開買阿吾孜村農田灌溉渠系設計

摘 要：農田的水利工程建設一直是農村農業(yè)生產發(fā)展的重要的基礎條件，對農業(yè)經濟的發(fā)展起著重要的作用，針對開買阿吾孜村土地利用所存在的問題，分析了現(xiàn)有的灌溉系統(tǒng)的現(xiàn)狀，說明了當前的灌渠存在的主要問題及建設意見，根據水資源平衡分析進行了滿足當?shù)毓喔刃枨蟮那翟O計，最后分析了項目建成后預期的成果。

關鍵詞：水利工程;灌渠;灌溉系統(tǒng);渠系設計

一、研究背景

農業(yè)作為我區(qū)經濟發(fā)展的重要支柱產業(yè)，因此大力推動農業(yè)的產業(yè)化發(fā)展，不斷提高農田水利工程地灌溉功能，改善農村產業(yè)結構，推動農村經濟發(fā)展具有重要意義。農田水利建設，是現(xiàn)代農業(yè)生產必須的具有決定性作用的條件，是保證農業(yè)結構調整和農業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略性建設，完善的農田水利設施，對農業(yè)經濟的發(fā)展具有非常重要的作用，對保證糧食安全和社會穩(wěn)定具有不可替代的作用。開買阿吾孜村位于新源縣以西66公里處，總體地勢南高北低，西高東低，為典型河谷平原區(qū)。該區(qū)水資源豐富，農田灌溉以河水為主，躍進渠為主渠，適宜農牧經濟發(fā)展。目前，區(qū)內尚未開采、利用地下水。居民生活用水均依賴于地表水體作為源頭的自來水;農業(yè)生產用水全部來自地表水體。根據現(xiàn)場踏勘調查和對該區(qū)土地利用現(xiàn)狀分析，該區(qū)土地利用存在的主要問題如下：

1.水資源季節(jié)分配不均勻，降水主要集中在夏季降雨和冬季降雪;農區(qū)水利設施不夠完善，灌溉方式落后，渠道未采取防滲措施，渠道滲漏損失嚴重，嚴重影響項目區(qū)土地、水資源的合理利用和農業(yè)生產的發(fā)展。

2.現(xiàn)有灌溉渠道布局基本合理，支渠、分支渠及斗渠現(xiàn)狀基本為土渠，渠系建筑物配套較差，跑水、漏水嚴重，水利用率低。以上種種原因造成水資源浪費，生產生活條件惡化等，制約了耕地質量和產量的提高。

節(jié)水灌溉是我國農業(yè)發(fā)展的技術途徑，在節(jié)水降耗理念的要求下，要想大規(guī)模、大面積發(fā)展農業(yè)，必須實行節(jié)水灌溉。

二、 區(qū)內灌溉系統(tǒng)現(xiàn)狀與擬建設內容

考慮到當?shù)赝恋乩么嬖诘膯栴}，需要對現(xiàn)有的灌溉系統(tǒng)進一步規(guī)劃。對農田水利的建設是一項百年大計的工程，在設計時不僅要考慮到其在農田灌溉當面的需求，更要充分考慮到當?shù)貒琳巍⒘值亍⒌缆芬约捌渌蛩卦谇老到y(tǒng)規(guī)劃中受到的影響。

區(qū)內灌溉系統(tǒng)分為支渠（分支渠）、斗渠和農渠三級渠道。支渠共有7條，其中支渠1和支渠2自五一大渠北側團結渠上引水，支渠1現(xiàn)狀為漿砌石渠道，現(xiàn)有引水閘口位于鞏乃斯羊場團結渠上，因灌水季節(jié)常有用水糾紛，此次規(guī)劃改建支渠1引水閘口于鞏乃斯羊場團結渠和喀拉布拉鎮(zhèn)團結渠交點分水閘。支渠1現(xiàn)狀斷面：底寬0.4米、渠深0.85米、上口寬2.2米，其控制分支渠2條（分支渠1-1和分支渠1-2），其中分支渠1-1為預制板渠道，現(xiàn)狀保留完好，此次不予改建，其下控制4條斗渠。分支渠1-2現(xiàn)狀為現(xiàn)澆混凝土梯型渠，渠道縱向坡降較小，運行時淤積嚴重，嚴重影響灌溉期農業(yè)生產。支渠2位于項目區(qū)東側邊界處，為現(xiàn)澆梯型渠道。控制分支渠2-1。支渠3和支渠4都自躍進渠引水，其中支渠3現(xiàn)狀為預制梯型渠道，現(xiàn)狀保存完好，此次不予改建;支渠4現(xiàn)狀為土渠，與躍進渠相鄰。支渠3尾水與支渠4下斗渠相接，補充下級渠道灌溉。支渠5、支渠6、支渠7都自五一大渠北側喀拉布拉鎮(zhèn)團結渠閘口引水。3條支渠都為土渠，支渠5尾水最終匯入分支渠1-1，補充下級渠道灌溉。

