農(nóng)田水利論文：農(nóng)田水利工程規(guī)劃思索

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本文作者：卓俊英 單位：甘肅省皋蘭縣西電管理局

進(jìn)行水量平衡分析，確定灌溉制度

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)水源的可供水量，在詳盡了解項(xiàng)目區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，計(jì)算項(xiàng)目區(qū)的作物需水量，進(jìn)行供需水量平衡分析。對(duì)于占補(bǔ)平衡項(xiàng)目來說，供需水量平衡分析在項(xiàng)目的可行性研究階段進(jìn)行，占補(bǔ)平衡項(xiàng)目中的農(nóng)田水利工程一般是采用10年設(shè)計(jì)，20年校核，由于項(xiàng)目區(qū)范圍不大，引水流量一般1m3/s以下，在水利工程中屬于小型水利工程，首先根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(CB50288-99)結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況確實(shí)設(shè)計(jì)灌溉保證率，皋蘭縣一般取75%，然后根據(jù)灌溉定額或降水的頻率分析選出2個(gè)或3個(gè)符合設(shè)計(jì)灌溉保證率的年份，以其中灌水分配過程不利的一年作為典型年，以該年的灌溉制度作為設(shè)計(jì)灌溉制度。如項(xiàng)目區(qū)在灌區(qū)范圍內(nèi)且采用灌區(qū)已有的取水或輸水工程作為水源的，應(yīng)該以灌區(qū)的灌溉制度作為本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)灌溉制度。在計(jì)算過程中，作物的灌水定額可通過彭曼公式計(jì)算，也可通過用水量平衡法演算得出，對(duì)于常見作物，實(shí)際工作中也采用《甘肅省行業(yè)用水定額》直接取值或進(jìn)行驗(yàn)算。如采用渠道灌溉，還應(yīng)確定輪灌制度。

灌溉工程規(guī)劃

1灌溉機(jī)井規(guī)劃

項(xiàng)目區(qū)灌溉機(jī)并布置應(yīng)翔實(shí)掌握該區(qū)域的地下水分布情況，根據(jù)項(xiàng)目區(qū)的地形、地層、地下水分布情況，結(jié)合項(xiàng)目區(qū)用水需求進(jìn)行灌概機(jī)井井群布置，一般采用梅花形或方格形布置。要根據(jù)項(xiàng)目區(qū)實(shí)際情況進(jìn)行布置，如筆者所在的皋蘭縣西岔鎮(zhèn)陽洼窯村項(xiàng)目區(qū)，由于項(xiàng)目區(qū)內(nèi)農(nóng)田較規(guī)整，且項(xiàng)目區(qū)全部為蔬菜區(qū)，其對(duì)水量的需求量不大，但是對(duì)水量需求時(shí)間長(zhǎng)，所以可以發(fā)展為井灌區(qū)，且根據(jù)地形及項(xiàng)目區(qū)的灌溉田塊分布和已有道路系統(tǒng)實(shí)際情況，采用了方格形布置。布置井位時(shí)要確定井?dāng)?shù)，首先應(yīng)確定單井出水量，單井出水量可參照近年的成井電測(cè)資料確定，也可按照抽水試驗(yàn)確定，有條件的項(xiàng)目、建議按照抽水試驗(yàn)確定。然后根據(jù)單井出水量和灌水定額計(jì)算得出單井的控制面積，按照井灌區(qū)的面積計(jì)算得出井?dāng)?shù)。這里提醒一點(diǎn)計(jì)算得出的井?dāng)?shù)往往并非整數(shù)，千萬不要搞成理論上的四舍五入，計(jì)算得出的井?dāng)?shù)應(yīng)進(jìn)行進(jìn)位取整。布置井位時(shí)還應(yīng)注意一定要計(jì)算井距和影響半徑，確保不會(huì)出現(xiàn)機(jī)井互相影響出水量的情況。

