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从2009年开始,在全国25个粮食主产省份率先实施高标准农田建设示范工程。自2009年7月份启动以来,各项工作进展顺利,高标准农田建设取得很好的成效,积累了一定的实践经验,但也存在着一定的问题,应该找出相应的对策予以解决。
什么是高标准农田建设?高标准农田建设就是通过工程措施和生物措施等将耕地整理成为“田成方、林成网、渠相通、路相连、涝能排、旱能灌”的旱涝保收、节水高效的高产稳产田。它不仅是土地、劳力资源等“硬件”的建设,也是科学技术等“软件”的集成。不仅是一项田间工程,即对水、路、渠、林的改造和配套,更是实施土地平整、土壤结构改良的一项田面工程,是一个系统完整地提升耕地持续生产能力的综合性措施。同时也是建设现代高效农业的基础保障,是推进新农村建设,增加农民收入,稳定农业生产,确保国家粮食安全的重要手段。
二、建设高标准农田过程中存在的问题
1.认识不足
少数农民对农业综合开发认识不足,群众筹资投劳难以落实。土地治理项目名义上农民是实施主体,实际上是以县级开发部门或乡镇政府为主体组织实施的。由于实施主体和利益主体不一致,农民分散耕种和外出打工劳力多,难以组织其投工投劳,在一定程度上影响了项目的实施和绩效。
2.投资标准偏低
目前项目开发中农田配套设施投资标准偏低,不能满足高标准农田建设要求。农业综合开发土地治理项目执行的标准是中低产农田改造标准,不是高标准农田建设标准。按现行投资标准改造后的项目区,往往会形成所谓的“核心区”和“辐射区”之分。造成辐射区水利工程严重配套不足,形成“断头路”、“断头渠”现象,项目区群众受益不均。
3.耕地难调,质量退化
延长土地承包期后,建设高标准农田的耕地难以调整。按照“统筹规划、集体资金、连片开发”的原则,高标准农田建设要打破原有农田划块,重新调准农田分配,往往有些农民不愿接受。另外,在土地整理和标准农田建设中,对新增耕地质量要求有所忽视。且大部分采用机械方式开垦,土壤原有结构被打乱,土壤养分含量低。另一方面,还有相当一部分农民为追求较高的生产效益,进行掠夺式耕作,大量使用化肥、农药、绿肥等有机肥料,使得耕地质量大幅下降。
4.资金短缺,投入不足
由于农业综合开发总体投入资金有限,农民投入难、地方财政资金紧张,近几年,国家农发办规定的亩投资标准难与国家农发办2004年出台的国家农业综合开发土地治理项目建设标准相对应。由于亩投资标准相差较大,虽然我国许多项目区采取了集中资金、整合投入等措施,但建设高标准农田的规模仍然不大,速度依然很慢。
5.规划设计不合理,注重硬件,忽视软件
在建设标准农田中,农业综合开发较普遍重视农田水利工程等有形实体工程建设,从规划设计到实施,均精心布置,工程做得精、细、实、优。与田间工程相比,土壤改良、科技等软件措施略显不足,没有真正达到综合配套的要求。科技措施等无形投入的不足,高标准农田建设只能算是高标准基础设施建设,这在一定程度上影响了项目投资效益的发挥,没有真正体现高标准农田的目标。有的地方设计未从实际出发,存在着路渠建成后“进水渠不进水,排水渠不排水”的现象。
6.建设有力,运营乏力
在现行的农村分散经营体制下,大部分村镇经济基础薄弱,许多建好的工程由于后期管护工作不到位,高标准农田发展不可持续。一些项目工程在建设当期当年,无论工程的内在质量还是外在形象,都可算得上是精品优质工程,一旦后续管护工作跟不上,工程破损扩大,高标准就会转化为低标准。一些通过土地整理建成的标准农田,也由于后期管护不到位,导致整理好的耕地质量下降,甚至出现抛荒现象。因此,有效管护,持续运营,长久发挥效益,是一个非常重要的问题。
三、建设高标准农田的建议
1.强化宣传、提高认识。确保国家粮食安全,必须拥有充足的耕地资源,而高标准农田是耕地的精华部分,是确保国家粮食安全的关键。总理指出:“保护耕地,就是保护农业综合生产能力,就是保障国家粮食安全。保护耕地最要紧的是保护基本农田。”目前,不少地方的农业基础设施条件还比较落后,已经成为制约农业发展的“瓶颈”。因此,建设高标准农田具有深远的现实意义和历史意义,必须进行广泛宣传。
2.建设高标准农田要树立“高”的理念,不可与中低产田改造的模式相等同。高标准农田建设是中低产田改造工作的提升,中低产田改造工作的经验和教训对高标准农田建设有借鉴意义。但高标准农田建设不能与中低产田改造工作画等号,用中低产田改造的思路来进行高标准农田建设。对高标准农田建设的标准、模式、机制等问题,都需要进行实践、探索和总结,通过建立实验示范区来加以验证。既要充分利用以往中低产田改造搭建的平台;又要深刻认识高标准农田建设毕竟与中低产田改造目标不一,一定要有新理念、新思路,绝不是增加点投入就能解决问题的。
3.因地制宜,科学开发。建设高标准农田,既要把耕地、道路、防护林、排灌渠道、机井、抽水站、输电线路等结合起来通盘考虑,全面规范,合理安排,以达到改善和提高农业条件,更大程度地满足农业生产需要的根本目的,又要注重土地平整、田间道路、农田防护与生态环境保持等工程设施建设。土地平整工程的实施有利于农作物的生长发育,有利于田间机械化作业,有利于水土保持,满足灌溉排水要求和防风要求,便于经营管理;田间道路工程的实施要从适应当地地形地貌条件出发,从方便农业生产与生活、有利于机械化耕作和节省道路占地等方面综合考虑,按照“因地制宜、节约用地、方便运输、合理布局”的原则进行布设;农田防护与生态环境保护工程的实施应有利于改善农田周围的生态环境,防止或减少自然灾害,提高耕地生产能力,促进耕地资源的可持续利用。
4.加大资金投入,集中资金保重点。高标准农田建设需要大量的资金投入,应充分发挥农业综合开发自身所具有的综合性、区域性和按照项目管理的优势,主动搭建高标准农田建设的资金整合平台,按照“规划先行,统筹安排,突出重点,讲求实效”的原则和“资金渠道不变,统一规划,各司其职,各记其功”的思路,统筹相关涉农项目资金,加强部门和项目间的有机衔接,形成打造高标准农田建设的巨大合力。
5.整合项目,综合资源。高标准农田建设,情况复杂,任重道远,必须坚持以科学发展观为统领,以发展现代农业为方向,以提高农业综合生产能力、促进农民增收为目的,以财政支农资金为引力,以县区为整合平台,以涉农项目为依托,坚持综合开发的原则,坚持规模建设的原则,坚持多元化投入的原则,通过建立政府牵头、部门实施、科学选点、统筹规划、整合项目、规模开发、综合资源、分别利用、渠道不变、归口申报、县级负责、有序推进、整体验收、各记其功的项目建设机制,有效整合涉农项目,综合开发资源,打造高标准农田建设示范工程,使之成为农业增效、农民增收的亮点,结构调整、特色示范的亮点,科学发展、持续利用的亮点。
6.创新机制,处理解决好土地流转等问题。高标准农田建设应在坚持“依法、自愿、有偿”的原则下,积极促进土地流转和适度规模经营。同时,充分尊重项目区农民群众的意愿,让项目建设得到广大农民群众的参与和支持。各地建设高标准农田应依托资源和产品比较优势,以加强基础设施建设为重点,处理好粮食生产与发展优势农产品和产业化经营发展的关系,做到藏粮于田。走出一条立足区域优势和主导产业带动现代农业发展的新路子。把改善农业生产条件,推进产业结构调整,提高农业科技含量,加强和改善生态环境,融入到高标准农田建设之中。应正确处理适当提高标准与经济适用的关系,探索适应市场机制要求的工程运行管护机制和各具特色的开发模式,确保国家投资效益的长期发挥。
7.加强管护利用。要坚持用科学的理念创新建立一种新型的管护机制。一是法律保护,将建成的高标准农田,按照《基本农田保护法》的有关规定予以重点保护。二是明确管护主体及责任,高标准农田建成后,应建立统一的、规范的高标准农田工程建设永久性标志牌,标明工程的范围、面积、主要设施及管护责任单位等。要办理好移交手续,县、乡(镇)、村层层签订管护责任书,落实责任人,建立高标准农田管护长效机制。三是推广科学技术,搞好开发利用。在建成的高标准农田示范区,大力推广先进的、成熟的、品质优良的科研成果,坚持标准化生产,使改造后的农田实现优质高效。
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关键词高标准基本农田建设;差距度;投资度;指标体系;评价;什邡市
中图分类号F301文献标识码A文章编号1002-2104(2014)03-0047-07doi:103969/jissn1002-2104201403008
