小型農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)與施工分析

閔躍齊

南澗彝族自治縣水利勘測(cè)設(shè)計(jì)隊(duì)

摘要：農(nóng)業(yè)作為我國的第一產(chǎn)業(yè)，在整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)重要地位，只有確保農(nóng)田水利工程的建設(shè)質(zhì)量，才能實(shí)現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，小型農(nóng)田水利渠道的設(shè)計(jì)與施工是確保水利工程灌溉效益的基礎(chǔ)。本文就針對(duì)小型農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)與施工進(jìn)行了分析和探討。

關(guān)鍵詞：小型農(nóng)田；水利渠道；設(shè)計(jì)；施工

從目前的現(xiàn)狀看，我國農(nóng)田灌溉由于受當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)技術(shù)條件的限制，大多采用的是傳統(tǒng)的土渠，這種傳統(tǒng)渠道的施工工藝落后、使用壽命短，而且在使用過程中往往會(huì)出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，導(dǎo)致大量灌溉水源被浪費(fèi)，進(jìn)一步加劇了我國水資源緊缺的狀況。這在一定程度上反映出加強(qiáng)我國農(nóng)田水利工程建設(shè)的必要性，對(duì)于小型農(nóng)田水利工程來說，應(yīng)當(dāng)從渠道設(shè)計(jì)與施工入手，著重解決目前存在的問題，全面提高工程質(zhì)量。

一、小型水利渠道設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則

（一）充分利用周邊地形的原則

在小型水利農(nóng)田渠道的設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持充分利用周邊地形的原則，盡量發(fā)揮出當(dāng)?shù)氐匦蔚膬?yōu)勢(shì)，一般情況下，渠道的排水管應(yīng)設(shè)在地勢(shì)較低的位置，這樣才能讓排水管中的水順流而下，提高排水速度。相反，灌溉水管應(yīng)設(shè)置在地勢(shì)較高的位置，盡量實(shí)現(xiàn)自流灌溉，提高水資源的利用率。灌溉和排水系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)相互獨(dú)立，在遇到地勢(shì)較低或地勢(shì)偏高的位置時(shí)，可采取分片灌排的措施，最大限度減少占用田地的面積。

（二）分渠布置的設(shè)計(jì)原則

在對(duì)小型農(nóng)田水利渠道進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須遵循分渠布置的原則，根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際地貌、地形情況來科學(xué)設(shè)計(jì)主渠、支渠的布置規(guī)劃方案，對(duì)于一些山區(qū)的小型農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)來說，應(yīng)當(dāng)充分利用地勢(shì)的落差，結(jié)合水電與水力加工行業(yè)的發(fā)展來確定灌溉渠道的位置，以便對(duì)灌溉水源進(jìn)行集中利用，從而提高其綜合利用率。

（三）效益最大化原則

效益最大化原則指的是在設(shè)計(jì)水利渠道的時(shí)候必須確保單位面積的灌溉用水量能夠發(fā)揮出最大的綜合效益，換一種說法，就是要提高單位灌溉用水量的灌溉效果，在對(duì)農(nóng)田水利渠道的供水量進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)赝恋氐睦们闆r和農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向，確保水資源與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的平衡，對(duì)一些需水量較大的地區(qū)來說，應(yīng)當(dāng)采取節(jié)水改造的措施，提高水利渠道建設(shè)的技術(shù)水平，力求以最少的水源實(shí)現(xiàn)最大面積的灌溉，此外，還可以采取灌區(qū)續(xù)建的措施，對(duì)一些傳統(tǒng)、落后的灌溉渠道進(jìn)行改良、擴(kuò)建，發(fā)揮出罐區(qū)的綜合效益。

二、小型農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)與施工存在的問題

（一）跌水設(shè)計(jì)存在的問題

跌水設(shè)計(jì)是小型農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)之一，只有保證這一環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，才能實(shí)現(xiàn)農(nóng)田水利渠道整體質(zhì)量的提升。跌水設(shè)計(jì)的主要目的是最大限度降低地勢(shì)落差，從而減輕流水對(duì)渠道的沖擊力。在進(jìn)行跌水設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員必須遵循跌差小、數(shù)量多、位置高的原則，但是從當(dāng)前的現(xiàn)狀來看，小型農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)中還普遍存在以下問題：第一是設(shè)計(jì)人員的專業(yè)素質(zhì)不高，缺乏實(shí)地設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，編制的設(shè)計(jì)方案中有很多漏洞。第二是設(shè)計(jì)者對(duì)跌水設(shè)計(jì)精度的重視度不夠，沒有考慮到施工需求，這就給施工造成了一定的困難。第三是跌水設(shè)計(jì)方案的審批不嚴(yán)格，一些審理人員玩忽職守，不明確自身工作職責(zé)，對(duì)跌水設(shè)計(jì)方案的內(nèi)容睜一只眼閉一只眼，最終導(dǎo)致跌水修筑的位置不正確，落差偏大，對(duì)渠道造成嚴(yán)重的沖刷，渠道供水質(zhì)量大大降低。

（二）小型農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)選材問題

近年來，國家雖然加大了對(duì)小型農(nóng)田水利渠道工程建設(shè)的財(cái)政投入，使水利渠道工程取得了進(jìn)一步發(fā)展，但是，很多地方在農(nóng)田水利渠道的設(shè)計(jì)上依然采用的是傳統(tǒng)方法，完全不考慮工程的實(shí)際需求，尤其是在水利渠道建設(shè)材料的設(shè)計(jì)上，絕大部分都是采用的當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)建筑材料，這些材料本身就存在許多缺陷，再加上時(shí)代的進(jìn)步與發(fā)展，早就不能滿足現(xiàn)代化水利渠道工程建設(shè)的需求了。例如，在一些地形地貌條件較差的山區(qū)，采用傳統(tǒng)的水利渠道建設(shè)材料往往需要耗費(fèi)很長的時(shí)間進(jìn)行搬運(yùn)，而且材料需用量大，堆放占地面積大，在防滲效果上也達(dá)不到施工要求。

