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水庫淹沒耕地抬填措施及難點分析

文檔作者：劉芝文檔來源：湖南省水利水電勘測設計研究總院		更新日期： 2026年04月02日	點擊數：
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上一篇：水土保持措施對水資源與水環(huán)境的影響

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210
實 踐 PRACTICE 區(qū)域治理
水庫淹沒耕地抬填措施及難點分析
湖南省水利水電勘測設計研究總院 劉芝
一、案例項目基本情況
本人有幸先后參與了張家界關門巖水電
站、郴州蟒山水庫、永州涔天河水庫和衡陽
土谷塘航電樞紐等庫區(qū)淹沒耕地抬填工程設
計和現場設計代表工作，對抬填設計工作和
實施過程中暴露的不足有較為深刻的認識。
本次選取張家界關門巖水電站庫區(qū)抬填
工程和衡陽土谷塘航電樞紐庫區(qū)抬填工程為
例，分析說明水庫淹沒區(qū)耕地抬填工程設計
的相關要點和相關問題的處理方案。
關門巖水電站位于張家界市慈利縣江埡
鎮(zhèn)，電站總裝機容量33MW, 水庫正常蓄水
位126.5m，總庫容2541 萬m³。庫區(qū)抬填工
程于2008 年完工，共抬填耕地5 片，總面
積1096.81 畝。本次選取其中的清水溝抬填
區(qū)和三雙教場抬填區(qū)作為分析實例。清水溝
抬填區(qū)呈西北- 東南布置，一側臨庫，抬
填區(qū)長450m，大部分寬125m（尾端狹窄處
寬17 ～ 26m），抬填總面積60.17 畝，所
在庫區(qū)斷面耕地淹沒線高程127.0m，抬填
后田面高程127.5m；三雙教場抬填區(qū)呈東-
西布置，南側臨庫，抬填區(qū)長1600m，寬
450 ～ 150m，抬填總面積662.44 畝，所在
庫區(qū)斷面耕地淹沒線高程127.0m，抬填后
田面高程127.5m。
土谷塘航電樞紐庫區(qū)淹沒涉及衡南縣、
常寧市和耒陽市，船閘工程為三級航道標
準，設計年通過能力1420 萬噸, 電站總裝
機容量90MW，水庫正常蓄水位58.0m，相應
庫容1.97 億m³。庫區(qū)抬填工程于2017 年
完工，共抬填耕地74 片，總面積5182.11
畝。本次選取其中的雅江B 片抬填區(qū)作為分
析實例。該抬填區(qū)呈東- 西布置，一側臨
庫，場地長500m，寬80 ～ 100m，抬填總面
積60.91 畝，所在庫區(qū)斷面耕地淹沒線高程
60.96m，抬填后田面高程61.46m。
關門巖水電站庫區(qū)代表湖南省最早一批
實施抬填工程的水庫，土谷塘航電庫區(qū)耕
地抬填項目則是近年新近完成的抬填工程代
表，因此將兩者進行比較分析，判明優(yōu)劣和
不足，對今后耕地抬填工程設計具有較大參
考價值。
二、耕地抬填工程設計主要內容
水庫淹沒耕地抬填的目的是將原本計劃
淹沒于庫水以下的耕地采用回填土石方的方
法抬離水面，是一種使淹沒耕地保持原有使
用性質的工程措施，可有效節(jié)約耕地資源，
減少因工程建設造成的淹沒損失，同時減輕
庫區(qū)移民安置壓力，降低移民外遷安置的必
要性。
耕地抬填工程設計主要內容包括：抬填
區(qū)域選擇、抬填后田面高程的確定、臨水側
岸坡防護、田間灌排系統(tǒng)恢復、田間交通系
統(tǒng)重建等，涵蓋水工、機電、農田水利、給
排水和交通等多個專業(yè)，是水庫工程設計的
重點也是難點之一。
三、耕地抬填工程設計難點分析及解決
方案
（一）耕地抬填區(qū)域選址
為使耕地抬填工程設計既體現經濟合理
的設計原則，又與黨中央關于建設節(jié)約和可
持續(xù)發(fā)展的新型生態(tài)社會要求相一致，清水
溝抬填區(qū)和雅江B 片抬填區(qū)在設計選址時均
主要考慮淹沒耕地平坦成片、淹沒水深小、
