民勤縣農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)與灌溉技術(shù)探討

摘 要 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展過(guò)程中，農(nóng)田水利工程發(fā)揮著重要的抗洪防旱作用。農(nóng)田水利工程建設(shè)環(huán)節(jié)，規(guī)劃設(shè)計(jì)的科學(xué)性，灌溉技術(shù)應(yīng)用的規(guī)范性，直接影響農(nóng)田水利工程功能的發(fā)揮。為做好農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)與灌溉技術(shù)管理工作，以甘肅省民勤縣紅崖山灌區(qū)東渠灌區(qū)為例，概述了其農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)，并探討了農(nóng)田水利工程灌溉技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞 農(nóng)田水利工程；規(guī)劃設(shè)計(jì)；灌溉技術(shù)措施；甘肅省民勤縣

中圖分類號(hào)：S275 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.12.050

農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過(guò)程中，農(nóng)田水利工程建設(shè)是一項(xiàng)至關(guān)重要的工作，加快推進(jìn)農(nóng)田水利工程建設(shè)，是促進(jìn)農(nóng)業(yè)、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步增長(zhǎng)的重要保障。農(nóng)田水利工程建設(shè)時(shí)，規(guī)劃設(shè)計(jì)是一項(xiàng)關(guān)鍵內(nèi)容，若農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)缺乏合理性，那么農(nóng)田水利工程建設(shè)效率、質(zhì)量及灌溉功能的發(fā)揮必然會(huì)受到不利影響，進(jìn)而阻礙現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。為保障民勤縣農(nóng)田水利工程的正常使用，做好農(nóng)田水利工程規(guī)劃與灌溉技術(shù)管理工作十分重要。

1 農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)概述

民勤縣地處甘肅省河西走廊東北部，屬溫帶大陸性干旱氣候，冬冷夏熱、降水稀少，年均降水量?jī)H127.7 mm，因光照充足，年均蒸發(fā)量高達(dá)2 623 mm，晝夜溫差15.5 ℃，年均氣溫8.3 ℃，年日照時(shí)間3 073.5 h，無(wú)霜期162 d。民勤縣東西北3面被騰格里和巴丹吉林兩大沙漠包圍，是國(guó)內(nèi)嚴(yán)重干旱缺水地區(qū)之一，民勤縣水資源短缺、生態(tài)脆弱是基本縣情，水資源匱乏的問(wèn)題已成為阻礙民勤縣經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的重要因素。近年來(lái)，為緩解水資源危機(jī)，民勤縣高度重視農(nóng)田水利工程項(xiàng)目建設(shè)，積極爭(zhēng)取項(xiàng)目投資，同時(shí)利用政府補(bǔ)助，加大節(jié)水灌溉技術(shù)措施的推廣應(yīng)用力度，在一定程度上改善了農(nóng)業(yè)水資源浪費(fèi)的問(wèn)題，提高了水資源利用率[1]。民勤縣紅崖山灌區(qū)東渠灌區(qū)覆蓋東湖鎮(zhèn)、收成鎮(zhèn)2個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，包括31個(gè)建制村、214自然社、水權(quán)人口24 333人、配水面積4 055.53 hm2。東湖鎮(zhèn)位于民勤縣東北部，周圍被巴丹吉林沙漠包圍，風(fēng)沙大、干旱缺水、土壤鹽堿化嚴(yán)重。民勤縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以地表水灌溉為主、地下水灌溉為輔，地下水礦化度高，味苦澀咸，不宜用于灌溉或人畜飲水；部分農(nóng)田水利工程建成于20世紀(jì)，因修建時(shí)間較長(zhǎng)，再加上當(dāng)時(shí)的規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)較低，逐漸無(wú)法滿足現(xiàn)實(shí)灌溉需求。石羊河流域綜合治理規(guī)劃以來(lái)，甘肅省紅崖山大型灌區(qū)“十四五”續(xù)建與現(xiàn)代化改造項(xiàng)目進(jìn)行了相應(yīng)的改造，但依然存在諸多問(wèn)題。為滿足新時(shí)期民勤縣農(nóng)田灌溉與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求，必須要做好農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)與灌溉技術(shù)管理工作。