（三）小型農(nóng)田水利渠道施工中渠道放樣和施工的問題

渠道放樣主要指的是采用各種輔助工具，將施工設(shè)計(jì)方案中的渠道按照施工要求進(jìn)行實(shí)地確認(rèn)。農(nóng)田水利渠道的放樣過程比較復(fù)雜，必須首先確定渠道的中心線，并用中心樁進(jìn)行固定，然后再對(duì)渠道的高度、寬度以及必將系數(shù)等進(jìn)行測(cè)量，最后一道工序是確定水平桿的位置。要求渠道放樣工作人員必須具備相關(guān)的專業(yè)知識(shí)和技能，并對(duì)自身的工作秉承認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，擁有嚴(yán)格的職業(yè)操守。在水利渠道工程實(shí)際施工的過程中，為了確保工程建設(shè)的質(zhì)量，不能完全按照?qǐng)D紙進(jìn)行施工，必須根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際條件，對(duì)渠底寬度、深度以及比降系數(shù)等進(jìn)行調(diào)整。渠道開挖是小型農(nóng)田水利渠道工程施工的重要環(huán)節(jié)，在開挖之前，必須對(duì)缺土段的土方進(jìn)行回填，這樣才能保證供水的安全，除了土方回填環(huán)節(jié)外，還應(yīng)當(dāng)注重渠道標(biāo)尺的制作環(huán)節(jié)，工作人員在進(jìn)行渠道斷面的檢測(cè)時(shí)，必須保證標(biāo)尺的中心線與渠道放樣的中心線相重合，這樣才能確保渠道開挖的精確度。

三、小型農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)與施工的對(duì)策

（一）提高對(duì)農(nóng)田水利渠道跌水設(shè)計(jì)的重視度

跌水設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)具有跌差小、數(shù)量多、跌級(jí)多、方位高等主要特點(diǎn)，跌差小指的是在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)盡量避免穿越一些高差過大的地段。因?yàn)楦卟钤酱?，水流的流速越快，水流的重力?shì)能也就越大，對(duì)渠道下部的沖刷力會(huì)顯著增加，造成渠道供水的安全性降低。跌級(jí)多主要是針對(duì)一些地形高差較大地方，當(dāng)不得不選擇這些地勢(shì)高差較大的地方進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行縱向切割，以防止水流直接從高處跌落到低處，整個(gè)垂直渠道應(yīng)當(dāng)呈現(xiàn)出L形狀，采用多跌級(jí)的設(shè)計(jì)方法能大幅降低渠道運(yùn)行后期的維護(hù)費(fèi)用，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。此外，在跌水設(shè)計(jì)中還應(yīng)當(dāng)保證填挖土方的均勻性，避免在施工過程中出現(xiàn)填方過高和挖方過大的問題，而且還應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持節(jié)約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本的原則。

（二）提高渠道斷面設(shè)計(jì)的科學(xué)性

在進(jìn)行渠道斷面設(shè)計(jì)之前，應(yīng)當(dāng)對(duì)渠道進(jìn)行實(shí)地勘察，并按照施工需求，確定渠道的設(shè)計(jì)流量，并進(jìn)行水力計(jì)算，這樣才能保證渠道斷面設(shè)計(jì)的科學(xué)性。渠道水利計(jì)算應(yīng)當(dāng)根據(jù)斷面尺寸大小來確定流量大小，根據(jù)灌溉面積需求算出凈流量，根據(jù)渠道水流的有效利用系數(shù)，計(jì)算出實(shí)際通過的流量大小。斷面設(shè)計(jì)的關(guān)鍵影響因素是渠道水流的流速，渠道縱坡高差是決定渠道水流流速的主要因素之一，它與水流流速成反比，縱坡高差越大，水流流速越快。在斷面設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中會(huì)涉及到渠道比、渠床糙率、渠道寬深等計(jì)算參數(shù)，這些參數(shù)的準(zhǔn)確性與渠道斷面設(shè)計(jì)的質(zhì)量息息相關(guān)，這有保證參數(shù)準(zhǔn)確，水利渠道工程的穩(wěn)定性和安全性才會(huì)得以提升。

（三）夯實(shí)混凝土U形槽的預(yù)制板

在我國廣大農(nóng)村地區(qū)，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，小型農(nóng)田水利渠道工程建設(shè)中都開始采用混凝土U形槽預(yù)制板，這種材料與傳統(tǒng)材料相比具有顯著的優(yōu)勢(shì)，能大大改善渠道堵塞和塌陷的問題。之所以具有這種優(yōu)勢(shì)，主要原因在于混凝土U形槽的內(nèi)壁平整光滑，有利于水流的順暢通過，從而最大限度減少泥沙的堵塞量，但是在實(shí)際施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)混凝土U形槽預(yù)制板基礎(chǔ)不牢的問題，對(duì)渠道造成巨大的安全隱患，這就要求施工人員必須重視混凝土U形槽的施工環(huán)節(jié)，確?；炷罸形槽預(yù)制板的夯實(shí)度。

結(jié)語：

總之，小型農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)是一項(xiàng)專業(yè)性、復(fù)雜性、綜合性的工作，在設(shè)計(jì)與施工過程中還存在各種各樣的問題，需要在水利渠道跌水設(shè)計(jì)、斷面設(shè)計(jì)以及混凝土U形槽預(yù)制板的夯實(shí)方面采取相應(yīng)的改善措施，這樣才能確保工程建設(shè)質(zhì)量，促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)的長久健康發(fā)展。

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