对农田水利工程灌溉规划设计的分析

朱海峰，肖 汉

(1. 朝阳市水利水电建筑工程有限责任公司，辽宁 朝阳 122000；2. 山东水利职业学院，山东 日照 276826)

对农田水利工程灌溉规划设计的分析

朱海峰1，肖 汉2

(1. 朝阳市水利水电建筑工程有限责任公司，辽宁 朝阳 122000；2. 山东水利职业学院，山东 日照 276826)

近年来我国森林面积逐年减少、土地沙化问题日益严重，全国很多地区都出现了干旱的问题。在这样的背景下，提高农田水利灌溉工程的能力和效率至关重要。强调农田水利工程灌溉规划的重要性，建立统一的灌溉设计标准，提升农田水利工程灌溉规划设计能力，设计科学、合理、高效的水利灌溉工程，对于提升农业灌溉效率、促进农业生产发展都有着重要意义。本文重点讨论对农田水利工程灌溉规划设计的分析，通过建立科学、统一的设计标准，探讨合理的工程布局方案，从而提升对水资源的有效利用和提高农田产量。

农田水利工程；灌溉规划；设计

农田水利工程的灌溉部分主要由水源、给排水系统、灌排建筑物以及承泄区几部分组成。灌溉工程的规划设计主要包括对灌区防洪性能的规划、灌溉系统和排水系统的规划、灌溉方式的设计，以及灌区与居民区之间的规划设计等几部分内容。加强对农田水利工程灌溉规划设计，有利于提升水利灌溉工程质量和效率。农业工程是我国的基础工程，水资源是我国最重要的基础性资源，因此，针对农田水利工程对国家民生和国民经济发展有着极其重要的意义。我国对农田水利工程投入了巨大的人力、物力，以期望在提高农业生产的同时实现水资源的有效利用。近年来，随着我国科学技术水平的不断提高，农田水利工程也发生了巨大的变化，从传统的经济型建设方案逐渐转变为绿色环保型的水利工程。在农田水利工程建设过程中，如何有效利用水资源，实现工程的经济、环保性等问题成为了研究重点。

1 灌溉规划设计的基本原则

农田水利工程灌溉规划设计的基本原则是与当地的政策相符合，要充分考虑到与水、林、农、路，以及国土资源部门的政策结合，满足当地政府关于农田灌溉、发电、人畜饮水以及航运的特殊要求，综合考虑、统筹兼顾，真正做到科学、合理的规划和设计，提高水资源的利用率，实现社会效益与经济效益的最大化。

1.1 安全为主的设计原则

农田水利工程的灌溉规划首先要满足的就是安全性原则，避免在高填方、深挖方的位置布置灌溉渠道，尽力避开在危险度较高的位置施工。如果设计方案必须在山丘地形的区域内挖掘渠道，则应尽量避免与河流等水系过分靠近，以免被山洪冲毁。尽量规划在地质和地形条件较好的地区施工。同时要规划泄洪措施和设施，以提高灌溉工程在应用过程中的安全性。

1.2 合理利用地形的原则

灌溉工程与地形的关系密切，因此，灌溉规划要采用合理利用地形的原则。例如，尽量做到自动排水，可以在地势较高的位置设置灌溉渠道，而在地势较低的位置设置排泄渠道。对于局部性的洼地或高地，可以通过采用小范围内提灌处理的措施，从而避免对整个灌溉工程的影响。另外，合理利用地形可以有效节省资金，尽量避开已有的居民住宅、农业用田等区域，同时避免与其他已有建筑物的交叉，减少施工工程量。

1.3 综合利用原则

灌溉工程设计中的综合利用原则指的是，充分考虑水电、水利和灌溉等多种功能的需求，在规划设计阶段将几方面需求统筹安排，实现一水多用。例如，利用水系的高度落差实现水电应用，同时满足水利灌溉的需求，充分利用水资源。在平原地区，可以考虑多种水资源的组合应用，例如地下水和地表水、井水和河水等[1]。

2 灌溉区域总体规划

(1)灌区防洪规划。灌区防洪规划是规划中的重要内容，目的是提高灌溉工程的安全性和可用性。灌区规划时要充分考虑现场特点，采取因地制宜的原则，在提高灌溉性能的同时充分满足泄洪的要求，根据防洪泄洪的工程标准，做好灌区的防洪规划。在进行灌区总体规划时，将对防洪泄洪的规划设计纳入其中。

(2)排水系统规划。灌溉和排涝是灌溉规划设计的两个重要内容，因此要在灌溉规划阶段同时考虑到灌溉和排涝两个需求，在满足灌溉功能的同时合理控制地下水位，防止出现土地沼泽化或土壤盐碱化的问题。

(3)确定灌溉方式。确定灌溉方式是灌溉规划中的核心内容，好的灌溉方式能够保证田间灌水均匀提高农田产量，同时节约水资源，提高资源的利用率。灌溉方式没有一概而论的标准，必须结合农田自身环境的特点合理选择。

(4)灌区与居民区的布置。灌区的布置应当充分利用已有的自然资源，利用沟渠附近的绿植，保证与已有道路的协调配合，与现有的公路、田地规划相一致。应尽量减少对现有居民区的影响，输电线路和通信线路尽量利用已有线路，如必须重新建设则应当满足灌溉区域的总体规划要求[2]。

3 灌溉设计标准

农田水利工程灌溉规划设计的标准以灌溉设计保证率或抗旱天数作为设计指标。

3.1 灌溉设计保证率设计

灌溉设计保证率是指灌溉工程在使用期间能够充分满足灌溉用水需求的比率，一般用能够完全满足灌溉用水需求的年数除以使用的总年数来计算。具体为：

(1)