2田間輸水方式確定

解決了水源和灌溉制度的問題，接著要進(jìn)行灌溉輸水方式的選擇。灌溉輸水方式分為地面輸水和地下輸水兩種方式，由于在輸水過程中存在蒸發(fā)和滲漏，選用不同的輸水方式，水的利用系數(shù)也是大相徑庭。舉例而言采用渠道輸水。襯砌渠道的渠系水利用系數(shù)約在0.7左右，而采用管道輸水管道水利用系數(shù)可達(dá)0.9，由于土渠滲漏量過大，農(nóng)渠以上灌溉輸水渠道不會(huì)采用土渠。一般情況下，灌區(qū)面積較大水量較充足時(shí)均選用襯砌渠道作為輸水渠道進(jìn)行地面輸水，灌溉單元較小，水量一般的情況下可采用管道輸水，除泵站輸水管道可能采用鋼管和砼管外，田間輸水管道一般是采用UPVC管道。根據(jù)目前節(jié)約用水及高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)的需要，以后在占補(bǔ)平衡項(xiàng)目的農(nóng)田水利工程中，斗農(nóng)渠應(yīng)盡量采用管道輸水，發(fā)展高效節(jié)水灌溉，是目前農(nóng)田水利工程的大方向，占補(bǔ)平衡項(xiàng)目中的農(nóng)田水利工程亦應(yīng)如此。

3灌溉渠系規(guī)劃

灌溉渠系規(guī)劃時(shí)首先選擇襯砌渠道，按照斷面類型不同，灌溉渠道可分為U形、矩形和梯形。U形渠道輸水能力強(qiáng)、節(jié)水防滲效果好，但由于施工要求高、斷面不宜過大，適用于斗渠和農(nóng)渠；矩形和梯形渠道對(duì)斷面和施工要求不高。適用于干渠和支渠，但矩形渠道占地面積小卻對(duì)材質(zhì)要求較高，梯形渠道恰恰相反，對(duì)材質(zhì)要求較低但占地面積大，因此一般干、支渠渠道應(yīng)按照當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)選擇矩形或梯形渠道，斗渠、農(nóng)渠一般選用U形渠道或者進(jìn)行管道輸水。渠型選定后，根據(jù)灌溉面積和灌水定額確定渠道流量，進(jìn)行渠道橫、縱斷面設(shè)計(jì)，應(yīng)從最末級(jí)渠道開始計(jì)算，逐級(jí)倒算，逆推干渠的橫向設(shè)計(jì)流量和縱向設(shè)計(jì)高程。渠道橫、縱斷面設(shè)計(jì)不能孤立單獨(dú)考慮，兩者之間是相互聯(lián)系的，計(jì)算時(shí)應(yīng)當(dāng)根據(jù)最末級(jí)渠道灌溉面積和灌水定額計(jì)算渠道流量。需要注意的是渠道橫、縱斷面設(shè)計(jì)一定是從最末級(jí)渠道逐級(jí)向上逆推得到的。渠道的流速，應(yīng)滿足不沖不淤流速要求。以加大流量驗(yàn)算不沖流速，并以最小流速驗(yàn)算不淤流速。占補(bǔ)平衡項(xiàng)目通常采用已有的水源工程和渠首工程作為水源，與一般農(nóng)田水利工程相比在整體布局上稍顯復(fù)雜，輸配水渠道的設(shè)計(jì)要根據(jù)整理后的田塊大小、高程、耕作條件及現(xiàn)有水利工程等進(jìn)行配置，并合理確定灌溉方向。在進(jìn)行輸配水渠道的規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮已有的農(nóng)田水利設(shè)施、渠系建筑物和道路設(shè)施等，盡可能避免與現(xiàn)有渠道、道路等基礎(chǔ)設(shè)施交叉，并在各級(jí)渠道上根據(jù)需要修建諸如分水閘、節(jié)制閘，量水堰等，渡槽、跌水、陡坡、渠系建筑物，要進(jìn)行必要的水力計(jì)算和結(jié)構(gòu)計(jì)算，結(jié)構(gòu)斷面較小時(shí)可適當(dāng)簡(jiǎn)化。渠道不宜越級(jí)布設(shè)，布置時(shí)還應(yīng)注意行政界線如鄉(xiāng)界和村界的限制，避免工程投人使用后由此引發(fā)的爭(zhēng)水事件。

