農(nóng)田水利灌溉渠系工程設(shè)計及運(yùn)用

王文英

摘要：隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，規(guī)模灌溉、自動灌溉、節(jié)水灌溉成為當(dāng)今農(nóng)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)。隨著農(nóng)田水利建設(shè)項目的增多，為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展提供了有力的支撐，實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展。近年來，我國高度重視農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉工程的開發(fā)與實施，加快了建設(shè)項目竣工驗收的組織與驗收工作，補(bǔ)充完善了農(nóng)業(yè)用水系統(tǒng)高效節(jié)水項目的數(shù)據(jù)資料，加強(qiáng)了現(xiàn)有項目的運(yùn)行管理，確保節(jié)水灌溉工程在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的有效應(yīng)用。加強(qiáng)灌渠系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用，是推動我國農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉發(fā)展的重要動力，值得研究和探索。簡要介紹了農(nóng)田水利灌溉渠系統(tǒng)的設(shè)計，從基本原理、取水口設(shè)計、渠系布置、流量及斷面設(shè)計、渠道防滲設(shè)計、管道輸水設(shè)計、噴灌設(shè)計、微噴滴灌設(shè)計、施工管理和工程維護(hù)等方面，論述了工程設(shè)計與應(yīng)用要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：農(nóng)田水利灌溉渠系工程;渠系布置;渠道防滲技術(shù);噴灌技術(shù)

1農(nóng)田水利灌溉渠系工程概述

灌渠系是現(xiàn)代農(nóng)田灌溉工程不可或缺的重要組成部分，是灌溉水輸送必不可少的載體。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，管理日趨現(xiàn)代化、智能化，需要大量的灌溉渠系作為基礎(chǔ)支撐，既能滿足最基本的灌溉要求，又能有效節(jié)約用水，最大限度地減少農(nóng)田水利的浪費(fèi)，提高水資源利用率。特別是水資源相對缺乏的地區(qū)，加強(qiáng)灌溉渠系建設(shè)是促進(jìn)農(nóng)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，是緩解和降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對自然生態(tài)系統(tǒng)破壞的有效措施。開發(fā)甘肅現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，應(yīng)充分發(fā)揮項目的作用和作用，盡可能減少水資源的消耗和浪費(fèi)，充分滿足農(nóng)田生產(chǎn)的需要，合理控制工程建設(shè)與運(yùn)營管理成本，是當(dāng)前甘肅農(nóng)業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)。

2農(nóng)田水利灌溉渠系工程設(shè)計要點(diǎn)

2.1基本原則

田間灌渠設(shè)計應(yīng)嚴(yán)格遵循相應(yīng)的設(shè)計原則，保證設(shè)計的科學(xué)性、合理性、規(guī)范性，以充分發(fā)揮工程的作用與功能，實現(xiàn)農(nóng)田高效節(jié)水灌溉。首先，要遵循因地制宜的原則。對于工程建設(shè)，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H進(jìn)行合理的設(shè)計和施工，以保證工程功能的有效發(fā)揮。要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，綜合考慮當(dāng)?shù)氐乃?、灌溉、農(nóng)業(yè)制度、農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等因素，盡可能設(shè)計科學(xué)合理的工程方案，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展提供有力的支撐。其次，要遵循節(jié)約的原則。灌渠的建設(shè)需要大量的資金投入，必須通過后期的經(jīng)濟(jì)效益才能保證其可持續(xù)運(yùn)行。在設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，合理調(diào)整工程設(shè)計方案，加強(qiáng)工程造價控制，科學(xué)協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)因素與技術(shù)因素的關(guān)系，防止資金浪費(fèi)，為項目投產(chǎn)后的經(jīng)濟(jì)效益提供保障。四是堅持節(jié)水原則。廣泛采用先進(jìn)的節(jié)水設(shè)備和技術(shù)，以節(jié)水為重要指標(biāo)，優(yōu)化灌溉方式，在滿足當(dāng)?shù)匦枨蟮那疤嵯?，盡量減少水資源的浪費(fèi)。

2.2取水方案設(shè)計

取水是農(nóng)田灌溉的前提。在設(shè)計農(nóng)田水利灌溉渠系時，既要保證水源充足，又要控制工程成本，以最適宜的方式取水。在農(nóng)田灌溉工程中，目前應(yīng)用最多的是重力灌溉和提水灌溉，后者投資大，技術(shù)要求高，適用性強(qiáng)。后者一般以河流為主要水源，通過開渠筑閘取水灌溉，再分為無壩取水和有壩取水兩種形式。

有沒有水閘是無壩取水口設(shè)計的關(guān)鍵，這樣可以更有效地控制洪水，防止汛期洪水沖走淹沒。因此，在條件允許的情況下，建造水閘的控制方案是最佳的。建閘時，應(yīng)設(shè)計合理的閘門中心線與河道形成的角度分水角，盡量控制在30°～45°之間，能有效地減小水流沖擊，防止在使用過程中分水口下唇嚴(yán)重腐蝕。在這些方案中，有壩取水的特點(diǎn)是利用壩體對水流進(jìn)行合理的控制，在壩體上提高水位，以保證取水的可行性和可持續(xù)性。雖然大壩取水的費(fèi)用大大增加，但其取水效果也很好，在很大程度上滿足了農(nóng)田灌溉的實際需要。在壩體取水口設(shè)計中，經(jīng)常需要設(shè)計溢流壩、防洪堤、引水閘、沖砂閘等。

