关于农田水利工程施工难点与施工技术的研究

□ 仇改霞

（甘肃省平凉市庄浪县水务局，甘肃 平凉 744000）

关键字：农田水利工程；内容；难点；施工技术；灌溉

在乡村振兴战略背景下，广东地区召开全省冬春农田水利会议，致力于在2021年建设标准农田160万亩，全力打开农田建设发展新局面，按照农业农村部部署，优化管理格局，进一步推动工程建设质量，提升农田水利建设，加强水利工程管护，做好除险、加固、修复工作，从而提升供水工程管护能力，助推高标准农田的建成。从这一层面来讲，优化农田水利工程施工技术是非常重要且必要的。

一、农田水利工程的基本内容

农田水利工程从本质上讲，属于我国基础性建设之一，其建设目的为：（1）解决耕地灌溉问题；（2）解决农村人畜饮水问题；（3）解决洪涝旱涝问题；（4）改良农田水分利用状况；（5）通过科学技术和施工管理，调节区域性水利条件。从而满足农业生产和发展所需，在满足农村居民用水的情况下，促进农业稳产高产［1］。具体水利工程主要包括农村小型水库建设、农村蓄水池建设、农村饮水工程、农村排灌工程、农村中小型泵站工程、农村小型灌区修建工程、塘坝工程等。

从农田水利工程的基本内涵中，我们可以发现，工程主要承担泄水、挡水、蓄水、调水任务，因此，在具体施工建设中，对于施工质量、工程稳定性、防渗性、抗压性、抗冲性、耐冻性、耐磨性等多种方面具有特殊要求。要想保证工程质量，对地基的要求更加严格，如果不能调和好工程地质条件和项目设计之间的关系，将会留下安全隐患。其次，部分水利工程需要在水下作业，根据水流的自然条件进行水域性施工，或者利用枯水期施工，工程周期较为紧凑，工程量较大，在施工设计中，管理者必须科学安排、统筹规划、精心组织、避免在施工过程中和施工后期出现质量问题、洪讯问题。

二、农田水利工程施工难点

（一）客观方面

从客观层面来讲，农田水利工程在施工中，经常受到地质条件影响。首先，在开挖过程中，可能会出现地基沉降、地面变形问题，尤其是受到软土地基的干扰，建造基坑的质量和效率无法保障。如果出现基坑积水问题，将直接降低农田水利工程安全性和实用性，严重时，将会导致整个工程坍塌和损毁。其次，多数农田水利工程都是在较为潮湿的地方进行，在建造时可能出现渗漏问题，因此在开工动土前，前期勘探人员必须做好地质调查和测算，确保施工中人员安全和工程安全，在施工过程中，可能会受到气候、水文、天气、植被等变化的影响，因此在施工过程中，可能出现突发情况，影响工程进度，降低施工水平。

（二）主观方面

从主观层面来讲，农田水利工程施工难点主要体现在技术层面［2］。比如在混凝土坝工程中，在混凝土浇筑环节完成后，接缝处可能出现裂缝问题，而产生这一裂缝的原因，主要是施工人员对于接缝处理不够科学，设计人员对工程结构不能做到科学预判和测算；又如在工程灌浆过程中，施工人员不能够按照孔的排列顺序依次施工，容易出现泥浆灌浆质量控制不到位等问题；施工现场管理中，相关决策者不能进行科学统筹规划，机器设备、施工材料、建设质量、施工速度等方面存在不足之处，对于施工现场安全问题，难以及时发现并预防。因此，笔者建议，为了降低农田水利工程故障发生率，必须从人员管理入手，提升其施工专业度，在施工管理中反复审核图纸，对设备进行现场检验和调试，确保砌筑工程基本性能，提升材料与施工环节的匹配度，避免操作不当等问题出现，最终提升农田水利工程质量。

三、农田水利工程施工技术

（一）节水技术

农田水利工程施工中，节水技术也可以被称为节水灌溉技术，主要分为喷灌式、微灌式方法［3］。我国最先研究农田水利节水技术是在1970年，经过多年的研究和发展，材料加工工艺不断完善，信息技术应用不断普及，喷灌及微灌技术已经实现广泛应用，促进各地区农业用水稳步发展，保障农田用水充足，降低自然旱涝问题发生，在我国水资源短缺的背景下，将资源使用效率发挥到最大。其中，喷灌式技术主要指工程设计人员自主设计灌溉路线，利用喷灌机进行喷灌工作，在水压作用下，水资源经过软管最终从喷头喷出。具体设计原理为：灌溉者可以利用半固定式、移动式、固定式喷灌设备，预先在农田内部设置灌溉水管，在压力差和开关阀的共同作用下，喷头可以持续喷射出水流，因此可以帮助农户人员在喷头、支管工作中对其故障发生情况进行实时检修，避免因为喷头堵塞（单支阻塞）、支管破裂（单支破裂）而导致停工停灌，或者作业迟滞问题。该技术主要应用在大面积浇灌中，具有良好的节水效果，但是在实施该项技术时，设计人员应该注意到，要想使用喷灌式灌溉技术，首先应该考虑应用多少个喷灌设备，并且组建设备通道，才能发挥水资源最大效用。

