小型農田水利工程設計中存在的問題分析及注意事項

孫翠英

(新疆兵團勘測設計院(集團)有限責任公司，烏魯木齊830002)

小型農田水利工程設計中存在的問題分析及注意事項

孫翠英

(新疆兵團勘測設計院(集團)有限責任公司，烏魯木齊830002)

小型農田水利工程建設是一項較為復雜且系統的工作。文章從小型農田水利工程的建設現狀分析入手，并從渠道防滲設計、高效節水灌溉和排堿渠綜合利用3個方面，給出了小型農田水利工程設計中的注意事項。期望通過本文的研究能夠對促進我國農業發展有所幫助。

小型農田水利工程;渠道防滲;防滲材料;節水灌溉

1 小型農田水利工程的建設現狀分析

自20世紀90年代開始，國家以及新疆維吾爾自治區逐步加大了農田水利工程的建設力度，為推動新疆水利事業的發展創造了良好的條件。由于新疆地處祖國西北邊陲，經濟條件較為落后，水利投入雖然有所增加，但總量仍是不足，現狀灌區仍有較多的小型農田水利基礎設施由于建設時間長，設計標準低，工程配套程度低，加之建設質量及管理等多方面的原因，老化破損嚴重，農業灌溉用水利用系數約為0.43，這一數值較之全國平均水平低很多，小型農田水利工程建設是今后新疆水利事業發展的重要內容之一。

為了有效改善新疆的小型農田水利基礎設施條件，以實現提高農業生產力的目標，新疆從2000年開始，將農業節水建設、地下水開發利用、鹽堿地治理、低產田改造等內容作為農田水利建設的重點。據有關調查統計數據顯示，新疆的灌溉面積現已達到約480萬hm2，僅南疆五地州新建的配套機電井就有5 600多眼，膜下滴灌達到133.3萬 hm2以上，約有80%的縣市實現了末級渠系量水設施，并完成了4 500 km的各級防滲渠道建設，有效促進了新疆的農業發展［1］。

通過近年農田水利工程的建設與運行，新疆在小型農田水利工程技術方面暴露出一些問題，具體體現在以下2個方面:

1)由于小型農田水利工程規模較小，方案比選重視程度不足，多直接采用當地慣用的方式，這很難突出技術方案的優越性，在投入大量人力、財力、物力的同時，并未收到應有的成效。

2)在小型農田水利工程項目設計中，一些計算公式的參數選用缺少依據，設計人員常常采用比較保守的設計理念進行工程設計，創新性嚴重不足，設計中應用的先進技術措施也相對較少，施工組織設計無法達到方案要求的深度。此外，還存在著部分設計內容沒有充分結合當地的實際情況，致使工程定型不準確，造價比較高的問題，造成工程資金使用效率偏低［2］。

針對當前新疆小型農田水利工程基礎設施的實際情況，為進一步做好下一步工作，當務之急是要不斷提高工程設計的總體水平，改進一些不足之處，并積極采用先進的節水灌溉技術，以此來進一步推動新疆農業發展。

2 小型農田水利工程設計中的注意事項

2.1 渠道防滲設計

2.1.1 設計中應考慮的主要因素

渠道防滲設計是小型農田水利工程建設的重中之重，必須對此予以足夠的重視。結合新疆自治區的實際情況，在設計過程中應當充分考慮如下因素:

1)氣候條件。這是渠道防滲工程設計與施工必須考慮的因素之一，其不僅對防滲材料的耐久性影響較大，而且也是防凍脹設計中的關鍵性因素。

2)地形地貌。該因素會對防滲渠道工程的造價有所影響，所以在選擇防滲方案時應當充分考慮當地的地形條件［3］。

3)土體性質。基礎土壤本身的滲透性是選擇防滲措施的關鍵，通常對于一些基礎較好、渠床穩定的地區，可采用混凝土或是砌石等措施進行防滲。而對于含有膨脹性黏土的渠基，則應當以厚壓實土料為主，并盡可能采用柔性防滲措施。

4)地下水位。當地下水位高于防滲渠底時，應當在防滲層下部位置處設置排水設施。

5)其它因素。主要包括防滲材料的選擇、工程造價、管理養護等。

2.1.2 斷面形式選擇

常用的防滲渠道斷面形式如圖1所示。防滲渠道一般可分為明渠和暗渠兩大類，前者可選用的斷面形式有以下幾種:U型斷面以及復合型斷面;暗渠則可選用圓形斷面、正反拱形斷面［4］。

圖1 防滲渠道常用的斷面形式

2.1.3 防滲材料的選用

目前，市面上的防滲材料種類比較繁多，每種材料的防滲效果均不相同。為此，應當結合工程所在地的實際情況，并考慮材料的使用年限，選擇最為適合的防滲材料，達到一勞永逸的目的。各種防滲材料的防滲效果及使用年限如表1所示。

2.1.4 渠道防滲設計要點

由于我國南北方存在著明顯的差異，所以在渠道防滲設計上也有著一定的區別。

1)新疆地處我國西北部，該地區的特點是水量和降水量都相對較少，防滲設計時應當特別注意滲漏損失問題，故此可盡量采用混凝土或是瀝青混凝土等防滲結構，其厚度也應當取最大值，同時還應對伸縮縫進行嚴格處理［5］。

