小型農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)研究

周曉鋒

(新疆峻特設(shè)計(jì)工程有限公司，新疆 喀什 844000)

0 引 言

小型農(nóng)田水利設(shè)施的供給是保障農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)、維護(hù)國(guó)家糧食安全的重要物質(zhì)基礎(chǔ),因而小型農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有舉足輕重的作用。[1]小型農(nóng)田水利工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃對(duì)其施工計(jì)劃的順利推進(jìn)和竣工后的長(zhǎng)期使用有著極大的影響。因此，充分發(fā)揮小型農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)的重要作用，綜合考慮各方面的影響因素，加強(qiáng)小型農(nóng)田水利工程的基礎(chǔ)建設(shè)，成為以后農(nóng)村水利建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容[2]。

1 小型農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的重要性

為充分利用有限的水資源，必須逐步優(yōu)化小型農(nóng)田水利工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)，并加速節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展?；谖覈?guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)的基本國(guó)情，發(fā)展農(nóng)田水利工程和優(yōu)化小型農(nóng)田水利工程的設(shè)計(jì)，對(duì)推動(dòng)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展和農(nóng)作物產(chǎn)量的提高具有重要意義[3]。因此，小型農(nóng)田水利工程的設(shè)計(jì)是很重要的。我國(guó)的小型農(nóng)田水利工程建設(shè)雖然起步較早，但由于當(dāng)時(shí)的工程設(shè)計(jì)水平有限，且相應(yīng)的水利設(shè)備質(zhì)量不高，導(dǎo)致水利工程的實(shí)際效率不高，在一定程度上限制了農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展和高質(zhì)量發(fā)展，這是目前小型農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)上亟待解決的問(wèn)題。小型農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)必須結(jié)合水利工程的未來(lái)發(fā)展方向和當(dāng)下需要解決的問(wèn)題，做到合理規(guī)劃，以實(shí)現(xiàn)工程效益的最大化[4]。

修建小型農(nóng)田水利工程設(shè)施有利于帶動(dòng)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和提高農(nóng)村居民生活質(zhì)量。第一，充分發(fā)揮農(nóng)田水利設(shè)施中水庫(kù)、水井的蓄水作用，確保滿足農(nóng)業(yè)灌溉用水和居民用水的需求。第二，積極發(fā)揮小型農(nóng)田水利工程設(shè)施在防洪抗災(zāi)等應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害中的重要作用，既是指利用水井、水庫(kù)等水利設(shè)施的儲(chǔ)水功能保障干旱季節(jié)下農(nóng)田有充足的灌溉水源，防止因自然災(zāi)害引起農(nóng)作物大量減產(chǎn)的情況出現(xiàn)，又是指在發(fā)生洪澇災(zāi)害時(shí)，利用水庫(kù)等水利設(shè)施的蓄水功能減小洪澇災(zāi)害產(chǎn)生的破壞程度，在一定程度上保護(hù)農(nóng)作物和居民的安全。第三，小型農(nóng)田水利設(shè)施可以加速農(nóng)村地區(qū)種植業(yè)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的增產(chǎn)和農(nóng)業(yè)收入的增加，進(jìn)而促進(jìn)農(nóng)村地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2 小型農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀和常見(jiàn)問(wèn)題

2.1 現(xiàn)狀

我國(guó)現(xiàn)階段的小型農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)中還存在一些問(wèn)題，限制著水利工程設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展。在一些小型水利工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，僅僅依靠已積累的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，缺乏實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)的應(yīng)用，這導(dǎo)致所設(shè)計(jì)出的水利工程不夠科學(xué)合理。例如，小型農(nóng)田水利工程的建設(shè)會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境產(chǎn)生一定的消極影響，導(dǎo)致植被覆蓋減少，一些小型農(nóng)田水利工程在設(shè)計(jì)過(guò)程中未考慮到對(duì)自然環(huán)境的保護(hù)，而施工過(guò)程中又由于缺少專業(yè)的技術(shù)人員無(wú)法及時(shí)修改設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，以致對(duì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生不利影響[5]。在工程投入使用后，往往采取攔截河水或溪流的方式進(jìn)行灌溉，這又導(dǎo)致水資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。