1.1 規(guī)劃設(shè)計(jì)原則

農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)遵循相應(yīng)的原則，確保規(guī)劃設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性，更好地保障農(nóng)田水利工程的建設(shè)質(zhì)量。1）要對(duì)民勤縣農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)因素展開(kāi)深入全面分析，結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)和現(xiàn)實(shí)需求，并全面評(píng)估社會(huì)因素和經(jīng)濟(jì)因素，降低各方面影響，促進(jìn)民勤縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展。2）農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)要確保選址布局的合理性，遵循就近原則，在靠近水源和農(nóng)田的位置規(guī)劃農(nóng)田水利工程，確保工程布局合理性，方便后續(xù)應(yīng)用。3）要提高技術(shù)創(chuàng)新意識(shí)，并將現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)與灌溉環(huán)節(jié)，尤其是節(jié)水灌溉技術(shù)，要大力推廣應(yīng)用，在節(jié)約水資源的同時(shí)，提高水資源利用率，助力農(nóng)田水利工程可持續(xù)發(fā)展。4）農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)要避免對(duì)民勤縣居民飲水造成影響，重視保護(hù)和利用生態(tài)水，減少對(duì)環(huán)境造成的破壞和影響[2]。5）農(nóng)田水利工程規(guī)劃環(huán)節(jié)要做好對(duì)民勤縣農(nóng)民意愿、利益的考慮，搭建完善的監(jiān)督管理制度體系，減少糾紛與爭(zhēng)議，確保農(nóng)田水利工程建設(shè)順利進(jìn)行。

1.2 規(guī)劃設(shè)計(jì)方法

農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，常用方法如下。1）調(diào)查研究法。要求農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)前全面調(diào)查研究民勤縣氣候環(huán)境及水源、農(nóng)作物分布情況，同時(shí)根據(jù)廣大農(nóng)民的現(xiàn)實(shí)需求制訂科學(xué)可行的規(guī)劃方案。2）可行性研究法。根據(jù)調(diào)查研究數(shù)據(jù)綜合評(píng)估各規(guī)劃合計(jì)方案，進(jìn)而評(píng)選出具備更高可行性的方案，為農(nóng)田水利工程建設(shè)提供重要參考。3）分區(qū)分類法。結(jié)合民勤縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)及自然狀況，分區(qū)域、分類別制訂針對(duì)性的農(nóng)田水利工程建設(shè)方案，減少工程對(duì)民勤縣自然條件的影響，提高資源利用率，同時(shí)滿足民勤縣農(nóng)民的現(xiàn)實(shí)需求。4）系統(tǒng)分析法。將農(nóng)田水利工程項(xiàng)目作為一個(gè)整體系統(tǒng)，然后展開(kāi)系統(tǒng)化的分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保農(nóng)田水利工程規(guī)劃的科學(xué)性和建設(shè)質(zhì)量。5）社會(huì)參與法。農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)要加強(qiáng)和民勤縣居民之間的溝通，聆聽(tīng)其意見(jiàn)建議，在此基礎(chǔ)之上制訂科學(xué)可行的規(guī)劃方案和建設(shè)方案，提高社會(huì)接受度。6）綜合評(píng)估法。全面綜合評(píng)估農(nóng)田水利工程規(guī)劃方案，進(jìn)而確定最佳方案，為后續(xù)建設(shè)與管理工作的開(kāi)展提供重要參考依據(jù)[3]。

1.3 規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.3.1 壩型規(guī)劃設(shè)計(jì)

