農田水利工程的灌溉設計

張榮

摘 要：中國的農田灌溉的現代化程度不高，水資源的匱乏與利用率不高嚴重制約了我國農業發展，農田水利建設是農業水利體系的重要內容，直接關系到農村的經濟發展、老百姓的生活水平，農業水利工程對合理用水、儲蓄降雨、保障和促進農業生產有著至關重要的作用。

關鍵詞：農田水利；灌渠設計；存在的問題

1 農田水利灌溉工程存在問題

農田灌溉技術包括漫灌、管灌、滴灌、噴灌以及微噴灌技術，在廣大的農村農田灌溉主要采用漫灌方式。漫灌在輸送過程中會造成很大損失，造出加大的浪費，在水資源短缺的今天，原本比較缺乏的水資源，不利于農田水利工程建設。管灌技術是采用管道進行灌溉的一種技術，取代了明渠輸水灌溉，利用水壓作用將水由管道引入農田。這種方式成本較低，出水量大，不易造成管道的堵塞，并且大大減少了水資源的浪費。滴灌技術是農業水利工程中最高效的技術，利用專門的管道系統和設備，根據農作物生長需求，將水分和肥料直接送到植物根部，具有節水、節肥的優勢，這種方式的缺點就是容易造成管道堵塞。噴灌技術是當今世界上最主要的節水灌溉技術之一，由于其利用噴頭等設備，把有壓水噴灑到空中，而滴落到作物上。微噴灌技術綜合了噴灌、滴灌技術，將微噴頭直接安裝在毛管上，進行噴灑濕潤土壤，這種方式優勢在于對水資源的充分利用，不會對農作物造成太大的損害，但是這種灌溉方式需要較大的成本。

2 農田水利工程之灌渠的設計

2.1 渠道引水流量的確定

渠道引水流量的確定是水渠設計的前提，包括兩部分：農田灌溉凈流量和渠道損失流量。在確定引水流量時，需要考慮到水源的水量大小、種植面積、澆灌的農作物種類、農田土質、渠道長短等因素有關。假設不同作物同時用水量最多的情況下，渠道引水量Q的計算按照如下計算公式：

Q=畝數灌溉天數×灌水定額（立方米/畝）×一晝夜的秒數（86400）×渠系有效利用系數

渠系有效利用系數根據不同渠道而不同，干渠為0.5～0.7；支渠為0.6～0.8。

2.2 渠道設計

水通過渠道進行灌溉，對于渠道設計來說必須考慮渠道水位高程和渠道橫斷面設計。在確定渠道的水位高程時，結合灌區內地面參考點的高程和各級渠道的沿渠水頭損失，得到最適合的水位高程。對于渠道橫斷面設計考慮的因素較多，包括渠道比降、渠道流速、渠道邊坡、渠道超高、渠堤頂寬。渠道土質、灌區地面的坡度和水流泥沙含量決定了渠道比降。渠道比降大，流速大；渠道比降緩，流速小，這兩種方式會造成容易沖刷渠床、堵塞渠道，渠道輸水能力降低。然而渠道的流速范圍限定在渠道中允許不淤流速和最大允許不沖流速之間，以保證渠床穩定，再依據不同情況確立最佳流速。

土渠邊坡應根據土壤性質決定，巖石地段的渠道，斷面可采用矩形，土基上的渠道，斷面多采用梯形斷面。渠道的邊坡斜坡的垂直距離比上斜坡的水平距離。水平距離越大，邊坡越緩，水平距離越小，邊坡越陡，渠道斷面為矩形時水平距離等于零。為保證行水安全，在設計是必須考慮渠道超高，渠堤頂應高出渠道最高水位一定高度。依據渠岸高度及流量大小確立渠堤頂寬，在依據實際情況，確立出實際寬度。

2.3 防滲水渠的梯形襯砌設計施工

現在防滲渠道的設計多采用梯形襯砌，設計梯形渠道水力最佳斷面，在梯形襯砌渠道側墻穩定性的基礎上，提出了梯形襯砌渠道主要由滿足側墻強度要求的最小板厚決定邊坡的方法，改變了過去渠道設計中僅憑經驗或單純以水力斷面最優選取邊坡的局限性。

