木树种进行行间和株间混交的搭配方式。因为不同树种生长速度不同,会形成不整齐断面形状,所以一条林带只宜采用单一的乔木树种。(六)林带交通口的设置设立林带交通口是为人、畜、机进入田间作业、进行田间运输及调节气温建立的通道。一般在主林带的长边每隔400-500米设一个宽6-7米的交通口。田间林带交叉处设置交通口时,为适应宽幅机具的自由通行,林带断口间距为30-35米,以保证斜径有10-25米的宽度。相互平行的主林带的交通口位置应相互错开,以免形成风巷,降低林带的防风作用。六、田间设施综合配置确定不同条件下田、沟、渠、路、林结合形式基本原则:1、便于田间耕作2、充分发挥渠、路、林的作用3、尽可能节约用地4、尽量减少田间交叉工程的设置,降低基本建设投资田间道路和林带,一般应沿斗、农级灌排渠系结合布置,其好处是道路可与渠岸一侧结合,节省占地,但结合配置有利于耕作,有利于灌溉排水,并不影响田间作物的光照条件。因此,必须因地制宜地确定路、沟、林、渠、田的结合形式。1、田一路一沟一林一渠一田的布置田间道路布置在排水斗沟靠近农田的一侧。这种布置形式可利用挖排水斗沟的土方填筑路基,节省土方量,并且农机具可以直接下地作业。斗渠和斗沟之间通常种植数行树木,此外道路要穿越农沟,需要在农沟与斗沟的连接处设涵管或修建桥梁、涵洞等建筑物。在这种情况下,道路位置较低,为避免被淹,必须在道路旁修筑良好的截水路沟。若居民点靠近斗沟一旁时,采用这种方式是比较合适的。图16—14所示2、田间道路布置于斗渠和斗沟之间,形成“田一沟一林一路一渠一田”的布置形式,如图16—15所示。这种布置形式虽然不与农沟相交,但拖拉机进入田间必须跨越排水斗沟和穿越林带。在降雨较多的地区,排水沟断面较大,为此要修筑规模较大的桥梁,增加基建投资,在降雨较少的地区,由于排水沟断面较小,可以采用这种形式。3、田间道路布置在斗渠靠近农田的一侧,则形成“田一沟一林一渠一路一田”的布置形式,如图16—16所示。采用这种布置形式,道路布置在田块的上端,道路位置较高,不易受水淹。道路的另一侧靠近农田,人、畜、机下地方便。但道路跨越下一级渠道(农渠)必须建较多的小桥或涵管。此外,还需要在路渠之间挖路沟或植树,以便截排渠道渗水,保证路面干燥。七、耕地内部规划方案的评价(参考刑世和P213-)第二节园地规划(自学)第四节林地规划(自学)第五节牧草地规划第六节水产用地规划(自学)第五节牧草地规划一、牧草地用地规划内容(一)我国牧草地概况(师学义P361--《土地利用规划原理与方法》)1、根据全国土地利用现状调查,我国共有牧草地39.91亿亩,占全国土地总面积的39%,其中,天然草地面积为39.41亿亩,改良草地0.34亿亩、人工草地016亿亩,可利用草地面积29.73亿亩,占牧草地面积的74.5%。2、牧草地按可划分为放牧地、割草地、轮割草地、永久草地等,其中放牧畜牧业是我国草地利用的主要方式。3、牧草地主要分布在干旱、半干旱和高寒地区,草质差、产量低。4、内蒙古自治区牧草地占全国牧草地的25.6%,西藏自治区牧草地占全国的24.2%,新疆维吾尔自治区占19.4%,青海省占15.2%。(二)牧草地利用原理牧草地合理利用的基本要求如下:1、确定适宜载畜量草地载畜量:是指单位面积草地所饲养牲畜(chu)的头数。计算载畜量的方法很多,主要根据草地产草量、草地利用率、放牧时间和牲畜日食草量来计算。一般有三种方法:⑴用牲畜数量来表示,即在一定放牧时间内,单位面积草地上可牧养的牲畜头数(头/亩)。⑵用草地面积表示,即在一定的放牧时间内,牧养一头牲畜所需要的草地面积。⑶用放牧天数表示,即在单位面积草地上,一头牲畜能放牧的天数。2、确定适宜的牧草可利用率牧草可利用率:是指在适度放牧条件下允许采食的牧草量占总牧草量的百分率。