高标准农田规划设计浅析

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摘要：项目区丰富的地下水资源没有得到充分利用，部分灌溉用井采用柴油发电机，利用效率不高，严重制约当地的农业发展、农村稳定和农民致富。本项目通过配套水利基础设施、改善田间作业条件和采用先进节水灌溉技术对国营八家农场的经济和社会发展提供保障。

关键词：高标准农田建设；国营八家农场；地下水利用；田间基础设施；工程设计

基本农田是国家从战略角度出发，为了满足一定时期人口和国民经济发展对农产品的需求，而必须确保的耕地最低需求量，老百姓称之为“吃饭田”“保命田”［1］。高标准基本农田是指通过农村土地整治建设形成的集中连片、设施配套、高产稳产、生态良好、抗灾能力强，与现代农业生产和经营方式相适应的基本农田。

1项目区基本概况

1．1自然概况

建平县属辽西山地丘陵区，山区面积占30．4％，丘陵面积占43．3％。项目区地处温带半湿润、半干旱大陆性季风气候区，属易旱区，降水量不足，年际变化大，时空分布不均。

1．2基础设施

1．2．1水利骨干工程现状。项目区内尧都地分场内有12眼井，山根分场有26眼井，八家分场有1眼井，柴达木分场有5眼井，新房身分场有8眼井，基本沿老哈河布设，由于维护不到位导致现有的12眼井废弃，40眼能用的管井均为柴油机井，需要进行改造。项目区水浇地占耕地的60％，旱地占40％，水浇地基本没有铺设节水灌溉管路和相应的节水措施，主要靠田间土沟，造成了严重的水资源浪费；旱地基本为坡耕地，无灌溉保证，没有配套的水利工程，基本处于雨养农业状态。1．2．2田间工程现状。项目区内田间作业道路规划较好，各村组之间的耕地均有田间道路，但道路均为土路，路况较差，表面坑洼不平，无法通行，影响耕作，制约当地经济发展。

2工程设计

2．1农田水利工程

2．1．1水源工程。（1）单井灌溉面积计算如式1所示［2］。F0＝Q·T·t·η（1－η1）m（1）式中：F0为单井控制灌溉面积，hm2；Q为单井出水量，m3／h；T为灌水周期，d；t为灌溉期每天开机时间，经济田区取18h；η为灌溉水利用系数，管道水利用系数；η1为干扰抽水的水量消减系数；m为最大一次灌水定额，m3／hm2。项目区单井灌溉面积如表1所示。（2）井数和井距的确定。井距和井数可按式（2）～式（3）确定L0＝25．8F槡0（2）N＝FF0（3）式中：L0为井距，m；N为规划区需要打井数，眼；F为规划区内灌溉面积，hm2。项目区内井数和井距计算结果如表2所示。（3）水源井规格。根据项目区的地形和单井出水量进行计算，确定在项目区新打管井31眼，对原有井进行改造，将柴油机泵换成深井潜水泵，共计40眼，其中尧都地分场新打管井3眼，改造原有井9眼；山根分场新打管井10眼，改造原有井22眼；八家分场新打管井9眼；柴达木分场新打管井6眼，改造原有井1眼；新房身分场新打管井3眼，改造原有井8眼。依据水文地质资料及当地成井经验，确定管井均采用井径400mm的铁管，并根据不同地块确定井深和出水量，其中尧都地分场井深30m，单井出水量80～100m3／h；新房身分场、山根分场（二队地块）、八家分场（靠近二队地块）片井深40m，单井出水量80～100m3／h；柴达木分场片井深70～80m，单井出水量60～80m3／h；八家分场（小叶线以南）井深60～80m，单井出水量30m3／h；山根分场（丛家湾地块）井深50～60m，单井出水量60m3／h。2．1．2灌溉管道工程项目区输水采用节水滴灌方式，滴灌的干管管道埋于地下，干管材料采用硬聚氯乙烯（PVC－U）给水管和热轧无缝钢管，按照流量的不同，尧都地分场片干管直径为125mm硬聚氯乙烯（PVC－U）给水管；山根分场片干管直径为160mm、125mm和120mm三种类型的硬聚氯乙烯（PVC－U）给水管和热轧无缝钢管；柴达木分场片干管直径为125mm，支管直径为90mm的硬聚氯乙烯（PVC－U）给水管；八家分场干管直径为160mm和125mm，分干管直径125mm和110mm硬聚氯乙烯（PVC－U）给水管和热轧钢管；新房身分场干管直径为160mm。管路埋深与地面深1．5m以下。项目区内井数和管网布设长度如表3所示。2．1．3建筑物工程量。（1）井房设计。项目区每眼新打管井设井房1座，共计31座，根据井房内布置，钢管路及闸阀等方面的要求确定井房面积为3．00m×3．00m，建筑面积9．00m2。井房净平面尺寸2．76m×2．76m，室内净高2．7m。井房设门一扇，尺寸为0．90m×2．00m，具体位置位于机电井旁。井房墙壁上用水泥抹面，标注“高标准基本农田井房编号”字样。（2）农桥设计。项目区柴达木分场片有1处沟道截断道路，影响村民出行。此沟道平时无水，但雨后水流较大，故设计1座农桥。农桥的跨度8m，宽度4m，高2m。采用钢筋混凝土桥面板，浆砌石桥墩。（3）涵洞设计。项目区共设计涵洞26座，其中山根分场片4座，八家分场片14座，柴达木分场片8座。涵洞形式采用管涵，直径为600mm，宽度为4m的管涵5座，直径为800mm，宽度为6m的管涵3座。（4）水力计算。选择内径d＝800mm的圆管进行验算。①涵洞水流流态的判别。圆形涵洞进口水深h1≤1．1D（洞高）时，为无压力流；h1＞1．1D，且洞长L≤l0（洞内回水曲线长度）＋2．7D时，为半压力流；h1＞1．5D，且L＞l0＋2．7D时，为压力流［3］。涵洞进口水深h1＝0．8m，D＝0．8m，经计算，为无压水流②长洞与短洞的判别。当i（洞底坡降）≈0时，且L≤（52～56）h1或L≤（86～96）hk时为短洞，反之则为长洞；当0＜i≤ik时，且L≤（52～83）h1或L≤（86～138）hk时，为短洞，反之则为长洞。当i＞ik时，且L≥4h1时，均按短洞进行水力计算。经计算，涵洞为短洞。③涵洞的过流能力计算。无压力流、短洞的过流能力计算见式（4）：Q＝mb2槡gH32（4）式中：H为计入行进流速水头的上游洞底以上水头，m；b为矩形断面涵洞底宽，m；若涵洞为非矩形断面时，按b＝wk／hk换算，其中wk为相应于临界水深的过水断面面积，m2；m为流量系数，一般在0．315～0．385之间，本项目采用小值0．315。根据设计流量和涵洞尺寸，查圆形断面hk求解曲线计算：hk＝0．056m（临界水深）；查圆形管道过水断面面积系数计算：wk＝0．0107m2，b1＝0．191m，内径d＝800mm时涵洞的过流能力为0．0141m3／s。经验算，项目区内的26个涵可通过流量均满足路边沟的设计排水流量要求。项目区内涵的布设结果如表4所示。2．1．4机电灌溉工程根据项目区内的农用井布局及各井的用电功率，项目区共设计高压线总长为12583．2m，低压线路总长为14913．4m，配套变压器32台。高压线按照就近原则设计［4］，从项目区附近已有高压线引入项目区内各机井房附近。低压线路主要布置于变压器至与潜水泵配套的电动机上，距离较短，为便于维护管理，采用地埋电缆形式，平均埋深1．5m，总长为14913．4m。在现有高压线路的基础上“T”接几个分支，新建几路高压线输电至各变压器。然后用低压地埋线（380V）从变压器布置处引线支各泵。项目区内供电线路布设如表5所示。

