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土地平整計算的原理與方法

來源:233網校 2008年7月16日

  1.土地平整與其他土地整理工程的協調問題

  土地平整工程作為整個土地整理項目的一個環節,它的規劃和實旌應當與土地整理的其他各項工程協調進行。

  要把耕地、道路、防護林、排灌渠道、機井、抽水站、輸電線路和村莊等結合起來考慮,全面規劃,合理安排。要以村鎮定路,以地形定渠,渠路搭架,劃塊定方。以干、支路與干、支、斗渠分大方,生產路與分、引渠分小方,大方套小方,各個方田形成網格。要先修渠、路,搭好骨架,然后平整土地,進行方內建設。

  2.實施土地乎整工程應遵循的技術標準

  平整后的田塊應有利于作物的生長發育,有利于田間機械化作業,有利于水土保持,滿足灌溉排水要求和防風要求,便于經營管理。

  2.1田塊大小

  耕作田塊大小的確定應綜合考慮地形起伏情況、田間工程難易程度、是否便于耕作和排灌等方面的情況,方田的大小和形狀受田間渠系和道路的走向控制。在平原地區方田長度一般為500~800米,寬度一般為200~300米,方向為南北向。

  2.2田面坡降

  耕作田塊的設計必須保證排灌暢通,灌排調控方便,必須保持一定的田面坡降。縱向(灌水方向)坡降應小于1/500,橫向以水平為宜。

  2.3田塊土壤

  為保證耕作田塊的土壤質量及當年增產,土地平整時應盡量保留耕層熟土,保蓄底墑,打碎土塊,深耕細作。要重施有機肥,巧施速效肥,挖方部位的施肥量至少應為填方部位的2倍。要選種耐瘠作物,加強田間管理。

  2.4挖、填土方量

  土地平整挖、填土方量要基本相等。填方地段和挖方合槽地段均需留有一定虛高,一般虛高應為回填厚度的20~25%。

  3土地平整的基本方法

  土地平整工程通常采用“倒行子法”、“抽槽法”和“全鏟法”等三種方法,每種方法都有各自的優缺點,采用何種土地平整方法,應根據地塊的地形地貌狀況、土地平整方式等具體情況確定。

  3.1倒行子法

  倒行子法是一種機械與人工結合的平整土地的方法。具體操作分兩步進行:

  首先根據測量設計,確定開挖線。

  然后進行劃行取土。沿開挖線,以l米寬度分別向上向下劃行,確定取土帶和填土帶。平整時先挖第一取土帶,直至標準地面以下7寸,將土填入第一填土帶,將第二取土帶厚約7寸耕層肥土,填入第一取土帶槽底。再開挖第二取土帶生土,填入第二填土帶,同時將第三填土帶表土反卷在第二填土帶上,如此抽生留熟,依次平整。

  采用此方法平整土地有兩大優點:可保留表土,保持地力均勻;平地加深翻,可達到改良土壤的目的。但此方法操作較為精細,影響施工進度。

  3.2抽槽法

  抽槽法也是一種機械與人工結合的平整土地的方法。具體操作分三步進行:

