農田水利灌溉工程規(guī)劃設計分析

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摘要：農田水利灌溉工程是我國農業(yè)發(fā)展的重要基礎設施，對于提高農產品質量和產量，推動農業(yè)經濟增長具有重要作用。要結合實際需求，對農田水利灌溉工程進行統籌規(guī)劃、合理設計，并對現代化農業(yè)灌溉技術進行有效應用，促進農業(yè)高質量發(fā)展。本文主要對農田水利灌溉工程規(guī)劃設計進行分析，并對具體的灌溉技術進行研究，旨在進一步提高農業(yè)生產基礎建設水平，加快發(fā)展現代高效農業(yè)。

關鍵詞：農田水利灌溉工程；規(guī)劃設計；灌溉技術

農業(yè)經濟是我國國民經濟的重要組成部分。促進農業(yè)經濟增長，需要優(yōu)化農田水利灌溉工程的規(guī)劃與設計。提高農田水利灌溉工程建設質量，不僅可以提高水資源利用率，加強農田灌溉有效性，而且還可以增加農產品產量，提高其產品質量，促進農村經濟發(fā)展，為現代灌溉技術的有效應用提供物質基礎。隨著農業(yè)經濟的發(fā)展，我國加強了對農田水利灌溉工程建設的重視程度，并對節(jié)水農業(yè)灌溉技術進行全面推廣，但是部分區(qū)域缺乏節(jié)水灌溉意識，認識不到節(jié)約水資源的重要性，導致節(jié)水灌溉技術難以有效落實。另外，農田水利灌溉工程建設中的財政支持不足，缺乏建設資金，不能對現代化技術和設備進行全面引進，一定程度上影響了灌溉技術的使用效果。在部分區(qū)域農田水利灌溉工程建設中缺乏科學合理的設計規(guī)劃，導致灌溉工程與當地的實際需求不相符，影響其正常使用[1]?；诖?，要優(yōu)化農田水利灌溉工程的規(guī)劃與設計，充分發(fā)揮其功能作用。農田水利灌溉工程的投入使用，能夠結合農作物實際生長需求，灌溉合適的水量，確保農作物正常生長發(fā)育。在提高農作物產量和品質的同時，也能促進節(jié)水農業(yè)技術的大力推廣，減少對地下水的開發(fā)利用。此外，可避免過度施加農藥、肥料，保護生態(tài)環(huán)境。

1農田水利灌溉工程規(guī)劃設計要點

1.1設計標準

在對農田水利灌溉工程進行規(guī)劃設計時，需要對當地的氣候、降水量等因素進行綜合考量。不同的季節(jié)降水量不同，河流徑流量也存在很大的不同。農作物種類、需水量也會隨著季節(jié)變化出現不同的特征。因此，在對農田水利灌溉工程進行規(guī)劃設計時，要結合具體情況，制定科學合理的灌溉設計標準。通常情況下，設計標準的確定要對以下因素進行綜合考慮，如灌區(qū)水源來水情況、現有水利設施情況、農作物具體種植情況、當地經濟發(fā)展水平等，保障農業(yè)灌溉水的充足，滿足實際的灌溉水需求，只有這樣才能明確灌溉工程建設規(guī)模[2]。

1.2取水方式設計

農田水利灌溉工程的取水方式包含自流取水和提水灌溉2種方式。以河流水為來源的灌溉方式即自流取水方式，又具體分為2種形式：無壩取水、有壩取水。無壩取水主要是以建閘取水方式為主，可以實現對渠道水徑流量的有效控制，避免受到洪水侵襲[3]。有壩取水主要是在河流上修建堤壩，可以充分發(fā)揮溢流壩的作用，提高水位，強化汛期防水效果，并能夠對入渠流量進行控制，減少泥沙進入到水渠中，保障農田安全。

1.3設計原則

在對農田水利灌溉工程進行規(guī)劃設計時，不僅要對經濟性需求進行考量，更要對其他方面的因素進行綜合考慮，如社會效益、土地資源整治需求、地域環(huán)境規(guī)劃要求等，并保障灌溉工程規(guī)劃與區(qū)域各方面的規(guī)劃相聯系，滿足灌區(qū)實際用水需求的同時，促進整體區(qū)域規(guī)劃的科學發(fā)展[4]。在設計過程中要保障工程設計安全性，對工程建設區(qū)域的地形進行實地考察分析，繞開危險路段，減少工程施工對人員的危害；大力推廣節(jié)水灌溉技術，綜合利用多方資源，提高水資源利用率，可以嘗試地表水與地下水的綜合利用，拓展灌溉渠道；對當地地勢地形進行綜合利用，盡量實現自流灌溉，地勢高的區(qū)域設置灌溉水渠，地勢低的區(qū)域設置排水溝。