按照設計高程，進行機械粗削坡，在進行人工精修處理。坡面修整完成后，驗收合格后，進行砂礫墊層施工，用反鏟進行粗削坡，隨后進行人工精修，及時找到坑洼進行補平，最后，用平板振動夯實坡面。對于平整后的坡面進行復合土工膜鋪設混凝土澆筑。整個過程需要控制平整度和厚度、止水縫的施工處理，襯砌過程中最難的部分就是平整度的控制，所以混凝土襯砌完成的二十分鐘后要進行抹光作業，通常情況下，先進行機械抹光，再由人工進行平整，造作人員不能只追求速度，要講求表面的光滑平整，對渠道混凝土厚度的設計，要根據實際需要進行，由于農田的灌溉水流速度較緩，在施工中，需要專人對其厚度的進行實時測量，保證厚度在標準范圍內，對于厚度不符合條件需及時對襯砌機厚度進行調整，控制在標準范圍之內，以保證渠道的施工質量。渠道止水縫的設計在梯形混凝土襯砌設計施工中，一個至關重要的環節，嵌縫和橡膠止水帶等施工工序與混凝土澆筑這一工序同時并且交叉施工，在水渠建設工程上，止水縫采用651型的橡膠止水帶、瀝青板和聚氯乙烯膠泥進行嵌縫止水處理。

3 意見

3.1 樹立節約觀念，科學規劃水利建設工程

農田水利工程需要較大的投資，作為一個長期性的有計劃的項目實施過程，一旦建成就可以解決靠天吃飯的舊模式，給農業發展帶來巨大利益。農業水利工程對于生態環境產生也有著巨大影響，施工前做好調查工作，對本地的生態環境和水文環境要最大可能的去掌握。考慮本地的氣候環境和生態環境，保證各方利益。工程施工階段，要因地制宜，統籌規劃，節約用水，避免浪費、尊重客觀事實。

3.2 在工程的建設過程中要科學的管理

項目建設過程中，做到科學管理，合理地使用工程資金，調動本地農民的積極性和主觀能動性，充分的考慮工程對財力、人力、物力的消耗，安排工程的開工和建設次序，保證工程如期進行。充分利用當地資源，嚴格監管工程款項，保證每分錢都花在工程上，公開招標，杜絕一切徇私舞弊的行為。

3.3 科學用水，科學灌溉

運用高效的灌溉方法，減少大水漫灌的形式，漫灌不僅浪費了大量水資源，還造成農田的水肥流失，大大降低灌溉的效益。噴灌、微灌、滴灌都對水資源有著很好的利用。在可能的情況下，應當使用噴灌、微灌、滴灌等形式，高效的利用水資源的，盡力做到精確供水，科學用水。既能提高原有有限的水資源利用率，又能降低工程對生態環境的影響，發揮工程的最大效益。

3.4 做好工程的后期維護保養

工程建成后，定期的維護可以延長工程壽命，對于水利工程來講，通常會出現渠道淤積，水量減少，不能夠最大化的發揮工程本身的效益，這不僅會給當地的農業造成很大損失，也會給生態環境帶來威脅，對于工程的保養本身就是節約資源的一個重要的方法。維護水利工程正常的工程效益要始終的貫穿在工程建設中，既要對于工程渠道進行正常清理，也要做好建設農田林網。合理的栽種植被，對于水土的保持有重要意義，大大延長工程的壽命。

4 結語

在水利工程確立建設設計中，首先對渠道引水流量進行確定，控制渠道橫斷面的平整度，確定渠道水位高程、渠道超高、渠堤頂寬，施工過程中科學管理，樹立節約水意識，采用高效的灌溉方式進行灌溉，充分利用當地資源，保護當地生態資源環境，做好后期工程的保修護理工作，保證工程質量，增加農民收入。

參考文獻

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[2] 孫艷紅.農田水利工程的灌渠設計探討[J].水利科技，2013（30）.