民勤縣屬平原區(qū)，地勢(shì)平坦，地形自然坡降為1/500～1/1 500，海拔低于1 200 m。平原地區(qū)農(nóng)田水利工程壩型規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)主要采用兩種壩型。1）均質(zhì)壩。其主要由土料構(gòu)成，因此可就地就近取材，將土料應(yīng)用于壩體修筑中。2）土質(zhì)防滲體分區(qū)壩。其主要由防滲體和大量的土石料分區(qū)構(gòu)成，常見(jiàn)類型有斜心墻壩、心墻壩、斜墻壩等。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，從技術(shù)實(shí)用性、施工經(jīng)濟(jì)性等方面展開(kāi)分析，最終確定采用碾壓式均質(zhì)土壩最為經(jīng)濟(jì)、合理。

1.3.2 取水方式設(shè)計(jì)

農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，取水方式規(guī)劃設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的內(nèi)容，科學(xué)的取水方式，能夠更好地滿足農(nóng)田灌溉需求，同時(shí)能夠降低洪澇災(zāi)害對(duì)農(nóng)田的影響。因此，在農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)要明確取水方式設(shè)計(jì)的重要性，綜合考慮民勤縣現(xiàn)場(chǎng)地勢(shì)、地形、地貌等多方面因素，靈活設(shè)計(jì)取水方式?，F(xiàn)階段，農(nóng)田水利工程常用的取水方式主要包括兩種，分別為自流取水和提水取水。目前，大部分農(nóng)田水利工程采用自流取水的灌溉方式，結(jié)合施工地點(diǎn)的差異，可將民勤縣自流取水灌溉方式分為兩種。1）有壩取水。采用該方式時(shí)，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)當(dāng)對(duì)汛期泄洪排汛等問(wèn)題予以充分考慮，采用溢流壩設(shè)計(jì)，將河道水位提高，滿足農(nóng)田灌溉對(duì)水源的需求，同時(shí)能夠避免出現(xiàn)河壩決堤的問(wèn)題。2）引水灌溉。在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要搭建進(jìn)水閘門，結(jié)合用水需求對(duì)河道水位、流量進(jìn)行自動(dòng)化控制，同時(shí)設(shè)置相應(yīng)的排沙閘門，防止泥沙進(jìn)入渠道造成淤積，確保渠道始終具備較強(qiáng)的蓄水能力，減少汛期洪水對(duì)民勤縣農(nóng)田及居民造成的影響與威脅[4]。

1.3.3 灌溉渠規(guī)劃布置

農(nóng)田水利工程灌溉渠規(guī)劃布置時(shí)，需要對(duì)民勤縣自然資源展開(kāi)全面評(píng)估分析，并考慮相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益，確保灌溉渠和民勤縣自然條件互融互通，滿足用水需求，助力農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。1）結(jié)合地勢(shì)、地形、地貌等自然條件進(jìn)行自流灌溉，以滿足灌溉需求。地勢(shì)過(guò)低的情況下，需要設(shè)置相應(yīng)的排水溝；地勢(shì)過(guò)高的情況下，則需要設(shè)置相應(yīng)的灌溉渠；地勢(shì)高低不平的情況下，需要結(jié)合地形特點(diǎn)實(shí)行小片提灌。2）農(nóng)田水利工程灌溉渠規(guī)劃布置時(shí)，要加強(qiáng)安全管理方面的工作。例如，灌溉渠布置時(shí)，要對(duì)民勤縣現(xiàn)場(chǎng)地勢(shì)、土層結(jié)構(gòu)等展開(kāi)全面勘察，避免因深挖方和高填方導(dǎo)致河水滲透、土層松動(dòng)，引發(fā)安全隱患。在山地丘陵地帶建設(shè)農(nóng)田水利工程，需要分區(qū)靈活確定修建方式，以便于提高水資源利用率。在平原地區(qū)修建水利工程時(shí)，要重視對(duì)地下水資源的高效利用，搭建完善的灌溉體系，制訂科學(xué)的地下水和地表水相結(jié)合的農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，提高灌溉水平。

1.3.4 壩頂結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計(jì)