高标准基本农田建设是依据土地利用总体规划和土地整治规划,在农村土地整治重点区域及重大工程、基本农田保护区、基本农田整备区等开展的土地整治活动[1]。大规模建设高标准基本农田已经上升为国家战略,2011年10月的《我国国民经济和社会发展十二五规划纲要》提出:“严格保护耕地,加快农村土地整理复垦。加强以农田水利设施为基础的田间工程建设,改造中低产田,大规模建设旱涝保收高标准农田”。2012年3月,国务院批复《全国土地整治规划(2011-2015)》,明确到2015年,再建成2.67×107 hm2旱涝保收的高标准基本农田。建立基本农田集中投入和全域整治新机制,继续实施116个基本农田保护示范区建设,重点加强500个高标准基本农田建设示范县建设,新建5 000处连片的高标准基本农田保护示范区,此举对于增强中国粮食安全保障能力、加快中国农业现代化发展,以及深化和扩展耕地数量、质量和生态全面管护内涵等具有重要战略意义[2-3]。
与建设任务的艰巨性和重要性相比,在高标准基本农田建设方面的研究略显不足。当前研究大多侧重于政策解读和宣传方面,也有专家[4-8]就如何加快高标准基本农田建设提出了战略思考和具体措施,还有土地整治实务工作者和研究人员[2,7-12]着重分析了当前高标准基本农田建设存在的问题及对策。然而尚未见到高标准基本农田建设的现状评价方法的研究,更缺少研究现状与高标准基本农田的差距度和差别化的投资的相关研究,而这方面的研究能有效确定建设区域的高标准基本农田的标准值、厘定基本农田现状与建设标准之间的差距,并使资金投资与现状相匹配,对高标准基本农田建设投资和决策具有重要参考价值,对落实和建设好2.67×107 hm2高标准基本农田意义重大。
在土地资源可持续利用的评价指标体系和方法上,国内外学者关注土地整理项目实施对自然生态环境和社会经济环境所可能造成的影响,为全面评价土地整理活动的生态环境影响和进一步规范化、科学化管理土地整理项目提供了理论基础[5-15],也有学者从耕地整理的自然潜力和现实潜力两方面建立了评价指标体系,采用适宜的方法实现了指标的定量化;而耕地整理现实潜力在评价时,主要从待整理土地所处的社会经济区位、待整理土地本身的基础设施状况和区域耕地后备资源状况等方面选取评价指标[16-19]。冯锐,吴克宁等针对高标准基本农田建设中集中连片、设施配套、生态良好等要求,运用理想解逼近法和限制因素组合法,对西南丘陵区高标准基本农田建设做出时序安排与模式分区[20]。本文借鉴已有成果,以四川省德阳市什邡市为例,在调查基本农田现状的基础上,根据高标准基本农田建设标准、实践经验和专家意见选取指标建立评价体系,构建差距度模型计量反映基本农田现状与标准之间的差距,构建投资度模型计量反映差距度与投资额之间的关系,以指导高标准基本农田建设的资金投入和时空安排,也为土地整理规划及项目设计提供参考。
1研究方法与理论模型
1.1研究方法
本文的研究思路为:①依据《高标准基本农田建设标准》,按照工程系统理论,运用层次分析法,确定目标层、准则层和指标层,构建评价体系;②确定各评价指标的权重,用特尔菲法,选择15位相关专家,经过两轮打分得出权重,使之能较准确地反应基本农田的现状;③确定评价单元,考虑数据的可获取性和行政村的相对完整性,本文以各行政村内的耕地为评价单元;④构建差距度gap degree (GD)模型和投资度investment intensity (II)模型,计量反映各评价单元与标准值之间的差距程度以及差距度和资金投入的关系。通过ArcGIS9.3建立数据库,利用综合评价法对评价单元现状进行分析,对照已建成的高标准基本农田和相对应的综合值,确定高标准基本农田的标准值S,大于或等于标准值的表明没有差距,用0表示,暂不需政府投资;⑤采用自然断裂法natural breaks 分级方法结合实际情况对小于标准值的评价单元进行分级,差距度为1级表示与高标准基本农田的标准值最接近,表明评价单元现状较好,相应投资较少,5级表示与标准值最远,表明评价单元现状条件最差,相应投资最大;⑥案例分析与运用,检验模型和方法的正确性。
刘建生等:基于差距度与投资度的高标准基本农田建设研究与应用中国人口・资源与环境2014年第3期1.2评价指标的选择与权重的确定
高标准基本农田是指一定时期内,通过农村土地整治建设形成的集中连片、设施配套、高产稳产、生态良好、抗灾能力强,与现代农业生产和经营方式相适应的基本农田,包括经过整治的原有基本农田和经整治后划入的基本农田[1]。根据目标体系和《高标准基本农田建设标准》,将建设分为土地平整工程,灌溉与排水工程,田间道路工程,农田防护与生态环境保持工程及其他工程[21],建立指标体系应围绕5大工程建设以达到建设目标。权重的确定采用特尔菲法,选择15位相关专家,经过两轮打分得出权重。指标及权重见表1。
(1)土地平整工程。根据高标准基本农田建设工程技术要求,土地平整应实现田块集中,耕作田面平整,耕作层土壤理化指标满足作物高产稳产要求[1],考虑数据的可获取性选取田块集中度、田块细碎度、田块分维度、耕地坡度、有效土层厚度5个评价因子。田块集中可减少耕地的耕种成本和提高基础设施的使用效率,实现耕地规模经营[22],可用田块集中度表示,即评价单元内农户平均经营田块个数的多少;耕作田面平整主要通过田块耕地坡度,细碎度、田块分维度3个指标反映,耕地的坡度较大,则不易采用机械化耕作,因而生产成本通常较高,细碎度、分维度也间接反映田块的平整度;有效土层厚度是耕地质量的重要影响因素,因此,耕作层土壤理化指标满足作物高产稳产要求方面选取有效土层厚度这一评价指标。
(2)灌溉与排水工程。灌溉与排水工程指防治农田旱、涝、渍和盐碱等灾害而采取的各种措施,包括水源工程、输水工程、喷微灌工程、排水工程渠系建筑物工程、泵站及输配电工程[1],应达到旱能灌、涝能排的基本要求,本文选取灌溉设施设计保证程度、排水设施状况2个指标。灌溉保证率可用有效灌溉面积百分比表示,即以正常供水年内农田有效灌溉面积占区域内耕地总面积的百分数表示;灌溉设施条件指单位基本农田面积内的水利设施长度,根据土地现状图数据用Arcgis9.3量算评价单元内的水利设施长度。
(3)田间道路工程。田间道路工程指为满足农业物资运输、农业耕作和其他农业生产活动需要所采取的各种措施。包括田间道和生产路[1],用通达度表示,田间道路通达度高,说明田间道路建设状况好,连通性高,以田间道路通达的田块数占田块总数的比率表示[22]。
(4)农田防护与生态环境保持工程。农田防护与生态环境保持是现代农业的重要方向,防风固沙,改善农田小气候,从而起到护田增产的作用。同时农田防护林网还会通过涵养水分、净化空气等改善农田周围地区的大气环境质量[23]。根据实地调查分好、较好、较差、差四等分别赋值4,3,2,1。
(5)其他工程。除土地平整、灌溉与排水、田间道路、农田防护与环境工程以外但与基本农田建设相关的其他工程,根据其他工程配套的实际情况赋值。
(1)数据标准化。由于收集的数据单位和数量级别不统一,在评价前应对各数据进行标准化处理,将其转化为无量纲的纯数值,使结果落到[0,1]区间,便于不同单位或量级的指标能够进行比较和加权。2.1研究区概况及数据来源
什邡市位于成都市西北部和德阳市西南部之间,距成都市60 km,德阳市20 km,位于成都一小时经济辐射圈内,并在成德绵经济带中处于有利地位,属于西部经济社会发达和经济快速增长地区。地形为西北-东南走向,呈长条形形状,居龙门山中段,103°47′-104°17′E,31°01′-31°37′N。2010年,什邡市幅员面积820.3 km2,耕地面积22 964.58 hm2,占土地面积的35.36%,其中平坝、丘陵、山地分别占耕地总数的88%、3%和9%。耕地主要分布在东南部平坝地区,基本农田面积19 911.27 hm2,主要分布在皂角、回澜、元石、禾丰、马井、隐峰、师古、南泉、马祖、双盛、湔氐等镇。
什邡市属于都江堰自流灌溉区,水资源较为丰富,境内有“1江2河3渠”,即石亭江、小石河、鸭子河,人民渠、红岩渠、大寨渠。全市耕地以水田为主,有少许旱地和水浇地。据什邡市农业局中低产田情况的调查报告,全市土壤耕层深度比较浅,中低产田占现有耕地面积的62.25%,耕地质量急需提高。本文以什邡市的行政村为评价单元,以四川省德阳市什邡市101个村的基本农田为研究对象,土地面积数据来源于2010年什邡市国土资源局土地变更数据,社会经济等数据来源于2010年什邡市统计局的《什邡市统计年鉴》和2011年12月和2012年4月份的现场调查数据、问卷数据,耕地分等定级成果(2007)来源于什邡市国土资源局。从2010年土地变更数据的地类图斑中提取基本农田图斑,运用ArcGIS9.3的空间分析方法将其图层与土地利用总体规划空间管制区图和坡度图进行叠加分析,扣除允许建设区、有条件建设区、禁止建设区和坡度>25°的耕地区域。
