農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)與施工中存在的問題和對策探究

吳小計(jì)

(江西省鄱陽縣水利局，江西 鄱陽 333100)

農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)與施工中存在的問題和對策探究

吳小計(jì)

(江西省鄱陽縣水利局，江西 鄱陽 333100)

農(nóng)田水利渠道的設(shè)計(jì)和施工是保證農(nóng)田水利工程效益的基礎(chǔ)，同時也是一個非常重要的環(huán)節(jié)。對水利渠道進(jìn)行合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)，并將設(shè)計(jì)方案落實(shí)在具體的施工過程中，可有效促進(jìn)農(nóng)田水利田間渠道功能的提升。但是從現(xiàn)階段我國農(nóng)田水利渠道情況來看，大多還是采用傳統(tǒng)的土渠形式，并且長期運(yùn)行，因此存在淤塞、滲漏甚至倒塌等問題。文章主要闡述了農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)的基本原則，分析了農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)與施工中存在的問題，并在此基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的解決對策。

農(nóng)田水利渠道；設(shè)計(jì)；施工；問題；對策

0 前 言

近年來，我國社會經(jīng)濟(jì)進(jìn)入飛速發(fā)展的軌道，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)也上升了一個新的臺階，新技術(shù)和新材料開始在農(nóng)業(yè)施工中得到廣泛應(yīng)用。農(nóng)田水利渠道一方面可以有效的排澇，另一方面能夠保證科學(xué)、合理的農(nóng)業(yè)灌溉，因此對于農(nóng)田產(chǎn)量的提高作用是至關(guān)重要的。但是目前我國農(nóng)田水利渠道建設(shè)情況卻存在很多問題，例如設(shè)計(jì)缺乏科學(xué)性和合理性、施工過程沒有遵循標(biāo)準(zhǔn)以及年久失修等，極大的阻礙了農(nóng)田水利工程的進(jìn)展?？茖W(xué)、合理對農(nóng)田水利渠道進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工，應(yīng)成為當(dāng)前我國農(nóng)田水利相關(guān)課題研究的一個重點(diǎn)問題。

1 農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)和施工的基本原則

農(nóng)田水利工程在渠道設(shè)計(jì)過程中為了保障其科學(xué)性，必須要遵循以下基本原則：①農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)必須要以我國農(nóng)田實(shí)際情況為基礎(chǔ)，做好施工前的勘察工作，以保障設(shè)計(jì)方案的合理性；②確保設(shè)計(jì)的安全性。在農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)中，要先對地形進(jìn)行勘探，標(biāo)記出高填方、深挖方和危險地段，并在設(shè)計(jì)中盡可能的規(guī)避這些地方，從而為農(nóng)田水利工程的正常使用功能提供保障；③必須要因地制宜。充分利用工程所在的地形條件，因地制宜的進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。例如，對于工程地勢比較高的地區(qū)，需加強(qiáng)灌溉渠道的設(shè)計(jì)，對于工程的地勢比較低的地區(qū)，需加強(qiáng)排水溝的設(shè)計(jì)，從而為渠道灌水和排水的通暢提供保障，實(shí)現(xiàn)自流灌溉。在對灌溉渠道進(jìn)行設(shè)計(jì)時，還應(yīng)考慮該地區(qū)是高地還是洼地，并對兩者進(jìn)行區(qū)分，因地制宜采取不同的處理措施[1]。除此之外，在渠道設(shè)計(jì)中還應(yīng)嚴(yán)格避免對民房和田地的影響和占用，盡可能使渠道平行，不要出現(xiàn)交叉；④要以提高農(nóng)田灌溉用水效率為指導(dǎo)，保證灌溉用水的效果，從而提高灌溉用水效益；⑤必須要干支結(jié)合。在渠道設(shè)計(jì)中，在全面考慮地形、渠道、橫斷面、地質(zhì)以及過水量等問題的前提下，應(yīng)對干渠和支渠進(jìn)行科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)和布置，從而保障方案的可行性和經(jīng)濟(jì)性；⑥農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)不僅要能夠滿足農(nóng)田的基本用水需求，同時還要做好農(nóng)田的防洪和防澇工作，并將農(nóng)田水利設(shè)計(jì)與居民的生產(chǎn)和生活用水有效結(jié)合起來，從而在保障居民用水安全的同時有效預(yù)防農(nóng)田出現(xiàn)干旱或洪澇。

農(nóng)田水利工程在渠道設(shè)計(jì)過程中為了保障其可行性，必須要遵循以下基本原則：①科學(xué)規(guī)劃。要將灌排有效結(jié)合起來，統(tǒng)一規(guī)劃排水渠道和灌溉渠道，避免由于灌溉水量大而引起排水不暢，進(jìn)而導(dǎo)致土壤鹽漬化；②確保施工安全。要盡可能的規(guī)避危險地段，確保渠道施工安全，渠線要適當(dāng)布置排洪、泄洪等設(shè)施，以保證暴雨時及時排出洪水，避免出現(xiàn)塌岸問題[2]；③以經(jīng)濟(jì)合理為指導(dǎo)，控制施工成本。在渠線的施工中，要以順直，挖方、填方少為首選，降低工程費(fèi)用；④結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際。渠道施工必須要與當(dāng)?shù)氐耐恋匾?guī)劃、行政規(guī)劃以及社會發(fā)展規(guī)劃相協(xié)調(diào)，便于工程管理和用水管理。