4管道系統(tǒng)規(guī)劃

基于管道輸水蒸發(fā)、滲漏較小，管道水利用系數(shù)較大、不占用耕地的優(yōu)點(diǎn)，一些灌溉控制面積不大的項(xiàng)目選用了管道輸水，材質(zhì)一般為UPVC管材。選用地埋管道輸水時(shí)，首先要進(jìn)行壓力計(jì)算和管徑的計(jì)算，以使設(shè)計(jì)方案經(jīng)濟(jì)上合理，技術(shù)上可行。壓力計(jì)算主要是管內(nèi)水壓力和側(cè)向的土壓力計(jì)算，通過壓力計(jì)算得到管道的抗壓強(qiáng)度選用不同壁厚的UPVC管道。管徑計(jì)算要根據(jù)灌溉需水量計(jì)算管道在一定流速下的合理管徑，從而更好的選擇合適的UPVC管道。管道的布置一般遵循支管垂直于主管的原則，并根據(jù)灌溉田塊合理確定管道間距和出水樁間距，丘陵地區(qū)管道間距以50m為宜，管道密度以平均90m/hm2為宜，可根據(jù)地形選擇雙向灌溉或單項(xiàng)灌溉，出水樁一般每50米設(shè)置一個(gè)。管道布置也應(yīng)注意合理的避讓已有的渠道、道路和行政界限。

排水工程規(guī)劃

占補(bǔ)平衡項(xiàng)目也要求做到灌排結(jié)合。對(duì)于出流條件較好或排水設(shè)施較完善的項(xiàng)目區(qū)，可不設(shè)置排水工程；出流條件不好或無排水設(shè)施的項(xiàng)目區(qū)，為保證項(xiàng)目區(qū)旱可灌、澇能排，真正做到旱澇保收，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目區(qū)地形、降水、灌溉、河流滲漏、土質(zhì)、作物種植結(jié)構(gòu)或耕作制度等因素，合理設(shè)置排水系統(tǒng)。排水溝可分為明溝排水和暗管排水，對(duì)應(yīng)于灌溉渠也可分為干、支、斗、農(nóng)四級(jí)，布置時(shí)盡量利用天然河溝。如項(xiàng)目區(qū)內(nèi)以渠道灌溉，在布置時(shí)還應(yīng)考慮灌排結(jié)合，并盡可能與道路相銜接。

水土保持工程規(guī)劃

引起當(dāng)?shù)厮亮魇У闹饕蛩厥潜┯?，在進(jìn)行占補(bǔ)平衡項(xiàng)目農(nóng)田水利工程規(guī)劃的同時(shí)，還應(yīng)注意水土保持，可采用工程或生物措施防止水土流失。一般情況下，在進(jìn)行此部分規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)多采用生物措施，如在占補(bǔ)平衡項(xiàng)目區(qū)內(nèi)種植植被，在主干路兩側(cè)、田間路一側(cè)種植行道樹，在河道邊、陡坎邊種植護(hù)岸林、護(hù)坡林，在梯田邊埂可種植雜草地或苜蓿，這樣既能達(dá)到防止水土流失、涵養(yǎng)水源的目的，又能改善項(xiàng)目區(qū)生產(chǎn)生活環(huán)境，還能提高項(xiàng)目區(qū)的綠化率和覆蓋率。但是要注意的是后期管理的問題，目前皋蘭縣占補(bǔ)平衡項(xiàng)目種植的大部分行道樹死亡率較高，難以形成規(guī)模，起不到水保作用，所以防止水土流失的項(xiàng)目規(guī)劃，一定要考慮好生物措施的后期管護(hù)。6結(jié)語占補(bǔ)平衡項(xiàng)目是提高土地利用率和耕地產(chǎn)出率，實(shí)現(xiàn)耕地占補(bǔ)平衡的重要舉措。在占補(bǔ)平衡項(xiàng)目中規(guī)劃合理、可行的農(nóng)田水利工程，對(duì)改變項(xiàng)目區(qū)灌溉條件、提高項(xiàng)目區(qū)生產(chǎn)生活環(huán)境具有重要意義，可保證占補(bǔ)平衡項(xiàng)目真正做到旱可灌、澇能排，旱澇保收，切實(shí)提高項(xiàng)目區(qū)的灌排能力，保證項(xiàng)目用之于民，造福于民。