農(nóng)田水利工程中的渠道設(shè)計(jì)與施工管理路徑探索

趙金宏

（甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心，甘肅 景泰 730400）

我國農(nóng)業(yè)發(fā)展歷史悠久，隨著農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，建設(shè)了許多農(nóng)田水利工程。為了進(jìn)一步提升農(nóng)田水利工程建設(shè)的質(zhì)量，亟須對農(nóng)田水利工程的渠道設(shè)計(jì)方法與施工管理流程進(jìn)行總結(jié)，為后續(xù)的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與管理方面現(xiàn)代化改革提供理論支撐與實(shí)踐依據(jù)。

1 農(nóng)田水利工程中渠道設(shè)計(jì)的基本原則與標(biāo)準(zhǔn)

1.1 農(nóng)田水利工程中渠道設(shè)計(jì)基本原則

農(nóng)田水利工程中渠道設(shè)計(jì)的第一要?jiǎng)?wù)是滿足農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中對灌溉水源的需求。一般情況下，農(nóng)田灌溉水利渠道設(shè)計(jì)需要依據(jù)地形、地勢等進(jìn)行設(shè)計(jì)，在保證目標(biāo)區(qū)域農(nóng)田水源使用效益的同時(shí)，最大限度地降低工程成本。因此，在實(shí)際水利工程設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)單位人員需要在施工前對目標(biāo)水利工程建設(shè)區(qū)域進(jìn)行實(shí)地考察，重點(diǎn)勘探目標(biāo)施工區(qū)域內(nèi)的地勢，通過圖紙與計(jì)算機(jī)模型技術(shù)呈現(xiàn)數(shù)據(jù)。與此同時(shí)，農(nóng)田水利工程的渠道設(shè)計(jì)還應(yīng)當(dāng)充分考慮區(qū)域內(nèi)農(nóng)田的分布模式與居民區(qū)密度，踐行“以人為本”的設(shè)計(jì)理念，合理規(guī)劃渠道路線布置，保證農(nóng)田獲得有效灌溉水源的同時(shí)，避免施工與日常運(yùn)營噪聲對周邊農(nóng)戶生活造成影響[1]。

現(xiàn)階段，隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的不斷推進(jìn)，我國在農(nóng)田水利建設(shè)方面中屢屢獲得突破，節(jié)水灌溉技術(shù)與農(nóng)田水利工程渠道設(shè)計(jì)相結(jié)合，充分體現(xiàn)了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展理念，也能發(fā)揮出農(nóng)田水利工程的作用。在目前的農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)過程中，施工單位建設(shè)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)當(dāng)與有關(guān)部門及時(shí)溝通，申請地方政府給予更多環(huán)保技術(shù)與資金的支持，同時(shí)在施工過程中也要充分考慮工程對地方環(huán)境的影響，保證工程具有良好的環(huán)境效益及經(jīng)濟(jì)效益[2]。

1.2 農(nóng)田水利工程中的渠道設(shè)計(jì)基本標(biāo)準(zhǔn)

由于農(nóng)田水利工程本身具有較強(qiáng)的復(fù)雜性與系統(tǒng)性，在進(jìn)行工程施工與管理的過程中，往往會(huì)受到多種因素的干擾，倘若不能進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)與管理，不僅會(huì)導(dǎo)致整個(gè)設(shè)計(jì)缺乏合理性與可靠性，同時(shí)也會(huì)對后續(xù)工作帶來不利影響。所以，施工單位在工程施工前，要明確灌溉渠道與水利工程之間的利害關(guān)系，依照當(dāng)前工程要求以及現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行綜合考量與分析，確保后續(xù)工作能夠順利開展。在這一過程中，應(yīng)當(dāng)從經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)業(yè)建設(shè)、資源管控以及人員利益保障等方面進(jìn)行有效管理，通過合理的方法降低風(fēng)險(xiǎn)干擾，確保水利工程能夠順利開展。

為了有效提升施工質(zhì)量，無論是裝置還是材料都必須考慮防滲效果與性能，在選擇施工材料時(shí)應(yīng)當(dāng)選擇防滲效果好的材料。農(nóng)田水利工程施工時(shí)，會(huì)涉及水電方面的知識(shí)，施工單位需采用相關(guān)計(jì)量設(shè)備進(jìn)行檢測，確定工程材料的需求量，明確不同材料的使用情況，提高員工的安全保護(hù)意識(shí)，避免出現(xiàn)隨意擺放工程材料的情況。

對于農(nóng)田水利工程而言，地坪材料也極為重要，尤其在灌溉工作中，倘若所選用的地坪材料或者是施工工藝存在問題，會(huì)導(dǎo)致工程防滲效果不佳，整個(gè)工程的質(zhì)量也會(huì)受到影響。為了避免這一情況的出現(xiàn)，施工單位在工程施工過程中，需要考慮當(dāng)?shù)氐墓喔刃枨?。除了要滿足灌溉需求之外，還要考慮當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，可以通過信息技術(shù)手段進(jìn)行監(jiān)測，降低氣象因素帶來的不利影響。