牧草可利用率要根据牧草种类、地形情况、水土流失程度、放牧制度、牲畜种类、利用季节、草地类型而定。3、确定适宜的放牧时间⑴适宜的放牧时间:是指草地适宜开始放牧到适宜结束为止的时期。⑵一般来说,应根据牧草种类和土壤水分状况以及牧草贮存越冬养料或草籽成熟的需要来确定适宜的放牧时间。例如:禾本科牧草为主的草地,应在禾本科牧草开始抽茎时开始放牧,在生长季结束前30天停止放牧为宜。⑶为保证牲畜对饲草要求全年均衡供应的需要,可采取收割干草、延迟放牧、结合补饲等多种措施,满足牲畜对饲草料的需要。4、控制牧畜采食后牧草的剩余高度牲畜采食后牧草剩余高度要适当,若采食过低,虽然牧草采食率高,但牧草的再生力受到抑制,所以既要充分利用牧草,又要保持牧草的生机。一般来说,多年生草地放牧后剩余高度以5-6厘米为宜。5、建立合理的畜群结构(三)牧草地规划的内容1、牧草地规划的任务牲畜在牧场上实际采食往往偏高或偏低,其实际采食牧草的重量叫采食量,占牧草产量的百分率叫采食率。做好牧草地资源调查和评价工作;采用科学放牧制度,合理利用草地;为合理利用、改良、保护和建设草地创造良好的土地组织条件2、牧草地规划的内容放牧地规划、割草地规划、牧草地改良规划二、放牧地规划(一)季节放牧地的划分1、季节放牧地是指在一定季节内适宜牲畜放牧的地段。例如:藉藉草,牲畜在夏秋季几乎不采食,但到冬春季则有良好的饲用价值。2、季节性放牧地分类:两季放牧地(夏秋、冬春)、三季放牧地(冬、春秋、夏)、四季放牧地(春、夏、秋、冬)。例如,内蒙古草原季节放牧地的划分是:“夏放梁,冬放洼,春秋两季放沟叉”。(二)季节放牧地划分要求⑴冬季放牧地应配置在低洼、避风、向阳的地方,前有高山挡风,后有洼地积雪,放牧地位于高山与洼地之间,这是最好的地形条件。植被枝叶覆盖率大,不易被雪埋没或被风吹走。距离居民点、割草地、饲料地和基本牧场较近,减轻饲料运输压力,从而保证受灾时补饲比较容易。⑵春季放牧地配置要求与冬季牧地相近,但地形要开阔、向阳、风小,植被萌发较早。⑶夏季牧地配置在地势较高,通风凉爽,蚊蝇较少之地,如高坡、台地、梁地等,且有可靠水源。⑷秋季牧地配置在地势较低,平坦开阔,植被茂盛多汁而枯黄较晚的草地上。在配置季节放牧地时各季节放牧地要集中连片,外形规整,最好配置在整个坡或整个滩上,以便对畜群放牧地段和轮牧小区进行配置。三、放牧地段的配置在放牧地配置时,应首先进行畜群编组及畜群规模的确定,其次计算各畜群所需的放牧地面积,然后为各畜群配置放牧地段。(一)畜群编组及畜群规模的确定1、是单纯畜群编组,即同一种牲畜按不同的品种、性别、年龄、产品率来划分畜群。适用于一般的划区轮牧及不同畜群的更替放牧方式。2、是混合编组,即把各种牲畜组成一个畜群。适用于混合放牧的方式,其目的是为了更充分利用草层,但管理不便。畜群规模应根据牧草地的生产力高低、饲养管理水平、牲畜种类、总头数、性别、年龄及生产能力来确定。一般来说,大牲畜的畜群规模要小些,而小牲畜可多一些;平坦放牧地畜群头数可多些,山地放牧地要少些。各种畜群规模参表:(二)畜群放牧地面积的确定畜群放牧地面积的大小应能保证畜群所需的饲草量。计算公式如下:式中:放牧天数---是按季节放牧地的适宜始牧期和终牧期来确定;单位面积草地产草量---按季节最高产草量计算。(三)畜群放牧地段的配置配置畜群放牧地段需考虑以下要求:1、根据不同畜群对牧草的要求,划拨其相应的放牧地段。不同的牲畜对草地的要求不同,例如:牛喜食带甜味多汁的禾本科、豆科和杂草类,最适宜在草层密度大,具有中等高度的草甸草地上放牧。牛犊喜食柔嫩的草,1岁以上幼牛可吃较干的草。马与牛的要求相似,但对粗硬牧草采食率低,也不喜食碱性较重的牧草,马喜走,可以远距离采食。