2.2差距度与投资度计算及分级
用ArcGIS9.3建立的数据库,利用构建的差距度评价模型对什邡市的耕地现状进行分析,对照已建成的高标准基本农田和相对应的综合值,确定什邡市高标准基本农田的标准值;根据投资度模型计算各评价单元的投资额,再采用natural breaks 分级方法结合实际情况进行分级,如表2,差距度为0级的为高标准基本农田,投资也为0,GD为5级的现状条件最差,投资应最大。什邡高标准基本农田差距度和建设投资分级
(4)在明确什邡市的差距度的数量和空间分布后,结合资金情况,按照先易后难、先难后易或者难易结合的原则,为土地整治规划提供支撑,为什邡市高标准基本农田的建设和投资决策提供多方案参考。通过对运用GD和II模型的运用,确定什邡市高标准基本农田的标准值为0930,已经是高标准基本农田的村7个
3结论与讨论
(1)本研究严格依据《高标准基本农田建设标准》,按照土地整理工程系统理论,确定目标层、准则层和指标层,构建评价体系,通过什邡市的案例运用,能较准确反应待建设的基本农田现状,现状条件比较好、差距度较小的基
(2)构建了差距度(GD)模型和投资度(II)模型的,计量反映耕地现状与高标准基本农田之间的差距程度和相应的投资额度,为差别化投资、有效配置建设资金提供科学参考,也能指导高标准基本农田建设的资金、空间和时序安排。
(3)本研究在差距度和投资度匹配上做了有益探索,但评价指标体系中少量评价指标难以量化,只能定性评价。科学建设高标准基本农田还需要综合考虑多方面的因素, 包括经济社会条件、政策限制、行政导向等,这些因素之间又互为交叉、互为影响,有时甚至相互矛盾冲突,必须经过综合分析、全面评判,才能做出科学合理的决策。如何进一步完善机制体制,构建政府主导、国土部门搭台、相关部门集中投入的高标准农田建设体系,加大涉农资金在地方上的统筹力度,解决高标准基本农田建设中存在的资金投入分散的问题,以建设促保护,以建设促发展,将高标准基本农田建设作为解决现有耕地田块破碎度的有效手段,并与土地承包经营权流转、农业科技推广相结合。同时,在高标准基本农田建设中如何做好公众参与,尊重农民意愿,保护农民权益,正确处理好建设中“科学”与“民主”的关系,解决权属状况复杂等社会现实问题,这些都是应该进一步研究和探讨的方向。
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张震① ZHANG Zhen;廖益涛① LIAO Yi-tao
(①天津市测绘院,天津 300380;②天津市西青区房地产管理局,天津 300380)
(①Tianjin Institute of Surveying and Mapping,Tianjin 300380,China;
②Xiqing District Real Estate Administration of Tianjin,Tianjin 300380,China)
摘要: 在概述高标准基本农田测绘的基础上,简略介绍了VRS 技术的工作原理,以天津市北辰区西堤头镇高标准基本农田工程测量项目为例,对VRS技术在高标准基本农田工程测量中的应用进行了尝试和探讨,合理分析出VRS技术完全可以应用于高标准基本农田工程测量。
Abstract: Based on the overview of the measurement of high-level basic farmland, the operating principle of VRS technology is introduced. This paper takes the measurement of high-level basic farmland project in Xiditou town in Tianjin Beichen District for example to attempt and discuss the application of VRS technology in the measurement of high-level basic farmland project. The result shows that VRS technology can be completely applied to the measurement of high-level basic farmland project.
关键词 : 高标准基本农田;VRS技术;地类;遥感影像
Key words: high-level basic farmland;VRS technology;land type;remote-sensing image
中图分类号:TB2 文献标识码:A
文章编号:1006-4311(2015)02-0064-03
0 引言
近年来,随着科学技术的发展,“3S”(gps、RS、GIS)数字测量技术也日益成熟,政府在平时的管理工作中经常要使用到越来越多的地理空间数据,以便于对诸如城市规划等重大工程项目进行决策分析,这些地理空间数据的采集主要采用GPS RTK技术,因此该技术逐渐被广泛应用于社会的不同领域。在高标准基本农田工程测量中,基于GPS RTK的VRS技术不但能满足精度要求而且能全面提高高标准基本农田建设的现代化水平,具有很广阔的应用前景。本文以天津市北辰区西堤头镇的高标准基本农田工程测量为例,阐述VRS技术在高标准基本农田工程测量中的应用。
1 高标准基本农田简介
高标准基本农田就是为了高效合理利用建设用地、未利用地及农用地,增加有效耕地面积,提高耕地质量,改善农村生产生活条件和生态环境而建设的集中连片、设施配套、高产稳定、生态良好、抗灾能力强的土地。
天津市国土资源部门依据《高标准基本农田建设规范(试行)》,结合天津市实际情况,编制了天津市高标准基本农田基础调查技术方案和建设方案。充分应用卫星遥感影像、土地调查、年度变更调查、农用地分等定级成果、土地质量地球化学评估等基础数据,结合社会经济条件、基础设施条件收集与调查,开展高标准基本农田建设区基础调查及测量。本次高标准基本农田工程测量项目位于天津市北辰区西堤头镇,测区地势平坦,视野开阔,无大的干扰信息,接收GPS信号的能力强。基于这些特点,在该测区直接利用VRS技术开展高标准基本农田工程测量工作。
2 VRS技术作业原理及应用于高标准基本农田工程测量中的技术路线
2.1 VRS技术作业原理
GPS RTK测量技术于20世纪90年代出现,其原理是根据载波相位观测值的载波相位差分技术,实时提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果,并达到厘米级精度。随着网络技术的发展,基于网络RTK的VRS技术的出现,为GPS RTK测量提供了新的技术平台,给测绘行业带来了新的变化。
VRS是Virtual Reference Station的缩写,即虚拟参考站技术,这种技术是2001年由Herbert Landau等提出的,是集GPS 技术、Internet技术、计算机网络管理技术和无线通讯技术于一体的网络 RTK 定位系统,它的出现较好的克服了常规 RTK 的技术缺陷,代表了继常规 RTK 之后的新一代定位技术的发展方向。VRS系统主要包括5个部分:基准站网、数据通信链路、数据处理及数据播发中心及用户等部分组成。其作业原理是用户进行测量时,在其流动站附近建立一个虚拟的参考站,并根据该区域内所有基准站的实际观测值计算出该虚拟参考站的虚拟观测值。由于流动站与虚拟参考站的距离很近,一般为几米到几十米,因此用户采用常规RTK技术就可以通过与虚拟参考站进行实时相对定位获取比较精确地测量定位数据。其作业过程如下:
①数据处理中心利用区域内所有基准站的实时观测数据来估计残差,并生成相应的误差模型;
②用户用测码伪距观测值进行单点定位,并将求得的坐标传送给数据处理中心;
③数据处理中心将该点作为虚拟参考站,估计出残差,进而根据改点的坐标及基准站的坐标来生成一组虚拟的载波相位观测值,并通过数据播发中心传递给用户;
④用户利用虚拟参考站上的虚拟的载波相位观测值及其坐标按照常规RTK确定自己最终精确的位置。
与常规的 RTK 作业方式相比,基于网络RTK的VRS技术除了具有高精度、高效率、全天候以及操作简便等特点外,更重要的是解决了常规 RTK 作业受距离限制的问题。随着GPS接收机性能的逐步完善以及蓝牙技术在接收机和手簿之间作为无线数据传输的成功应用,VRS技术已经成为测量及相关部门的首选。