在渠道設(shè)計(jì)過程中要遵循因地制宜的原則，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需結(jié)合地形勘探結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，還需綜合性分析周邊環(huán)境，以居民實(shí)際分布情況確定工程范圍，避免工程項(xiàng)目對居民日常生活造成影響。渠道設(shè)計(jì)階段需重點(diǎn)考慮當(dāng)?shù)貙?shí)際地勢，合理利用地勢落差。

2 農(nóng)田水利工程中渠道設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容

2.1 橫斷面設(shè)計(jì)

農(nóng)田水利渠道的橫斷面設(shè)計(jì)關(guān)乎灌溉工程中水源取用的有效面積，在實(shí)際施工過程中需要根據(jù)目標(biāo)施工區(qū)域的地形特征進(jìn)行具體的安排與設(shè)計(jì)。受限于我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的碎片式布局與實(shí)際耕地地形特點(diǎn)，絕大多數(shù)農(nóng)田水利渠道橫斷面設(shè)計(jì)均統(tǒng)一采用U 型結(jié)構(gòu)，此類設(shè)計(jì)的優(yōu)勢在于其對耕地地形的兼容性，而其劣勢在于其在灌溉水源流速方面的控制能力不足，為了應(yīng)對以上缺陷，設(shè)計(jì)人員在橫斷面設(shè)計(jì)過程中需充分利用均勻流速原理，避免在實(shí)際灌溉運(yùn)營工作中因流速失衡造成的漫灌事故[3]。與此同時(shí)，橫斷面在農(nóng)田水利工程渠道的設(shè)計(jì)中也是一個(gè)重要的成本節(jié)約設(shè)計(jì)切入方向，在節(jié)約用水理念的指導(dǎo)下，農(nóng)田水利工程渠道設(shè)計(jì)需要堅(jiān)持低水量與低成本的雙低原則。以橫截面為水利渠道節(jié)能切口設(shè)計(jì)可以通過對設(shè)計(jì)過程中渠道比降數(shù)值的控制來實(shí)現(xiàn)，所謂渠道比降主要是指農(nóng)田水利工程在坡度保持一致的情況下渠道兩端高度差距和渠道段之間的距離，施工中設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)實(shí)地地形限定渠道比降的數(shù)值變動(dòng)空間，避免過分追求節(jié)約成本而埋下渠道阻塞隱患。

2.2 縱斷面設(shè)計(jì)

農(nóng)田水利渠道的縱斷面設(shè)計(jì)關(guān)乎灌溉工程中水源取用的有效容積，在實(shí)際施工過程中同樣需要根據(jù)目標(biāo)施工區(qū)域的地形特征進(jìn)行具體的安排與設(shè)計(jì)。為降低農(nóng)業(yè)灌溉成本，絕大多數(shù)農(nóng)田水利渠道縱斷面設(shè)計(jì)皆嚴(yán)格遵循目標(biāo)施工區(qū)域內(nèi)的等高線采用平行方案進(jìn)行設(shè)計(jì)布局[4]?？梢哉f我國農(nóng)田水利工程的建設(shè)是具備強(qiáng)施工環(huán)境導(dǎo)向性的工程設(shè)計(jì)。而除了地形地勢的影響外，目標(biāo)施工區(qū)域的土層構(gòu)成與農(nóng)田空間的實(shí)際需求也是農(nóng)田水利渠道的縱斷面設(shè)計(jì)方案制定過程中重要的參考指標(biāo)，這3 類因素對農(nóng)田水利渠道的縱斷面的深度設(shè)計(jì)有重要作用，而所謂深度設(shè)計(jì)指的是連接縱斷面中心點(diǎn)與樁點(diǎn)高低和渠道頂端高度所形成的直線距離。考慮到工程建設(shè)過程中的成本管理，對農(nóng)田水利渠道的縱斷面的尺寸設(shè)計(jì)需要合理考慮蒸發(fā)滲透等因素，不能超出區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求，為保證數(shù)值計(jì)算的精準(zhǔn)性，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中可以使用U 型槽縱坡率進(jìn)行計(jì)算。

2.3 排水建筑物設(shè)計(jì)

農(nóng)田水利渠道結(jié)構(gòu)中排水建筑物是連接整個(gè)農(nóng)田水利灌溉渠道的重要節(jié)點(diǎn)，可以在實(shí)際農(nóng)田灌溉工作中起到關(guān)鍵的程序運(yùn)作監(jiān)督作用、養(yǎng)護(hù)管理保障作用以及靈活調(diào)度控制作用，目前已經(jīng)是我國農(nóng)田水利工程建設(shè)設(shè)計(jì)方案中必不可少的設(shè)施[5]。我國絕大多數(shù)農(nóng)田水利渠道排水建筑物設(shè)計(jì)需要與目標(biāo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域的環(huán)境與生產(chǎn)條件高度適配。根據(jù)具體區(qū)域的施工環(huán)境特點(diǎn)，在實(shí)際設(shè)計(jì)建設(shè)施工工作中若目標(biāo)施工區(qū)域地形起伏較小且土層結(jié)構(gòu)平穩(wěn)，此時(shí)設(shè)計(jì)人員則可選用C15 混凝土建設(shè)梯形襯砌斷面施工技術(shù)方案，在實(shí)際設(shè)計(jì)建設(shè)施工工作中若目標(biāo)施工區(qū)域位于向斜斷層區(qū)域或地質(zhì)坍塌空間，此時(shí)設(shè)計(jì)人員則可選擇利用填埋混凝土與擋墻聯(lián)合的方式完成技術(shù)設(shè)計(jì)。

