基于生態(tài)理念下的農(nóng)田水利工程規(guī)劃多功能設計

李 鵬，李林杰，張峻華

（恒晟水環(huán)境治理股份有限公司，廣西 桂林 541199）

基于生態(tài)理念，在農(nóng)田水利工程規(guī)劃設計中要考慮灌溉面積、設計流量、水量平衡等因素。在種植時結(jié)合水量需求，實現(xiàn)工程規(guī)劃、田間規(guī)劃、輸水規(guī)劃。我國社會全面發(fā)展，對于生態(tài)需求，要結(jié)合“綠色”“可持續(xù)戰(zhàn)略”措施，對目前水利工程存在的問題開展分析，完成突破。將生態(tài)理念應用于農(nóng)田水利工程規(guī)劃中，能夠規(guī)避潛在的污染現(xiàn)象，達到種植效率、供水質(zhì)量的雙向提高。如生態(tài)理念可結(jié)合BIM 技術(shù)建立對應的模型。通過軟件分析應用，打造協(xié)同工作制度，減少投入成本，提高生產(chǎn)效率，整合各類資源。

1 基于生態(tài)理念的農(nóng)田水利工程規(guī)劃設計的作用

基于生態(tài)理念，對農(nóng)田水利工程規(guī)劃進行設計，符合我國現(xiàn)代化的發(fā)展方向。生態(tài)理念可以達到保護環(huán)境、節(jié)約資源、綠色發(fā)展的要求，與我國綠色發(fā)展措施有高度的融合效果。生態(tài)理念要在水資源節(jié)約這一層面，按照當?shù)刈匀画h(huán)境，實現(xiàn)人本融合。在保障輸水效率的基礎上，盡可能地降低水利工程建設、發(fā)展過程中對周圍環(huán)境的影響，構(gòu)建獨特的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)[1]。節(jié)水設計符合我國未來發(fā)展方針，規(guī)避我國傳統(tǒng)“只追求經(jīng)濟利益，忽略生態(tài)發(fā)展”的問題。生態(tài)理念的出現(xiàn)，對于農(nóng)田水利工程規(guī)劃將會有獨特的促進作用。在設計時，考量我國的水資源緊張問題，保障高效率排澇以及水資源重復利用。生態(tài)理念主張“人與自然交互”，人類對于自然的保護，反之自然也能夠?qū)θ祟惡罄m(xù)發(fā)展提供保障。要想實現(xiàn)自然、和諧、穩(wěn)定發(fā)展，就要保障生態(tài)建設有現(xiàn)代化意義。生態(tài)理念結(jié)合農(nóng)田水利措施，使農(nóng)田水利工程在不同條件下合理高效率開展。我國農(nóng)田用地分布較廣，范圍較大。各地區(qū)的農(nóng)業(yè)用地狀態(tài)不盡相同，在進行規(guī)劃設計時，要做到因地制宜，對土壤狀態(tài)進行分析。結(jié)合周圍的自然環(huán)境、氣候條件、土壤狀態(tài)，考量多方面因素。農(nóng)田水利工程規(guī)劃人員可以結(jié)合分析結(jié)果，采取對應措施，實現(xiàn)農(nóng)田水利工程的基礎強化以及有效建設[2]。

2 基于生態(tài)理念的農(nóng)田水利工程規(guī)劃設計原則

基于生態(tài)理念，農(nóng)田水利工程規(guī)劃原則主要為三點：

1.合理利用原則。按照當?shù)氐姆N植作物以及面積，設計水量，保障糧食產(chǎn)能。提前對播種面積完成數(shù)據(jù)計算，采取模型分析水利工程建設的效果。優(yōu)先使用地表水，隨后引入淺層地下水，控制深部地下水。利用山洪、暴雨等水資源，完成水資源的儲存規(guī)劃。對水庫、水塘等進行修復，實現(xiàn)合理利用要求。大力開展節(jié)水灌溉措施，完成引水示范。

2.設置農(nóng)田灌溉制度。灌水前可以對灌溉單位進行設計，了解灌水總量。灌水制度是指作物在全部生長期限內(nèi)的總灌溉次數(shù)，考慮水定額總和，可以采用立方米/每畝的標準。農(nóng)田灌溉制度需要有充足的理論作為支撐，設計灌溉量圖，分析灌溉最大面積以及所需的灌溉量，使用直方圖表明典型年份。

