农田水利论文：农田水利工程规划思索

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本文作者：卓俊英 单位：甘肃省皋兰县西电管理局

进行水量平衡分析，确定灌溉制度

根据项目区水源的可供水量，在详尽了解项目区农业生产结构的基础上，计算项目区的作物需水量，进行供需水量平衡分析。对于占补平衡项目来说，供需水量平衡分析在项目的可行性研究阶段进行，占补平衡项目中的农田水利工程一般是采用10年设计，20年校核，由于项目区范围不大，引水流量一般1m3/s以下，在水利工程中属于小型水利工程，首先根据《灌溉与排水工程设计规范》(CB50288-99)结合当地实际情况确实设计灌溉保证率，皋兰县一般取75%，然后根据灌溉定额或降水的频率分析选出2个或3个符合设计灌溉保证率的年份，以其中灌水分配过程不利的一年作为典型年，以该年的灌溉制度作为设计灌溉制度。如项目区在灌区范围内且采用灌区已有的取水或输水工程作为水源的，应该以灌区的灌溉制度作为本次设计的设计灌溉制度。在计算过程中，作物的灌水定额可通过彭曼公式计算，也可通过用水量平衡法演算得出，对于常见作物，实际工作中也采用《甘肃省行业用水定额》直接取值或进行验算。如采用渠道灌溉，还应确定轮灌制度。

灌溉工程规划

1灌溉机井规划

项目区灌溉机并布置应翔实掌握该区域的地下水分布情况，根据项目区的地形、地层、地下水分布情况，结合项目区用水需求进行灌概机井井群布置，一般采用梅花形或方格形布置。要根据项目区实际情况进行布置，如笔者所在的皋兰县西岔镇阳洼窑村项目区，由于项目区内农田较规整，且项目区全部为蔬菜区，其对水量的需求量不大，但是对水量需求时间长，所以可以发展为井灌区，且根据地形及项目区的灌溉田块分布和已有道路系统实际情况，采用了方格形布置。布置井位时要确定井数，首先应确定单井出水量，单井出水量可参照近年的成井电测资料确定，也可按照抽水试验确定，有条件的项目、建议按照抽水试验确定。然后根据单井出水量和灌水定额计算得出单井的控制面积，按照井灌区的面积计算得出井数。这里提醒一点计算得出的井数往往并非整数，千万不要搞成理论上的四舍五入，计算得出的井数应进行进位取整。布置井位时还应注意一定要计算井距和影响半径，确保不会出现机井互相影响出水量的情况。

2田间输水方式确定

解决了水源和灌溉制度的问题，接着要进行灌溉输水方式的选择。灌溉输水方式分为地面输水和地下输水两种方式，由于在输水过程中存在蒸发和渗漏，选用不同的输水方式，水的利用系数也是大相径庭。举例而言采用渠道输水。衬砌渠道的渠系水利用系数约在0.7左右，而采用管道输水管道水利用系数可达0.9，由于土渠渗漏量过大，农渠以上灌溉输水渠道不会采用土渠。一般情况下，灌区面积较大水量较充足时均选用衬砌渠道作为输水渠道进行地面输水，灌溉单元较小，水量一般的情况下可采用管道输水，除泵站输水管道可能采用钢管和砼管外，田间输水管道一般是采用UPVC管道。根据目前节约用水及高标准农田建设的需要，以后在占补平衡项目的农田水利工程中，斗农渠应尽量采用管道输水，发展高效节水灌溉，是目前农田水利工程的大方向，占补平衡项目中的农田水利工程亦应如此。

