建設高標準農(nóng)田水利建設工程

邊巴羅布

農(nóng)田排水溝渠能夠調(diào)節(jié)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)水分平衡，改變流域水文情勢，田間排水溝作為農(nóng)田水利工程配套系統(tǒng)的重要組成部分，在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收和糧食安全保障中發(fā)揮著重要作用。做好田間排水溝的規(guī)劃設計，是實現(xiàn)高標準農(nóng)田水利建設不可或缺的環(huán)節(jié)。本文擇取設計工作中的經(jīng)驗，從田間排水溝的設計要素、排水溝的設計步驟等方面，與大家探討。

糧食產(chǎn)量持續(xù)增產(chǎn)的主要內(nèi)因之一是農(nóng)田水利建設的投入加大和節(jié)水灌溉技術(shù)含量的增加。近年來，為了加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的進程，國家多方面籌集資金，加強農(nóng)田水利建設，建成了一大批高標準的田間工程，形成了溝相連，路相通、林成行、田成方的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)，有力地促進了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展，為糧食增產(chǎn)增收奠定了堅實的基礎。排水溝作為田間工程的組成部分，發(fā)揮著排除地表水，減少田間淹沒深度和時間、減少地下水位上升高度、排除田間農(nóng)藥、化肥的殘留漬害、建立生態(tài)凈水等不可或缺的作用。做好排水溝的規(guī)劃設計，是發(fā)揮田間工程效能的重要環(huán)節(jié)。

一、田間排水溝的設計要素

在進行排水溝設計時，要重點考慮排水系統(tǒng)工程布局和工程標準，確定田間排水溝深度和間距，分析計算各級排水溝道和建筑物的流量、水位、斷面尺寸和工程量。田間排水溝設計的關(guān)鍵是確定排水溝的深度、間距、斷面、比降邊坡系數(shù)等要素。

（一）田間排水溝的間距

田間排水溝間距和斷面尺寸由排水要求和機耕要求確定。云南北部降雨量少的地區(qū)排水溝間距一般為150-400m 米。云南南部雨水豐沛的南部地區(qū)的排水溝間距為100-200m。

（二）田間排水溝的斷面

除澇排水溝的斷面根據(jù)排澇流量確定。排水溝的斷面尺寸通過水力計算確定。先選擇排水溝底的縱向坡降、橫斷面的邊坡系數(shù)及溝床的糙率。兼有除澇和防漬的排水溝，一般按照排漬的要求確定溝深，再初步擬定過水斷面，再校核是否滿足除澇要求。

（三）田間排水溝的溝深

農(nóng)溝溝深一般為1m左右。最末一級的地下水排水溝的深度，根據(jù)排水任務而定。防漬功能的溝深為0.8-1.5m。防止土壤返鹽的溝深，則為地下水臨界深度。

（四）溝深與間距的關(guān)系

排水溝水位與溝深間距關(guān)系一定時，排水農(nóng)溝深度與農(nóng)溝的間距有關(guān)。在要求的地下水位一定時，溝深大則間距大，溝深小則間距小。間距小，溝可淺些，否則要求較大的溝深。一般情況下根據(jù)作物要求的地下水埋藏深度和施工條件，初步確定排水農(nóng)溝的深度，再確定相應的排水溝間距。由于排水地區(qū)的水文地質(zhì)條件復雜，排水溝的深度和間距，需要通過試驗資料和相近地區(qū)的成功經(jīng)驗分析選定。

（五）排水溝的設計流量

設計流量分排澇流量和排演流量兩種。計算設計流量時，首先確定這兩種情況的設計排水模數(shù)，然后分別乘以與排水溝斷面相應的匯流面積，即為排澇設計流量和排漬設計流量。

（六）排水溝的設計水位要求

排水溝設計分為排漬水位和排澇水位兩種，排漬水位是排水溝平時應維持的水位，也稱日常水位，主要滿足控制地下水的要求。為了保證農(nóng)溝水位不被奎高，斗、支、干溝的排漬水位要逐級降低，除了水流的縱向坡降外，各級溝道匯流處尚需有適當?shù)乃宦洳睿话?.1-0.2m。排澇水位也稱最高水位，是排水溝通過排澇設計流量時的水位。排澇時各級溝道的水位均不應高于溝道兩側(cè)的田面高程，以低于田面0.2-0.3m為宜。在抽水排澇情況下，承泄水泵排水的排水溝段，或通過小塊洼地的排水溝段，允許筑堤束水，使溝內(nèi)水位高于兩側(cè)田面高程。

