小型農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)中存在的問題分析及注意事項(xiàng)

孫翠英

(新疆兵團(tuán)勘測(cè)設(shè)計(jì)院(集團(tuán))有限責(zé)任公司，烏魯木齊830002)

小型農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)中存在的問題分析及注意事項(xiàng)

孫翠英

(新疆兵團(tuán)勘測(cè)設(shè)計(jì)院(集團(tuán))有限責(zé)任公司，烏魯木齊830002)

小型農(nóng)田水利工程建設(shè)是一項(xiàng)較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工作。文章從小型農(nóng)田水利工程的建設(shè)現(xiàn)狀分析入手，并從渠道防滲設(shè)計(jì)、高效節(jié)水灌溉和排堿渠綜合利用3個(gè)方面，給出了小型農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)。期望通過本文的研究能夠?qū)Υ龠M(jìn)我國農(nóng)業(yè)發(fā)展有所幫助。

小型農(nóng)田水利工程;渠道防滲;防滲材料;節(jié)水灌溉

1 小型農(nóng)田水利工程的建設(shè)現(xiàn)狀分析

自20世紀(jì)90年代開始，國家以及新疆維吾爾自治區(qū)逐步加大了農(nóng)田水利工程的建設(shè)力度，為推動(dòng)新疆水利事業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。由于新疆地處祖國西北邊陲，經(jīng)濟(jì)條件較為落后，水利投入雖然有所增加，但總量仍是不足，現(xiàn)狀灌區(qū)仍有較多的小型農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施由于建設(shè)時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低，工程配套程度低，加之建設(shè)質(zhì)量及管理等多方面的原因，老化破損嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)灌溉用水利用系數(shù)約為0.43，這一數(shù)值較之全國平均水平低很多，小型農(nóng)田水利工程建設(shè)是今后新疆水利事業(yè)發(fā)展的重要內(nèi)容之一。

為了有效改善新疆的小型農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施條件，以實(shí)現(xiàn)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的目標(biāo)，新疆從2000年開始，將農(nóng)業(yè)節(jié)水建設(shè)、地下水開發(fā)利用、鹽堿地治理、低產(chǎn)田改造等內(nèi)容作為農(nóng)田水利建設(shè)的重點(diǎn)。據(jù)有關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，新疆的灌溉面積現(xiàn)已達(dá)到約480萬hm2，僅南疆五地州新建的配套機(jī)電井就有5 600多眼，膜下滴灌達(dá)到133.3萬 hm2以上，約有80%的縣市實(shí)現(xiàn)了末級(jí)渠系量水設(shè)施，并完成了4 500 km的各級(jí)防滲渠道建設(shè)，有效促進(jìn)了新疆的農(nóng)業(yè)發(fā)展［1］。

通過近年農(nóng)田水利工程的建設(shè)與運(yùn)行，新疆在小型農(nóng)田水利工程技術(shù)方面暴露出一些問題，具體體現(xiàn)在以下2個(gè)方面:

1)由于小型農(nóng)田水利工程規(guī)模較小，方案比選重視程度不足，多直接采用當(dāng)?shù)貞T用的方式，這很難突出技術(shù)方案的優(yōu)越性，在投入大量人力、財(cái)力、物力的同時(shí)，并未收到應(yīng)有的成效。

2)在小型農(nóng)田水利工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，一些計(jì)算公式的參數(shù)選用缺少依據(jù)，設(shè)計(jì)人員常常采用比較保守的設(shè)計(jì)理念進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，創(chuàng)新性嚴(yán)重不足，設(shè)計(jì)中應(yīng)用的先進(jìn)技術(shù)措施也相對(duì)較少，施工組織設(shè)計(jì)無法達(dá)到方案要求的深度。此外，還存在著部分設(shè)計(jì)內(nèi)容沒有充分結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，致使工程定型不準(zhǔn)確，造價(jià)比較高的問題，造成工程資金使用效率偏低［2］。

針對(duì)當(dāng)前新疆小型農(nóng)田水利工程基礎(chǔ)設(shè)施的實(shí)際情況，為進(jìn)一步做好下一步工作，當(dāng)務(wù)之急是要不斷提高工程設(shè)計(jì)的總體水平，改進(jìn)一些不足之處，并積極采用先進(jìn)的節(jié)水灌溉技術(shù)，以此來進(jìn)一步推動(dòng)新疆農(nóng)業(yè)發(fā)展。

2 小型農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)

2.1 渠道防滲設(shè)計(jì)

2.1.1 設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的主要因素

渠道防滲設(shè)計(jì)是小型農(nóng)田水利工程建設(shè)的重中之重，必須對(duì)此予以足夠的重視。結(jié)合新疆自治區(qū)的實(shí)際情況，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)充分考慮如下因素:

