農(nóng)田節(jié)水灌溉工程設(shè)計(jì)淺論

王娟

【摘要】結(jié)合農(nóng)田節(jié)水灌溉工程建設(shè)的必要性分析，重點(diǎn)從果道設(shè)計(jì)、排水工程設(shè)計(jì)、建筑物設(shè)計(jì)，以及生產(chǎn)路設(shè)計(jì)等方面對農(nóng)田節(jié)水灌溉工程設(shè)計(jì)進(jìn)行了論述，以為農(nóng)田水利工程建設(shè)提供理論與實(shí)踐借鑒。

【關(guān)鍵詞】水利工程 農(nóng)田節(jié)水灌溉工程 淺論

一、農(nóng)田節(jié)水灌溉工程建設(shè)的必要性

建設(shè)農(nóng)田節(jié)水灌溉工程項(xiàng)目是新農(nóng)村的建設(shè)需要。建設(shè)社會主義新農(nóng)村的首要任務(wù)是提高農(nóng)民的生活水平，水利工程是保障農(nóng)業(yè)豐產(chǎn)豐收的重要基礎(chǔ)設(shè)施，田間節(jié)水灌溉工程的建設(shè)，將極大的提高當(dāng)?shù)剞r(nóng)田的灌溉保證率，縮短灌溉周期，既可以使農(nóng)田澆上宜時水，提高作物產(chǎn)量，增加收入，又能節(jié)省水源，降低成本。建設(shè)農(nóng)田節(jié)水灌溉工程項(xiàng)目是緩解水資源緊缺的重要舉措。將推動灌溉工程管理再上新臺階。

二、渠道設(shè)計(jì)

（1）渠道配水方式。根據(jù)原有渠系布置情況和農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)狀況及灌水要求，按照《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50288-99）的規(guī)定，確定斗渠、農(nóng)渠均采用輪灌方式配水。

（2）渠道流量推算。各條農(nóng)渠的控制面積懸殊不大，渠道襯砌需用定型模板，因此所有農(nóng)渠均采用同一斷面，根據(jù)典型渠道控制面積計(jì)算農(nóng)渠流量。

因?yàn)橥跫?shí)際控制面積較大，所以按王集支渠進(jìn)行實(shí)際計(jì)算。根據(jù)實(shí)際測量成果，每條農(nóng)渠平均控制45畝土地，每條農(nóng)渠平均設(shè)有16條毛渠（分水口），按每4條毛渠分組，可分4組。

農(nóng)渠設(shè)計(jì)流量：

式中：Qn—渠道的設(shè)計(jì)毛流量，m3/S；An—輪灌組的平均灌溉面積（萬畝）；N—該渠道輪灌組數(shù)；ηn—灌溉渠道至田間的灌溉水利用系數(shù)；qs—設(shè)計(jì)灌水率，m3/S/萬畝。經(jīng)計(jì)算農(nóng)渠流量為0.07m3/S，斗渠所需流量為0.2m3/S和0.384m3/S，斗渠實(shí)際設(shè)計(jì)流量為1m3/S，滿足要求。

（3）灌溉周期計(jì)算。經(jīng)計(jì)算，最大毛灌溉定額為150m3/畝，田間水的利用系數(shù)為0.95，農(nóng)渠灌溉水利用系數(shù)0.98，斗渠灌溉水利用系數(shù)0.96，支渠灌溉水利用系數(shù)0.93，農(nóng)渠的灌溉周期為16小時，按1天計(jì)取。每四個農(nóng)渠為一個輪灌小組，依次從斗渠尾部開始進(jìn)行灌溉。斗渠的灌溉周期根據(jù)斗渠控制下的農(nóng)渠數(shù)目而定，具體見農(nóng)渠水位推算表。每兩條斗渠為一個輪灌組，依次從支渠首部開始進(jìn)行灌溉。支、干渠采用續(xù)灌。

（4）農(nóng)渠縱斷面設(shè)計(jì)?？v比降：根據(jù)測量成果，結(jié)合地形實(shí)際況，確定農(nóng)渠的縱斷面比降為1/3000。水位：根據(jù)地塊中的最高地面點(diǎn)，按田間灌水深度18cm，農(nóng)渠1/3000的比降計(jì)算每一條農(nóng)渠的設(shè)計(jì)水位線。