羊的喜食范围较广,比其他牲畜更能利用低矮牧草,除由高大草类组成的草甸地和沼泽草地外,一般草地均可放牧。但细毛羊不喜跋涉,对粗硬牧草的采食率低,应安排在较好的草地上。据试验,在600种草本植物中,乳牛只吃56种,马只吃82种,而羊却可吃570种之多。所以配置畜群放牧地段时,应首先满足乳牛的要求,其次是牛犊、马,再次是细毛羊,最后是山羊。2、考虑放牧地的地形条件。各种牲畜的采食程度与地形密切相关。例如:牛在较平坦的草地上放牧,采食率达80%,而在陡坡上采食率下降到只有20%左右,所以牛适宜在平坦草地上放牧。羊对地形陡峭的地区适应力较强,尤其是山羊在陡坡上仍能采食,但羊却不适宜在低洼潮湿的地方放牧,因为易感染疾病。所以:①一般先满足牛、马对放牧地地形的要求,然后将地形较差的地段放牧羊群。②在坡地上配置放牧地段时,应将地段的长边顺坡配置。这样可使放牧地段内包含从上到下生长的不同草层,以便牲畜食用,同时可避免由于坡水下泄导致畜群间传染疾病。3、每个畜群放牧地段应与水源、定居点、畜圈有方便的联系,且具有独立的水源,以减少驱赶距离和避免传染疾病。各种牲畜的有效经济驱赶距离,如表。4、在有人工饲料地时,天然放牧地应与人工饲料地相邻配置,以便综合利用,减少驱赶距离和运输费用。5、在地形平坦处,畜群放牧地段尽量设计成集中连片的规整的长方形或方形,以便于进一步设计轮牧小区。在地形割裂的地方,放牧地段界线应与自然界线相结合。(四)轮牧小区的设计轮牧小区:是指季节牧场地段内各个畜群进行轮牧的基本单元。设计轮牧小区,必须根据轮牧制度的要求和当地的条件,逐一解决以下问题:1、轮牧周期---是指在放牧地段内,每个小区从第一次放牧到第二次放牧之间相隔的时间,以天数表示。⊕轮牧周期的长短,取决于牧草的再生速度,牧草再生快,轮牧周期短。牧草的再生速度又取决于草地的雨量、气温、土壤肥力、植物种类。⊕我国西北地区几个主要草地类型的放牧周期:干旱草地---30-40天湿润草地---30天森林草地---25天高山草地---35-45天荒漠、半荒漠草地---30天2、放牧频率---是指在一个放牧季节内,每个小区轮回利用的次数。在一定的放牧季节内,放牧频率与轮牧周期成反比关系,其长短取决于牧草生长状况。3、小区内的放牧天数一般按第一天被采食过的牧草,再生长到可被牲畜再食的高度所需要的时间来决定,以保护再生草的高度。通常以再生草生长到5-6厘米高度所需要的天数,作为小区内的放牧天数。在一般情况下,牧草在生长旺盛期每天可长高1-1.5厘米,这样小区内的放牧天数则不应超过5-6天。4、轮牧小区数在确定了轮牧周期和小区内的放牧天数后,则可计算出轮牧小区数,公式为:在轮牧小区内通常加1-2个调剂区,为应付因气候等原因,影响正常轮牧时供调节补充用。轮牧小区一般以6-16个为适宜。5、轮牧小区面积6、轮牧小区宽度和长度⑴小区的适宜宽度,应能满足畜群放牧来去回转的需要,按畜群横队青筋放牧宽度来确定,为往返采食新鲜牧草,宽度是单程放牧宽度的一倍。⑵小区长度=小区面积/宽度小区长度不能超过家畜在喂水、休息和搭配间隔时间中所行走距离一半。例如:羊群移动速度为350米/小时,一次放羊时间为4小时,则小区最适长度为(4×350)/2=700米。7、轮牧小区配置⑴小区内草层尽量一致,在坡地上应将长边沿等高线配置。----这是为避免牲畜在采食中挑选喜食的牧草,而影响草地的质量。⑵小区配置考虑光照、风向对放牧的影响---在放牧时要避免阳光直射家畜的眼和因风而影响采食速度,所以夏季放牧地上,最好将小区长边按东西向配置。为避风最好将小区长边垂直于主风方向。⑶小区配置与水源,畜圈保持最近距离,并有良好牧道相通,以缩短
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