在微灌式技术工程中，灌溉设备较为简单，主要由三个部分构成，分别为滴头、滴管、管路［4］。在该灌溉方式中，不需要应用大型机械设备，因此在平原地带、山地、丘陵地区都可以应用，可以有效降低水分外泄问题，因此具有良好的节水效果。该种技术主要将水管道、滴水器安置在农田植物、经济作物的根部，通过定时灌溉方式，满足经济作物对水分的需求，同时也可以通过水肥一体化灌溉技术，将液态肥、颗粒肥与水资源进行混合，进行共同灌溉，增加土地养分。但是该种技术多应用于大棚，很少适用室外浇灌，因此应用规模较小。如果是室外农田、大片田地，可以利用井灌式，在农田缺水时在中心田位置设置井灌装置，通过井灌井排技术方法，利用浅层地下水，合理调节地下水水位，该种技术主要由多井构成的井群系统组成，利用深浅不超过40m的浅井，开发利用地下水，就地取材；也可以利用复合式井型，根据地层结构和当地排灌要求，利用真空原理抽取地下水，更加适用于中低产田，避免农田受到旱涝、盐碱等威胁，同时也可以防止土壤返盐。

（二）排水技术

排水技术从广义上讲，可以划分为配水技术（输水技术）和排水技术，其中配水技术主要指低压管道配水，在部分地势起伏较大的山地丘陵区（海拔差大于200m），通过该技术，可以延长灌溉服务半径，同时降低农田配水工程整体造价，在这一施工设计中，低压配水管起到重要作用，但是在具体施工建设时，由于受到地质条件限制，配水管容易遇到不均匀沉降、低温冻裂、高温膨胀等问题。因此，技术人员可以利用填缝剂技术，提高混凝土配水管质量，利用地表水作为灌溉性水源，在井灌区可以通过该种技术方式替代所有中小型输水渠道，如果地形有坡度并且配套渠系不完整，也可以利用该种低压管道配水技术，输水效率可以高达95%以上，与传统土渠砌石渠道相比，该种输水方式省时省力，速度较快，设备简单，水流可以通过“树枝”和“树干”两种网状结构进行输水。其中，输配水管采用固定地埋管方式，由PVC管、PE管、水泥管、混凝土管组成，附属设备主要有保护装置、泄水装置、分水装置、测量装置组成。田间配套工程还包括引流灌溉、小畦灌溉、地面闸管灌溉等，节水效果更好。

农田排水技术就是指在雨季来临时，通过一系列技术手段降低田间储水量，清除多余水分，避免土壤盐碱化［5］。常见的田间排水技术主要有泵站修建、竖井技术、明沟排水技术、暗管排水技术等。笔者主要以明沟排水技术+暗管排水技术为例，其中，暗管排水设计可以分为多级暗管排水系统和明沟组合排水系统，暗管布置间距为10～15m之间，当地块长宽比在3.5左右时，地下水就可以沿着地块宽度向排水管沟（明沟）渗漏，通过该种排水系统，可以有效排除土壤中的重力水，降低地表残留水，避免水分过多而影响农作物正常生长，根据地形条件、管道长度、管道坡度，合理设置吸水管埋地深度和吸水管间距，其中值得注意的一点就是，农作物的耐渍性越强，吸水管布设间距就越大，二者呈现正比例关系。此外，为了解决明沟边坡稳定性问题，可以利用植根系较为发达的地被植物，借助ABS喷播技术，结合边坡修整机一次性完成排水内容，同时也可以起到稳定边坡的效果。技术人员也可以利用将动力流方式取代暗管排水方法，避免暗管排水因管道堵塞而受阻，直接通过动力流中液体的压强带走其他杂质（泥沙+垃圾），起到冲刷作用。

（三）防渗技术

防渗技术从本质上讲，属于灌溉技术的分支，在灌溉用水输送过程中，必须通过渠道进行运输，如果这一运输渠道出现破损和渗漏问题，将大大降低水资源利用率，提高水量消耗，影响渠道的正常功能发挥。因此，从这一层面来讲，农田水利工程建设过程中，必须注重防渗技术的使用，主要体现在以下几个方面：（1）混凝土防渗技术，依据混凝土自身特点，经过防渗处理后，抗压性更佳，寿命更长，在水利工程应用中更能适应复杂的农田地理环境、地质条件；（2）膜料防渗，通过塑料薄膜，为防渗层加上保护层，避免渗漏问题发生，该种操作技术可以确保灌溉更加科学合理，提升管道防冻性能，避免长时间浸染水分而发生腐化、腐烂问题；（3）沥青混凝土防渗技术，该技术与前两种相比，抗冻性能更佳、稳定性更好，主要操作流程为：将沥青高温融化，之后在管道容易产生泄露的部位进行填缝，合理利用沥青本身属性，延长渠道使用寿命，避免伸缩缝填缝材料老化、脱落等问题，保证水利农田工程质量；（4）胶泥防渗，主要分为焦油塑料胶泥和聚氯乙稀塑料胶泥两种类型，利用聚氨酯弹性填料，提升防渗稳定性；（5）其他防渗技术，在冻胀情况较为轻微的地区，可以利用中厚板、槽形板、板膜复合板与换填砂砾料复合板，作为防渗层的衬砌材料。