（5）橫斷面設(shè)計(jì)。斷面形式：確定新建農(nóng)渠采用U型斷面形式。農(nóng)渠斷面為混凝土U型結(jié)構(gòu)，渠深0.65m，開口寬度0.809m，底部為1500圓弧，圓弧半徑300mm，上部向外傾斜，傾斜角為15度，傾斜段下端與圓弧相切。U型渠道采用C20混凝土現(xiàn)澆，厚度70mm。每6米設(shè)置一道伸縮縫，縫寬20mm，用瀝青砂漿填縫。

渠床糙率：根據(jù)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)渠道流量和混凝土襯砌情況，參照《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50288-99），渠床糙率選用0.017。

橫斷面設(shè)計(jì)：橫斷面按明渠均勻流公式計(jì)算。

式中：Q-渠道設(shè)計(jì)流量（m3/s）；A-渠道過水?dāng)嗝妫╩2）；C-謝才系數(shù)；R-水力半徑（m）；J-渠道比降；n-渠道糙率，取0.017計(jì)算。

三、排水工程設(shè)計(jì)

農(nóng)溝是在現(xiàn)有田間排溝的基礎(chǔ)上進(jìn)行疏挖整理，參照灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定進(jìn)行布置。

（1）斗排、農(nóng)排排水流量計(jì)算。按如下公式計(jì)算各斗排設(shè)計(jì)流量：Qs=qs·As。式中：Qs—斗排設(shè)計(jì)流量，m3/S； As—斗排控制面積（km2）；qs—排澇模數(shù)，取0.744（m3/S/km2）。經(jīng)過計(jì)算，斗級排溝設(shè)計(jì)流量分別為0.4m3/s；農(nóng)級排溝設(shè)計(jì)流量為0.05m3/s。

（2）排溝斷面設(shè)計(jì)，排溝橫斷面采用明渠均勻流公式計(jì)算：

式中：Q—排溝設(shè)計(jì)流量（m3/s）；A—排溝過水?dāng)嗝妫╩2）；C—謝才系數(shù)；R—水力半徑（m）；J—排溝比降；n—排溝糙率，取0.025計(jì)算。根據(jù)測量成果，根據(jù)排溝的現(xiàn)狀實(shí)際斷面，取斗排底寬為3m，比降為1/5000，邊坡1：2；農(nóng)排底寬1m，邊坡1：2，比降為1/3000。經(jīng)計(jì)算，斗溝排澇水深為1.1m，農(nóng)溝排澇水深為0.7m?？紤]區(qū)內(nèi)必須滿足土地排堿防漬要求，排溝內(nèi)正常水位必須在距地面1.80m以下，確定斗排溝溝深為2.7m，農(nóng)溝排溝深為2.2m。

四、建筑物設(shè)計(jì)

（1）斗渠出水口。在斗渠出水口處新設(shè)M15漿砌石擋土墻，兩側(cè)設(shè)ml5漿砌石八字墻護(hù)坡，護(hù)坡與U型渠道平順相接。斗渠和農(nóng)渠銜接部位設(shè)置斗渠出水口（又叫農(nóng)門），共設(shè)置93座，出口間距視農(nóng)渠位置而定。斗渠出水口為漿砌石結(jié)構(gòu)，上游段設(shè)門槽，下游為漿砌石出口，為便于生產(chǎn)，出口靠近農(nóng)田側(cè)設(shè)置便道，埋設(shè)直徑300mm混凝土管道。

（2）農(nóng)渠出水口。農(nóng)渠上設(shè)置農(nóng)渠出水口（又叫毛門），共設(shè)置590座，出口間距視地塊布置而定，約30米一座，在全渠段根據(jù)農(nóng)田要求布置。農(nóng)渠出水口為PVC管道，在U形渠相應(yīng)出水口埋設(shè)直徑200mmPVC管道，PVC管道和U形渠銜接部位用C25水泥填搗密實(shí)。

五、生產(chǎn)路設(shè)計(jì)

在排溝疏挖的同時，需要對沿線生產(chǎn)道路進(jìn)行整修，按照生產(chǎn)路建設(shè)現(xiàn)狀，生產(chǎn)路（田間路）與農(nóng)渠分別布置在農(nóng)級排溝的左右兩側(cè)，主要干道布置在斗渠一側(cè)。其結(jié)構(gòu)為農(nóng)排側(cè)路面比地面高0.30m，路面為土路，整平壓實(shí)；斗排側(cè)路面比地面高0.50m，頂寬5m，路面為泥結(jié)石路及瀝青路。