2.2 基于VRS技术的高标准基本农田工程测量的技术路线
当前天津市高标准基本农田建设项目所要求的绘图比例尺一般为1:2 000,VRS技术提供的厘米级精度完全能满足要求。在高标准农田基本农田的项目规划、施工放样、竣工验收过程中,均需采用VRS技术对地类边界、权属界线、沟渠、耕地、设施农用地等进行测量。
①前期准备阶段。获取高标准基本农田范围内相关的基础资料,如DOM,行政界线、权属界线、高标准基本农田设计图纸资料等。之后制定和编写相应的测绘作业指导书,组织内业制图人员与外业测量人员进行技术培训,同时对测量仪器、计算机、车辆等进行检测。
②外业数据采集。根据不同阶段的需求,需采用VRS技术对地类边界、权属界线、沟渠、耕地等进行放样和点的采集。
③内业数据处理。采用与测量仪器配套的GPS数据传输软件通过计算机导出所采集的数据,一般是大量的特征点,根据外业草图对其进行地形地物的编辑绘制、图幅整饰,形成DWG格式数据成果,然后转换为ArcGIS支持的ShapeFile格式数据,进而完成各种图表的统计。
3 实例研究
3.1 工程概况
天津市属于华北平原地带,除了蓟县有较为起伏的山区外,别的区域都是大平原。北辰区西堤头镇位于天津市中西部,临近市内六区,此次高标准基本农田测量范围包括霍庄子村、季庄子村与赵庄子村,所占图幅号为J50G017053和J50G017054,具体的经纬度范围是东经117°13´08"~117°20´24"北纬39°17´38"~39°33´52"。该范围全是平原,海拔高度差不足1米,可以忽略,总面积为5.48平方公里,东西长4.32公里,南北长3.71公里。
在该项目建设过程中,涉及到三次测量:第一次是在进行高标准基本农田建设前摸清该区域实际的基本农田情况;第二次是进行高标准基本农田设计好后续现场放样施工,以建设符合要求的沟渠、道路、耕地及农用设施等;第三次是建设完成后,对建设的成果进行测量,检测其是否符合设计要求,也即是竣工验收测量。由于采用RTK放样的方式和测量方式类似,这里仅介绍如何VRS技术对该项目进行的点采集的测量。
3.2 野外数据采集
天津市在2003年便开始进行VRS技术的研发工作,该技术于2006年投入使用,全市域共建基准站12个,遍布天津市各区县。本次测量采用多台Trimble 5800双频GPS接收机,分不同的小组对该区域进行测量。在测量之前,需要对GPS手簿进行设置,首先要建立项目文件,文件名最好采用“测区序号+作业日期+作业班组号”为名,野外绘制的草图最好与其对应,然后选择WGS84坐标系,设置PDOP值小于6,平面坐标为0.02米,高程为0.03米,采样时间间隔为3秒,坐标系选择WGS84坐标。设置完成后,打开蓝牙,进行CDMA连接,输入用户名和密码,连接成功后,选择测量功能,等待测量坐标值拥有固定解时,即可进行沟渠、道路等地类界线特征点的采集。为了验证VRS技术应用于高标准基本农田工程测量的可操作性,对测量精度进行了实地验证。我们选取拓普康GPT-300SN全站仪,其测角精度为2″,测距精度为2 mm+2 ppm×D,其精度非常高。在测区选取4个特征点采取两种方式测量进行比较,误差均在3厘米以内,完全满足高标准基本农田工程测量的要求。
3.3 内业成图
完成野外数据的采集后,可采用微软公司的ActiveSync 同步软件建立手簿与计算机之间的连接,然后通过天宝的Data Transfer软件将手簿中的野外实测数据传输到计算机中,保存为*.dc文件,之后采用TGO软件把*.dc文件转换为*.csv文件,利用Excel打开*.csv文件,把不必要的信息删除,只保留点号、纬度坐标、经度坐标、大地高等信息,然后采用笔者开发的坐标转换软件把所测的WGS84坐标转换为西安80坐标系,最后把转换后的*.csv文件利用笔者开发的坐标导入软件导入到CAD中。
导入CAD的全部是采集的点位数据,需要根据野外现场绘制的草图内容,进行现状地物和基本农田图斑的绘制。绘制的成果图需要对各要素进行分层,如村界、沟渠、农村道路、水浇地、旱地、高程点等。成果图的比例尺按照天津市资源管理部门的要求统一采用1:2000比例尺,倘若图形太大,可分幅打印。整理好的高标准基本农田土地利用现状图成果见图1。
由于在高标准基本农田工程测量中的数据成果不仅仅是DWG格式的图件,它还有ShapeFile格式和许多需要进行统计的表格数据,为此笔者开发了相应的程序,能实现分好层的DWG格式数据向ShapeFile格式数据的自动转换,能根据ShapeFile格式数据自动根据需求统计出相应的表格。由于这不是本文的重点,读者可以参阅
参考文献[1]。
4 结语
VRS测量精度虽没有GPS静态测量那么高,但对于地籍地形测量(高标准基本农田工程测量属于地籍测量)来说,其精度完全满足测量要求,而且其测量速度快,不受距离限制。以前有文章认为该技术的缺点是用户与数据处理中心之间需要进行双向的数据通信,系统中可容纳的用户数受网络宽带、数据处理中心的服务器的荷载能力等因素的限制。但随着这几年计算机及通信技术的飞速发展,网络带宽与服务器的荷载能力已经不是限制VRS技术的阻力了,相信VRS技术会在更多的领域得到广泛的应用。
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关键词:高标准基本农田;规划设计;效益
中图分类号:S281 文献标识码:A
0.引言
高标准基本农田是一定时期内通过农村土地整治形成的集中连片、设施配套、高产稳产、生态良好、抗灾能力强、与现代农业生产和经营方式相适应的基本农田。包括经过整治后达到标准的原有基本农田和新划定的基本农田。本文以沈阳市法库县冯贝堡镇为例,简要分析了高标准基本农田建设项目规划设计的内容和要点。
1.项目概况
项目区位于法库县东南部的冯贝堡镇,项目区涉及冯贝堡镇周家沟村、富拉堡村、务名屯村和工夫屯村。项目区为平原区,基本农田面积占耕地面积的比例为93.33%,以农业生产为主。经过实地调查踏勘得知,制约项目区农业生产的因素有以下几个方面:
(1)灌排基础设施不完善。项目区的田间灌排基础设施缺失较为严重,耕地灌溉缺少水源井,现有设施长期无人维护,不能适应高标准基本农田规模化、产业化的发展要求。
(2)田间道路通行条件较差。项目区现有田间道路多为土路,而且部分路面偏窄,农业机械作业很不方便,加之无人管护,路面凸凹不平,遇到雨雪天气道路泥泞,出行困难,给农业生产和人民生活带来极大不便。
2.项目总体布局
根据《法库县冯贝堡乡土地利用总体规划(2006-2020年)》及项目区实际情况,本项目总体布局如下:对务名屯及工夫屯的两处新增耕地地块进行土地翻耕并加有机肥提高地力;对富拉堡、务名屯、工夫屯共8个区块的旱地配套机井、水泵等农田灌溉设施,变为水浇地;对务名屯、工夫屯两处排水沟进行清淤;在富拉堡修建农桥一座;在包括周家沟在内的4个村修建涵洞共71座;在务名屯的高效农业区配备高、低压输电线及变压器;整修四个村的田间道和生产路,部分田间道改造为水泥混凝土路面。
3.建设内容
3.1 土地平整工程
项目区内总体地形变化不大,地势比较平坦。考虑耕作的需要,需对项目区内0.65公顷新增耕地进行土地翻耕,翻耕厚度为0.30m。每亩地加有机肥100kg。主要采用机械翻耕,将一定深度的紧实土层变为疏松细碎的耕层,从而增加土壤孔隙度,以利于接纳和贮存雨水,促进土壤中潜在养分转化为有效养分和促使作物根系的伸展,促进耕地形成良好的耕作层。
3.2 灌溉与排水工程
3.2.1 水源工程
根据项目前期勘察取得的勘探成果及探水孔资料,本区为岩石裂隙水,含水量一般,单井出水量取10m3/h。
本次规划对项目区内花生种植区进行灌溉,根据项目区以往实践经验及管护方便,均采用水泵从井中提水,由输水软管直接引到田间地头进行灌溉。
管井井深决定于含水层埋深、水位变化幅度、设计水位降和施工条件等因素,确定井深基本到基岩不透水层。参考勘探成果资料,设计井深采用35m,施工时按实际地层情况,以进地层“中风化花岗岩”3m为准控制井深。
管井设计开口孔径为φ600mm,井管采用钢管,选配QJ型潜水泵,泵的最大外径200mm,考虑安装水泵方便,井管内径应比泵体外径大100mm~150mm,由机井设计手册表8-45查选井管内径采用350mm,管长最小900mm。终孔为600mm。
井管采用钢管,外径377mm,壁厚10mm。其中,0~5m为井壁管,采用不透水管。5m~32m为滤水钢管,钢管为条形孔,长150mm、宽10mm~15mm,表面积达到20%~25%,滤水管每眼井不得小于10m。滤水管外部缠绕8-10目铁纱一层,20目尼龙纱布一层,下入不含土的混砂滤料。下部32m~35m为沉淀管,采用不透水钢管,沉淀管的用途主要是为了在管井运行过程中,使随水带进井内的砂粒沉淀在管内,以备定期清理。井壁管及沉淀管回填黏土球厚111.5mm。