周邊水源穩(wěn)定和現狀已有對外道路等幾點
因素。
清水溝抬填區(qū)原始地面高程為
124.2m ～ 125.7m， 設計抬填高程為
127.5m，填土高度3.3m ～ 1.8m；三雙教場
抬填區(qū)原始地面高程為124.0m ～ 126.0m，
設計抬填高程為127.5m， 填土高度
3.0m ～ 1.5m； 雅江B 片抬填區(qū)原始地面
高程為59.2m ～ 60.1m，設計抬填高程為
61.46m，填土高度2.26m ～ 1.36m。三處抬
填區(qū)回填土石方高度均控制在5m 以內，回
填土石方量適中，經濟性均較好。同時三處
抬填區(qū)內側均有山體泉水或小溪來水，水源
豐富穩(wěn)定，農產品產量和品種穩(wěn)步攀升。
三雙教場抬填區(qū)和雅江B 片抬填區(qū)附近
有已建成的鄉(xiāng)村道路穿過，因此兩處抬填工
程在工程建設過程中施工設備、人員和材料
進出較為便利，工程建設均如期完工。清水
溝抬填區(qū)則無道路連接，需新建臨時道路以
滿足施工要求，但在臨時道路建設時因征地
拆遷等問題使建設進度嚴重滯后，最終導致
清水溝抬填區(qū)完工時間延遲。
上述抬填工程建成后農田灌溉、排澇設
施運行良好，移民自行購買農機設備和跨區(qū)
農機服務隊的機械設備通過省道、縣道和鄉(xiāng)
村道路直達抬填區(qū)（清水溝抬填區(qū)將臨時道
路改建為村道）開展機械化作業(yè)，促進了
抬填區(qū)農作物產量穩(wěn)步增長，庫區(qū)移民對此
表示極為滿意。上述抬填區(qū)選擇在有外部
道路連接覆蓋的區(qū)域實施對減少水庫建設投
資和方便農業(yè)機械化作業(yè)起到了積極推動作
用，也印證了選址時考慮上述設計要點的正
確性。
隨著近年來庫區(qū)基礎設施建設標準的提
高，筆者認為選址設計要點還應增加“優(yōu)先
選擇布置在庫區(qū)復建道路、移民集中安置點
的臨庫外側”一項。一可為復建專項工程提
供臨水側岸坡防護，二可延長了庫水滲流路
徑，降低道路路基和安置點地基受庫水浸泡
出現不均勻沉降的風險，三可方便移民就近
耕作和方便農機設備快速抵達耕作區(qū)域。
（二）抬填高程的確定
湖南省農科院于2005 年曾應邀對水庫
種植的農作物和經濟作物進行了專題研究，
摘要：根據自然資源部發(fā)布的第二次全國土地調查主要數據成果公報，我國目前耕地總面積為203077萬畝。湖南省所在的中部地區(qū)耕地總面積
為46072萬畝，占全國耕地總面積的22.7%，人均耕地約0.83畝，遠低于全國平均水平。隨著我省經濟建設的快速發(fā)展，人與耕地資源稀缺的矛
盾日漸突出。水庫建設中易造成大片耕地淹沒于廣闊的庫水之下而無法利用，因此采取生態(tài)抬填的工程措施使這些耕地起死回生是盤活寶貴土
地資源和落實習黨中央關于生態(tài)文明建設論述的必要途徑。
關鍵詞：抬填；難點；分析；選址；生態(tài)
中圖分類號：P217 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4595（2020）11-0210-0003
作者簡介：劉 芝，生于1985年，本科，工程師，研究方向為水利水電工程建筑。
211
區(qū)域治理 PRACTICE 實 踐
得出了湖南省主要糧食作物水稻的種植要求
為田面高于水面0.5 米為宜，種植柑橘等果
樹的田面要求高于水面1 米為宜。結合湖南
省水庫移民開發(fā)局發(fā)布的庫區(qū)后期扶持數據
分析，清水溝抬填區(qū)和雅江B 片抬填區(qū)農作
物產量均已達到或超過原農田產量，故可佐
證水庫耕地抬填后田面高程采用耕地淹沒線
水位+0.5m 安全超高可滿足農業(yè)生產需要。
（三）抬填區(qū)設計尺寸分析
抬填區(qū)長度和寬度尺寸在以往設計中并
不受重視，基本沿用原淹沒區(qū)域幾何尺寸是
多少，抬填后仍保持一致的原則進行設計規(guī)
劃，由此造成一些區(qū)域及其狹窄，不便于
耕作。
湖南省地處長江中下游降雨豐富，抬填