（七）排水溝的邊坡要求

由于有地下水逸出，容易坍塌，因而常采用較緩的邊坡。由于排澇歷時短，溝坡容易長草，溝床糙率大，因而耐沖能力強，可以選用較陡的縱向坡降。

（八）排水試驗

根據(jù)農(nóng)田排水試驗規(guī)程SL-109-95的要求進行試驗。試驗時，針對某種溝深，擬定一組排水溝間距，測試排水溝間距最終排水效果。

二、排水溝的設計步驟

（一）排漬水位設計

排漬水位是排水溝經(jīng)常需要維持的、滿足防漬或防止鹽堿化要求的水位，也稱日常水位。其初步設計步驟為：一是確定排漬控制點高程（取最遠處低洼地高程值）；二是初擬各級排水溝的比降；三是推算排干溝出口的日常水位。應滿足干溝出口處的日常水位（排水承泄區(qū)的水位）。若不能滿足上述要求，則調(diào)整比降，盡量爭取自排。在水網(wǎng)圩區(qū)，無法自排，則采用抽排來維持日常水位。

（二）排澇水位

排澇水位是排水溝通過排澇設計流量時的水位，也稱最高水位。其設計步驟為：一是確定排澇控制點；二是擬定各級排水溝比降；三是計算干溝出口處的排澇水位。應滿足干溝出口處最高水位不低于外河的最高水位。若干溝出口發(fā)生壅水，則需調(diào)整排水溝比降，或筑堤束水。若無法自排，則考慮建站抽排。同時為進一步提高溝道的滯蓄能力，可采取提高加密溝網(wǎng)、提前預降溝水位等措施。若排水溝同時具有排漬和排澇的要求，則應同時滿足上述兩種水位要求。若以排澇要求確定溝道斷面，則以排漬要求來校核。若以排漬要求確定溝道斷面，則以排澇要求來校核。

（三）排水溝橫斷面設計

水溝橫斷面設計的步驟：一是確定排水溝橫斷面尺寸。一般干、支溝應作具體設計，斗溝選擇有代表性斗溝作典型設計，農(nóng)溝可采用地區(qū)統(tǒng)一的標準斷面；二是按排澇設計流量確定排水溝過水斷面，通常按明渠均勻流公式計算，方法與渠道計算相似；三是底坡應考慮接近地面坡降，以避免深挖方。應考慮承泄區(qū)水位，盡量自排。應滿足不沖不淤，比降不能太大，也不能太??；四是結(jié)合引水的溝道比降宜緩，此時應順坡排水，倒坡引水。結(jié)合蓄水灌溉、滯澇、通航時，也可采用平溝底。

（四）邊坡設計

邊坡系數(shù)主要與土質(zhì)和溝深有關(guān)，一般同級溝、渠相比，溝道的邊坡系數(shù)大于渠道的邊坡系數(shù)。應考慮地下水滲出、坡面徑流沖刷、溝內(nèi)積水時，波浪的侵蝕等因素。

三、設計中應考慮的相關(guān)因素

一是根據(jù)防漬、通航養(yǎng)殖要求校核排水溝的水深和底寬。如果不能滿足防漬、通航養(yǎng)殖要求，則應拓寬加深斷面。如果排漬要求的溝深比排澇要求的溝深大得多，則可以采用復式斷面，這樣能滿足排漬要求，又不致使斷面擴大很多；二是平原、水網(wǎng)圩區(qū)，排水溝校核滯澇要求：確定需要排水溝滯蓄的水深，計算需要排水溝滯蓄水量、排水溝滯蓄容積、滯蓄能力。校核增加搶排水量，減小要求的滯蓄量。擴大溝深或溝寬，或采用復式斷面，增加溝道密度；三是溝道灌溉引水能力校核要求：利用排水溝引水灌溉時，往往平坡，逆坡引水。需校核輸水距離及水位能否滿足灌溉要求，推算水面曲線，如不滿足應調(diào)整排水溝的水力參數(shù)；四是隨著國家對農(nóng)業(yè)生態(tài)和食品安全的重視，農(nóng)田生態(tài)建設問題凸顯，在設計中應充分考慮排水溝和沉淀溝的布設問題；五是設計中要注意排水溝網(wǎng)的觀感效應，勾畫出與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣息相映襯的生態(tài)藝術(shù)設計作品。

四、結(jié)束語

建立高標準農(nóng)田水利工程，是保證糧食生產(chǎn)安全，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)增效，農(nóng)民增收的有效舉措。隨著國家財力的增強，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程的不斷推進，建設具有現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)氣息的田間工程的力度將不斷加大，肩負著排澇、排漬、輸水、生態(tài)等多項功能的田間排水工程，必將在未來的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生巨大效應。