四、具体案例分析

为了探究农田水利工程施工技术，笔者以广东汕头市小型农田水利项目为例（澄海区），该项目灌溉面积为2.62万亩，改造渠道55.5km，受益人口高达近6万人，如今已经新建山塘8处，水泵站23处，主要建设目的为排灌，并始终践行“旱能灌、涝能排”的工作宗旨，提升当地农田抵御自然灾害能力，为现代化农业生产建设做足准备。但是该项工程面临施工点分散，地理空间跨度大，季节性较强，施工周期较短等工作困境，因此提出以下策略：

（一）施工前

在施工前期，设计人员充分结合当地地理情况和地质条件，做好水利工程规划工作，避免照搬照抄，做好土方开挖前地质勘探，科学制订施工计划和施工进度，减少因地质环境问题而导致的地基渗漏、渗水、塌陷等问题。加强施工队伍建设，对参与施工的技术人员开展统一培训，针对在未来施工环节中可能遇到的难点和问题进行统一探讨，定期开展检察、监督工作，做好现场管理，保障工程施工质量，借助相应机械模型，确保工作人员可以熟练操作，做好材料进场和设备选型，选择合适的施工材料和施工方案，保证工程可以高效进行，提升基坑和堤坝施工质量，尤其在混凝土施工中，科学配比混凝土材料，确保所有施工材料符合相应标准。

（二）施工时

在施工过程中，工作人员主要从土方施工技术、基坑开挖技术、节水灌溉技术、砌体工程技术四个层面进行施工［6］。其中在土方施工过程中，为了最大限度避免接缝出现，施工人员按照斜坡相接比例1∶5的原则，进行分段铺垫，确保回填碾压厚度在20～30cm之间；在基坑开挖技术中，避免人为施工行为对土质产生不良影响，在距离底部大概20～25cm，将机器挖掘法更换为人工挖掘法，有效防止渗漏问题，及时发现渗水现象并予以解决；在节水灌溉技术应用中，管理者和施工人员主要利用喷灌技术、防渗技术、低压管道输水技术，确保水资源的合理利用，降低水资源浪费。具体体现在：（1）在农田设置喷头，在地下暗管和水压共同作用下，及时对农作物进行水源灌溉，补充其所需水分；（2）利用防水材料（水泥、塑料等），避免水资源下渗而产生沼泽化、盐碱化问题，水资源利用率可以高达75%；（3）利用低压输水技术，将其替代传统明渠输水方法，避免水资源的蒸发而产生消耗，降低5%的损失率，并且与混凝土水渠相互配合使用，更加适应当地大规模农田节水灌溉，可以引导农民应用节水技术，确保资源合理利用，通过该项技术使用水资源利用率高达90%。

在这一施工过程中，该项目负责人选择了合适的灌溉技术，充分考虑到技术种类、地质环境、气候条件等因素，在综合考量下，选择以上三种灌溉方式，提升灌溉效益，降低资源浪费；此外，管理者和工程负责人也可以引进高新技术，比如通过信息化、可视化计算机技术，对灌区的施工行为、管理水平、调配水决策等进行精准分析，通过科学技术手段提升灌溉用水效率，降低管理成本，从而提升水资源优化配置。

（三）施工后

在灌溉之后，相关部门可以对灌区水利工程施工建设进行质量检测，通过综合评价体系和细部体评价体系两个方面，对该项工程的支渠状况、灌溉面积、灌溉效率、需水量、供水量、干渠状况、水资源利用情况、环境影响状况等多种方面进行分析，综合评定农田水利工程施工效益，从技术层面、设计层面、施工层面、质量层面、进度层面等多种维度进行综合性评价，提高农业生产质量和用水效率。

五、结语

综上所述，农田水利工程施工中，由于受到多种因素影响，可能会出现地基沉降、地面变形等问题，不利于灌溉水源的输入与输出，难以及时补给农作物所需水分，直接造成资源浪费，水利工程项目的功能难以发挥出来。因此，笔者建议，施工人员应该综合利用节水技术、防渗技术和排水技术，选择合适的灌溉方式，突出农业用水效益，最终提升农田水利工程质量。