農田節水灌溉工程設計淺論

王娟

【摘要】結合農田節水灌溉工程建設的必要性分析，重點從果道設計、排水工程設計、建筑物設計，以及生產路設計等方面對農田節水灌溉工程設計進行了論述，以為農田水利工程建設提供理論與實踐借鑒。

【關鍵詞】水利工程 農田節水灌溉工程 淺論

一、農田節水灌溉工程建設的必要性

建設農田節水灌溉工程項目是新農村的建設需要。建設社會主義新農村的首要任務是提高農民的生活水平，水利工程是保障農業豐產豐收的重要基礎設施，田間節水灌溉工程的建設，將極大的提高當地農田的灌溉保證率，縮短灌溉周期，既可以使農田澆上宜時水，提高作物產量，增加收入，又能節省水源，降低成本。建設農田節水灌溉工程項目是緩解水資源緊缺的重要舉措。將推動灌溉工程管理再上新臺階。

二、渠道設計

（1）渠道配水方式。根據原有渠系布置情況和農作物種植結構狀況及灌水要求，按照《灌溉與排水工程設計規范》（GB50288-99）的規定，確定斗渠、農渠均采用輪灌方式配水。

（2）渠道流量推算。各條農渠的控制面積懸殊不大，渠道襯砌需用定型模板，因此所有農渠均采用同一斷面，根據典型渠道控制面積計算農渠流量。

因為王集支渠實際控制面積較大，所以按王集支渠進行實際計算。根據實際測量成果，每條農渠平均控制45畝土地，每條農渠平均設有16條毛渠（分水口），按每4條毛渠分組，可分4組。

農渠設計流量：

式中：Qn—渠道的設計毛流量，m3/S；An—輪灌組的平均灌溉面積（萬畝）；N—該渠道輪灌組數；ηn—灌溉渠道至田間的灌溉水利用系數；qs—設計灌水率，m3/S/萬畝。經計算農渠流量為0.07m3/S，斗渠所需流量為0.2m3/S和0.384m3/S，斗渠實際設計流量為1m3/S，滿足要求。

（3）灌溉周期計算。經計算，最大毛灌溉定額為150m3/畝，田間水的利用系數為0.95，農渠灌溉水利用系數0.98，斗渠灌溉水利用系數0.96，支渠灌溉水利用系數0.93，農渠的灌溉周期為16小時，按1天計取。每四個農渠為一個輪灌小組，依次從斗渠尾部開始進行灌溉。斗渠的灌溉周期根據斗渠控制下的農渠數目而定，具體見農渠水位推算表。每兩條斗渠為一個輪灌組，依次從支渠首部開始進行灌溉。支、干渠采用續灌。

（4）農渠縱斷面設計。縱比降：根據測量成果，結合地形實際況，確定農渠的縱斷面比降為1/3000。水位：根據地塊中的最高地面點，按田間灌水深度18cm，農渠1/3000的比降計算每一條農渠的設計水位線。

（5）橫斷面設計。斷面形式：確定新建農渠采用U型斷面形式。農渠斷面為混凝土U型結構，渠深0.65m，開口寬度0.809m，底部為1500圓弧，圓弧半徑300mm，上部向外傾斜，傾斜角為15度，傾斜段下端與圓弧相切。U型渠道采用C20混凝土現澆，厚度70mm。每6米設置一道伸縮縫，縫寬20mm，用瀝青砂漿填縫。

渠床糙率：根據項目區內渠道流量和混凝土襯砌情況，參照《灌溉與排水工程設計規范》（GB50288-99），渠床糙率選用0.017。

橫斷面設計：橫斷面按明渠均勻流公式計算。

式中：Q-渠道設計流量（m3/s）；A-渠道過水斷面（m2）；C-謝才系數；R-水力半徑（m）；J-渠道比降；n-渠道糙率，取0.017計算。

三、排水工程設計

農溝是在現有田間排溝的基礎上進行疏挖整理，參照灌溉與排水工程設計規范》的規定進行布置。

（1）斗排、農排排水流量計算。按如下公式計算各斗排設計流量：Qs=qs·As。式中：Qs—斗排設計流量，m3/S； As—斗排控制面積（km2）；qs—排澇模數，取0.744（m3/S/km2）。經過計算，斗級排溝設計流量分別為0.4m3/s；農級排溝設計流量為0.05m3/s。

（2）排溝斷面設計，排溝橫斷面采用明渠均勻流公式計算：

式中：Q—排溝設計流量（m3/s）；A—排溝過水斷面（m2）；C—謝才系數；R—水力半徑（m）；J—排溝比降；n—排溝糙率，取0.025計算。根據測量成果，根據排溝的現狀實際斷面，取斗排底寬為3m，比降為1/5000，邊坡1：2；農排底寬1m，邊坡1：2，比降為1/3000。經計算，斗溝排澇水深為1.1m，農溝排澇水深為0.7m。考慮區內必須滿足土地排堿防漬要求，排溝內正常水位必須在距地面1.80m以下，確定斗排溝溝深為2.7m，農溝排溝深為2.2m。

四、建筑物設計

（1）斗渠出水口。在斗渠出水口處新設M15漿砌石擋土墻，兩側設ml5漿砌石八字墻護坡，護坡與U型渠道平順相接。斗渠和農渠銜接部位設置斗渠出水口（又叫農門），共設置93座，出口間距視農渠位置而定。斗渠出水口為漿砌石結構，上游段設門槽，下游為漿砌石出口，為便于生產，出口靠近農田側設置便道，埋設直徑300mm混凝土管道。

（2）農渠出水口。農渠上設置農渠出水口（又叫毛門），共設置590座，出口間距視地塊布置而定，約30米一座，在全渠段根據農田要求布置。農渠出水口為PVC管道，在U形渠相應出水口埋設直徑200mmPVC管道，PVC管道和U形渠銜接部位用C25水泥填搗密實。

五、生產路設計

在排溝疏挖的同時，需要對沿線生產道路進行整修，按照生產路建設現狀，生產路（田間路）與農渠分別布置在農級排溝的左右兩側，主要干道布置在斗渠一側。其結構為農排側路面比地面高0.30m，路面為土路，整平壓實；斗排側路面比地面高0.50m，頂寬5m，路面為泥結石路及瀝青路。