  首先根據測量設計,確定開挖線。

  然后開槽平整。根據設計劃行,開槽取土。熟土放至槽梁,生土墊至低處。

  最后搜根平梁,進行合槽。

  采用抽槽法平整土地的最大好處是,可同時開多槽,進度快,工效高。缺點是,合槽時,梁上表土不易保存,造成地力不勻。

  3.3全鏟法

  全鏟法是一種主要依靠機械進行土地平整的方法,在具體操作時,把設計地面線以上的土一次挖去,起高墊低。

  這種方法適于機械平整,工效高。但出現生土多,地力不易恢復。人工平地不宜采用此種方法。

  4土地平整土方量的計算

  土地平整挖填土方量的計算方法有多種。傳統計算方法有方格網法、梯形法(斷面法)、辛卜生法(拋物線法)、等高線法等。近年來隨著計算機技術的發展,一些軟件被廣泛地應用到土方量計算中。常用的有MAPGIS制圖計算軟件、TFT土方計算繪圖軟件、數字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)等(4)。采用相關軟件計算土方量,精度高,速度快,效率高。但其運算原理,與傳統計算方法并無實質性差異,而且必須以精度較高的地形圖作為基礎圖件。而平原地區的大多數土地整理項目區,總體地形平坦,微地貌復雜,地面高差常常在1米以內,項目區地形圖中甚至沒有一條等高線。這樣的地形圖當然不能作為土方量計算的基礎圖件。必須先按照一定規律采集項目區各離散點的地面標高,然后才能進行土方量的計算。方格網法正是按照這樣的步驟進行土方量計算的,有必要在此對這一傳統計算方法的基本原理加以說明。

  方格網法計算土地平整挖填土方量的基本原理是:把要平整的土地分成若干方格,測出各方格點的高程,計算出它們的平均高程,根據平均高程和設計坡度,求出填挖邊界和各方格點的填挖數,最后計算挖填土方量。以下以河北省阜城縣土地整理項目區中的一個典型地塊(400×400米)為例,介紹方格網法計算挖填土方量的簡要過程。

  4.1測設方格網

  先在要平整的地塊內測設方格網,方格的大小根據地形繁簡程度和施工方法而定,一般人工施工多用20×20米方格,地而起伏較大時用10×10米;機械施工多用40×40米或100×100米。因項目區地形起伏不大,且以機械施工為主,方格的大小擬采用100×100米,各方格點按所在的橫縱行列編號(如2.1等),測設完畢繪制一張略圖。

  4.2測量各方格點處的地面高程

  用水準儀實地測量各方格點的水平讀數(精確到毫米),為以后運算方便需將該水平讀數換算成海拔高度。各點的高程值應按點號記錄在設計圖中各方格點的右上角。

  4.3計算方格網的平均高程

  由于各方格點所控制的面積不相同,四角點和周圍邊點控制的面積較中問各點所控制的面積小,采用算術平均法計算平均高程會產生一定的誤差。一般采用加權平均法來計算,以一個方格的四分之一作為一個單位面積,定其權為1,那么各點的權分別是:角點為l(a角=1),邊點為2(a邊:2),中心點為4(Q中=4)。加權平均法就是把各方格點的高程分別乘上各點的權,求得總和后,再除以各點權數總和,此加權平均值即為項目區的設計高程(H)。照此方法計算,此典型地塊的加權平均高程(H)為12.584米。

  H=[a角(H角1+H角2+H角3+H角4)+a邊(H邊1+H邊2+…+H邊12)+a中(H中I+H中2+…+H中9)]/(4 a角+12 a邊+9 a中)

  =[1×(12.810+12.466+12.488+12.618)+2×(12.818+12.615+12.680+12.302+12.374+12.460+12.545+12.502+12.601+12.854+12.811+12.730)+4×(12.684+12.614+12.594+12.612+12.481+12.488+12.400+12.481+12.534)]/(4×1+12×2+9×4)

  =12.570(米)

  4.4計算斜平面上各方格點的設計高程和填挖數

  為排水需要,每塊方田都平整為南高北低的斜平面,縱向坡降15000,橫向水平。因方田形狀規則,故其重心點必然在“土方工程設計圖”中縱坐標為2的那條近東西向直線(0-2)上,因平整后東西向水平,此線上各點的高程均為12.570米。南北向兩方格點間的設計高差為0.02米(100×1/5000),以設計高程12.570米線為基準,各方格點的設計高程是向南遞增0.02米,向北遞減0.02米。各點設計高程的推算,均直接在略圖上進行,設計讀數寫在各方格點的右下角。

  當各方格點的設計高程計算校核無誤后,可按下式計算各點填挖數:

  填挖數=地面高程。設計高程

  式中:填挖數為“+”時,表示挖方;

  填挖數為“-”時,表示填方。

  各點的填挖數在略圖上直接算出,寫在各點設計高程下面。

  4.5計算零點位置,畫出填挖邊界

  在方格的挖方點與填方點之間,必定有一個不挖不填的點,即填挖邊界點(零點),把所有相臨的零點連接起來,就是填挖邊界線(零線)。零點和零線是計算土方量和施工的重要依據。

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