2)由于北方地區的地勢都相對比較平坦，渠道水流的速度比較緩慢，這樣很容易形成淤積，所以設計時要重點考慮不淤流速。

3)北方地區的溫度較低，渠道容易形成凍害，設計時必須采取相應的抗凍措施，以此來防止渠道破壞。為避免凍脹問題的發生，應當盡可能選用U形渠道。此外，新建的防滲渠道應盡可能設置為南北走向，這樣能夠降低不均勻凍脹變形的發生幾率。

4)由于北方地區的地下水位普遍偏低，加之降水量相對較少，渠道斷面和流量較小，所以設計中不需要考慮水位驟降問題。

5)為了進一步提高砌體結構的整體性，可以選用強度等級相對較高的水泥混合砂漿砌筑，并以水泥砂漿進行勾縫，同時要妥善設計砌筑縫，以免裂縫等問題的發生。

表1 各種防滲材料的防滲效果

2.2 高效節水灌溉

大力推廣高效以噴、滴灌為主的高效節水灌溉技術，噴、滴灌技術與常規溝畦灌相比，具有顯著的節水、增產效益。

2.2.1 滴灌

在對滴灌系統進行布置的過程中，水源的確定是比較重要的環節。可結合工程所在地的情況，將水源選定為水庫、江河、池塘或是自機井。通常情況下，只要水質符合滴灌要求的均可以作為水源;在布設管網時，應當遵循節約耕地的原則，將管網布置在少占耕地的位置處，借助輸水管網將凈化之后的水流泵入到支管、輔管和毛管當中，隨后便可以通過灌水器灌入到農作物根部的土層當中。大量的實踐表明，采用滴灌技術，不但能夠顯著節約成本，而且還能起到較好的節水效果，是今后一個時期內的重要發展方向。小型農田水利建設中有條件的地區應充分考慮采用滴灌技術，并根據地形條件，盡可能采用自壓灌溉，在工程布置時要多方案比較，充分考慮當地職工管理能力與需要，并考慮下一步全面實施自動化管理的技術需要。

2.2.2 噴灌

噴灌具體是指借助機械設備將壓力噴射至低空，經過霧化之后，均勻降落到農作物和地面上。也是一種較好的節水灌溉措施，通常情況下，噴灌系統主要由以下幾個部分組成:水源供水工程、田間輸水工程、噴灌機械設備。目前，較為常見的噴灌系統有兩大類，即機組式和管道式。現階段，噴灌技術的發展速度較快，應用范圍也相對較廣，大田、果園、溫室大棚均可以應用，同時還可與施肥機組結合使用。噴灌受當地氣象條件影響較大，以牧區應用較多，農田主要應用于苜草、小麥等條播密植作物。

2.3 排堿渠綜合利用

1)可以按照地勢的高低，在農排和支排內間隔一定距離設置水位調節閥，若是不具備建閥條件的地區，可以使用塑料膜、編織袋或是草皮等修筑可調節滾水壩。

2)在農作物進頭水后或是農作物生長至果實成熟期時壓閘調水，借此來使水位提升至距離土層底約30 cm的高度，然后按照土壤的性狀以及土層實際深度，將水位調整至距離地表面65～80 cm的高度。通過提升水位不但能夠提高農作物對水肥的利用率，從而減少水肥流失和降低污水排放量，而且還能顯著提高農作物的抗旱能力。若是遇到缺水期，可以借助機力對排堿渠水進行二次利用。在實際應用中，需要對如下事項加以注意:由于土壤多數在春季氣溫較低時容易出現返堿現象，所以在設置排堿渠時應當盡可能降低水位，這樣可以充分發揮出其排堿作用，不但有利于降低堿害的發生幾率，而且還能促進作物苗期生長。

3 結論

總而言之，小型農田水利工程建設是一項較為復雜且系統的工作，想要進一步提升工程質量，就必須積極應用先進的技術方案，不斷提高小型農田水利工程的設計與建設整體水平，可從根本上有效推動我國農業的發展。

［1］托乎提·艾合買提.促進新疆農業的可持續發展加強農田水利基本建設及漁業工作［J］.新疆水利，2012(01):21－25.

［2］張希欽.新疆邊遠地區農田水利發展困境及支持途徑探索［J］.西部金融，2011(10):39－40.

［3］吳興榮.新疆北屯大型灌區農田水利工程建設與管理問題初探［J］.中國水運:下半月，2012，20(05):91 －92.

［4］陳建明.U型混凝土板雙防滲渠道在新疆溫宿縣農田水利基本建設中的應用與推廣［J］.吉林水利，2013(08):27－30.

［5］劉麗，莊永娟.節水灌溉技術在農田水利建設中的應用探討［J］.農業與技術，2013(09):25.

F323.213

B

1007－7596(2014)06－0280－03

2014－02－24

孫翠英(1971－)，女，山東即墨人，工程師。