在進(jìn)行農(nóng)田水利工程壩頂結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)后期交通、施工等因素展開(kāi)全面分析，結(jié)合單行道進(jìn)行設(shè)計(jì)，滿足行車及錯(cuò)車需求。民勤縣東渠灌區(qū)壩頂結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，寬度為6 m，壩頂靠近水的一側(cè)傾斜度為2%，方便快速排出壩頂雨水，避免積水滲透對(duì)壩體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。大壩背坡需要每間隔100 m的距離設(shè)置一道排水溝，排水溝間壩頂縱向坡降為0.1%。壩頂路面主要由瀝青混凝土構(gòu)成，路面硬化寬度為4 m，路面下部為三七灰土墊層，厚度為30 m，路面上部為瀝青混凝土，厚度為5 cm。

2 農(nóng)田水利工程灌溉技術(shù)措施

農(nóng)田水利工程建設(shè)的主要目的是滿足農(nóng)田灌溉需求，灌溉技術(shù)措施選擇是否科學(xué)，會(huì)直接影響民勤縣農(nóng)田灌溉效果，因此合理選擇灌溉技術(shù)措施非常關(guān)鍵。目前常用的技術(shù)包括滴灌、噴灌、管道灌溉、重力灌溉等，每一種灌溉技術(shù)措施的特點(diǎn)不同，因此要結(jié)合民勤縣水資源情況、農(nóng)作物需求等多方面因素，科學(xué)合理確定灌溉技術(shù)措施，在滿足mw6zuQwVfdlzsd2DyrgrFZZRysklKXTl+JXvtNEzVPk=農(nóng)田灌溉需求的同時(shí)，提高灌溉效益及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益，助力農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。

2.1 滴灌技術(shù)

滴灌技術(shù)是目前農(nóng)作物灌溉時(shí)常見(jiàn)的節(jié)水灌溉技術(shù)，和傳統(tǒng)的灌溉方式相比，具備更好的節(jié)水效果及灌溉效率，可滿足民勤縣農(nóng)作物和經(jīng)濟(jì)作物生長(zhǎng)對(duì)水分的需求，因而被廣泛應(yīng)用于蔬菜、果樹等各類作物的灌溉中。滴灌技術(shù)主要利用管道通過(guò)滴水的方式讓水源直達(dá)作物根部土壤，讓作物能更快地吸收水分，極大減少了水分的蒸發(fā)和浪費(fèi)，減少了用水量，非常適宜在民勤縣等缺水地區(qū)推廣應(yīng)用。將滴灌技術(shù)措施應(yīng)用于農(nóng)田灌溉中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)灌溉水量的有效控制，通過(guò)結(jié)合不同農(nóng)作物在不同生育期對(duì)水分的不同需求進(jìn)行靈活調(diào)控，有助于達(dá)到更加理想的灌溉效果；滴灌技術(shù)還能夠根據(jù)天氣狀況及土壤濕度精確調(diào)整灌溉時(shí)間，使得農(nóng)田灌溉具備更高的自動(dòng)化水平。此外，傳統(tǒng)灌溉技術(shù)方式下，民勤縣土壤鹽堿化的問(wèn)題較嚴(yán)重，不利于農(nóng)作物生長(zhǎng)。應(yīng)用滴灌技術(shù)，以微小水滴進(jìn)行灌溉，可減少土壤表面水分蒸發(fā)，減輕土壤鹽堿化。但需要注意的是，滴灌技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)田灌溉中需要設(shè)置大量滴頭，而且對(duì)水質(zhì)有較高的要求，需要安裝過(guò)濾器，防止管道和滴頭堵塞影響灌溉作業(yè)。以東渠灌區(qū)為例，由于地下水礦化度高，采用滴灌方式后滴頭易被腐蝕，因此地下水不能用于滴灌，從而需要更多利用地表水、蓄水池完成滴灌作業(yè)。

2.2 噴灌技術(shù)