3灌溉渠系规划

灌溉渠系规划时首先选择衬砌渠道，按照断面类型不同，灌溉渠道可分为U形、矩形和梯形。U形渠道输水能力强、节水防渗效果好，但由于施工要求高、断面不宜过大，适用于斗渠和农渠；矩形和梯形渠道对断面和施工要求不高。适用于干渠和支渠，但矩形渠道占地面积小却对材质要求较高，梯形渠道恰恰相反，对材质要求较低但占地面积大，因此一般干、支渠渠道应按照当地特点选择矩形或梯形渠道，斗渠、农渠一般选用U形渠道或者进行管道输水。渠型选定后，根据灌溉面积和灌水定额确定渠道流量，进行渠道横、纵断面设计，应从最末级渠道开始计算，逐级倒算，逆推干渠的横向设计流量和纵向设计高程。渠道横、纵断面设计不能孤立单独考虑，两者之间是相互联系的，计算时应当根据最末级渠道灌溉面积和灌水定额计算渠道流量。需要注意的是渠道横、纵断面设计一定是从最末级渠道逐级向上逆推得到的。渠道的流速，应满足不冲不淤流速要求。以加大流量验算不冲流速，并以最小流速验算不淤流速。占补平衡项目通常采用已有的水源工程和渠首工程作为水源，与一般农田水利工程相比在整体布局上稍显复杂，输配水渠道的设计要根据整理后的田块大小、高程、耕作条件及现有水利工程等进行配置，并合理确定灌溉方向。在进行输配水渠道的规划设计时，要充分考虑已有的农田水利设施、渠系建筑物和道路设施等，尽可能避免与现有渠道、道路等基础设施交叉，并在各级渠道上根据需要修建诸如分水闸、节制闸，量水堰等，渡槽、跌水、陡坡、渠系建筑物，要进行必要的水力计算和结构计算，结构断面较小时可适当简化。渠道不宜越级布设，布置时还应注意行政界线如乡界和村界的限制，避免工程投人使用后由此引发的争水事件。

4管道系统规划

基于管道输水蒸发、渗漏较小，管道水利用系数较大、不占用耕地的优点，一些灌溉控制面积不大的项目选用了管道输水，材质一般为UPVC管材。选用地埋管道输水时，首先要进行压力计算和管径的计算，以使设计方案经济上合理，技术上可行。压力计算主要是管内水压力和侧向的土压力计算，通过压力计算得到管道的抗压强度选用不同壁厚的UPVC管道。管径计算要根据灌溉需水量计算管道在一定流速下的合理管径，从而更好的选择合适的UPVC管道。管道的布置一般遵循支管垂直于主管的原则，并根据灌溉田块合理确定管道间距和出水桩间距，丘陵地区管道间距以50m为宜，管道密度以平均90m/hm2为宜，可根据地形选择双向灌溉或单项灌溉，出水桩一般每50米设置一个。管道布置也应注意合理的避让已有的渠道、道路和行政界限。

排水工程规划

占补平衡项目也要求做到灌排结合。对于出流条件较好或排水设施较完善的项目区，可不设置排水工程；出流条件不好或无排水设施的项目区，为保证项目区旱可灌、涝能排，真正做到旱涝保收，应根据项目区地形、降水、灌溉、河流渗漏、土质、作物种植结构或耕作制度等因素，合理设置排水系统。排水沟可分为明沟排水和暗管排水，对应于灌溉渠也可分为干、支、斗、农四级，布置时尽量利用天然河沟。如项目区内以渠道灌溉，在布置时还应考虑灌排结合，并尽可能与道路相衔接。

水土保持工程规划

引起当地水土流失的主要因素是暴雨，在进行占补平衡项目农田水利工程规划的同时，还应注意水土保持，可采用工程或生物措施防止水土流失。一般情况下，在进行此部分规划设计时多采用生物措施，如在占补平衡项目区内种植植被，在主干路两侧、田间路一侧种植行道树，在河道边、陡坎边种植护岸林、护坡林，在梯田边埂可种植杂草地或苜蓿，这样既能达到防止水土流失、涵养水源的目的，又能改善项目区生产生活环境，还能提高项目区的绿化率和覆盖率。但是要注意的是后期管理的问题，目前皋兰县占补平衡项目种植的大部分行道树死亡率较高，难以形成规模，起不到水保作用，所以防止水土流失的项目规划，一定要考虑好生物措施的后期管护。6结语占补平衡项目是提高土地利用率和耕地产出率，实现耕地占补平衡的重要举措。在占补平衡项目中规划合理、可行的农田水利工程，对改变项目区灌溉条件、提高项目区生产生活环境具有重要意义，可保证占补平衡项目真正做到旱可灌、涝能排，旱涝保收，切实提高项目区的灌排能力，保证项目用之于民，造福于民。