项目共新打管井113眼,井深35m,井台为砖砌,均配备圆形钢筋混凝土井盖,输水管道采用涂塑软管,每眼井均配套潜水泵及柴油发电机组。
3.2.2 排水工程
项目区的排水体系比较完善,但部分排水沟由于多年未清淤,淤积严重,沟内淤泥、杂草等杂物较多,水流不畅;为了保证排水效果,对项目区淤积较严重的931m的排水沟进行清淤,清淤断面为梯形断面。
3.2.3 渠系建筑物工程
项目区规划建设农桥1座,6m长、6m宽,下部结构为浆砌石墩台,上部结构为现浇钢筋混凝土矩形板式桥。
根据项目区地形情况,在排水沟与田间道交叉处需布置过路涵洞,以满足农业生产需要。项目区共规划71座涵洞,结构采用管径内径Φ=1000mm及Φ=800mm的涵管,管壁厚度为70mm,单节涵管长为2m,接管处设置伸缩沉降缝和止水。底部铺设0.3m厚浆砌石基础,0.1m厚砂石垫层。管身下设置浆砌石基础。涵洞进出口布置200mm厚M7.5浆砌片石防护,宽度与基础宽度相同,长度为1m~3m。
3.2.4 输配电工程
项目区务名屯村中约有2000亩旱地,规划种植绿色、无公害蔬菜。该区域土壤肥沃,水源丰富,地理位置优越,区位优势较强,交通便利。为促进冯贝堡镇高标准基本农田建设的快速发展,因地制宜发挥资源优势,规划在该区域架设高压输电线1.5km左右,低压输电线2km左右,配备250kVA变压器1台,以满足该区域内作物灌溉用电的需要。
3.3 田间道路工程
3.3.1 田间道
项目区共整修田间道69条,共计35495.05m。其中,水泥混凝土路面田间道12条,共7241.57m,宽度4.5m、5m;砂石路面田间道57条,共28253.48m,宽度3.5m。
3.3.2 生产路
项目区共整修生产路20条,共计14029.53m,均为砂石路面,石渣路基,宽度均为3m。
4.效益分析
4.1 社会效益
通过高标准基本农田项目建设,农民热切盼望解决的问题得到有效解决,使党的惠农政策得到落实,农民的生产生活水平显著提高,通过加强农业基础设施建设,项目区的农业生产条件获得根本性的改变,农业生产将会有突猛进的发展。本项目的成功建设,将会起到典型示范作用,对其他乡镇甚至周边县区都具有重要的借鉴意义。
4.2 生态效益
通过高标准基本农田项目建设,减少了旱、涝灾对农业生产的危害,改善了土壤质地。通过水、田、林、路综合治理,水利、农业、林业等配套措施以及田间道路工程建设,在促进农业生产发展的同时,改善农田小气候,实现农业生产的良性循环,为农业可持续发展奠定良好基础,促进农村资源节约型和环境友和型社会的形成,将收到良好的生态效益。
4.3 经济效益
本项目建设规模为1242.13公顷,总投资为2370.64万元,亩均投资为1272.35元。经过测算,项目区耕地年新增净产值可达202.42万元。从计算结果可以看出,本项目是经济合理的,耕地经营管理的直接经济效益是显著的,另外,如果考虑到项目实施后,种植结构调整和升级所产生的间接经济效益,本项目的经济效益将更加可观。
结论
通过对沈阳市法库县冯贝堡镇高标准基本农田建设项目进行分析,该项目实施后,对改善项目区农业生产条件,促进生态环境建设将起到积极作用,具有巨大的社会、经济和生态效益。项目投入使用后,应加强对项目区各项设施的管理和维护工作,保障各项工程设施的正常运行。
永修县完成了2010-2012年度一般小农水重点建设任务后,自2013年开始被纳入第五批全国小型农田水利(高标准农田)建设重点县,建设周期为2013年至2015年共3个年度。永修县2015年小型农田水利重点县建设项目批复总投资3213.16万元,其中中央财政补助资金1400万元、省级财政补助资金900万元、县财政配套资金500万元、农民自筹313.16万元。项目区涉及三角乡和马口镇的9个行政村、28个自然村。工程实施范围为三角中型灌区、青湖和长溪小型灌区马口灌溉片,设计灌溉面积4340hm2,改造总灌溉面积1020hm2,其中建设高标准农田面积560hm2。
2高标准农田水利工程的概念和现状
2.1高标准农田水利工程的概念。高标准农田水利工程是以发展灌溉排水,调节地区水情,改善农田水分状况,防止干旱、涝、盐、碱灾害,以促进农业稳产高产的综合性科学技术,即能实现“旱能灌、涝能排,利于机械化作业、高效、节水、生态友好的”农田水利工程。2.2高标准农田水利工程的建设现状。高标准农田水利工程尽管国家很早就重视,但是目前的建设现状依然不容乐观存在很多问题,主要有建设水平不高、工程不配套、建设难度大等,在施工过程中施工质量不高,没有完善的管理制度、建设规划不科学、建设后期的管理和维护工作不明确,这种现状不仅阻碍着高标准农田水利工程的发展,对于我国农业整体的发展和农村经济水平都有严重的影响。
3高标准农田水利的建设中具体的问题
3.1施工监督不到位。农田水利工程施工中,施工管理工作制度不健全,现场的建设管理工作没有落实到位,建设单位了提高完工,不按照国家相关法规制度进行施工。比如在施工的过程中,建设单位为了加快施工进度,节省建设开支,私自使用劣质建筑材料,减少监管次数,不严格按照设计体制进行施工,施工现场责任划分不明确等等,这问题严重阻碍了高标准农田水利工程的建设。3.2高标准农田建设人员素质不高。在农业的高标准农田水利工程建设中,施工单位的人员技术水平薄弱,没有过硬的施工科技手段。在整个高标准农田水利工程建设中,从管理人员的到施工现场人员都是缺乏科技知识,对创新意识薄弱。大都施工人员是农村的过剩劳动力,技术水平和思维能力与高标准农田水利工程的建设要求不符,施工质量和要求有差距[1]。3.3资金投入不合理,工程配套设施陈旧。在国家政府和基层单位,对农田水利工程投放的资金,不能完全流放到基层单位,在施工使用的设备老化,科学技术设备跟不上。比如,在建设过程中对于混凝土的配置,完全是采用目测或者经验,没有形成固定的配比,在搅拌时候使用铁锹等手工工具,和建筑物建设相比,农田水利工程建设中,施工的配套设施落后。3.4建设规划和施工方案不科学,缺乏理论指导。高标准的农田水利工程建设的设计方案和规划,对后期的使用有很大影响。在目前的建设手工中,没有统一设计规划,甚至出现了一个地区农田水利工程多种多样,对于后期的统一管理和维护不便,在施工中对于农田灌溉方式设计不合理,排涝渠道不科学。在没有科学理论技术设计规划和合理的施工情况下,农田水利工程的建设就不能达到高标准的要求。
4高标准农田水利工程的建设对策
4.1建立监督管理机制。在高标准农田水利工程的建设中,加强施工监管管理机制可以保证工程的质量。为了更好的提高建设施工的顺利进行,保证各环节的施工,首先就应该建立一个良好的管理机制。从施工的一开始到最后竣工,明确高标准水利工程的建设目标,制定一个合理的管理计划,规范监管的内容和施工质量标准,对施工过程中使用的建设材料、中间产品和工程质量进行管理。在施工前期就着手监管,准备材料到施工现场到最后完工,全过程都进行实时监管,出现的问题及时进行解决,完工的验收进行复核,保证施工质量[2]。另外,加强对于工程质量的评定,通过每一阶段的质量评定,来加强对于施工质量的管理监督,这需要制定有完善的工程质量评定范围以及标准。4.2加强农田水利建设人员综合素质。建设人员的综合素质是高标准农田水利工程的保证,建设单位应该加强施工过程中人才团队的建设,从管理者到施工中的每一个员工,都要进行科学知识的学习,提高施工过程中的业务技能和科技技术。提高建设人员的综合素质,可以从两方面进行,一是建设单位进行人才引进,通过吸纳高素质、高技能、高人才的建设工人,提高建设人员的人才队伍;另一方面是通过组织培训学习,无论是管理者还是基层的施工人员,都要掌握施工的工艺流程和施工技术,进行岗位技能证书认证,通过证书的认证,加强建设施工人员的综合技能,这也是高标准水利工程建设质量的要求。4.3加大资金投入改革工程配套设施。这需要政府和建设单位的共同努力。政府在政策有指导,建设单位引进科技设备上有资金支持。比如,政府可以出台一些水利工程建设设备优惠政策,像“以旧换新”类似的补贴活动,刺激水利建设工程设备市场的活力,鼓励建设单位引进科技建筑设备,另一方面,建设单位不能只顾利益,要以工程质量和今后的效益为主,改革思想,解放劳动力,通过先进技术引进、机械化作业设备更新等。4.4重视高标准水利工程建设的设计,加强科学技术指导。在高标准水利工程的建设前期,建设单位要进行前期的调研工作,收集相关的资料。通过和当地农业局进行农田资料收集,收集的内容包括建设覆盖的农田面积、交通条件、农田地质条件以及附近可利用水源点等资料,然后根据实际情况邀请专业的设计人员进行工程图纸的设计和施工方案的制定。其次是施工的人力资源安排,有多少施工人员进行怎样的施工项目负责。依据地势条件和环境条件,进行合理的施工,比如,水利工程中的排水渠道,要遵循从高到底的流水原则,进行渠道设计;灌溉设备上,利用以点划圆方式,合理安排两点之间的间距,尽量采用节水的设备;进行科学的底线管道、线路设计,使其合理科学,在后期检修时候快捷方便[3]。
