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水库淹没耕地抬填措施及难点分析

文档作者：刘芝文档来源：湖南省水利水电勘测设计研究总院		更新日期： 2026年04月02日	点击数：
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上一篇：水土保持措施对水资源与水环境的影响

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210
实 践 PRACTICE 区域治理
水库淹没耕地抬填措施及难点分析
湖南省水利水电勘测设计研究总院 刘芝
一、案例项目基本情况
本人有幸先后参与了张家界关门岩水电
站、郴州蟒山水库、永州涔天河水库和衡阳
土谷塘航电枢纽等库区淹没耕地抬填工程设
计和现场设计代表工作，对抬填设计工作和
实施过程中暴露的不足有较为深刻的认识。
本次选取张家界关门岩水电站库区抬填
工程和衡阳土谷塘航电枢纽库区抬填工程为
例，分析说明水库淹没区耕地抬填工程设计
的相关要点和相关问题的处理方案。
关门岩水电站位于张家界市慈利县江垭
镇，电站总装机容量33MW, 水库正常蓄水
位126.5m，总库容2541 万m³。库区抬填工
程于2008 年完工，共抬填耕地5 片，总面
积1096.81 亩。本次选取其中的清水沟抬填
区和三双教场抬填区作为分析实例。清水沟
抬填区呈西北- 东南布置，一侧临库，抬
填区长450m，大部分宽125m（尾端狭窄处
宽17 ～ 26m），抬填总面积60.17 亩，所
在库区断面耕地淹没线高程127.0m，抬填
后田面高程127.5m；三双教场抬填区呈东-
西布置，南侧临库，抬填区长1600m，宽
450 ～ 150m，抬填总面积662.44 亩，所在
库区断面耕地淹没线高程127.0m，抬填后
田面高程127.5m。
土谷塘航电枢纽库区淹没涉及衡南县、
常宁市和耒阳市，船闸工程为三级航道标
准，设计年通过能力1420 万吨, 电站总装
机容量90MW，水库正常蓄水位58.0m，相应
库容1.97 亿m³。库区抬填工程于2017 年
完工，共抬填耕地74 片，总面积5182.11
亩。本次选取其中的雅江B 片抬填区作为分
析实例。该抬填区呈东- 西布置，一侧临
库，场地长500m，宽80 ～ 100m，抬填总面
积60.91 亩，所在库区断面耕地淹没线高程
60.96m，抬填后田面高程61.46m。
关门岩水电站库区代表湖南省最早一批
实施抬填工程的水库，土谷塘航电库区耕
地抬填项目则是近年新近完成的抬填工程代
表，因此将两者进行比较分析，判明优劣和
不足，对今后耕地抬填工程设计具有较大参
考价值。
二、耕地抬填工程设计主要内容
水库淹没耕地抬填的目的是将原本计划
淹没于库水以下的耕地采用回填土石方的方
法抬离水面，是一种使淹没耕地保持原有使
用性质的工程措施，可有效节约耕地资源，
减少因工程建设造成的淹没损失，同时减轻
库区移民安置压力，降低移民外迁安置的必
要性。
耕地抬填工程设计主要内容包括：抬填
区域选择、抬填后田面高程的确定、临水侧
岸坡防护、田间灌排系统恢复、田间交通系
统重建等，涵盖水工、机电、农田水利、给
排水和交通等多个专业，是水库工程设计的
重点也是难点之一。
三、耕地抬填工程设计难点分析及解决
方案
（一）耕地抬填区域选址
为使耕地抬填工程设计既体现经济合理
的设计原则，又与党中央关于建设节约和可