三、水土資源平衡分析

1.供需水量分析

項目區(qū)內無工業(yè)用水，人畜飲用水均來自管網供水，故本次水量平衡計算只考慮農業(yè)、林業(yè)灌溉用水。

2.灌溉設計保證率的確定

干旱地區(qū)以旱作物為主的灌溉設計保證率為50%-75%，本項目選用的設計保證率為75%。項目區(qū)水資源供需平衡以75%頻率河道來水量及其過程與農業(yè)用水進行供需平衡計算。

3.供需平衡計算節(jié)點

在灌溉保證率75%的條件下，灌區(qū)多年平均綜合凈灌溉定額如下：冬小麥凈灌溉定額340m3/畝，灌溉六次，集中在4.5.6.9月，每次灌水持續(xù)時間10-12天;玉米凈灌溉定額340m3/畝，灌溉六次，集中在6.7.8.9月，每次灌水持續(xù)時間10-12天;有機林凈灌溉定額320m3/畝，灌溉六次，集中在5.6.7.8月，每次灌水持續(xù)時間12天。

4.灌溉水利用系數(shù)計算

規(guī)劃年支渠、分支渠、斗渠均采用現(xiàn)澆混凝土防滲，農渠保持現(xiàn)狀，各級渠道水利用系數(shù)計算公式如下：

根據各級渠道的凈流量和平均工作長度可計算出各級渠道的水利用系數(shù)。

5.現(xiàn)狀年需水量計算

項目區(qū)灌溉需水量可按下式計算：

W=M×A /η

根據種植作物的灌溉制度和現(xiàn)狀灌溉面積即可計算出現(xiàn)狀年灌溉需水量。

6.規(guī)劃年需水量預測

項目區(qū)規(guī)劃后耕地面積為546.36公頃，有林地15.94公頃。規(guī)劃后，仍以種植冬小麥、玉米為主。項目建成后，在灌溉保證率75%的條件下，預計項目區(qū)需水量計算見表1。

7.平衡分析

根據供需水量分析，對項目區(qū)現(xiàn)狀年和項目建設后的各月供水量及需水量進行供需平衡分析，見表2。

四、輸水工程設計

1.渠道流量計算

根據統(tǒng)計的農渠平均控制面積，確定最大一次灌水定額為70m3/畝，灌水延續(xù)時間T=1d，每天灌水時間t=24h。

（1）農渠田間凈流量

式中：——農渠田間凈流量，m3/s;

A——農渠控制的灌溉面積;

m——農作物一次的灌水定額;

T——農渠灌水延續(xù)時間。

（2）農渠凈流量

式中：Q農凈——農渠凈流量，m3/s;

——田間水利用系數(shù)，一般取0.90（旱作區(qū)設計值不低于0.90）。

（3）農渠設計流量

農渠設計流量計算公式如下：

式中：Q農設——農渠設計流量，m3/s;

Q農凈——農渠凈流量，m3/s;

Q損——農渠輸水損失流量，m3/s;

——農渠每km輸水損失系數(shù)，;

A——渠床土壤透水系數(shù);

m——渠床土壤透水指數(shù);

L農——農渠的工作長度，km，取渠道長度的1/2。

灌區(qū)范圍內的土壤為砂壤土，透水參數(shù)取值A=3.4，m=0.5，符合《灌溉排水工程設計規(guī)范》（GB 50288-99）表3.1.9-1中的標準。

（4）斗渠設計流量

斗渠的凈流量是同時工作的農渠的設計流量之和：

σ斗=0.1×A/（100×Q斗凈m）

其中，L斗為斗渠灌水時渠道的平均工作長度，取斗渠實際長度的3/4。

（5）支渠、分支渠設計流量

支渠、分支渠的凈流量是同時工作的斗渠的設計流量之和：

σ支=0.1×A/（100×Q支凈m）

（6）渠道加大流量計算

由于支渠、分支渠為續(xù)灌渠道，因此需要考慮加大流量，加大流量是以設計流量為基礎，乘以“加大系數(shù)”即得：

式中：QJ——渠道加大流量，m3/s;

J——渠道流量加大系數(shù)，本項目渠道設計流量小于1 m3/s，則J=1.30;

Qd——渠道設計流量，m3/s。

根據以上計算，最后確定各支渠流量見表3。

2.渠道輪灌制度設計

本項目區(qū)渠系可分為支（分支）、斗、農三級渠道，參考當?shù)厮块T提供的資料并結合在項目區(qū)實地調查情況確定支渠采用集中輪灌，斗、農渠采用分組插花輪灌。

五、結語

通過采取渠道防滲節(jié)水措施，提高灌溉水利用系數(shù)，減少滲漏損失，與目前需水量相比，可節(jié)約水資源98.77m3。綜上所述項目實施后通過建成高標準灌溉與排水工程，改善灌溉面積546.36公頃，新增糧食產能794.62噸，可以提高土地利用效率，節(jié)水效果明顯。

參考文獻：

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[3]夏麗芳，吳曉亮.論小型農田水利工程中的渠道設計[J].建筑·建材·裝飾，2014，18（10）：113-113，111.

作者簡介：毛劍威（1989-01-06）男，漢族，籍貫：湖南長沙，工作單位：新疆伊犁州征地整理中心，研究方向：水利工程建設，大學本科，助理工程師。