5高标准农田水利工程管理中需要的几点
5.1组建专业的管理队伍。在高标准水利工程建设中,已经提到建设过程需要有高素质的管理人员。在竣工后也要进行专业的管理队伍建设,比如在使用的过程中,出现的一切问题,需要有专门的的管理人员进行疏导,宣传科学意识,保护农田水利设施。这就需要组织一个农田水利专业知识深厚,有科学力量、高效率的管理服务队伍,这样的管理队伍可以是聘请的,也可以是当地农业种植者。5.2后期的管理维护工作。建设的过程管理已经提高,对施工中的每一项工程进行责任到人,分工明确。同样在后期的使用过程中能够,也要进行责任承担制度。比如“谁管理、谁使用、谁受益”原则,让高标准水利工程在农村的使用中,找到专门的责任人,这样不仅理由高标准水利工程的长期使用效果,对高标准农田水利工程的建设也有很大好的影响作用。在日常的维护工作中,需要有专业的服务人员,比如一些水利设施损坏,使用者无法进行在自我维修时候,要有专门的人员进行维修。
6结语
高标准农田水利工程的建设是一个严要求、高标准的建设过程,需要建设单位和施工人员一起努力,共同建设高质量的农田水利工程。同时在高标准水利工程的建设前期、中期、后期以及日后的使用和维护中,也要加强管理工作,使高标准农田水利工程真正的达到高质量、标准化、规范化,促进水利工程惠民的作用,推动高标准水利工程的发展。
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关键词:高标准农田;生态型;田间灌排系统;设计研究
中图分类号:S274 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20150833051
近年来,高标准农田建设,没有普遍达到“高标准农田”的内涵。高标准农田比重仍然偏低,开发过程中技术含量不高,主要是土地平整,或支持渠道防渗衬砌及水渠建设。技术上没有达到一个很高的水平,有一个低水平重复的现象。站在科学发展观的角度,为了适应现代农业发展的要求,为了达到高标准农田的内涵,必须改变和进一步提高改造水平。
1 高标准农田生态型田间灌排系统设计
1.1 自灌区低压管道配水系统设计
这一领域的灌溉和排水系统是利用低压水管完成的,作为替代明渠输水的技术。主要应用如下:利用低压管道灌溉水直接进入;出口管道将水输送到灌溉沟或其他形式的灌溉田中。该技术属于地面灌水技术,其优点是显而易见的,如出口流量大,既保证水的利用,同时也能节约用水;此外,低压管道出口并不需要太多的压力,因此,管道可以选择一般的,以此节约成本。这种灌溉系统的设计为中国建设节约型社会提供了条件,应用广泛。众所周知,节约型社会建设,应先节约用水,关键在于良好的水利建设工作,特别是农田水利建设。
由于低压管道灌区配水系统改变了传统的农田灌溉方法,提供了相应的水利设施和节水灌溉改造思想,大大提高灌溉用水效率,同时改变了传统的灌溉只能由田水单边主义的做法,因此非常经济实用的,它的前景非常好,这是国家的研究人员应注意的问题。这一领域的灌溉和排水系统,更适合在自流灌溉中使用。正常情况下,自流灌溉比横截面相对较大,因此需要选择明渠输出水方式,然后横向贯通河流和农业排水流通渠道,在通常情况下,这样的重力灌溉更多依靠通道数量,水流量是有限的,所以应该采取更复杂的的方法来配水,这个问题是低压管排水系统设计需要解决的,除了具体设计的灌溉面积,它也需要考虑到当地的条件,然后除去水流量和设计成本。在设计上,可以多几个方案,经过比较,然后选择最好的设计。
1.2 田间排涝降渍系统设计
田间排涝降渍系统的主要功能是排除留在现场的地表水,以免作物被淹,因此系统设计要考虑到降雨的程度,并用作设计地下管道的标准。在正常情况下,传统的田间排水工程以农业排水沟为主,其工作是提高耕地径流排水效率,从而起到排水的目的。但是,如果稻麦轮换,是非常容易出现内涝的,因此农田灌溉和排水系统设计,不仅要实现排水的目的,也应该实现降渍的要求。在正常情况下,我们会选择使用排水沟降渍设计或选择使用沟渠、地下管线相互结合的方式,相互补充,排水降渍。为了真正能够实现低成本的污渍要求,挖沟渠,使其保持适当的坡度,不能太陡,否则会影响渠道的稳定性,此外,我们还需要考虑施工问题,为了确保施工方便,挖坑道,底部宽度不宜过小,但要实现上述所有要求,需要很高的成本,要解决这些问题,目前一般采取排水沟渠,配合地下管道。这种设计方法可以减少很多沟渠,但这样的设计可以看出,虽然勉强克服沟渠太多的缺点,即仍占用一些耕地,并需要频繁的维护和管理。
2 生态型排水沟设计
2.1 生态型排水沟设计的基本要求
保持通道蜿蜒,这样可以保持生物多样性,与直线通道相比,蜿蜒的通道有一个更复杂的植物群和动物群。为了丰富物种类型,排水沟不要建立一个直路沟渠,可适当增加其曲折性。同时允许剖面多样形式,断面采用梯形截面,可以使用较大的横截面,用于形成各种生活环境。因为土壤问题,混凝土护坡必须使用,但不能全部使用,可以衬砌斜坡的两侧,水道下方可以不用,这样的水道和地下水也可以交换。或使用植物型防渗块,从而避免了“三面光”。植物型块可以用不透水的混凝土块和植物生长组成,在斜坡或底部,可以起到很好的防渗作用,而且种植水生植物,可以分解污染的水体废物,提高水体的自净能力。
2.2 生态型排水沟断面设计方法
排水沟的设计要求“模仿自然。”主要特点是异质性,形态的异质性主要是指不规则性,横截面形状的不规则性和轮廓曲折性,具有水池和浅滩交替的特点,构成材料的异质性是指由砂,砾石,石头,木桩,水生植物和其他物质构成水道。该水道要求流速,流量,深度,水温,水质,河床材料的异质性,以便形成形态不同的异构生态因子,从而创造丰富的环境多样性,以便形成丰富的渠道生物多样性。设计的通道形状应遵循生物多样性和统一性的分水岭通道形态多样性原则,参考自然流域多样化,为构成复杂的渠道规划和设计打下基础。
3 结束语
总之,以生态建设为中心的具有高标准的农田产生很好的效果,良好的设计是非常关键的,其中最重要的是农田灌溉和排水系统,在设计时,既要考虑到农田的具体需求,而且还应考虑设计成本、质量,这样我们才可以设计一个很好的解决方案。本文总结了多年的研究经验,以供参考。
[关键词]土地整治规划 ARCGIS 数据库 应用
[中图分类号] F301.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-3-256-1
土地整治是以提高土地利用率、保障土地资源可持续利用为目的,对未合理利用土地的整理,因生产建设破坏和自然灾害损毁土地的修复,以及未利用土地的开发等活动[1]。2010年,国土资源部下发《关于开展土地整治规划编制工作的通知》(国土资发[2010]162号),对全国的土地整治规划编制工作进行了部署。县级土地整治规划数据库的建设是市级、省级数据库的基础和保障。
1县级土地整治规划数据库的建设
1.1数据源
县级土地整治规划数据库数据源主要包括第二次全国土地调查及年度土地变更调查数据、土地利用总体规划数据等基础地理信息数据。
1.2县级土地整治规划数据库内容
县级土地整治规划数据库包括基础地理信息要素、土地信息要素中的土地整治规划要素等。基础地理信息要素、规划基期土地利用现状数据直接采用基期年土地利用现状数据库相关信息[1]。土地信息要素中土地整治规划空间要素包含的具体数据图层见表1。
1.3专题数据获取
1.3.1土地整治潜力数据
土地整治潜力数据主要包括农用地整理潜力、农村建设用地整理潜力、城镇工矿建设用地整理潜力、土地复垦潜力、高标准基本农田建设潜力、宜耕后备土地资源开发潜力等。通过地类统计和抽样调查得出区域土地整治潜力情况,在ARCGIS环境下,以行政村面状文件为基础,按规程要求编辑属性表。较为简便的方法是在Excel中进行初步计算,链接到行政村面状文件,转为SHAPE属性文件。
1.3.2土地整治规划数据
根据土地利用的现状、上级规划指标和县级政府要求,确定土地规划项目范围线,在ARCGIS中新建相关图层,利用绘图工具,绘制出面状项目区,在属性表中统计出各项目区面积、项目规模,计算新增耕地状况,安排实施年份等。