區(qū)設計田面應按水庫所在區(qū)域為山區(qū)或是平
原區(qū)分別采用布置成階梯狀或斜坡狀，以確
保排水順暢。如何確定抬填區(qū)最小和最大寬
度目前暫無規(guī)范要求，需綜合分析。2012
年7 月國土資源部印發(fā)《高標準基本農田建
設規(guī)范》為我們提供了一些設計參考。其中
附錄B 中對農田形式和長寬度做了如下規(guī)定
（節(jié)選）：
a 平原區(qū)以修建水平條田（方田）為主，
丘陵區(qū)以修建水平梯田為主，并配套坡面防
護設施。
b平原區(qū)條田長度以200m～1000m為宜，
南方平原區(qū)以100m ～ 600m 為宜；條田寬度
取決丁機械作業(yè)寬度的倍數，以50m ～ 300m
為宜。梯田田面長邊宜平行等高線布置，長
度以100m ～ 200m 為宜。田面寬度便于中小
型機械作業(yè)和田間管理。
c 水田區(qū)耕作田塊內部宜布置格田。
格田長度以30m ～ 120m 為宜， 寬度以
20m ～ 40m 為宜；
應注意水庫耕地抬填工程與純農田建設
有所不同，湖南省建設的水庫工程多位于
山丘區(qū)或山區(qū)，單塊抬填面積多在100 畝以
下，但部分情況下仍可形成山區(qū)、丘陵區(qū)里
的小平原地帶，其面積介于條田和梯田面積
之間，因此設計人員應靈活運用規(guī)范。該
規(guī)范中要求不論是條田還是梯田其寬度主要
是滿足機械田間作業(yè)需要，但未明確長寬數
值，需結合其他條款綜合分析。規(guī)范中對耕
地的長寬要求主要是為保證農業(yè)機械設備運
行時（如插秧機、播種機）儲存盒中的農作
物在一個來回時剛好播撒完畢，避免造成設
備空駛而制定的，而規(guī)范中推薦的機械化耕
作最小利用區(qū)域——“格田”推薦布置長度
為30 ～ 120m，寬度為40 ～ 80m，因此作者
認為抬填區(qū)長、寬應采用格田長、寬的倍數，
再結合農業(yè)機械設備一次來往作業(yè)的要求綜
合分析，其得出的結論抬填區(qū)最小凈寬宜采
用40m+ 兩側各預留1m 寬布置排水溝和田坎
位置，共42m；最大寬度采用160m+ 兩側和
中間各預留1m 寬布置排水溝和田坎位置，
共163m。該數值時應采取分區(qū)錯高程布置，
長度則可根據淹沒土地實際長度情況，按格
田長度倍數確定。
清水溝抬填區(qū)大部和雅江B 片抬填區(qū)寬
度均約100m 左右，基本滿足分析推論的要
求，根據后期觀察機械設備耕作正常，未出
現較大空駛或操控困難的情況。但清水溝抬
填區(qū)東南方向尾端存在一處長80m 區(qū)域寬度
僅17 ～ 26m，據移民反映該區(qū)域插秧機和
聯合收割機作業(yè)時只能采取倒退作業(yè)，降低
了作業(yè)效果。目前該區(qū)域大部分已改為人工
種植的菜地。由此可見，合理設計耕地抬填
區(qū)域幾何尺寸是關系到耕作便利與否的重要
指標，也是提高農業(yè)機械化水平的重要保證。
（四）臨水側岸坡生態(tài)防護設計
為保證抬填區(qū)耕地不受庫水侵蝕，設
計一般采用護坡工程常用的混凝土、漿砌石
擋墻和預制塊護坡實施抬填區(qū)臨水側邊坡防
護。清水溝抬填區(qū)臨水側坡面采用漿砌石護
坡防護，三雙教場和雅江B 片抬填區(qū)則采
用了混凝土預制塊護坡，雖然保證了抬填
區(qū)臨水側邊坡不受庫水侵蝕和淘刷，但也
造成一定生態(tài)問題。比較明顯的是蝦、蟹、
蟾蜍、水蛇等動物在有硬質護坡的岸坡邊已
不常見。在河流生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中, 河岸作為
重要組成部分, 是水生生態(tài)與陸地生態(tài)的過
渡區(qū), 傳統(tǒng)的硬質護坡結構將河岸表面封閉
起來, 阻隔了水土的連接通道, 隔絕了生物
和微生物與大地的接觸, 破壞了河流生態(tài)系
統(tǒng)的整體平衡, 生物多樣性條件破環(huán), 天然