持续发展的新型生态社会要求相一致，清水
沟抬填区和雅江B 片抬填区在设计选址时均
主要考虑淹没耕地平坦成片、淹没水深小、
周边水源稳定和现状已有对外道路等几点
因素。
清水沟抬填区原始地面高程为
124.2m ～ 125.7m， 设计抬填高程为
127.5m，填土高度3.3m ～ 1.8m；三双教场
抬填区原始地面高程为124.0m ～ 126.0m，
设计抬填高程为127.5m， 填土高度
3.0m ～ 1.5m； 雅江B 片抬填区原始地面
高程为59.2m ～ 60.1m，设计抬填高程为
61.46m，填土高度2.26m ～ 1.36m。三处抬
填区回填土石方高度均控制在5m 以内，回
填土石方量适中，经济性均较好。同时三处
抬填区内侧均有山体泉水或小溪来水，水源
丰富稳定，农产品产量和品种稳步攀升。
三双教场抬填区和雅江B 片抬填区附近
有已建成的乡村道路穿过，因此两处抬填工
程在工程建设过程中施工设备、人员和材料
进出较为便利，工程建设均如期完工。清水
沟抬填区则无道路连接，需新建临时道路以
满足施工要求，但在临时道路建设时因征地
拆迁等问题使建设进度严重滞后，最终导致
清水沟抬填区完工时间延迟。
上述抬填工程建成后农田灌溉、排涝设
施运行良好，移民自行购买农机设备和跨区
农机服务队的机械设备通过省道、县道和乡
村道路直达抬填区（清水沟抬填区将临时道
路改建为村道）开展机械化作业，促进了
抬填区农作物产量稳步增长，库区移民对此
表示极为满意。上述抬填区选择在有外部
道路连接覆盖的区域实施对减少水库建设投
资和方便农业机械化作业起到了积极推动作
用，也印证了选址时考虑上述设计要点的正
确性。
随着近年来库区基础设施建设标准的提
高，笔者认为选址设计要点还应增加“优先
选择布置在库区复建道路、移民集中安置点
的临库外侧”一项。一可为复建专项工程提
供临水侧岸坡防护，二可延长了库水渗流路
径，降低道路路基和安置点地基受库水浸泡
出现不均匀沉降的风险，三可方便移民就近
耕作和方便农机设备快速抵达耕作区域。
（二）抬填高程的确定
湖南省农科院于2005 年曾应邀对水库
种植的农作物和经济作物进行了专题研究，
摘要：根据自然资源部发布的第二次全国土地调查主要数据成果公报，我国目前耕地总面积为203077万亩。湖南省所在的中部地区耕地总面积
为46072万亩，占全国耕地总面积的22.7%，人均耕地约0.83亩，远低于全国平均水平。随着我省经济建设的快速发展，人与耕地资源稀缺的矛
盾日渐突出。水库建设中易造成大片耕地淹没于广阔的库水之下而无法利用，因此采取生态抬填的工程措施使这些耕地起死回生是盘活宝贵土
地资源和落实习党中央关于生态文明建设论述的必要途径。
关键词：抬填；难点；分析；选址；生态
中图分类号：P217 文献标识码：A 文章编号：2096-4595（2020）11-0210-0003
作者简介：刘 芝，生于1985年，本科，工程师，研究方向为水利水电工程建筑。
211
区域治理 PRACTICE 实 践
得出了湖南省主要粮食作物水稻的种植要求
为田面高于水面0.5 米为宜，种植柑橘等果
树的田面要求高于水面1 米为宜。结合湖南
省水库移民开发局发布的库区后期扶持数据
分析，清水沟抬填区和雅江B 片抬填区农作
物产量均已达到或超过原农田产量，故可佐
证水库耕地抬填后田面高程采用耕地淹没线
水位+0.5m 安全超高可满足农业生产需要。
（三）抬填区设计尺寸分析
抬填区长度和宽度尺寸在以往设计中并