2 農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)與施工中存在的問題

2.1 渠道設(shè)計(jì)中存在的問題

農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)是施工的基礎(chǔ)，因此必須要嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)原則。渠道設(shè)計(jì)中存在的問題主要表現(xiàn)在以下4個方面：①一些農(nóng)田水利渠道工程在襯砌設(shè)計(jì)中沒有遵循相應(yīng)的要求，導(dǎo)致農(nóng)田水利渠道工程的使用壽命大大縮減；②一些設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)脫離了施工實(shí)際，認(rèn)為只要設(shè)計(jì)出可行的方案就可以了，缺乏技術(shù)經(jīng)濟(jì)觀念指導(dǎo)，忽視了設(shè)計(jì)的優(yōu)化，導(dǎo)致在進(jìn)入施工階段后，需要對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行大面積的修改，大大拖延了施工進(jìn)度，也增加了施工成本；③在設(shè)計(jì)中沒有充分重視跌水的設(shè)計(jì)，尤其是在農(nóng)田水利規(guī)模較小的工程設(shè)計(jì)中，很多設(shè)計(jì)人員沒有對施工地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)地勘察，單純依靠資料、信息來進(jìn)行跌水設(shè)計(jì)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)缺乏準(zhǔn)確度，不符合標(biāo)準(zhǔn)，從而大大增加了水利工程施工難度，甚至還會使施工成本增加[3-4]。

2.2 渠道施工中存在的問題

水利工程施工質(zhì)量與工程的效益以及水利設(shè)施的壽命有直接聯(lián)系，如果施工質(zhì)量不佳，則工程效益難以達(dá)標(biāo)，水利設(shè)施的壽命也會大大縮減[5]?，F(xiàn)在我國水利工程施工管理已經(jīng)比較先進(jìn)了，但是仍然存在施工質(zhì)量差異大、沒有嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行施工等問題。

農(nóng)田水利渠道工程中的施工問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①針對標(biāo)尺方面，在實(shí)際施工過程中，大多數(shù)施工人員沒有制作標(biāo)尺，或者標(biāo)尺制作存在較大的誤差，進(jìn)而導(dǎo)致卡尺中心線大大偏離了渠道中心線，難以有效保障開挖施工質(zhì)量；②在開挖過程中，沒有對U行槽頂部進(jìn)行準(zhǔn)確的調(diào)整，或者沒有及時的清理回填土中的雜質(zhì)，存在較多的石頭、雜草還有樹根等[6]；③放樣中存在較大的問題。渠道放樣的目的是放出渠道的挖方位置和渠道邊線。在施工中沒有全面考慮渠道的渠底寬、堤底寬還有比降等，對渠道放樣質(zhì)量造成了不良影響，同時也不利于渠道開挖施工的順利展開。

3 加強(qiáng)農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)與規(guī)劃的方法

3.1 加強(qiáng)渠道灌區(qū)優(yōu)化設(shè)計(jì)

農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)必須要以灌溉標(biāo)準(zhǔn)要求為依據(jù)，并與灌區(qū)總體設(shè)計(jì)相符合。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要包括以下幾個方面：

1)灌區(qū)設(shè)置固定的渠道，首先考慮干渠，其次支渠，再次斗渠，最后考慮農(nóng)渠，不能越級設(shè)置渠道。如果灌區(qū)的面積低于2萬hm2，那么可以根據(jù)實(shí)際情況減少渠道級數(shù)；如果灌區(qū)的面積高于2萬hm2，則應(yīng)嚴(yán)格遵照上述順序。

2)各級渠道的布置應(yīng)首選地勢較高地帶。支渠和干渠的設(shè)置可以沿等高線或者分水嶺展開；渠系的布置應(yīng)建立在鄉(xiāng)村獨(dú)立分配和全面考慮行政區(qū)劃的基礎(chǔ)上；在渠道線路的設(shè)計(jì)中，在遵循短而直的基礎(chǔ)上，要盡可能的規(guī)避那些存在風(fēng)化破碎巖石、滑坡或者其它不良地質(zhì)條件的危險因素，同時設(shè)計(jì)上要避免穿越村莊、或者出現(xiàn)深挖、高填等問題，這樣可以為機(jī)耕提供有利條件，另外還要適當(dāng)減小石渠或剛性襯砌渠道的彎道曲率半徑，不過必須要高于水面寬度的2.5倍；如果條件受限制，不能達(dá)到上述設(shè)計(jì)要求時，必須要在施工過程中建立各種相應(yīng)的防護(hù)措施。