食物鏈脫節(jié), 河流生態(tài)系統(tǒng)逐漸退化, 生物
多樣性銳減，近年來中央將環(huán)境保護工作提
到前所未有的高度，水利行業(yè)也應積極執(zhí)
行黨中央關于落實社會主義生態(tài)文明建設的
要求，采用更生態(tài)環(huán)保的措施來實現抬填
區(qū)岸坡安全和維系周邊生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定之間的
統(tǒng)一。
筆者根據多年的設計經驗將水庫耕地
抬填區(qū)臨水側岸坡劃分為正常蓄水位以下坡
面、正常蓄水位至耕地淹沒線高程之間坡面
和耕地淹沒線至岸坡頂部坡面三段區(qū)域。針
對不同區(qū)域坡面采取以下不同的防護方案：
正常蓄水位以下坡面因常年位于庫水水
面以下，采用生長植物的防護形式均不合
理，但適合采用鋼筋石籠或鋼筋石籠墊等方
式。鋼筋石籠采用高強度鋼絲編制成方形或
0.3m 厚的墊子狀籠體，籠體中間充填直徑
100 ～ 300mm 的硬質石料，鋪設于坡面上，
利用石料和下部的土工膜防止土壤顆粒滲
出，同時保證水和微生物自由進出，達到水
生態(tài)環(huán)境和陸地生態(tài)環(huán)境相互聯系的目標。
正常蓄水位至耕地淹沒線高程間坡面僅
在遭遇洪水時才被庫水淹沒，可認為是臨時
或季節(jié)性受淹區(qū)。此類坡面適合采性取生態(tài)
袋護坡、植草預制塊護坡等抗沖刷能力強的
半生態(tài)防護措施，同時應按《堤防工程設計
規(guī)范》（GB50286-2013) 中護坡厚度計算要
求對生態(tài)護坡厚度進行驗算，以確保防護
效果。
耕地淹沒線至岸坡頂部坡面主要受洪水
期波浪爬高、風壅增水影響，受沖刷程度較
輕、歷時較短，因此可采取草皮護坡等全植
物防護措施，最大限度降低對水生生態(tài)與陸
圖1 防護方案
212
實 踐 PRACTICE 區(qū)域治理
地生態(tài)過渡區(qū)的影響。
臨水側岸坡防護除采用生態(tài)環(huán)保材料外
還需對坡面結構形式實施優(yōu)化。以往設計中
坡面一般采用1：1.5 ～ 1：2 的坡度，水生
和陸生動物在坡面上均無法立足，阻礙了兩
者之間的聯系，一定程度上破壞了生態(tài)鏈。
為解決這一問題可對邊坡實施結構優(yōu)化，采
用組合式坡面（如圖1）。正常蓄水位以下
坡面因常年沒于水下，坡比按邊坡穩(wěn)定計算
結果確定即可；正常蓄水位至耕地淹沒線間
的臨時受淹坡面則適合采用生態(tài)袋壘砌成約
15mm 高的小臺階狀，便于水生動物和兩棲
動物攀附躲藏；草皮護坡段坡比應≥ 1：3
為宜，以便兩棲動物和陸生動物抵達。
優(yōu)化結構后，不論水庫水位處于何種
狀態(tài)，水生和陸生動物均可抵達水生生態(tài)與
陸地生態(tài)的過渡區(qū)，鞏固了區(qū)域生態(tài)聯系和
平衡。
（五）灌排系統(tǒng)設計
我國農田水利灌排系統(tǒng)設計經多年發(fā)展
已相當成熟，耕地抬填區(qū)灌排系統(tǒng)只需遵循
規(guī)范要求實施設計即可滿足使用，但灌排渠
道側壁也應盡量采用生態(tài)防護措施，如采用
混凝土、漿砌石、預制構件等硬質材料時建
議在側壁頂部預留一定高度土質邊坡，作為
陸生和水生環(huán)境聯系的通道。
（六）田間道路系統(tǒng)設計
在實施耕地抬填工程中常有庫區(qū)移民和
當地政府要求在抬填區(qū)內配套修建機耕道。
經查閱資料，目前關系到農業(yè)生產的交通道
路一般分為機耕道、田間道和生產路。根據
湖南省2010 年發(fā)布的《湖南省地方標準<
機耕道通用技術條件（DB43/T580-2010）》
中的定義，機耕道為用于農業(yè)機械通往田間
地塊的混凝土或砂石路面的道路。因抬填區(qū)
本身屬于田間地塊，故抬填區(qū)內道路不應按
機耕道設計。參看《高標準基本農田建設規(guī)
范》中有關田間道路工程的規(guī)定可以發(fā)現，