2.2 常見(jiàn)問(wèn)題

小型農(nóng)田水利工程主要是解決農(nóng)田的灌溉與排水問(wèn)題，盡管工程規(guī)模較小，卻發(fā)揮著不容忽視的作用，保障著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)發(fā)展。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)作物生長(zhǎng)都與水密不可分，高度依賴[6]。小型農(nóng)田水利工程通過(guò)蓄水和排水等功能改進(jìn)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境，同時(shí)保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定。目前，在小型農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)中仍存在一些常見(jiàn)問(wèn)題，如圖1所示，影響著水利工程的正常作用。

圖1 常見(jiàn)問(wèn)題分類

2.2.1 水文勘測(cè)工作不準(zhǔn)確

水文地質(zhì)勘測(cè)是農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)中最重要的準(zhǔn)備工作。進(jìn)行水文地質(zhì)勘測(cè)是指在工程施工前對(duì)施工場(chǎng)地的環(huán)境進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)，需要專業(yè)人員使用各種勘測(cè)手段開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)等信息的調(diào)查工作，以保障水利工程施工設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和可行性。水文環(huán)境作為地質(zhì)環(huán)境的重要組成部分，一直發(fā)揮著不可忽視的作用，所以水文勘測(cè)工作的重要性不言而喻。然而在實(shí)際勘查的過(guò)程中，一些勘查人員不重視水文地質(zhì)勘查，在實(shí)際操作過(guò)程中只是形式化地完成勘查所需流程，導(dǎo)致勘查結(jié)果不準(zhǔn)確，容易發(fā)生信息缺失或錯(cuò)誤等情況，不能真實(shí)體現(xiàn)出建設(shè)場(chǎng)地原有的水文地質(zhì)條件，綜合性評(píng)價(jià)不足。這樣的勘查工作是沒(méi)有多大實(shí)際意義的。

2.2.2 原有設(shè)計(jì)存在缺陷

現(xiàn)有的小型農(nóng)田水利工程，有相當(dāng)一部分是由鄉(xiāng)鎮(zhèn)或者村組織規(guī)劃與建設(shè)工作的，受限于各方面條件，設(shè)計(jì)方案存在許多不足之處，僅僅追求滿足短暫的需求，而忽視設(shè)計(jì)的質(zhì)量并壓縮了從設(shè)計(jì)、施工到使用的時(shí)間，有些工程甚至是邊設(shè)計(jì)、邊施工、邊使用，倉(cāng)促上馬修建，缺少必要充分的前期規(guī)劃設(shè)計(jì)，對(duì)施工質(zhì)量控制也不嚴(yán)格，后期管理更不規(guī)范，水利設(shè)施和配置不合理，這為工程的投入使用埋下較多的工程隱患。此外，低效處理周圍居民的涉水利益，也嚴(yán)重影響著農(nóng)田水利工程的正常運(yùn)行。

2.2.3 工程設(shè)施老舊

就已建成的小型農(nóng)田水利工程而言，部分工程由于前期準(zhǔn)備工作不足、物資投入有限，所使用的設(shè)備的性能不夠先進(jìn)，投入使用后出現(xiàn)設(shè)備高負(fù)荷運(yùn)行的情況。同時(shí)，小型農(nóng)田水利工程的運(yùn)營(yíng)資金有限，后期的維修資金也難以及時(shí)到位，這些因素都導(dǎo)致設(shè)備不能及時(shí)更新，出現(xiàn)設(shè)備老舊、功能喪失，進(jìn)而限制著小型農(nóng)田水利工程蓄水和攔水等功能的實(shí)現(xiàn)。

2.2.4 工程監(jiān)管缺失

在小型農(nóng)田水利工程的施工過(guò)程中，相關(guān)部門(mén)的監(jiān)管工作起著重要作用。監(jiān)管工作必須有始有終，從前期的設(shè)計(jì)規(guī)劃到后期的施工，對(duì)全過(guò)程都要進(jìn)行監(jiān)管。若在設(shè)計(jì)規(guī)劃和施工過(guò)程中未及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除風(fēng)險(xiǎn)因素，施工的過(guò)程中就可能出現(xiàn)嚴(yán)重的工程安全事故。而目前一些小型農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)規(guī)劃與施工中的工程監(jiān)管工作流于形式、浮于表面，只是走個(gè)過(guò)場(chǎng)，這樣的監(jiān)管工作體現(xiàn)不出真正的工程監(jiān)管意義，也不符合新時(shí)代工程監(jiān)管的需求。