式中：p为灌溉设计保证率，%；m为完全满足灌溉用水需求的年数，a；n为总年数，a。

在规划设计阶段考虑灌溉工程的保证率时需要结合作物的具体特点和农田当地的水文条件。农田作物用水的来源主要有灌溉水资源和降雨两个，即：

ET=W+P

(2)

式中：ET为农作物田间需水量，mm；W为灌溉引水量，mm；P为有效降雨量，mm。

因此，在农作物需水量一定的情况下，降雨量越大所需要的灌溉引水量越少，相反降雨量越少则需要越多的引水。在工程规模与工程内容确定的情况下，灌溉工程的总引水量就是确定的了，可以通过当地水文计算的降雨频率来计算引水工程量[3]。

3.2 抗旱天数设计

抗旱天数是灌溉工程抗旱能力的指标，指的是农田作物在生长阶段遇到干旱的自然条件时，农田水利灌溉工程能够确保农田用水的天数。一般我国的南方丘陵水稻区中，以本地水源为主要灌溉用水来源的情况下会主要考虑以抗旱天数作为灌溉工程的设计指标。在以抗旱天数为指标设计时，单季稻区和旱作物抗旱天数一般为30～50 d，而双季稻区的抗旱天数要求为50～70 d。

4 灌溉设计其他内容

4.1 灌溉取水方式设计

灌溉工程的取水设计方式根据农田所处区域的水量、水位以及能够利用的水资源类型等确定。如直接利用地面径流完成灌溉，可以通过抽水取水、水库取水，以及坝引水等方式实现。而如果利用地下水来灌溉，则还需要打井工程或者其他取水工程等。具体灌溉取水方式如图1所示。

图1 灌溉取水方式示意图

4.2 灌溉渠道系统

灌溉工程是从水源处取水，然后将水输送、分配到农田中农作物处的整体工程。因此完整的系统包括取水区域、输配水区域和渠道系统以及田间渠系等多个部分。渠道系统一般可设计为干、支、斗、农四级或更多更复杂的级别。干渠是完成输水任务的主渠道，而支、斗则是完成配水任务的渠道，控制分配给各个用水户的水量多少。农渠是最后一级渠道，它实现了直接给农作物输水的功能[4]。其他配套的田间道路建设、排水系统建设，以及排水出口等属于田间工程的内容。

4.3 灌溉规划设计的总原则

农田水利工程灌溉设计的总原则是有效利用水资源，充分实现土地与农田的紧密配合，充分尊重现有行政区域的划分和设置，尽量扩大灌溉面积，实现自流灌溉。完成与公路、林地以及城市道路等的统一安排和规划，兼顾灌、排的需求，不打乱已有灌溉工程的布局，尽量有效利用已有的水系资源、地形优势等。另外，在保证工程质量和进度的前提下，尽量节省工程建设费用，要对各种建设方案进行科学的分析与对比。尽量选择地质和地形条件较好的区域进行施工，尽量避开对已有建筑工程的拆除。

4.4 田间工程的规划设计

田间工程主要是指农田水利灌溉工程的配套工程内容，通过田间灌排系统以及配套系统的有效利用，能够合理控制地下水位，防止盐碱地或过湿地的出现。排水系统是田间工程中最重要的任务。如果降雨过多会出现大量水分渗透到田地中的现象，而一旦积水深度和时间超过农作物的承受能力时就会影响作物生长、降低作物产量。因此，要合理设计排水沟的深度和间距，同时尽量保证农田田块方正并保证一定的长度。长度过短，会造成农业机械施工过程中转弯太多从而影响机械耕种效率、增加燃料的消耗。而长度过长，在单条田块中灌溉作业的时间就长，灌水与耕种操作之间的间隔时间就长，导致土壤蒸发大，容易形成盐碱地[5]。

田间工程还包括灌水沟、输水沟、毛渠等工程。另外，为了提高灌溉工程的质量要先进行土地平整工作。一般以格田或条田作为平整工作的基本单元。通过平整工作，能够实现对农田的削高填低、改善灌溉条件，同时也可以起到改善土壤条件、适应耕种需要等作用。因此，平整土地是田间工程中的重要步骤。

5 结 语

农业生产是关系到我国国民经济发展、人民稳定幸福的重要工程。农田水利灌溉工程则是农业工程中提高作物产量、提升农业生产效率、节约资源的有效手段。本文在阐述农田水利工程灌溉规划设计基本原则的基础上，探讨了灌区设计的整体规划和基本标准，同时对灌溉设计中的灌溉取水方式设计、灌溉渠道系统、灌溉规划设计的总原则以及田间工程的规划设计等内容进行了深入的讨论。建立统一的灌溉设计标准，提升农田水利工程灌溉规划设计能力，设计科学、合理、高效的水利灌溉工程，对于提升农业灌溉效率、促进农业生产发展都有着重要意义。

[1] 余志国,徐雨竹.农田水利工程灌溉规划设计刍议[J].水利技术监督,2015(5):84-86.

[2] 胡向阳,何子杰,郑庄.西南地区河流灌溉发展规划研究[J].人民长江,2012(10):78-81.

[3] 吴淑霞.灌溉设计保证率的优化选择[J].河北水利,2003(10):41-43.

[4] 董全祥.浅析灌溉渠道的系统规划[J].陕西水利,2012(4):171-172.

[5] 李东.盐池扬黄灌区田间水利工程规划设计探讨[J].宁夏农学院学报,2000(3):89-91.

朱海峰(1982-)，男，蒙古族，内蒙古赤峰人，工程师，主要从事水利施工及设计方面的工作。E-mail：65066923@qq.com。

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