3.水資源平衡分析。降水量與供水量之間進行對比，特殊水量（如用作人畜水源）也需要計算，得出最佳的分析結(jié)果[3]。

3 生態(tài)理念下的農(nóng)田水利工程規(guī)劃多功能設計

3.1 明確設計理念

農(nóng)田水利工程規(guī)劃設計主要包含灌溉工程、方案設計、農(nóng)田水利研究、單體規(guī)模設計、建設方案完善、田間工程分析、資金籌集、效益評估、環(huán)境評估等各大環(huán)節(jié)。因此，在設計中需要進行前期考量工作。若前期工作不完善，必然會對后期工程建設造成不良影響。農(nóng)田水利工程建設要維持正常的思想觀點，在政府引導下做好資金投入，明確農(nóng)田水利工程質(zhì)量監(jiān)督工作，落實設計理念，為后續(xù)農(nóng)田水利的順利推廣奠定基石，確保農(nóng)田水利工程方案以及生態(tài)理念基調(diào)共存，達到設計要求。農(nóng)田水利規(guī)劃的思路理念會成為后續(xù)工程規(guī)劃設計的核心內(nèi)容。政府要發(fā)揮充分的指導作用，水利工程建設需要根據(jù)當?shù)卣闹甘疽箝_展[4]。除財政部門撥款外，還需要根據(jù)水利工程項目的規(guī)劃以及設計方法完成施工。水利工程是政府重點投資項目，只要獲得相關(guān)部門的認可，就可以獲得經(jīng)濟支持以及政策扶持。保障農(nóng)田水利工程建設方法結(jié)合生態(tài)理念，使農(nóng)田水利工程的最終質(zhì)量符合建設規(guī)劃。

3.2 明確農(nóng)田水利規(guī)劃設計方法

根據(jù)現(xiàn)有的農(nóng)田水利規(guī)劃設計方法，按照設計目的、原則，保障工程高質(zhì)、高效率開展。需要進行前期準備工作，例如農(nóng)田工程水利規(guī)劃措施，要有可持續(xù)性?？剂慨?shù)氐沫h(huán)境以及社會經(jīng)濟發(fā)展情況，對各項資源進行綜合并融入農(nóng)田水利工程的規(guī)劃設計中?？紤]當?shù)亟?jīng)濟的實際發(fā)展情況以及農(nóng)村人口情況，水利工程總體規(guī)劃情況得使其適應農(nóng)作物種植規(guī)模，達到極高的灌溉效率。根據(jù)農(nóng)田水利工程措施設計分析標準，與當?shù)厍闆r相匹配。例如，推廣信息化技術(shù)，信息化技術(shù)能夠幫助管理者制定對應的決策措施[5]。在后續(xù)建設時，添加信息系統(tǒng)防汛檔案，對于某些自然災害（如洪水等）有明顯的預警作用。例如，當洪水發(fā)展到一定程度時，系統(tǒng)就可以列出對應的解決措施。決策者可以根據(jù)洪水的實際情況，針對性地選擇不同的解決辦法。此系統(tǒng)還能夠掌握水利信息，使用戶更加便捷、有效地通過GIS咨詢系統(tǒng)，實現(xiàn)線索收集、整理、記錄?；贕IS 建立的信息化平臺，其優(yōu)勢在于高兼容性，可以在PC、電話、iPad 等設備運行，具備電子地圖、資料查閱、實時信息瀏覽等功能，有高應用優(yōu)勢。當前，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的信息技術(shù)融入工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域，實現(xiàn)了有效的管理改進，提高了工作的準確性，減少了管理失誤的影響。因此，發(fā)展節(jié)水還需要積極引入信息化管理技術(shù)，以實現(xiàn)節(jié)水管理的整體改善。比如，積極開展節(jié)水管理信息化管理，發(fā)展信息平臺。

3.3 采取先進科學技術(shù)

采用先進科學技術(shù)，用發(fā)展的眼光看待水利工程設計，保障工程有可持續(xù)性、可發(fā)展性的優(yōu)點?？紤]農(nóng)村社會經(jīng)濟發(fā)展情況以及農(nóng)村人口現(xiàn)狀，對各項資源進行綜合，并融入農(nóng)田水利工程管理規(guī)劃，使二者達到綜合建設、綜合灌溉的效果。