2農田水利灌溉工程規(guī)劃設計在高臺縣灌區(qū)改造工程中的應用

在高臺縣黑河節(jié)水工程建設中，友聯灌區(qū)渠道改建工程屬老灌區(qū)改造。工程建設項目主要內容是對原有土渠采取砼現澆或預制磚的方式進行高標準襯砌，對原有建筑物拆除新建，對干、支、斗渠原渠道進行裁彎取直和新改線走向重新開挖襯砌，灌區(qū)部分區(qū)域實施高效節(jié)水工程進行新打機井和舊井改造工程配套和輸電線路架設等。該灌區(qū)地處黑河下游，農田灌溉關鍵期河源來水較少，且來水量分布不均，晝夜溫差較大。在進行初步設計時，按照已批準的可行性研究報告和對可研報告的審查意見，依據相關設計規(guī)范進行設計，參照的規(guī)范主要有《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SB252-2000）、《節(jié)水灌溉技術規(guī)范》（SL18-91）、《灌溉與排水工程設計規(guī)范》（GB50288-99）、《渠道防滲工程技術規(guī)范》（SL18-91）、《渠系工程抗凍脹設計規(guī)范》（DL/T5082-1998）、《農用機井技術規(guī)范》（SD188-86）、《水工建筑物抗凍脹設計規(guī)范》（DL/T5082-1998）、《微灌工程技術規(guī)范》（SL103-95）、《低壓管道輸水灌溉工程技術規(guī)范（井灌區(qū)部分）》（SL/T153-95）等進行設計。

2.1灌區(qū)基本情況

友聯灌區(qū)位于甘肅省河西走廊中部的高臺縣境內，該灌區(qū)是以河水灌溉為主、井水補充灌溉的混合灌溉大型灌區(qū)，灌區(qū)涉及7個鎮(zhèn)、79個村、501個社、總人口1055萬人，土地總面積4.44萬hm2，主要由耕地、林地、荒地及荒漠戈壁等組成，灌區(qū)土地肥沃，灌溉歷史悠久，灌溉面積2.23萬hm2。

2.2水利工程現狀

灌區(qū)內水土資源豐富，光照資源充足，有平原洼地水庫8座，總庫容2357萬m3，建有干、支、斗排水溝295條，總長度423km，配套各類建筑物622座，灌區(qū)內有干渠19條，可用于提取用地下水的機井80眼，年共開采量94.5萬m3；灌區(qū)內有干渠14條，長148.8km，支渠6條，長22.83km，斗渠209條，長120km，各級渠系各類建筑物共計479座。

2.3灌區(qū)改造建設的必要性

灌區(qū)干渠引輸水工程始建于20世紀50年代，自建成以來一直為土渠運行，工程因多年運行老化失修嚴重，輸水沿途滲漏損失大，田間工程不配套，水資源利用率低，灌區(qū)用水矛盾日益突出，已不能適應國民經濟和社會發(fā)展的要求。

2.4灌區(qū)改造規(guī)劃設計

2.4.1引水資源量。根據《高臺縣地下水資源及其開發(fā)利用規(guī)劃報告》，友聯灌區(qū)（包括巷道、正遠、宣化、黑泉、駱駝城、南華等）地下水補給量21640.6×104m3/a，地下水排泄量為22785.44×104m3/a，均衡差為-1144.84×104m3/a，為負均衡。灌區(qū)水資源量主要由黑河過境水和地下水2部分構成。根據水土資源平衡分析，灌區(qū)實際利用的水資源量為2.2704億m3。2.4.2現狀灌溉水利用系數確定。灌區(qū)各級渠系已基本形成規(guī)模，做初步設計時，通過灌區(qū)調查和實地測量，已基本確定出干、支、斗、農渠的現狀利用率，并反復進行了復核。η水＝η干×η支×η斗×η農×η田間（1）干渠水綜合利用系數η干=0.755；支渠水綜合利用系數η支=0.95；斗渠水綜合利用系數η斗=0.965；農渠水綜合利用系數η農=0.831；田間水利用系數η田間=0.887；通過計算，η渠系=0.575，η水=0.51。2.4.3工程等級標準。按照《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252-2000），本灌區(qū)工程屬中型Ⅲ等工程，根據《灌溉與排水工程設計規(guī)范》（GB50288-99）規(guī)定，灌區(qū)干支渠建筑物均按5級設計；項目區(qū)屬地震基本烈度8度區(qū)，主要建筑物按8級設防。2.4.4設計基本資料。基本資料包括灌區(qū)水文、氣象、地質資料以及灌區(qū)天然建筑材料分布情況、灌區(qū)現狀渠系情況、改造段渠道的測量資料等。標準凍深：1.06m。地下水位：干渠段，渠底以下0.5～1m；支渠段，渠底以下0.5～1.5m。糙率：現澆砼襯砌n＝0.015；砼預制塊襯砌n＝0.017；細粒砼襯砌n＝0.025；干砌石襯砌n＝0.0275。地基承載力：淤泥質粉細砂80～100KPa，中-重壤土120KPa，黏性土160KPa。2.4.5干渠工程布置與設計。干渠改建工程原渠線平行于等高線布置，縱坡較緩，但渠道多處彎曲，部分渠道處于臨澤縣境內，干渠兩側占用農田多，交叉建筑物較多，沿原渠線布置裁彎取直則占用大量農田，在設計時經多方案比較，在該段全部進行改線，可避免渠旁農田灌溉回歸水對渠道的不利影響，在改建工程施工期也不影響農田灌溉，與原渠道相比，縮短渠線，節(jié)約了資金，是理想的設計方案。干渠設計縱坡1/4000，橫斷面采用弧底梯形，設計流量1.55m3/s，加大1.94m3/s，設計水深1.1m，加大水深1.23m，安全超高0.26m，渠深1.49m，邊坡系數1.25。2.4.6支渠工程布置與設計支渠垂直于等高線布置，縱坡適中，原支渠布置基本合理，灌區(qū)內渠、路、林、田已形成格局，設計時局部進行調整。支渠設計縱坡1/700～1/900，沿途無跌水、陡坡等消能建筑物；支渠設計橫斷面采用弧底梯形，設計流量0.7～0.82m3/s，設計水深0.74m，安全超高0.15m，渠深0.89m，邊坡系數0.75。2.4.7斗渠設計。斗渠在支渠上開口，平行于等高線布置，斗口量多面廣，受資金制約，各斗渠上只新建配套斗口，因各支渠斷面尺寸相對較小，斗口采用典型設計。支渠各斗口為方便運行管理，均在相應位置設置節(jié)制閘，節(jié)制閘擬定為單孔，孔寬1.2m，過閘水流流態(tài)為無坎寬頂堰流，經對閘孔的過流能力進行復核，滿足支渠設計流量0.71m3/s。該工程的實施，實現了從黑河少引水量718.3萬m3，節(jié)約凈水量332.3萬m3，年增加正義峽下泄量324萬m3，緩解了黑河下游用水矛盾，改善了下游生態(tài)環(huán)境。