1)氣候條件。這是渠道防滲工程設(shè)計(jì)與施工必須考慮的因素之一，其不僅對(duì)防滲材料的耐久性影響較大，而且也是防凍脹設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵性因素。

2)地形地貌。該因素會(huì)對(duì)防滲渠道工程的造價(jià)有所影響，所以在選擇防滲方案時(shí)應(yīng)當(dāng)充分考慮當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件［3］。

3)土體性質(zhì)?；A(chǔ)土壤本身的滲透性是選擇防滲措施的關(guān)鍵，通常對(duì)于一些基礎(chǔ)較好、渠床穩(wěn)定的地區(qū)，可采用混凝土或是砌石等措施進(jìn)行防滲。而對(duì)于含有膨脹性黏土的渠基，則應(yīng)當(dāng)以厚壓實(shí)土料為主，并盡可能采用柔性防滲措施。

4)地下水位。當(dāng)?shù)叵滤桓哂诜罎B渠底時(shí)，應(yīng)當(dāng)在防滲層下部位置處設(shè)置排水設(shè)施。

5)其它因素。主要包括防滲材料的選擇、工程造價(jià)、管理養(yǎng)護(hù)等。

2.1.2 斷面形式選擇

常用的防滲渠道斷面形式如圖1所示。防滲渠道一般可分為明渠和暗渠兩大類，前者可選用的斷面形式有以下幾種:U型斷面以及復(fù)合型斷面;暗渠則可選用圓形斷面、正反拱形斷面［4］。

圖1 防滲渠道常用的斷面形式

2.1.3 防滲材料的選用

目前，市面上的防滲材料種類比較繁多，每種材料的防滲效果均不相同。為此，應(yīng)當(dāng)結(jié)合工程所在地的實(shí)際情況，并考慮材料的使用年限，選擇最為適合的防滲材料，達(dá)到一勞永逸的目的。各種防滲材料的防滲效果及使用年限如表1所示。

2.1.4 渠道防滲設(shè)計(jì)要點(diǎn)

由于我國南北方存在著明顯的差異，所以在渠道防滲設(shè)計(jì)上也有著一定的區(qū)別。

1)新疆地處我國西北部，該地區(qū)的特點(diǎn)是水量和降水量都相對(duì)較少，防滲設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)特別注意滲漏損失問題，故此可盡量采用混凝土或是瀝青混凝土等防滲結(jié)構(gòu)，其厚度也應(yīng)當(dāng)取最大值，同時(shí)還應(yīng)對(duì)伸縮縫進(jìn)行嚴(yán)格處理［5］。

2)由于北方地區(qū)的地勢(shì)都相對(duì)比較平坦，渠道水流的速度比較緩慢，這樣很容易形成淤積，所以設(shè)計(jì)時(shí)要重點(diǎn)考慮不淤流速。

3)北方地區(qū)的溫度較低，渠道容易形成凍害，設(shè)計(jì)時(shí)必須采取相應(yīng)的抗凍措施，以此來防止渠道破壞。為避免凍脹問題的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)盡可能選用U形渠道。此外，新建的防滲渠道應(yīng)盡可能設(shè)置為南北走向，這樣能夠降低不均勻凍脹變形的發(fā)生幾率。

4)由于北方地區(qū)的地下水位普遍偏低，加之降水量相對(duì)較少，渠道斷面和流量較小，所以設(shè)計(jì)中不需要考慮水位驟降問題。

5)為了進(jìn)一步提高砌體結(jié)構(gòu)的整體性，可以選用強(qiáng)度等級(jí)相對(duì)較高的水泥混合砂漿砌筑，并以水泥砂漿進(jìn)行勾縫，同時(shí)要妥善設(shè)計(jì)砌筑縫，以免裂縫等問題的發(fā)生。

表1 各種防滲材料的防滲效果

2.2 高效節(jié)水灌溉

大力推廣高效以噴、滴灌為主的高效節(jié)水灌溉技術(shù)，噴、滴灌技術(shù)與常規(guī)溝畦灌相比，具有顯著的節(jié)水、增產(chǎn)效益。

