农田水利灌溉工程规划的设计研究

2021-08-23郭有宁

农村实用技术 2021年6期

郭有宁

（甘肃省景泰川电力提灌管理局，甘肃景泰 730499）

1 引言

农业是我国的基础产业，对于国民经济发展与国家稳定具有重要的作用。农田水利灌溉工程是农田用水的保障，对于保障农业用水，促进农田产量具有重要的意义。我国是农业大国，同时也是缺水大国，合理设计规划农田水利灌溉技术，提升水资源利用效率，能够有效缓解农业用水和水资源矛盾。但是从当前的农田水利灌溉工程规划来看，受到资金、技术、环境等多方面的原因，我国农田水利灌溉工程设计合理性不足，不利于农田水利灌溉，也造成了大量水资源浪费[1]。因此需要结合农村用水需求，采用新技术与新方法，做好农田水利灌溉工程的规划设计，从而解决当前存在的问题，保障农业用水，保障农田产量。

2 工程概况

以某地区的水利灌溉工程作为研究对象，该工程主要用于该地区的农业用水和农村生活用水的需求。该区域主要是农业生产地区，人口80多万人，面积1 185平方千米，耕地面积0.48万公顷。该区域属于亚热带季风气候，具有四季分明，夏热冬冷的特点，降雨充沛，主要以夏季的降雨为主。该工程以河流中的拦河闸为主，并且结合该地区的农业生产需求，修建沟渠，为下游的水田灌溉提供水资源。水利灌溉工程已经全面铺设，大体上能够满足当地的农业生产需求，灌溉取水方式如图1所示，但是从拦河闸的运行来看，拦河闸存在着渗漏、土方流失以及闸体基础外漏等情况，影响了水利灌溉工程的应用。本文结合该水利工程，在当前水利灌溉工程的前提下，提出现存的问题，并且提出优化方案。

图1 灌溉取水方式

3 农田水利灌溉工程设计规划

根据《农田低压管道输水灌溉工程技术规范》等相关规范作为标准，开展农田水利灌溉设计，从而确保农田水利灌溉工程符合农田用水的需求[2]。

3.1 设计目标

农田水利灌溉工程是保障农田生产和农业生产的技术，对于农业生产而言，农田水利怪干工程对于农业用水十分关键，合理的农田水利灌溉工程规划，能够提升水资源综合利用效率，达到降低水资源损失，确保水资源分配合理的效果。因此在农田水利灌溉工程规划设计中，需要以农田水利功能最大化为基础，在为农业生产提供用水的同时，积极提升水资源的利用效率。在农田水利灌溉工程规划设计前，需要结合地区的降雨量、水文地质环境、农作物灌溉需求等基本信息，综合分析各方面因素，合理布局，从而保障区域农业用水安全，保障农业生产安全。

3.2 设计原则

农田水利灌溉工程必须遵循合理布局、因地制宜、确保安全、可持续发展的原则，具体的原则如下：第一，必须要根据地区水利工程的需求，对水利灌溉工程进行统筹规划，合理布局，从而确保农田水利灌溉工程满足农田生产的需求，创造社会效益和经济效益；其次，安全性原则，农田水利灌溉工程包括拦水闸、沟渠等设备，需要针对具体情况，结合具体的地质因素，保障施工安全以及使用安全，施工期间需要合理控制挖方深度，规避高填方；第三，因地制宜原则，结合区域的地形、水文条件，合理地优化拦河闸和渠道工程，将灌溉渠道布置在高处，采用高技术标准设计出水口、给水栓等，在达到灌溉目的的情况下，合理利用水资源；第四，可持续发展，农田水利灌溉工程需要满足农业生产的需求，在设计规划工程中，不能对周围生态环境、水文环境造成严重污染，因此需要重视工程生态效益，加强节能设计，减少后续维护成本，为农业生产提供长期水资源保障。

4 农田水利灌溉工程问题分析

从农田水利灌溉工程应用情况来看，当前的农田水利灌溉工程规划设计存在相关的问题，导致农田水利灌溉工程的稳定性和安全性受到影响。农田水利灌溉工程存在渗漏等问题，水资源浪费严重，因此需要在农田水利灌溉工程问题分析的基础上，做好农田水利灌溉工程优化设计。