3 小型農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

為確保小型農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)的科學(xué)性，有效提高工程建設(shè)的質(zhì)量，針對(duì)以上提到的小型農(nóng)田水利工程中存在的嚴(yán)重問(wèn)題，重點(diǎn)探討小型農(nóng)田水利工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)要點(diǎn)及注意事項(xiàng)等相關(guān)問(wèn)題[7]。注意事項(xiàng)示意圖如圖2所示。

圖2 注意事項(xiàng)示意圖

3.1 注重項(xiàng)目設(shè)計(jì)前的實(shí)地勘查和影響性分析

在設(shè)計(jì)工作展開(kāi)之前，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)施工場(chǎng)地內(nèi)的水文地質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)勘查，充分了解當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需的水利條件，充分獲取準(zhǔn)確信息，進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)規(guī)劃。前期的實(shí)地調(diào)查和獲取的數(shù)據(jù)為后期設(shè)計(jì)工作提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，可有效縮小不同地塊的差距。同時(shí)，結(jié)合農(nóng)村生產(chǎn)所需的灌溉條件合理設(shè)計(jì)排水設(shè)施的結(jié)構(gòu)與布置，可對(duì)灌溉農(nóng)田和應(yīng)用節(jié)水技術(shù)提供較大助力。

下面以常見(jiàn)的渠道防滲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例加以說(shuō)明。防滲結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)必須基于實(shí)地調(diào)查，在綜合分析各項(xiàng)影響因素后開(kāi)展設(shè)計(jì)工作。

(1) 天然氣候條件對(duì)建設(shè)工程的防滲質(zhì)量有著較大影響，必須作為關(guān)鍵影響要素被綜合考慮。例如，工程建設(shè)中所使用的建筑材料的有效利用時(shí)間受氣候的影響；氣候也有可能導(dǎo)致工程出現(xiàn)凍脹破壞，是工程防凍脹設(shè)計(jì)需要考慮的影響因素。

(2) 建設(shè)場(chǎng)地的地形地貌條件也是設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的影響因素。地形與地貌會(huì)影響農(nóng)田水利工程的投入成本，所以在選擇施工方案時(shí)，必須將地形與地貌的影響放到重要位置上。

(3) 土壤本身的滲透水平將嚴(yán)重影響防滲方法的選取。若土壤的滲透性差，就可采用混凝土作為防滲材料，但若土壤的滲透能力好，則應(yīng)選取密度較高的材料，以保證防滲工程能正常運(yùn)行。

3.2 科學(xué)設(shè)計(jì)水利工程的取水方式及引水量

在開(kāi)展設(shè)計(jì)工作時(shí)，必須結(jié)合當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件，選取合適的水源獲取方式，設(shè)計(jì)相應(yīng)的取水方式。灌溉水源大致分為提水灌溉和自流取水兩種。其中，提水灌溉適應(yīng)于地勢(shì)較低的田地，往往利用低壩或節(jié)能閘閥的蓄水功能將水引流到農(nóng)田，自流取水灌溉則需結(jié)合當(dāng)?shù)赜昙緱l件下的水文情況進(jìn)行閘口布置。有閘的小型農(nóng)田水利工程在穩(wěn)定水流方面有較大的優(yōu)勢(shì)，能有效進(jìn)行汛期農(nóng)田內(nèi)水資源的合理控制。在選定取水方式之后，必須合理計(jì)算引水量。引水量是指實(shí)際所需的用水量與中途損耗量之和，而引水途中水的損失量受地質(zhì)條件、自然環(huán)境及水源等多方面的影響。開(kāi)展小型農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)的工作時(shí)，應(yīng)參考渠道引水量合理設(shè)計(jì)橫斷面，同時(shí)繪制出設(shè)計(jì)的斷面圖，科學(xué)計(jì)算工程量，做好工程的預(yù)算工作，再由專業(yè)人員制作設(shè)計(jì)報(bào)告。

