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农田水利工程设计分析

摘要:近年来,我国的新农村建设取得了卓有成效的进步。作为农田生产极为重要的组成部分,农田水利工程建设不仅关系着农田水利灌溉的有效性,而且与农业、农村发展息息相关。对农田水利工程的设计对于三农问题的解决、水资源节约等有着极为重要的意义。研究将着重对当前我国农田水利工程设计存在的问题进行深入分析,探究了农田水利工程设计的基本原则,提出了农田水利工程的设计策略,为我国农田水利工程建设提供参考。

关键词:农田水利工程;灌溉设计;取水设计;灌溉渠系布置

改革开放以来,我国的农业科技水平得到了前所未有的提升,在先进科学技术的支持下,农田水利工程设计也取得了一定的成效[1]。我国幅员辽阔,然而人均水资源匮乏,这在一定程度上限制了农业生产发展,农业水利工程作为农业工程中极为重要的组成部分,对于确保粮食安全、开拓农业市场、促进农业发展有着极为重要的意义。

1农田水利工程设计基本原则

1.1继承性原则。基于现代农业生产的实际需要,农田水利工程设计必须充分考虑现实情况,对现有系统的合理性进行有效继承,对以往水利工程设计存在的不合理因素进行改进与调整,建立功能优化与结构合理性相关目标,确保农田水利利用结构与布局的稳定性特征。农田水利工程设计要充分把握现状结构及整体布局,对其存在的问题进行深入分析,然后在此基础上制定一个新的具有合理性、科学性的规划方案。1.2整体性原则。农田水利工程建设直接关系着农作物生长状况,其具备生态服务与隔离建设用地的双重功能,从这个角度来看,必须注重农田水利工程在布局与数量上的统筹兼顾,做好农业经济发展、生态环境安全及生产安全的协调工作,确保农业生产能够实现可持续发展。1.3动态性原则。农田水利工程是生态与经济的综合体,其设计与规划具有一定的相对性,农田水利工程设计并不是一成不变,其需要顺应时代的发展、科学技术的进步以及实际生产的需要作出动态调整与优化,确保生态综合体与经济综合体能够处于相对优化状态。在农田水利工程设计过程中注重其协调性与保护性,以动态的眼光思考问题、解决问题,促进生态与经济的协调发展[2]。

2农田水利工程的设计策略

在进行农田水利工程设计时,要把当地的国土整治山、水、田、林、路的规划密切结合,同时还要考虑其他用水部门如发电、航运、人畜饮水的需要,统筹兼顾。针对当前农田水利工程设计中存在的一系列问题,必须明确农田水利工程设计的关键,掌握其设计要领,促进工程设计质量的提升。2.1水源工程设计。我国地大物博、幅员辽阔,南北水资源存在较大的地区差异。水源工程的设计与规划对于农田水利工程建设有着极为重要的意义。首先,对于现有的常规灌溉水源要实施进一步挖潜与改造,做到合理利用,在水源工程设计过程中要融入节水灌溉措施,确保农业生产需求。其次,在设计水源工程过程中,要根据地区差异给予不同的设计策略,因地制宜,建设多功能小型水源工程,对于山区、山前冲击区以及小型的河网区等,要利用河床渗渠,充分利用调蓄水池,加强对调蓄水池的开发。若处于机井区,则要利用地下水实施人工回灌补源,涵养水源,建立地下水库。平原地区的水源工程设计则要注重对雨洪资源的开发利用,在水资源充足期间储蓄一定的水源,供枯旱季节用。与此同时要大力兴建平原水库,通过江水调蓄,确保农田灌溉用水。水源工程设计需要与实际情况相结合,对于常年存在严重旱情的地区,要注重人工及气象灾害的影响,必要时可通过人工降雨的方式补充水利工程水量,当旱情发生时,能够为农田生产提供水资源,降低旱情对农田生产的影响。对于水土严重流失区域,要充分考虑地形地质、土壤结构及气候条件等,通过水源涵养林、封山育林等缓解水土流失,在地势较高地区建立森林水库,确保自流灌溉,这能够在一定程度上节省农田水利工程建设费用。在降水充足的热带季风湿润气候区可以建立小面积灌溉区,在水源工程设计过程中要充分考虑洪水、暴雨等外界因素影响。2.2输、排水工程设计。在引水设计方面,首先要明确引水流量,尤其是对于技术力量薄弱的地区,在输水工程设计时要与当地用水高峰相结合,根据最大灌水定额与延续时间明确渠道引水流量,渠道横断面的设计要根据水力均匀流进行确定,对于变化较大的水位渠道,可建立挡水墙与水闸,有效设计自流灌溉方式,提升水资源利用率。排水设计方面要明确排水沟流量,并结合地形条件、旱地、水田的特点,设计排涝模数,可采用引水渠道设计。在排水方面首先需要明确排水沟的流量,严格按照地形特点对暴雨标准进行设计,依据水田滞蓄水深、渗漏量等对水田排涝模式予以设计,在渠道横断面设计方面,可以借鉴引水渠道的设计方法。2.3田间工程设计。田间工程主要包括灌排合区与渠道衬砌两个方面。如某农田水利工程建设项目一共需要对三处灌区进行改造,具体建设内容包括:新建4座放水闸门,新建100处集雨水窖,其中集雨水窖的容积一共达到了0.5万m3。分别整治塘坝以及引水堰闸1处,其中塘坝的蓄水量达到了7万m3,新建12眼机电井,并在此基础上发展高效节水灌溉工程一共700亩;另外节水灌溉引水渠道一共21km。。在渠道横断面衬砌处理过程中采用U型预制硂板,圆弧半径设定为0.5m,渠道深度、板厚分别为0.8~2m、0.045m。田间工程要注重对灌排合区的布置,在具体的设计过程中需依据其田块形状划分,一般选择相对规整的条带状田块,其能够促进田间灌溉串排问题的有效解决,避免出现水淹灾害。其次,在水利条件好的地区可采用预制混凝土U型槽渠,减少土方开挖与回填的工作量。另外要对田间作业面及渠道进行合理化的安排与设计,其纵剖图如图1所示。若条件允许,可以布置灌排合区,为田间农作物生长提供有力的生长环境与条件。

3结束语

农田水利工程建设与农业生产发展息息相关,新农村建设、水资源利用率的提升均离不开农田水利工程的设计与规划,在现代农田水利工程设计中必须坚持理论与实际相结合的原则,充分把握农田特点,因地制宜,科学管理、使用水资源,建设合理化的水利工程,确保水利运行体制的合理高效运行,确保农田生产需要,促进农业经济可持续发展。

参考文献

[1]张庆华,崔世彬,马静,等.小型农田水利工程可持续发展运行机制研究[J].水利经济,2011,29(4):1-5.

[2]王秀丽,张凤荣,王跃朋,等.农田水利工程治理天津市土壤盐渍化的效果[J].农业工程学报,2013,29(20):82-88.

[3]周慷慨,罗海波,赵晨晨,等.生态农业发展背景下喀斯特山区土地整理规划设计:以贵州省遵义县尚嵇镇为例[J].贵州农业科学,2012,40(9):216-221.

[4]黄彬彬,胡振鹏,刘青,等.农户选择参与农田水利建设行为的博弈分析[J].中国农村水利水电,2012,35(4):1-4.

作者:张帆 单位:河南省濮阳市南乐县水利局

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