不受重视，基本沿用原淹没区域几何尺寸是
多少，抬填后仍保持一致的原则进行设计规
划，由此造成一些区域及其狭窄，不便于
耕作。
湖南省地处长江中下游降雨丰富，抬填
区设计田面应按水库所在区域为山区或是平
原区分别采用布置成阶梯状或斜坡状，以确
保排水顺畅。如何确定抬填区最小和最大宽
度目前暂无规范要求，需综合分析。2012
年7 月国土资源部印发《高标准基本农田建
设规范》为我们提供了一些设计参考。其中
附录B 中对农田形式和长宽度做了如下规定
（节选）：
a 平原区以修建水平条田（方田）为主，
丘陵区以修建水平梯田为主，并配套坡面防
护设施。
b平原区条田长度以200m～1000m为宜，
南方平原区以100m ～ 600m 为宜；条田宽度
取决丁机械作业宽度的倍数，以50m ～ 300m
为宜。梯田田面长边宜平行等高线布置，长
度以100m ～ 200m 为宜。田面宽度便于中小
型机械作业和田间管理。
c 水田区耕作田块内部宜布置格田。
格田长度以30m ～ 120m 为宜， 宽度以
20m ～ 40m 为宜；
应注意水库耕地抬填工程与纯农田建设
有所不同，湖南省建设的水库工程多位于
山丘区或山区，单块抬填面积多在100 亩以
下，但部分情况下仍可形成山区、丘陵区里
的小平原地带，其面积介于条田和梯田面积
之间，因此设计人员应灵活运用规范。该
规范中要求不论是条田还是梯田其宽度主要
是满足机械田间作业需要，但未明确长宽数
值，需结合其他条款综合分析。规范中对耕
地的长宽要求主要是为保证农业机械设备运
行时（如插秧机、播种机）储存盒中的农作
物在一个来回时刚好播撒完毕，避免造成设
备空驶而制定的，而规范中推荐的机械化耕
作最小利用区域——“格田”推荐布置长度
为30 ～ 120m，宽度为40 ～ 80m，因此作者
认为抬填区长、宽应采用格田长、宽的倍数，
再结合农业机械设备一次来往作业的要求综
合分析，其得出的结论抬填区最小净宽宜采
用40m+ 两侧各预留1m 宽布置排水沟和田坎
位置，共42m；最大宽度采用160m+ 两侧和
中间各预留1m 宽布置排水沟和田坎位置，
共163m。该数值时应采取分区错高程布置，
长度则可根据淹没土地实际长度情况，按格
田长度倍数确定。
清水沟抬填区大部和雅江B 片抬填区宽
度均约100m 左右，基本满足分析推论的要
求，根据后期观察机械设备耕作正常，未出
现较大空驶或操控困难的情况。但清水沟抬
填区东南方向尾端存在一处长80m 区域宽度
仅17 ～ 26m，据移民反映该区域插秧机和
联合收割机作业时只能采取倒退作业，降低
了作业效果。目前该区域大部分已改为人工
种植的菜地。由此可见，合理设计耕地抬填
区域几何尺寸是关系到耕作便利与否的重要
指标，也是提高农业机械化水平的重要保证。
（四）临水侧岸坡生态防护设计
为保证抬填区耕地不受库水侵蚀，设
计一般采用护坡工程常用的混凝土、浆砌石
挡墙和预制块护坡实施抬填区临水侧边坡防
护。清水沟抬填区临水侧坡面采用浆砌石护
坡防护，三双教场和雅江B 片抬填区则采
用了混凝土预制块护坡，虽然保证了抬填
区临水侧边坡不受库水侵蚀和淘刷，但也
造成一定生态问题。比较明显的是虾、蟹、
蟾蜍、水蛇等动物在有硬质护坡的岸坡边已
不常见。在河流生态环境系统中, 河岸作为
重要组成部分, 是水生生态与陆地生态的过
渡区, 传统的硬质护坡结构将河岸表面封闭
起来, 阻隔了水土的连接通道, 隔绝了生物
和微生物与大地的接触, 破坏了河流生态系