3.3 合理設(shè)計(jì)渠道防滲

在工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)設(shè)計(jì)渠道的防滲結(jié)構(gòu)，以減少水流的侵蝕和沖擊。設(shè)計(jì)防滲渠道的重要性體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①有效節(jié)水和合理控制渠道土方工程所占據(jù)的地面空間；②有效避免出現(xiàn)土地的鹽堿化問(wèn)題；③有利于優(yōu)化排水工程的施工成本。

設(shè)計(jì)防滲渠道的過(guò)程中，應(yīng)充分考慮我國(guó)各地區(qū)在氣候、地形及土質(zhì)等方面的差異問(wèn)題，同時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注滲漏問(wèn)題。例如，北方地區(qū)的氣溫普遍低于南方，因而渠道更容易受凍害影響，在開(kāi)展設(shè)計(jì)工作的時(shí)候必須考慮到凍害，采用合理的防凍措施，一般使用U形渠道，以防止發(fā)生凍脹問(wèn)題。

此外，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件選擇合適的防滲施工技術(shù)。一般而言，防滲施工技術(shù)主要包含膜料防滲技術(shù)、瀝青防滲施工技術(shù)、高壓噴射灌漿法等。其中，膜料防滲技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)低、施工難度低、適應(yīng)性較強(qiáng)，其缺點(diǎn)也很明顯，即抗沖擊能力差，因此提高渠道防滲性的關(guān)鍵是保證膜料的完整性。而瀝青防滲施工技術(shù)是指依托瀝青良好的工程特性，填堵渠道的滲漏部分，使工程使用時(shí)間能延長(zhǎng)。高壓噴射灌漿法是指利用高壓將水凝漿填入滲漏部分，加快水凝漿與混凝土有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成可以防滲防漏的壁狀固結(jié)物，然而該工法不易控制、容易發(fā)生漏噴的現(xiàn)象。

4 加強(qiáng)小型農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)的具體措施

(1) 設(shè)計(jì)人員應(yīng)-端正工作態(tài)度。在以往的設(shè)計(jì)中，一些設(shè)計(jì)人員工作態(tài)度有問(wèn)題，缺乏責(zé)任意識(shí)，未準(zhǔn)確了解設(shè)計(jì)方案的具體情況，這導(dǎo)致設(shè)計(jì)工作不夠準(zhǔn)確。農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)人員需要樹(shù)立嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度，充分重視水利工程的設(shè)計(jì)工作，培養(yǎng)設(shè)計(jì)人員的服務(wù)意識(shí)和責(zé)任意識(shí)[8]。

(2) 設(shè)計(jì)單位要加強(qiáng)專業(yè)人員的培養(yǎng)。小型農(nóng)田水利工程的設(shè)計(jì)工作需要高專業(yè)素養(yǎng)的設(shè)計(jì)人員，設(shè)計(jì)人員的專業(yè)水平在水利工程建設(shè)中起著直接的、重要的作用。因此，水利工程設(shè)計(jì)部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)專業(yè)人員的能力培養(yǎng)，一是加強(qiáng)高水平人才的引進(jìn)，二是定期開(kāi)展專業(yè)培訓(xùn)工作，以期培養(yǎng)更多的專業(yè)設(shè)計(jì)人員，打造專業(yè)素質(zhì)過(guò)硬的設(shè)計(jì)隊(duì)伍，這將有力促進(jìn)小型農(nóng)田水利工程質(zhì)量的提升。

(3) 設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注重引進(jìn)先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備。目前水利工程中使用的機(jī)械設(shè)備有一部分已陳舊落后，這就要求及時(shí)更新機(jī)械設(shè)備，降低出現(xiàn)安全事故的概率。適時(shí)引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備，可明顯提升小型農(nóng)田水利工程的效率。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，設(shè)計(jì)工作是小型農(nóng)田水利工程建設(shè)中最重要、最基礎(chǔ)的工作。通過(guò)前期制定合理的設(shè)計(jì)方案，為后續(xù)施工打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，提高工程的效率、質(zhì)量與效益[9]。文章從小型農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)工作的重要性出發(fā)，通過(guò)了解小型農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀和當(dāng)下的常見(jiàn)問(wèn)題，總結(jié)小型農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)并提出具體的應(yīng)對(duì)措施，為以后類似工程設(shè)計(jì)提供參考。