3)在布設(shè)長藤結(jié)瓜式灌溉渠道系統(tǒng)時，渠道要盡量繞過池塘、水庫以及圍堰，并且渠道的布置必須要有利于發(fā)揮調(diào)節(jié)和反調(diào)節(jié)作用，如果該灌區(qū)工程的面積超過萬畝，則應(yīng)該采用連續(xù)灌溉的方式來設(shè)計(jì)干渠和支渠，采用輪灌的方式設(shè)計(jì)斗渠和農(nóng)渠，組數(shù)保持在2-3組即可，每個輪灌組的供水量需要保持一致。

4)續(xù)灌渠道的設(shè)計(jì)流量可以采用Qs=Q(1+θL)進(jìn)行計(jì)算，其中Qs表示的是續(xù)灌渠道的設(shè)計(jì)流量，單位是m3/s，Q表示的是渠灌分出的總流量，單位是m3/s，θ表示的是渠道單位長度的水量損失率，單位是%/km，L表示的是渠道的工作長度。續(xù)灌渠道加大流量的加大百分?jǐn)?shù)可以根據(jù)表1取值。如果渠道工程施工地區(qū)偏濕潤，應(yīng)該取最小值，而如果渠道工程施工地區(qū)偏干旱，則應(yīng)該取最大值。并且還需要注意續(xù)灌渠道最小流量最好≥設(shè)計(jì)流量的40%，最小水深最好≥設(shè)計(jì)水深的70%。

表1 加大流量的加大百分?jǐn)?shù)

3.2 加強(qiáng)渠道比降設(shè)計(jì)

渠底比降是農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)中的一個重要環(huán)節(jié)，在設(shè)計(jì)中，要先對農(nóng)田水利渠道舊的渠底比降參數(shù)進(jìn)行深入的調(diào)查，總結(jié)出現(xiàn)的問題，并全面分析其原因，然后結(jié)合現(xiàn)階段以及未來的需求來對渠底比降進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，以長遠(yuǎn)利益為指導(dǎo)，將潛在的問題一次性徹底解決，從而大大提高農(nóng)田水利的經(jīng)濟(jì)效益。另外，渠底沉降會對其它工作產(chǎn)生影響，因此必須要統(tǒng)籌全局，設(shè)計(jì)必須要符合科學(xué)、合理的原則，以保障其經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。在土渠道中，必須要盡量降低渠底比降，一般選擇的數(shù)值為1/1000，在混凝土襯砌渠道中，為了有效降低跌水的個數(shù)與跌水的落差，要適當(dāng)?shù)脑龃笄妆冉?，一般選擇的數(shù)值為1/500，不過增大數(shù)值的同時要考慮渠內(nèi)水深，避免由于流速過大而使水深降低，這樣不能很好的滿足灌溉供水需求[7]。

4 加強(qiáng)農(nóng)田水利渠道施工管理的措施

在U型槽施工管理中，一方面要夯實(shí)混凝土，采用U型槽的設(shè)計(jì)，并保證內(nèi)壁的光滑，從而保證水的順利流通，有效避免渠道被泥沙堵塞，對于避免傳統(tǒng)農(nóng)田水利渠道工程中常見的堵塞、塌陷等問題也有積極的預(yù)防效果；另一方面要細(xì)化安裝步驟，在施工之前要先對其進(jìn)行精確的測量和科學(xué)的設(shè)計(jì)，尤其是在土方頂面的平滑度方面，必須要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求以上，其次在回填土的過程中要對其中的雜質(zhì)進(jìn)行清理，用細(xì)致的回填泥土填充；除此之外，還要對標(biāo)尺制作進(jìn)行優(yōu)化，必須要使卡尺中心線與渠道放樣的中心線保持一致，嚴(yán)格避免偏離，從而為施工的準(zhǔn)確性和正常進(jìn)行提供保障[8]。

5 結(jié) 語

我國是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位是不可替代的。我國農(nóng)田水利渠道工程的設(shè)計(jì)和施工由于受多因素的影響，使設(shè)計(jì)和施工的難度都有所增加，對設(shè)計(jì)和施工的要求也更高，因此要明確這些制約因素，并予以積極的預(yù)防和克服，以保障施工效率和施工質(zhì)量。針對我國農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)和施工中存在的多種問題，在農(nóng)田水利渠道設(shè)計(jì)中必須要從整體上考慮各方面的因素，結(jié)合實(shí)際情況，并在施工過程中配合科學(xué)、合理的施工控制，同時相關(guān)人員應(yīng)該始終堅(jiān)持嚴(yán)謹(jǐn)、負(fù)責(zé)的態(tài)度，以保障施工質(zhì)量和施工進(jìn)度，并延長農(nóng)田水利渠道的使用壽命，從而有效提高農(nóng)田水利渠道的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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1007-7596(2017)06-0179-03

2017-05-20

吳小計(jì)(1986-)，男，江西鄱陽人，工程師，從事水利工程設(shè)計(jì)工作。

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