2.3通道布置設(shè)計

渠系布局設(shè)計也是灌溉渠系統(tǒng)設(shè)計的重點(diǎn)之一。在實際操作上，要做好總體設(shè)計，因地制宜地利用地形條件，確保渠道工程安全，盡量避免深挖、高填、險段，綜合利用農(nóng)田水利水電，實現(xiàn)一水多用、多元化運(yùn)行，進(jìn)一步提高渠道工程安全性。針對不同地形的灌區(qū)，需要采用不同的設(shè)計方法。其中，平原灌區(qū)渠系布局設(shè)計應(yīng)以因地制宜為基本原則，根據(jù)地下水的實際情況，采用地表水或修井灌溉渠;另一個例子是山區(qū)和丘陵灌溉區(qū)。在流域和溝谷之間設(shè)置灌區(qū)，應(yīng)盡量降低干渠水位，開溝開鑿，大大地實現(xiàn)治理，有效控制暴雨徑流、山洪、水土流失。

2.4流道截面設(shè)計

排水渠道設(shè)計中，流量和斷面是重要的組成部分。根據(jù)農(nóng)田灌溉的實際需要，合理設(shè)計灌溉渠流量，既能滿足灌溉需要，又能穩(wěn)定渠道，減少不必要的水資源浪費(fèi)。截面設(shè)計與流量設(shè)計直接相關(guān)，保證兩者成正比，保證流量滿足設(shè)計要求。同時應(yīng)調(diào)整縱坡高度，以進(jìn)一步提高航道工程的安全性。

2.5渠道防滲設(shè)計。

灌渠工程中，渠道滲入是造成水資源浪費(fèi)的主要原因，在工程設(shè)計中應(yīng)著重于優(yōu)化渠道防滲設(shè)計。目前農(nóng)田水利灌溉渠道多為土渠，滲漏現(xiàn)象嚴(yán)重，難以滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展對節(jié)水灌溉的要求。因此，無論是新建還是改造灌溉渠，都要做好渠道防滲設(shè)計，最大限度地減少輸水渠道的水資源流失和浪費(fèi)。采用物理機(jī)械法或化學(xué)法改善渠床土的滲透性，以物理機(jī)械法為主，主要有壓實法、沉降法、拋光法等;化學(xué)原理是通過添加化學(xué)物質(zhì)來提高溝床土壤的抗?jié)B能力。溝底設(shè)防滲層可采用襯砌材料的方法，有效地減少了輸水管道的水耗。通道防滲層常用的材料有混凝土、鋼筋混凝土、塑料薄膜、砌體、磚、瀝青、土工膜、粘土等。

2.6輸水管道設(shè)計

與輸水渠道相比，管道輸水無疑是對輸水最有效的控制，極大地減少了因蒸發(fā)滲漏造成的水資源損失和浪費(fèi)，但輸水的施工成本要高得多。在設(shè)計中，首先應(yīng)根據(jù)灌區(qū)的實際情況，合理布管路線，盡量減少明顯的高度落差和彎度，盡量避開道路和地下管線。從施工成本和水穩(wěn)性兩方面考慮，合理設(shè)置防護(hù)結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)對松動部位進(jìn)行設(shè)計，可保證灌溉渠工程的安全穩(wěn)定。

2.7噴灌設(shè)計

噴灌作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種灌溉方式，其灌溉面積大，灌溉均勻，節(jié)水性強(qiáng)。這種方法雖然成本高，但灌溉效果好，在條件允許的情況下可在灌區(qū)廣泛推廣。噴頭、管徑的合理設(shè)計是其設(shè)計的關(guān)鍵，根據(jù)噴頭的大小來確定噴頭的數(shù)量，根據(jù)噴頭的大小來確定噴頭的位置和間距。

2.8微噴滴灌設(shè)計

目前，微噴灌和滴灌在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用還不多，但都是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要趨勢，具有很高的應(yīng)用價值。微噴灌技術(shù)設(shè)計時，應(yīng)選擇合理的滴灌噴頭，一般為折射型、旋轉(zhuǎn)型、輻射型。此外，還要科學(xué)地確定設(shè)計參數(shù)，確保選型設(shè)施符合工程實際，提高灌溉節(jié)水水平。

結(jié)束語

總之，農(nóng)田水利灌溉渠系的設(shè)計與使用是關(guān)系到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)工程。灌溉工程的設(shè)計和應(yīng)用，應(yīng)根據(jù)實際情況，充分考慮各方面因素，兼顧安全、經(jīng)濟(jì)、適用性，提高工程質(zhì)量，充分發(fā)揮工程功能和作用，促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。灌溉工程設(shè)計是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然要求，是提高水資源利用率、緩解當(dāng)前能源短缺、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的有效途徑。根據(jù)協(xié)調(diào)、經(jīng)濟(jì)、統(tǒng)籌、節(jié)水等原則，加強(qiáng)設(shè)計方案的可行性;通過渠道防滲、管道輸水、噴灌、微噴滴灌等設(shè)計，農(nóng)田灌溉工程水平和生產(chǎn)效益逐步提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭乙霏，王明明，李金旺.小型農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計要點(diǎn)[J].河南水利與南水北調(diào)，2019，48（04）：21-22.

[2]李華.小型農(nóng)田水利規(guī)劃設(shè)計的主要內(nèi)容及注意事項[J].中國高新區(qū)，2018（10）：220.