3 農(nóng)田水利工程中的渠道施工管理要點(diǎn)

3.1 襯砌板加工預(yù)制管理

在農(nóng)田水利工程的渠道施工管理過程中要重視以襯砌板加工預(yù)制建材管理為代表的施工質(zhì)量管理。第一，在實(shí)際施工過程中為滿足預(yù)制建材對渠道施工結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求，現(xiàn)場負(fù)責(zé)質(zhì)檢的監(jiān)理工程師需要關(guān)注各類預(yù)制建材的入場門檻，避免不合格建材進(jìn)入施工場地。第二，在實(shí)際施工過程中為避免外界因素對渠道施工建材的損耗，現(xiàn)場工程監(jiān)管團(tuán)隊(duì)需制定建材存放的規(guī)章制度，避免施工過程中預(yù)制建材因隨意堆放而造成的磨損，保證預(yù)制建材功能在施工建設(shè)過程中的有效發(fā)揮。第三，在實(shí)際施工過程中建設(shè)單位需開通較為穩(wěn)定的預(yù)制建材采購—運(yùn)輸—養(yǎng)護(hù)渠道，減少建材對工程施工質(zhì)量及進(jìn)度方面的影響。

3.2 渠道施工中污染管理

農(nóng)田水利工程任務(wù)重且持續(xù)時(shí)間長，在實(shí)際施工過程中與周邊民眾的生產(chǎn)生活聯(lián)系密切，為此，在農(nóng)田水利工程的渠道施工管理過程中要高度重視以生態(tài)污染與噪聲污染為代表的施工環(huán)境管理。第一，為應(yīng)對施工過程中造成的生態(tài)污染，在施工設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中施工單位需對目標(biāo)施工區(qū)域環(huán)境進(jìn)行勘探分析，規(guī)避在較淺的地下水土層面進(jìn)行施工，同時(shí)制定嚴(yán)格的施工環(huán)境準(zhǔn)則，避免施工過程中向周邊水體或土壤進(jìn)行非法傾倒、掩埋建設(shè)垃圾的現(xiàn)象。第二，為應(yīng)對施工過程中造成的噪聲污染，在施工設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中施工單位需提前采購具有隔音性質(zhì)的彩鋼板對施工區(qū)域進(jìn)行半封閉式處理，同時(shí)在施工過程中嚴(yán)格控制夜間施工的時(shí)長，避免施工噪聲對周邊居民的生活帶來不利影響。

農(nóng)田水利工程渠道施工布局的合理性與施工管理的科學(xué)性將對目標(biāo)農(nóng)田的生產(chǎn)效率產(chǎn)生直接影響。因此，工作人員在對農(nóng)田水利工程渠道設(shè)計(jì)時(shí)要認(rèn)識(shí)到渠道設(shè)計(jì)的重要性，不斷提升我國農(nóng)田水利工程渠道設(shè)計(jì)與施工管理質(zhì)量。

3.3 防滲施工質(zhì)量管理措施

農(nóng)田水利工程渠道部分施工時(shí)，要加強(qiáng)防滲技術(shù)的運(yùn)用。一是選擇合適的材料，施工單位應(yīng)選派相關(guān)專業(yè)人員進(jìn)行采購，采購時(shí)要根據(jù)項(xiàng)目施工實(shí)際要求選擇質(zhì)量好、性價(jià)比高的材料。二是監(jiān)督基礎(chǔ)開挖作業(yè)，施工人員在施工現(xiàn)場要根據(jù)現(xiàn)場地形地質(zhì)挖掘渠道并且填補(bǔ)渠道，監(jiān)理單位要派專業(yè)人員監(jiān)督工人開挖渠道。三是借助混凝土填充方式完成修補(bǔ)工作，依據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)配置混凝土，確保修補(bǔ)質(zhì)量。四是設(shè)置科學(xué)的排水系統(tǒng)，做好襯砌工作，降低滲漏發(fā)生率。

3.4 渠道施工技術(shù)管理質(zhì)量提升措施

農(nóng)田水利工程的質(zhì)量管理應(yīng)貫穿始終，各個(gè)部門要嚴(yán)格履行自身職責(zé)，積極協(xié)作，保證整個(gè)工程的質(zhì)量。在施工過程中各部門要積極溝通，形成更加完善的質(zhì)量管理機(jī)制。施工人員要不斷規(guī)范自身行為，嚴(yán)格按照操作流程安全作業(yè)。在施工中會(huì)產(chǎn)生諸多臨時(shí)性的問題，應(yīng)及時(shí)上報(bào)相關(guān)部門，及時(shí)解決，保證工程建設(shè)質(zhì)量。