3農業(yè)灌溉技術概述

3.1做好“最后一公里”工作

農田水利灌溉工程建設完成之后，要做好后續(xù)工作的有序開展。一般需要鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）人民政府的積極配合，對各村社的地理環(huán)境、灌溉需求等信息數據進行全面調查分析，并在此基礎上，選擇合理的方式對河道、渠道設施科學的規(guī)劃設計，并保障渠道引流的順利開展；要結合實際的農田灌溉需求，在對各方面影響因素進行綜合考量的基礎上，選擇合適的位置建設水泵站。要對水利工程建設、管理、運行等工作的責任具體落實到相關人員，每個村社安排專門的人員進行負責，保障水利工程的優(yōu)化管理。

3.2管灌技術

管灌技術主要是利用低壓管道進行灌溉的技術方式，避免渠道灌溉過程中水資源的蒸發(fā)、滲入地面等現象，提高了水資源利用率，而且管灌技術成本費用較低，設備鋪設簡單，對土地空間占用不大，是推廣范圍較廣的一種灌溉技術[5]。

3.3噴灌技術

噴灌技術主要是利用壓力作用，把水向上噴射，并自然灑落到農作物枝葉和地面。灌溉方式主要包含搖臂式、旋轉式等形式。主要應用在蔬菜、大田作物、苗圃種植中，也經常在園林綠化中應用。該種技術方法要求不高，費用較低，應用廣泛。

3.4微噴灌技術

微噴灌技術在現代農業(yè)生產中應用較為廣泛，綜合了噴灌、微灌技術的優(yōu)勢特長，規(guī)避其缺陷問題，可以實現對農田的局部高效灌溉管理。該技術在實際應用中的節(jié)水節(jié)能效果更加明顯，通常在育苗、大棚花卉、果蔬種植中比較常用。此外，在露天蔬菜種植中也可以使用。在具體灌溉過程中可以通過對微型噴頭折射、旋轉的方式，把水均衡地噴灑在作物枝葉上[6]。該灌溉技術方式可以使水流輕柔地落到農田表面、農作物枝葉上，減少對農作物的沖擊傷害，還可以配合農藥、肥料進行綜合性水肥管理。但是微噴灌技術的使用成本較高，需要大量的人力、物力進行設備鋪設安裝，技術要求較高。

3.5滴灌技術

在輸送管道上面設置低壓支管、毛管滴頭等，能夠對農作物進行近距離直接性緩慢滴水，可以提高水資源利用率，增加農作物根系對水資源的有效吸收，強化灌溉有效性。主要應用于大棚蔬菜、果園、溫室花卉中，能夠有效提高農作物質量，強化農作物供水供肥的有效性，提高水資源利用率，適用性較強，可以對各種地形、土壤進行使用。

4結語

農田水利灌溉工程的優(yōu)化設計與規(guī)劃，對于農業(yè)經濟高質量發(fā)展具有重要的作用。要結合具體情況，對灌溉設計標準、取水方式、設計原則等進行科學掌控，并大力推廣節(jié)水灌溉技術，推動節(jié)水農業(yè)的高速發(fā)展，提高農業(yè)經濟效益和生態(tài)效益。

作者:劉國恒 單位:甘肅省高臺縣水務局