田間道路包含田間道和生產路兩類，因此抬
填區(qū)內道路應參考田間道和生產路規(guī)定實施
設計比較合理。
為推進農業(yè)機械化耕作抬填區(qū)內道路宜
布置成縱橫的路網。沿長方向布置不少于一
條主田間道，沿寬度方向間隔一定距離布置
生產路。依據《高標準基本農田建設規(guī)范》
中南方地區(qū)條田長度為100 ～ 500m，而這
一長度主要受制于機械設備在完成一次往返
耕作的長度，從最短要求需100m 這一數據
可以推斷：農業(yè)機械正常工作長度最小約為
200m，因此抬填區(qū)按沿寬度方向間隔200m
左右設置一條垂直于主田間道的生產道路較
為合理，可保證農業(yè)機械設備在完成一次農
耕作業(yè)后就近補充耕作原料。
三雙教場和清水溝抬填區(qū)設計時國家對
農田機械化耕作暫未出臺相關規(guī)范，因此未
設計修建田間道路。臨河側耕地耕作時需從
抬填區(qū)內側的鄉(xiāng)村公路將農機設備拆散后人
拉肩扛運至自家田地中再行耕作，給耕作帶
來巨大不便，同時也經常干擾搬運線路周邊
的農耕作業(yè)。清水溝和雅江B 片抬填區(qū)因寬
度僅為100m 左右，且村公路緊鄰抬填區(qū)，
田間道路的功能已由村道直接承擔。工程建
成后三雙教場抬填區(qū)移民對缺乏田間道路的
情況十分不滿，后當地政府利用國土整治項
目資金新建了田間道路系統(tǒng)問題才得以最終
解決。由此可見針對寬度超過200m 的田地
設置田間道路是耕地抬填工程設計不可或缺
的項目。
四、總結
耕地抬填工程設計看似技術難度低，實
則制約因素繁多，是關系到移民的切身利益
和庫區(qū)生態(tài)環(huán)境的民生工程，需要每位設計
人員高度重視。
參考文獻
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（上接第202 頁）
敏感性的元件，主要的問題是驅動力不
足，不能夠對大型的土木工程的結構出現直
接的影響，這更是日后對土木結構分析的重
點與難點[5]。
（四）壓磁材料的應用
受到外部磁場的作用，磁流變液懸浮體
系內的黏彈塑性將會有程度不同的影響與變
化，這樣的變化具有可逆性，若是磁場的強
度超過特定的范圍之后，磁流將會在較短的
時間之內轉變成固態(tài)，材料在微觀的層面上
將會呈現成鏈狀的結構。是在相對較寬的變
幅范圍之內、耗時相對較低的控制中作為關
鍵性的材料。
（五）碳纖維混凝土材料的應用
碳纖維的混凝土作為較為關鍵的產品，
在混凝土之中加入特定比例碳纖維能夠有效
的提升材料具備的驅動性能，有效的將自身
的感應性能改變。由于碳纖維有較強的彈性、
較強的強度以及電阻率相對較大等優(yōu)勢，將
其中合理的加入碳纖維混凝土材料能夠有效
的將材料自身具有的綜合性能提升，提升材
料本身的韌性，促進碳纖維之間可以形成較
好的導電性的網絡系統(tǒng)，將隔離導電的作用
發(fā)揮出來，有效降低混凝土材料具有的電導
率、電阻率、壓力以及溫度的變化規(guī)律找出。
因為溫度在不斷的進行變化，碳纖維將會對
材料的電阻造成一定的變化，材料內部的穩(wěn)
定會導致材料出現熱電的效應。碳纖維的混
凝土材料的變形與熱效應主要是因為電磁場
作用導致的?；炷羶忍祭w維材料的結構
與含量會嚴重的影響到材料對溫度的敏感程
度。若是含量超出特定的比例之后，材料就
會形成較為穩(wěn)定的電動勢[6]。
三、結束語
綜上所述，智能材料可以被廣泛的運用
在土木建筑工程之中，對建筑行業(yè)的發(fā)展具
有重點的意義。促使土木工程具有較強的適
應能力，結構得到顯著的提升，促使土木工
程可以成為仿生學的建筑物，將自身具備的
功能有效的實現，對系統(tǒng)內的各個模塊進行
精準的判斷，保障工程的可靠性與安全性，
為土木工程的指標與標準的提高做出較為突
出的貢獻。
參考文獻
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