(1)高标准基本农田整治项目的确定。导入DLTB图层、行政区边界、主要水系道路、上轮已实施范围线和允许建设区范围线,按照集中连片的原则,结合土地整理部门的要求,选择耕地集中的地块,沿道路或水系进行绘制,确定项目区边界。
(2)农村建设用地整治项目安排。在以农村集体建设用地为主的区域,按照统筹城乡发展和镇、村规划的要求,对农村居民点和工矿用地进行改造利用,提高土地集约节约利用效率。
①拆旧项目调查筛选。利用现状数据库提取农村居民点图斑,统计农村居民点面积。
②建新区的确定。在ARCGIS中导入区域DLTB,新建图层,按照土地利用总体规划、城镇和村庄规划,结合主管部门意见,确定新区的位置和面积。
1.4数据入库
数据入库前需经过图形数据整理、数据质量检查、属性检查、规划文档及表格数据整理四个过程。其中图形数据整理主要是删掉图形数据整理过程中所有过渡性的临时图层文件,全面规范化的整理图层,以获得标准化、规格化的具有准确属性的分层图形数据;数据质量检查主要包括属性、图形和拓扑检查;属性检查主要检查规划代码、分层文件的命名等;规划文档及表格数据整理主要对规划文本、规划说明、相关附表数据一致性进行检查。
上述工作处理完毕后,利用ARCGIS的建库模块,建立土地整治规划数据库。
(1)建立图幅索引:使用数据库管理系统和接合图表建立覆盖全县的分图幅数据索引。
(2)建立系统数据字典:数据字典描述数据库中属性字段的属性与组成,是按现行的各种技术规程和国家标准进行设计的,包括行政区代码库、地类代码库、权属单位代码库等。
(3)数据入库:将数据字典、数据图幅索引文件和拼接好并检查合格的数据库文件添加到土地整治规划数据库管理系统,进行数据入库,完成整个数据的建库。
1.5数据质量检查
使用国土资源部下发的土地整治规划数据库质量检查软件进行检查,对于存在的问题及时修改,通过检查后按照文件组织格式要求汇交。
2土地整治规划数据库应用
2.1图件编制输出
土地整治规划图件编制是整个规划编制中至关重要的一环,规划编制的必备图件包括土地利用现状图、土地整治潜力分布图、高标准基本农田建设项目规划图和土地整治项目规划图 [2]。土地整治规划数据库的建立,为图件编制输出提供了方便。
2.2土地整治规划数据管理与分析
利用GIS数据库强大的数据管理及空间分析功能,针对土地整治规划项目、高标准基本农田整治规划项目进行管理,了解土地整治潜力分布,明确土地整治范围及规模,为宏观决策提供依据。
3结论
土地整治规划数据库的建设,实现了整治规划数据的信息化管理,可以方便的进行图件编制输出、规划数据管理分析,对于分析土地整治潜力,实施土地整治项目,均具有重要意义。
参考文献
1标准农田土壤肥力偏低的原因
1.1农村劳动力大量转移
由于种粮比较效益相对较低,农民种粮积极性逐年降低,培肥地力积极性也逐年下降,紫云英等绿肥播种面积下降,农户养猪、牛、羊、兔、鸡、鸭减少,导致积肥畜禽肥减少,特别是大量农村劳动力向二、三产业转移,留守老人成为农村主要的劳动力,劳动能力降低,对有机肥施用减少,施肥选择了化肥,造成有机质普遍下降,土壤酸化和板结趋势明显,影响粮食生产优质高产。
1.2标准农田地力评价指标体系系数降低
一是耕作层厚度变浅。标准农田耕作层厚14~24 cm,平均为18 cm。其中14~16 cm的面积占10.54%;16~20 cm的面积占79.03%;>20 cm的面积占10.43%,与1983年土壤普查时耕作层21 cm对比,耕作层变浅。二是土壤酸化明显。标准农田pH值范围为4.4~5.7,pH值平均为5.13。其中pH值≤5.5的酸性土面积占92.49%;pH值为5.5~6.5的弱酸性土面积占7.51%,生产能力分值为0.4;农田土壤酸化比较严重。三是土壤有机质含量中等。有机质含量范围为10~40 g/kg,平均为30.91 g/kg。其中10~20 g/kg面积占5%;20~30 g/kg面积占46%;30~40 g/kg面积为31.5%;>40 g/kg面积占17.5%。土壤有机质是研究土壤肥力和评价土壤质量的重要指标,有机质含量多,土壤的肥力就相对较高,反之,土壤肥力就低。生产能力分值为0.8,有机质含量属于中等水平。四是有效磷。有效磷含量范围为1.4~281.0 mg/kg,平均值为49.56 mg/kg。其中有效磷≤5 mg/kg的面积占7.8%;5~10 mg/kg面积占13.7%;10~15 mg/kg面积占8.9%;15~20 mg/kg面积占7.7%;20~30 mg/kg面积占9.9%;30~40 mg/kg面积占16.5%;>40 mg/kg面积占35.5%。生产能力分值0.8,属丰富。五是速效钾。速效钾含量范围为6~192 mg/kg,平均含量为34.24 mg/kg。其中≤50 mg/kg面积占83.5%;50~80 mg/kg面积占9.5%;80~100 mg/kg面积占5.9%;>150 mg/kg面积占1.1%。生产能力分值0.3,属偏低。
1.3农民对标准农田的养护力度降低
农业生产是一个露天工厂,受自然气候状况影响很大,加上山区农田基础设施条件差,机械化作业程度低,农业劳动效率偏低,农业规模化经营程度不高,农业生产比较效益低,造成农民不愿意增加对标准农田的养护投入。土壤养分不平衡,障碍因子增多,土壤板结度增加,耕作层变浅。造成种植业生产肥料利用率降低,化肥施用量增加,农业面源污染加重,农产品产量和品质降低,影响农业生产效益提高,制约农业生产可持续发展。
2标准农田改良对策
2.1开发有机肥源,扩大冬绿肥紫云英种植面积
一是充分利用畜禽粪便发酵还田,积造土杂肥,利用山区柴草资源丰富的优势,开展割青踏田、烧灰肥田。二是冬绿肥紫云英作为一种固氮作物可以固定空气中的氮素,还可活化利用土壤中的难溶性磷和缓效钾等养分。绿肥压青利用后可改善土壤团粒结构,协调土壤水、肥、气、热状况,为后季作物提供氮素,从而节省氮肥施用量,提高土壤有机质含量,使土壤变得疏松肥沃,提高土壤肥力。推广种植紫云英等冬季绿肥作物,适量搭配种植油菜、马铃薯、蚕豌豆等经济绿肥作物,通过直接、过腹、堆制、垫栏发酵还田等多种形式还田。开发有机肥源,增加有机肥投入,有效提高土壤基础肥力[4-5]。
2.2大力推广秸秆还田技术,增加有机肥施用量
秸秆中含有大量的有机质、氮、磷、钾和微量元素,且作物秸秆数量大、来源广,是农业生产重要的有机肥源。鲜稻草中含钾量高,补充土壤钾素,同时鲜稻草覆盖还田可以保持旱冬季节土壤水分,为冬作物起到保温防冻作用。农作物秸秆还田方式有直接还田、过腹还田、堆沤还田、垫栏发酵还田等,秸秆还田可补充和平衡土壤养分,改善土壤理化性质,提高资源利用率,节本增效,提高标准农田肥力具有重要意义。
2.3推广应用测土配方施肥技术,提高科学施肥水平
测土配方施肥是指以土壤测试和肥料田间试验为基础,根据作物需肥规律、土壤供肥特点、田间试验、土壤测试结果和作物生产要求,在合理施用有机肥的基础上,提出氮、磷、钾、中量元素、微量元素等肥料数量与配比及其适时、适法施用的施肥方法。针对三江县标准农田土壤肥力现状,该县土肥站开展了测土配方施肥“3414”肥效试验、大区对比校正试验,以期了解不同作物需肥规律,确定肥料的施用比例,优化施肥时期,改进施肥方法;推广普及配方施肥技术,做到用地与养地结合,全面提高农民科学施肥水平,维护提高标准农田肥力水平[6-8]。
2.4加强对农民的技术培训指导
提高农民素质,增强科技意识对于改善三江县标准农田地力具有重要意义。分年度、分季节制定周密详实的培训计划与目标,通过集中授课培训,技术咨询、现场技术指导,发放技术资料,媒体宣传指导,专家热线疑难问题解答,送科技下乡,建立农技人员联系制度等多种形式、途径及渠道加强对农民的技术培训。建立典型示范样板,在做给农民看的同时,广泛深入地对农民开展技术培训、指导工作,为质量提升工作提供直接有效的方式。
2.5建立培肥、改良试验示范体系
在标准农田地力提升实践中,应因地制宜,根据不同内容要求、不同区域、不同类型、不同年度与工作进展,建立村级示范点、乡级示范基地、县级核心示范片等试验示范体系,示范基地要根据各自的培肥、改良重点和关键环节、措施,将深化技术研究、技术服务指导、基础测试等结合起来,建立示范基地,提高农民积极性。
3参考文献
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[4] 武金果,赵广春.几种常用有机肥的增产效应及其对土壤肥力的影响[J].河南农业科学,1998(2):24-26.