2.2.1 滴灌

在對(duì)滴灌系統(tǒng)進(jìn)行布置的過程中，水源的確定是比較重要的環(huán)節(jié)。可結(jié)合工程所在地的情況，將水源選定為水庫、江河、池塘或是自機(jī)井。通常情況下，只要水質(zhì)符合滴灌要求的均可以作為水源;在布設(shè)管網(wǎng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)遵循節(jié)約耕地的原則，將管網(wǎng)布置在少占耕地的位置處，借助輸水管網(wǎng)將凈化之后的水流泵入到支管、輔管和毛管當(dāng)中，隨后便可以通過灌水器灌入到農(nóng)作物根部的土層當(dāng)中。大量的實(shí)踐表明，采用滴灌技術(shù)，不但能夠顯著節(jié)約成本，而且還能起到較好的節(jié)水效果，是今后一個(gè)時(shí)期內(nèi)的重要發(fā)展方向。小型農(nóng)田水利建設(shè)中有條件的地區(qū)應(yīng)充分考慮采用滴灌技術(shù)，并根據(jù)地形條件，盡可能采用自壓灌溉，在工程布置時(shí)要多方案比較，充分考慮當(dāng)?shù)芈毠す芾砟芰εc需要，并考慮下一步全面實(shí)施自動(dòng)化管理的技術(shù)需要。

2.2.2 噴灌

噴灌具體是指借助機(jī)械設(shè)備將壓力噴射至低空，經(jīng)過霧化之后，均勻降落到農(nóng)作物和地面上。也是一種較好的節(jié)水灌溉措施，通常情況下，噴灌系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)部分組成:水源供水工程、田間輸水工程、噴灌機(jī)械設(shè)備。目前，較為常見的噴灌系統(tǒng)有兩大類，即機(jī)組式和管道式?，F(xiàn)階段，噴灌技術(shù)的發(fā)展速度較快，應(yīng)用范圍也相對(duì)較廣，大田、果園、溫室大棚均可以應(yīng)用，同時(shí)還可與施肥機(jī)組結(jié)合使用。噴灌受當(dāng)?shù)貧庀髼l件影響較大，以牧區(qū)應(yīng)用較多，農(nóng)田主要應(yīng)用于苜草、小麥等條播密植作物。

2.3 排堿渠綜合利用

1)可以按照地勢(shì)的高低，在農(nóng)排和支排內(nèi)間隔一定距離設(shè)置水位調(diào)節(jié)閥，若是不具備建閥條件的地區(qū)，可以使用塑料膜、編織袋或是草皮等修筑可調(diào)節(jié)滾水壩。

2)在農(nóng)作物進(jìn)頭水后或是農(nóng)作物生長(zhǎng)至果實(shí)成熟期時(shí)壓閘調(diào)水，借此來使水位提升至距離土層底約30 cm的高度，然后按照土壤的性狀以及土層實(shí)際深度，將水位調(diào)整至距離地表面65～80 cm的高度。通過提升水位不但能夠提高農(nóng)作物對(duì)水肥的利用率，從而減少水肥流失和降低污水排放量，而且還能顯著提高農(nóng)作物的抗旱能力。若是遇到缺水期，可以借助機(jī)力對(duì)排堿渠水進(jìn)行二次利用。在實(shí)際應(yīng)用中，需要對(duì)如下事項(xiàng)加以注意:由于土壤多數(shù)在春季氣溫較低時(shí)容易出現(xiàn)返堿現(xiàn)象，所以在設(shè)置排堿渠時(shí)應(yīng)當(dāng)盡可能降低水位，這樣可以充分發(fā)揮出其排堿作用，不但有利于降低堿害的發(fā)生幾率，而且還能促進(jìn)作物苗期生長(zhǎng)。

3 結(jié)論

總而言之，小型農(nóng)田水利工程建設(shè)是一項(xiàng)較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，想要進(jìn)一步提升工程質(zhì)量，就必須積極應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)方案，不斷提高小型農(nóng)田水利工程的設(shè)計(jì)與建設(shè)整體水平，可從根本上有效推動(dòng)我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

［1］托乎提·艾合買提.促進(jìn)新疆農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展加強(qiáng)農(nóng)田水利基本建設(shè)及漁業(yè)工作［J］.新疆水利，2012(01):21－25.

［2］張希欽.新疆邊遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)田水利發(fā)展困境及支持途徑探索［J］.西部金融，2011(10):39－40.

［3］吳興榮.新疆北屯大型灌區(qū)農(nóng)田水利工程建設(shè)與管理問題初探［J］.中國水運(yùn):下半月，2012，20(05):91 －92.

［4］陳建明.U型混凝土板雙防滲渠道在新疆溫宿縣農(nóng)田水利基本建設(shè)中的應(yīng)用與推廣［J］.吉林水利，2013(08):27－30.

［5］劉麗，莊永娟.節(jié)水灌溉技術(shù)在農(nóng)田水利建設(shè)中的應(yīng)用探討［J］.農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2013(09):25.

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1007－7596(2014)06－0280－03

2014－02－24

孫翠英(1971－)，女，山東即墨人，工程師。