统的整体平衡, 生物多样性条件破环, 天然
食物链脱节, 河流生态系统逐渐退化, 生物
多样性锐减，近年来中央将环境保护工作提
到前所未有的高度，水利行业也应积极执
行党中央关于落实社会主义生态文明建设的
要求，采用更生态环保的措施来实现抬填
区岸坡安全和维系周边生态环境稳定之间的
统一。
笔者根据多年的设计经验将水库耕地
抬填区临水侧岸坡划分为正常蓄水位以下坡
面、正常蓄水位至耕地淹没线高程之间坡面
和耕地淹没线至岸坡顶部坡面三段区域。针
对不同区域坡面采取以下不同的防护方案：
正常蓄水位以下坡面因常年位于库水水
面以下，采用生长植物的防护形式均不合
理，但适合采用钢筋石笼或钢筋石笼垫等方
式。钢筋石笼采用高强度钢丝编制成方形或
0.3m 厚的垫子状笼体，笼体中间充填直径
100 ～ 300mm 的硬质石料，铺设于坡面上，
利用石料和下部的土工膜防止土壤颗粒渗
出，同时保证水和微生物自由进出，达到水
生态环境和陆地生态环境相互联系的目标。
正常蓄水位至耕地淹没线高程间坡面仅
在遭遇洪水时才被库水淹没，可认为是临时
或季节性受淹区。此类坡面适合采性取生态
袋护坡、植草预制块护坡等抗冲刷能力强的
半生态防护措施，同时应按《堤防工程设计
规范》（GB50286-2013) 中护坡厚度计算要
求对生态护坡厚度进行验算，以确保防护
效果。
耕地淹没线至岸坡顶部坡面主要受洪水
期波浪爬高、风壅增水影响，受冲刷程度较
轻、历时较短，因此可采取草皮护坡等全植
物防护措施，最大限度降低对水生生态与陆
图1 防护方案
212
实 践 PRACTICE 区域治理
地生态过渡区的影响。
临水侧岸坡防护除采用生态环保材料外
还需对坡面结构形式实施优化。以往设计中
坡面一般采用1：1.5 ～ 1：2 的坡度，水生
和陆生动物在坡面上均无法立足，阻碍了两
者之间的联系，一定程度上破坏了生态链。
为解决这一问题可对边坡实施结构优化，采
用组合式坡面（如图1）。正常蓄水位以下
坡面因常年没于水下，坡比按边坡稳定计算
结果确定即可；正常蓄水位至耕地淹没线间
的临时受淹坡面则适合采用生态袋垒砌成约
15mm 高的小台阶状，便于水生动物和两栖
动物攀附躲藏；草皮护坡段坡比应≥ 1：3
为宜，以便两栖动物和陆生动物抵达。
优化结构后，不论水库水位处于何种
状态，水生和陆生动物均可抵达水生生态与
陆地生态的过渡区，巩固了区域生态联系和
平衡。
（五）灌排系统设计
我国农田水利灌排系统设计经多年发展
已相当成熟，耕地抬填区灌排系统只需遵循
规范要求实施设计即可满足使用，但灌排渠
道侧壁也应尽量采用生态防护措施，如采用
混凝土、浆砌石、预制构件等硬质材料时建
议在侧壁顶部预留一定高度土质边坡，作为
陆生和水生环境联系的通道。
（六）田间道路系统设计
在实施耕地抬填工程中常有库区移民和
当地政府要求在抬填区内配套修建机耕道。
经查阅资料，目前关系到农业生产的交通道
路一般分为机耕道、田间道和生产路。根据
湖南省2010 年发布的《湖南省地方标准<
机耕道通用技术条件（DB43/T580-2010）》
中的定义，机耕道为用于农业机械通往田间
地块的混凝土或砂石路面的道路。因抬填区
本身属于田间地块，故抬填区内道路不应按
机耕道设计。参看《高标准基本农田建设规
范》中有关田间道路工程的规定可以发现，
田间道路包含田间道和生产路两类，因此抬
填区内道路应参考田间道和生产路规定实施
设计比较合理。
为推进农业机械化耕作抬填区内道路宜