4.1 设计规划准备不足

农田水利灌溉工程需要遵循因地制宜的原则，在对水文资料、地质资料、地形资料等调查的基础上，开展相应的规划设计。但是由于早期的勘测资料不齐全，对于水文资料、地质资料等的了解不全，而且对于地区资料的实地考察不足，导致资料和实际情况存在不足，从而设计规划不符合农田水利灌溉工程实际情况。在农田水利灌溉工程的前期准备阶段，不同的部门协作配合不足，从而导致农田水利灌溉工程不符合农田工程需求，而且施工成本高，影响了农田水利灌溉工程的经济效益和工程效益。

4.2 设备与设施规划设计问题

农田水利灌溉工程是一项综合工程，由多种设备和设施构成。在农田水利灌溉工程的设计规划中，需要结合农田水利的需求展开规划设计，选择相应的设备和设施，从而满足有效蓄水和合理灌溉的目的[3]。但是在实际农田水利灌溉工程中，工程规划设计不足，对于设备和设施的选用不合理，导致设备与设施不符合工程需求。同时对于设备设施的质量控制不足，导致出现渗漏、设备老化等问题，影响其使用。

节水节能是当前农田水利灌溉工程重要内容，在农田水利灌溉工程规划设计中，需要对机电结构、金属结构等进行分析，从而实现节水节能的目的。但是在农田水利灌溉工程规划设计中，对于节水节能的设计不足，导致所选用的设备和设施耗电量大，水资源浪费严重，农田水利灌溉成本过高。

图2 农田灌溉沟设计

4.3 与农村协调效果不佳

农田水利灌溉工程是农村发展的基础工程，对于农村发展十分重要，其设计规划应该与农村规划相适应，从而达成振兴农村的目的。但是在实际规划设计中，农田水利灌溉工程的规划设计与农村的发展规划协调不足，导致所建设的农田水利灌溉工程质量不佳，不能满足农村可持续发展的目标。农业经济受到多种因素的影响，受到水资源制约，农村水资源矛盾十分明显。农田水利灌溉工程的长期规划不足，灌溉效率不佳，导致农田水利灌溉工程实施效果不佳，水资源损耗严重，不利于区域内的农业经济长期发展。

5 农田水利灌溉工程规划设计

针对农田水利灌溉工程存在的问题，需要从早期设计规划开始，做好节能节水规划，从而改善农田水利灌溉工程的功能。在农田水利灌溉工程的基础上，采取优化设计的方式，减少水资源损耗，提升农田水利灌溉工程的使用价值。

5.1 做好前期准备

结合农村地区的发展规划，加强农田水利灌溉工程的科学规划，在熟悉了解该地区的农田，综合考虑地形、水文等相关资料的情况下，合理规划设计农田水利灌溉工程。首先，需要将农田水利灌溉工程纳入农村发展规划中，将农田水利灌溉工程与农村发展相结合，对农田面积进行评估，从而开展农田水利灌溉工程规划设计；其次，需要采用科学合理的方式，选择合适的施工工艺，既满足农田灌溉的需求，又能够符合经济效益[4]；第三，需要运用地质勘测仪等设备，结合相关水文地质资料，完成档期环境的考察，结合资料信息，完成农田水利灌溉工程安排，做好组织施工；第四，重视环境效益，在综合考虑农田光改需求、经济发展需求的同时，做好河床管理，同时采用有效的方式加强水土流失防治管理，提升农田水利灌溉工程的环境效益。

5.2 选择合理的施工工艺

采用定额设计的方式，选择新技术与新工艺开展施工管理。首先，采用定额设计的方式，计算农田灌溉所需的水量，从而选择满足农田灌溉的施工工艺，得到区域滴灌定额。其次，设计合适的管网结构，采用沟渠和管网的方式，将干管、支管以及毛管设计成为鱼骨形结构，确保管网结构符合相关标准，能够将水资源顺利运送到广告区域。第三，节能设计，从多方面开展节能规划设计，通过优化管网结构，选择合适的金属部分，尽可能选择摩擦系数较小的支撑材料，同时选择电气节能技术、照明节能技术，从而完成农田水利灌溉工程的节能化优化。

5.3 合理布置设施与设备

首先需要对农田水利灌溉工程所采用的设备进行严格选择，确保设备与设施质量过关，能够适应农村环境，长期使用，减少后期设备维护成本。同时针对原有的水闸蓄水拦水能力进行优化，通过敞开式宽顶堰的方式，增加铁闸门的方式，从而提升农田水利灌溉工程的拦水效果，一方面改善老化设备，另一方面提升设备蓄水能力，优化农田水利灌溉功能。