噴灌技術(shù)亦是當(dāng)前民勤縣農(nóng)田灌溉中常用節(jié)水灌溉方式之一，該技術(shù)通過(guò)將水霧化處理后均勻噴施至農(nóng)作物上，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物更加精確、充分地吸收水分，促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量。目前，滴灌噴灌技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于民勤縣蔬菜、玉米苗期等各類農(nóng)作物育苗的灌溉中。和傳統(tǒng)灌溉技術(shù)模式相比，噴灌技術(shù)灌溉效果更好，用水量更少，水分蒸發(fā)和浪費(fèi)更少，灌溉效率更快，避免了大水漫灌引發(fā)的水土流失等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了土地資源的有效保護(hù)，非常適合民勤縣缺水地區(qū)應(yīng)用。噴灌技術(shù)應(yīng)用時(shí)，可結(jié)合民勤縣不同農(nóng)作物實(shí)際灌溉需求、土壤類型靈活調(diào)整噴頭角度、高度及水流速度，進(jìn)而提升灌溉效果。需要注意的是，噴灌系統(tǒng)由管道、噴頭及泵站等多個(gè)部分組成，因此需要定期做好檢修、維護(hù)等工作，確保各部分始終處于正常的運(yùn)行狀態(tài)。此外，冬季低溫會(huì)導(dǎo)致管道、噴頭結(jié)冰上凍，因此在民勤縣冬季一般無(wú)法進(jìn)行噴灌作業(yè)[5]。

2.3 管道灌溉

管道灌溉指的是利用動(dòng)力設(shè)備將水經(jīng)過(guò)管道輸送至農(nóng)田當(dāng)中，借助管道能夠有效減少水資源在輸送環(huán)節(jié)的流失、蒸發(fā)和浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的節(jié)約利用；同時(shí)該技術(shù)可提高灌溉效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度，非常適宜在民勤縣丘陵、山區(qū)等地帶推廣應(yīng)用。管道灌溉時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水壓、流量的精準(zhǔn)控制，進(jìn)而保證灌溉的均勻性，滿足農(nóng)作物在不同時(shí)期對(duì)水分的需求。管道灌溉具備較強(qiáng)的適應(yīng)性，可隨時(shí)進(jìn)行灌溉；而且通過(guò)優(yōu)化升級(jí)灌溉設(shè)備，利用手機(jī)等終端設(shè)備即可遠(yuǎn)程控制、監(jiān)測(cè)管道運(yùn)行，進(jìn)而帶動(dòng)農(nóng)田灌溉自動(dòng)化、智能化水平的提升。但需要注意的是，管道灌溉技術(shù)應(yīng)用初期需要較高的成本投入，尤其是在管道材料采購(gòu)、設(shè)計(jì)、安裝及后期升級(jí)維護(hù)方面，均離不開(kāi)資金支持。不僅如此，管道系統(tǒng)需要定期做好檢修維護(hù)工作，確保各零部件正常運(yùn)行，可提高民勤縣農(nóng)田灌溉效率和質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

農(nóng)田水利工程建設(shè)是一項(xiàng)事關(guān)國(guó)計(jì)民生的工程，保證其建設(shè)質(zhì)量至關(guān)重要。農(nóng)田水利工程建設(shè)時(shí)，要提高規(guī)劃設(shè)計(jì)意識(shí)，科學(xué)規(guī)范做好規(guī)劃設(shè)計(jì)工作，確保規(guī)劃設(shè)計(jì)的科學(xué)性，提高農(nóng)田水利工程建設(shè)質(zhì)量。同時(shí)，要結(jié)合民勤縣實(shí)際情況靈活應(yīng)用農(nóng)田水利工程灌溉技術(shù)措施，滿足灌溉需求，提高灌溉效益及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益，節(jié)約灌溉用水，助力農(nóng)業(yè)、農(nóng)村經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)民勤縣的鄉(xiāng)村振興。

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（責(zé)任編輯：劉寧寧）