例如，使用BIM 技術(shù)能夠提高設計水平，主要包含科學計算工程量、閘室位置確認以及配筋率規(guī)劃、工程進度模擬等[6]。

在工程量計算中，通過模型建設能夠替代傳統(tǒng)的圖紙分析，使工程規(guī)劃有可視化、可改進等優(yōu)勢，達符合因地制宜的原則。作為施工階段的最關(guān)鍵組成部分，要對建造環(huán)境、施工條件以及水文氣象等進行合理分析，將實際數(shù)據(jù)導入數(shù)據(jù)庫中，計算最終的工程量以及費用額度。BIM 技術(shù)在開展中，要根據(jù)具體數(shù)量、數(shù)據(jù)信息，了解在實際階段的各工程材料用量，對項目建造的信息進行匯總，分析得到最終結(jié)果。

在閘室位置確認中，閘室的中心位置指閘門、底板等高度要保持一致性?？紤]其他因素對閘室中心位置所造成的影響，針對不同的工程類型要進行分析確認，選擇合理的尺寸大小以及形狀。在閘室中心位置確認時，要使閘室門與周邊建筑之間的距離保持理想狀態(tài)。在地基條件較差時，則可以利用混凝土替代鋼筋，當閘閥高度不超過一定范圍內(nèi)，就要計算水流阻力大小等因素。按照水文地質(zhì)資料以及工程經(jīng)驗、施工現(xiàn)場實際情況等，選擇閘門室位置。閘門的設計高度與當?shù)氐慕ㄖ锼鑼挾鹊扔嘘P(guān)，在施工現(xiàn)場受到地形條件影響，可以使用頂進式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，將其作為支撐體部分與底板進行固定。

對配筋率進行控制，通過BIM 技術(shù)計算施工的整個建造過程，以及完工后的自然生命周期，得出參數(shù)值。利用鋼筋網(wǎng)繪制構(gòu)件以及管道埋深，建立對應的數(shù)據(jù)庫完成核查修正。通過BIM 技術(shù)對農(nóng)田水利工程項目完成研究，使整個農(nóng)田水利工程規(guī)劃具有科學性、標準性。應用BIM 技術(shù)對配筋率進行規(guī)劃極為重要，若在農(nóng)田水利工程設計時忽略BIM 技術(shù)分析，就有可能導致配筋率不均衡，浪費大量的人力、物力，也會出現(xiàn)混凝土構(gòu)件尺寸偏差問題。

在工程進度模擬中，農(nóng)田水利施工技術(shù)模擬可以利用軟件，對項目進行預規(guī)劃、預設計。以三維實體模型為基礎信息，構(gòu)成清晰的建筑動態(tài)監(jiān)管，還可以提供對應的輔助資料以及文件，幫助人員完成參考?？偨Y(jié)農(nóng)田水利工程設計階段，對工程進度中出現(xiàn)的不足實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析，獲得施工組織、計劃等各項內(nèi)容。為了避免工期延誤，可以使用BIM 技術(shù)完成實際模擬。通過三維模型保障施工階段、設計階段達到共享協(xié)作，為管理人員提供更多資料，減少項目在建設過程中出現(xiàn)延誤的概率。

3.4 合理預測建設規(guī)模

對建設規(guī)模進行合理預測，在規(guī)劃前，要考慮當?shù)氐膶嶋H情況以及水利輸送最高標準。例如，農(nóng)田水利工程戰(zhàn)略措施與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求交相輝映，增加當?shù)剞r(nóng)戶收入，保障糧食生產(chǎn)安全。在建設規(guī)模預測中，可以對結(jié)構(gòu)灌溉、設計統(tǒng)籌、管理等進行分析。農(nóng)田結(jié)構(gòu)灌溉是水利工程建設的核心因素，因此要使農(nóng)田結(jié)構(gòu)設計合理，使農(nóng)作物在生長時受到的自然傷害可能降低。維持土壤自身的儲水能力，減少水資源的浪費。通過不同種植作物的性能，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)利益最大化。要結(jié)合實際種植問題，如種植過程中有可能會產(chǎn)生的農(nóng)作物根部損害，使農(nóng)田灌溉具有科學性、合理性。

在統(tǒng)籌管理中，設計人員需要具備較強的專業(yè)能力，盡可能提高招聘門檻。以人員專業(yè)能力以及素養(yǎng)作為考核標準，完善專業(yè)技能。加強與當?shù)馗咝５暮献?，提供實習機會，體現(xiàn)專業(yè)人才以及新興技術(shù)的引入。生態(tài)理念要做到均衡性，完成高質(zhì)量的農(nóng)田水利規(guī)劃。