布置成纵横的路网。沿长方向布置不少于一
条主田间道，沿宽度方向间隔一定距离布置
生产路。依据《高标准基本农田建设规范》
中南方地区条田长度为100 ～ 500m，而这
一长度主要受制于机械设备在完成一次往返
耕作的长度，从最短要求需100m 这一数据
可以推断：农业机械正常工作长度最小约为
200m，因此抬填区按沿宽度方向间隔200m
左右设置一条垂直于主田间道的生产道路较
为合理，可保证农业机械设备在完成一次农
耕作业后就近补充耕作原料。
三双教场和清水沟抬填区设计时国家对
农田机械化耕作暂未出台相关规范，因此未
设计修建田间道路。临河侧耕地耕作时需从
抬填区内侧的乡村公路将农机设备拆散后人
拉肩扛运至自家田地中再行耕作，给耕作带
来巨大不便，同时也经常干扰搬运线路周边
的农耕作业。清水沟和雅江B 片抬填区因宽
度仅为100m 左右，且村公路紧邻抬填区，
田间道路的功能已由村道直接承担。工程建
成后三双教场抬填区移民对缺乏田间道路的
情况十分不满，后当地政府利用国土整治项
目资金新建了田间道路系统问题才得以最终
解决。由此可见针对宽度超过200m 的田地
设置田间道路是耕地抬填工程设计不可或缺
的项目。
四、总结
耕地抬填工程设计看似技术难度低，实
则制约因素繁多，是关系到移民的切身利益
和库区生态环境的民生工程，需要每位设计
人员高度重视。
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（上接第202 页）
敏感性的元件，主要的问题是驱动力不
足，不能够对大型的土木工程的结构出现直
接的影响，这更是日后对土木结构分析的重
点与难点[5]。
（四）压磁材料的应用
受到外部磁场的作用，磁流变液悬浮体
系内的黏弹塑性将会有程度不同的影响与变
化，这样的变化具有可逆性，若是磁场的强
度超过特定的范围之后，磁流将会在较短的
时间之内转变成固态，材料在微观的层面上
将会呈现成链状的结构。是在相对较宽的变
幅范围之内、耗时相对较低的控制中作为关
键性的材料。
（五）碳纤维混凝土材料的应用
碳纤维的混凝土作为较为关键的产品，
在混凝土之中加入特定比例碳纤维能够有效
的提升材料具备的驱动性能，有效的将自身
的感应性能改变。由于碳纤维有较强的弹性、
较强的强度以及电阻率相对较大等优势，将
其中合理的加入碳纤维混凝土材料能够有效
的将材料自身具有的综合性能提升，提升材
料本身的韧性，促进碳纤维之间可以形成较
好的导电性的网络系统，将隔离导电的作用
发挥出来，有效降低混凝土材料具有的电导
率、电阻率、压力以及温度的变化规律找出。
因为温度在不断的进行变化，碳纤维将会对
材料的电阻造成一定的变化，材料内部的稳
定会导致材料出现热电的效应。碳纤维的混
凝土材料的变形与热效应主要是因为电磁场
作用导致的。混凝土内碳纤维材料的结构
与含量会严重的影响到材料对温度的敏感程
度。若是含量超出特定的比例之后，材料就
会形成较为稳定的电动势[6]。
三、结束语
综上所述，智能材料可以被广泛的运用
在土木建筑工程之中，对建筑行业的发展具
有重点的意义。促使土木工程具有较强的适
应能力，结构得到显著的提升，促使土木工
程可以成为仿生学的建筑物，将自身具备的
功能有效的实现，对系统内的各个模块进行
精准的判断，保障工程的可靠性与安全性，
为土木工程的指标与标准的提高做出较为突
出的贡献。
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