2．2田间道路工程

2．2．1田间道路项目区内道路交错有致，只是路面破损严重，影响人们生产耕作，所以对现有田间道路进行整修，铺设碎石路基和砂石路面［5］。本项目在充分利用现有田间道路基础上，修6m宽田间道路4条，总长1660m，位于柴达木分场片。田间道路的路基采用素土，厚30cm，路面采用砂石，厚10cm。修4m宽田间道路16条，总长9464m，其中柴达木分场片3211m，八家分场757m，山根分场1754m，新房身分场3742m。田间道路的路基采用素土，厚30cm，路面采用砂石，厚10cm。2．2．2生产路整修田间生产路36条，总长21308．4m。其中下尧都地分场1455．0m，山根分场为6390．4m，八家分场为12921．0m，新房身分场为542m。田间生产路路基采用碎石，厚30cm，路面采用砂石，厚10cm。2．3农田保护工程针对柴达木分场片的林带边低洼耕地，紧邻沟道，雨季沟道中积水对田面有冲蚀，而原有堤坝破烂不堪，基本已经废弃，需进行护堤工程。堤坝总长400m，采用渐变断面设置，其中100m长的堤坝高2m，坝顶宽2m；另300m长的堤坝高1m，坝顶宽1m，采用土坝。

3结论

项目实施后，能防止水土流失，新开发的耕地能保土、保肥，增加土壤墒情，有利于农业生产。本项目的实施对国营八家农场的经济转型、产业结构调整，改善农业生产条件加强生态环境建设方面将起到积极的作用，可以取得显著的社会、经济和生态效益。

参考文献：

［1］苗利梅，郧文聚，程锋．谈谈基本农田的保护与建设［J］．资源与产业，2011，13（3）：83－88．

［2］郭闯．土地综合整治项目中农田水利工程的设计［J］．企业技术开发，2010，29（11）：83－88．

［3］中华人民共和国交通运输部．公路桥涵设计通用规范：JTGD60—2015［S］．北京：人民交通出版社，2015．

［4］中华人民共和国水利部．机井技术规范：SL256—2000［S］．北京：中国水利水电出版社，2000．

［5］中华人民共和国交通运输部．公路设计规范：JTGD30—2015［S］．北京：人民交通出版社，2015．

作者:许封 单位:朝阳市农村水利建设管理局