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关键词:农村土地整治;环境影响;保护对策
中图分类号:P2文献标识码: A
引言
当前农村土地整治仍然以增加耕地为指导思想,这种片面追求耕地数量和产出的整治模式,势必会对整治区的生态环境产生一定影响,同时在土地整治实际操作中,由于技术支持与实施方法的缺失,也难以实现生态环境保护的效果。近些年,农村土地整治对生态环境的影响,已经引起各级政府和研究学者的高度关注,部分学者从土地整治的理论范畴、生态可持续性、生态环境保护及生态评价方法等方面展开了研究,取得了丰硕的成果。但对于美好乡村建设中的生态风险研究还不多见。
一、推进农村土地整治对生态环境的影响
从生态学角度来看,土地整治过程就是借助系列生物、工程措施,对生态环境系统中水、土壤、生物、植被、气候及景观等因子实施干预的过程,打破原有的生态环境系统,重新构建新的生态环境系统,既会对生态环境系统产生正向生态效益,也可能逆向产生负向生态效益。
农村土地整治一方面通过对未利用土地开发,对遭受破坏、废弃的土地进行复垦,对农村生活用地存在的“空心村”等展开的建设用地整治,对水、田、路、林、村展开的综合整治,促进了农村生产、生活用地生态环境的改善,另一方面对生态环境系统过多地、不恰当地干预,也会加大生态环境系统对外界的依赖,导致自身调节能力的弱化和降低,破坏了土地利用的可持续性。
二、高标准农田建设对于生态环境带来潜在风险
1、土壤的负面影响
工程项目建设进程中,由于工程量较大,需要使用大型机械设备,比如刮平机、推土机等,机械化的挖、填、运等操作,对熟土层会产生破坏,使土壤的理化性质产生改变,各类有机质含量会出现不同程度的减少,容易造成土壤板结,此外干旱少雨时又有可能引发土壤的面蚀和风蚀。
2、对植被的负面影响
高标准农田建设进程中,集中连片增加耕地面积,提高了土地垦殖率,并形成了单一农作物逐步替代田块间自然植被(包括原生、次生植被等)的状况,造成地表植被数量和覆盖面积的降低,同时集中补种的农田林网尚未完全成长,导致整治区生态系统受到不同程度的破坏。
3、对生物多样性的负面影响
硬化的田间道路割裂了原有生物群落的栖息地,压缩了各类动植物生存的空间,阻碍动植物间的交流,损坏了物种迁移和遗传的多样性,进而影响到生物多样性的发展和维持;笔直、硬化的沟渠,造成水流速度加快,无法储存水分涵养水生生物,补充地下水源等问题,使得整治区生态系统结构趋于简化,不利于农业整体生态系统的可持续发展。
三、农村建设用地整治对生态环境的影响机理
农村建设用地整治围绕散乱、废弃、闲置和低效利用的农村建设用地展开综合整治,优化农村建设用地格局,重点整治空心村、旧厂矿废弃地等闲置低效建设用地,提高土地综合利用效率,将节约出的建设用地,用以增加城镇建设用地供给,实现城乡建设用地增减挂钩,保障了城乡统筹发展。农村建设用地整治,一方面改善农村居民生产生活条件,另一方面一定程度上缓解了城镇发展缺地的难题。但是,整治过程中也会对生态环境产生一定的负面影响。
在农村建设用地整治进程中,一方面改善了农村人居环境,提升了农业生产生活的景观格局,另一方面在一定程度上也破坏了原自然景观结构和功能,造成景观多样性减少,景观同质性问题明显,降低了农业生态环境系统自我调节、修复能力,增加了对外界干预的依赖性。
四、宜耕未利用地整治对生态环境的影响机理
经济发展过程中,由于灾害、建设面积扩张以及农业结构调整等原因,不可避免地会减少耕地,为实现耕地总量占补平衡,对宜耕未利用土地整治是一种有效途径,同时从景观美学角度来看,对未利用土地的整治,能够减少农田斑块和廊道的数量,破碎化的农业景观趋于完整,优化了景观格局。实际开发进程中,由于各类宜耕未利用地质量存在很大差异,在当前评价体系不健全、技术标准不完善、质量验收审核不到位的情况下,选择不恰当整治方式对宜耕未利用进行开发,有可能会引发以下几方面的生态风险:
一是对生态环境的综合影响。宜耕未利用地开发,要通过完全改变荒草地、沼泽、滩涂等原有地形地貌,整治为平整、规范的宜耕地,原有生态植被系统被各类农作物、人工林替代,同时也降低了土地利用类型和景观的异质化程度,破坏了土地本身稳定性及抗干扰能力。
二是对土壤的影响。在开发过程中,不合理整治方式更容易导致原本脆弱的地质进一步恶化,造成土壤盐碱化、沙化或水土流失等问题,同时影响到周边生态环境,如整治后耕地灌溉需对地下水源进行开发,从而影响到水资源状况;土地整治后,耕地多采用集约、单一、连片作物种植,干扰了土壤养分循环,造成土壤有机物含量下降。
三是对生物的影响。宜耕未利用地开发降低了生境多样性,造成了生境总量减少、衰退及破碎化,进而影响到物种多样性和遗传多样性,对于濒危物种和生境敏感的物种影响尤其严重。
五、农村土地整治保护生态环境的对策建议
保护生态环境首先要正确认知生态风险作用机理,不能一味地强调“增加耕地面积”或“耕地占补平衡”,要注重长远的和潜在的生态环境影响,充分考虑土地整治进程中生态风险影响因素,将可能发生负向影响减少到最低限度;其次要结合不同区域的生态、地形、气候条件,以及农村土地整治和美好乡村建设的不同特点,综合运用经济、行政和法律等手段,制定适合不同区域的、科学可行的保护生态环境政策措施,具体来说体现在以下几方面:
1、制定生态环境影响评价标准体系
科学的土地整治要实现经济效益、社会效益和环境效益三者统一,但由于环境效益具有一定滞后性,同时当前土地整治项目又缺少一整套完善的生态环境评价体系,使得土地整治项目生态环境评估难以落实到位,进而忽视土地整治中对生态环境的负向影响。农村土地整治生态环境影响因素多、涉及面广、相关性强,评价指标体系构建要综合多学科知识体系,结合生态学、农学、资源环境、植物保护、园林、景观学等专业方法,因地制宜,制定包含土地整治项目前期论证、中期监管及后期控制各阶段的量化评价标准,量化标准有助于增强生态环境保护的可操作性与透明度;同时制定标准体系实施的程序,采取相应法律、政策、法规措施保障落实到位。
2、建立土地整治项目实施的生态风险监管调控机构
及时有效的监管是保障土地整治生态风险管控的一个重要环节,各级政府应制定生态环境保护的任期责任制,根据基层人员配置的实际情况,成立由相关政府部门组建在一起的联合监管机构,包括国土、环保、林业、交通、财政、水利及农户代表,在土地整治项目事前规划、事中监测及事后评估中,严格把关、科学论证,确保生态风险防范落到实处。
3、强化对土壤、水资源和生物多样性的保护力度
针对土地整治中引发的土壤肥力下降、水资源环境负面影响及生物多样性等问题,采取综合技术措施,强化保障力度。在土地整治项目规划、实施和评估中,以发展生态保育型土地整治为目标,强化以土壤肥力提升,加快研发与推广表土剥离技术,保持土壤剥离和回填平整过程中土壤剖面的有机组合和整体性,土地整治后施用有机肥、农家肥,指导实施桔梗还田的办法;增强对水资源保护的力度,水域周围建立保护绿地,避免水利工程项目中过度的裁弯取直,避免由于施肥不当带来的水污染等问题,定期开展清沟掏淤、清捞杂物,确保水流通畅、沟渠干净;在生物多样性保障措施方面,采用硬化路面通过路基打孔为生物迁徙提供通道,设计田间路和生产道泥结碎石路面,辅以耐压草皮,提供动植物栖息场所,保留一定量的沟塘、低洼地,渠道坡面设计为缓坡,减少水位变化带来的冲击等。
结束语
要实现推进农村土地整治的规划目标,需要结合生态环境实际情况,分析土地整治对生态环境影响机理,积极采取制定生态环境影响评价标准体系、建立土地整治项目实施的生态风险监管调控机构、因地制宜地选择土地整治方法和途径等措施,构建生态环境保护机制,形成生态风险防范长效机制,使土地整治真正成为生态环境建设的重要途径。
参考文献
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