3.5 細節(jié)設計要求

在設計中，從取水方法、灌溉溝渠設計原則出發(fā)。例如，在取水方法中，要求執(zhí)行高質(zhì)量取水規(guī)劃。在引水方案設計時，要抽取地下水。按照抽取水源設置自引流方法，如有壩引水。采用此方法可以結(jié)合當?shù)氐牡貏菟剑艮r(nóng)田地勢水平較低，水量豐富，就可以采用此方法自然引流。通過河流修筑節(jié)水閥門或水壩，使水資源合理利用于耕地，不僅能降低工程投入費用，同時還能夠減少引水渠長度，降低土方用量。減少在建設過程中出現(xiàn)的水資源浪費以及渠溝被沖毀等危險。有壩引水能夠減少河流對溝渠的影響，調(diào)節(jié)水流速。

在灌溉溝渠設計中，高標準的農(nóng)田水利規(guī)劃設計安排要結(jié)合農(nóng)田、耕地、森林、公路等，做到水平衡有效布局。利用當?shù)氐乃临Y源，實現(xiàn)經(jīng)濟效益與社會效益的融合。對建設農(nóng)田灌溉用的排澇渠道，需要結(jié)合當?shù)氐膶嶋H情況進行深基坑開挖，做到安全第一、預防為主。盡量避免沿江布局，以規(guī)避出現(xiàn)的洪流沖擊。結(jié)合地形要求，將澆灌區(qū)設置于低洼地帶，排澇澆灌考慮當?shù)亟?jīng)濟條件限制。要使建設完畢的溝渠盡量保持通暢，避免溝渠出現(xiàn)交叉。遵循綜合利用的原則，完成引水處理。在項目開發(fā)使用時，利用自然水資源以及土壤資源等，結(jié)合井水、河水互相澆灌理念，打造綜合一體的澆灌體系。制定主干道布設方法，通過具體問題具體分析完成安排。要考察一類、二類澆灌地，選擇地表水充足區(qū)域完成灌溉設計，做好防治。灌溉渠道要做好澆灌以及沖刷壓鹽，具有高使用標準。平原農(nóng)業(yè)灌區(qū)屬于重要的農(nóng)田，水利工程局勢地勢相對開闊，可按照地勢要求，結(jié)合水利工程設計的各項程度，完成主干支持與鋪設。

3.6 基本保障措施

對基本保障措施要提高工程人員的認知能力以及靈活分析能力。在規(guī)劃設計時，對現(xiàn)場農(nóng)作物的品種、水質(zhì)、水源等進行研究。考慮在水利規(guī)劃中出現(xiàn)的問題，制定對應措施，防止方案設計不合理對莊稼生產(chǎn)產(chǎn)生的影響，保障農(nóng)田水利規(guī)劃以及設計的可行性、合理性，實現(xiàn)統(tǒng)籌用水以及調(diào)水。要建立田間水利工程供需平衡標準，分析水利規(guī)劃不科學所產(chǎn)生的影響。根據(jù)我國的經(jīng)濟現(xiàn)狀，推進農(nóng)村共同發(fā)展進程，促使城市建設更有理想目標，避免出現(xiàn)競爭力過大的問題。對于工程用地進行合理優(yōu)化配置，我國的可用土地處于減少狀態(tài)。為了增大剩余土地的利用價值，農(nóng)田地區(qū)的工程設計方案要實現(xiàn)資源的合理利用，減少在規(guī)劃時出現(xiàn)的緊張問題。在操作前，要做好準備，通過實地調(diào)查，實現(xiàn)方案因地制宜原則，使施工人員有序施工，逐步推進。

綜上所述，農(nóng)田水利工程與我國經(jīng)濟發(fā)展有密切關(guān)聯(lián)。需要在建設優(yōu)化時結(jié)合自然生態(tài)理念，將我國各項政策有效落實，開展高標準設計。作為重要的組成部分，農(nóng)業(yè)發(fā)展要保障社會主義建設順利完成。要對農(nóng)田水利進行布局，使我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到進一步發(fā)展。農(nóng)村土地規(guī)劃設計在理念應用中有獨特的必要性。在新時代背景下，農(nóng)業(yè)發(fā)展要走可持續(xù)現(xiàn)代化發(fā)展道路。落實資源節(jié)約以及環(huán)境保護，完成經(jīng)濟多元化、可持續(xù)化。