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滨海平原河网地区高标准农田规划设计探究
——以南通市为例

2023-01-08陶晓东赵瑞王涛

中国工程咨询 2022年4期
关键词:南通市高标准泵站

文/陶晓东 赵瑞 王涛

一、引言

高标准农田建设是我国农业现代化和集约化经营的重要一环,是农业可持续发展的必由之路。自2014年中央一号文件正式提出实施全国高标准农田建设总体规划以来,高标准农田水利建设工作正全面展开,如何进一步规划和建设好农田水利工程已得到普遍关注。近年来,南通市高度重视高标准农田建设,不断扩大高标准农田建设规模。目前,南通市已经成为江苏省首家整市推进高标准农田建设试点市,全市上图入库高标准农田413万亩,2022-2025年计划将前期建设投资标准低的200万亩高标准农田提档升级,到2025年末,南通市真正意义上的高标准农田将达到500万亩以上,占南通市耕地面积的80%。

二、高标准农田建设中存在的问题

(一)缺乏统一规划管控

长期以来,各地高标准农田建设由财政、水利、发改、农委、国土、农发等多部门分别规划、分头实施,缺乏统一的指导性规划和规范性建设标准,资金使用难以形成合力,重复建设和管理主体缺位的情形并存。同时由于高标准农田与农户传统经营模式的冲突,土地流转不活、整合受阻,建成后利用效率不高,制约了农业规模化、集约化发展。

随着部委机构改革的落实,农田水利建设的职责均交由农业农村部门管理,但从目前基层实践来看,建设项目主要依托基层水利部门在实施。

(二)现状耕地基础条件较弱

滨海平原地区人口众多,人均土地面积少,域内产业密集,土地资源约束明显。已经建设的高标准农田大多数位于基础条件相对较好的区域,待建高标准农田耕地基础条件较差,不够集中连片。同时部分已经实施项目的农田改造质量标准不高,土壤肥力还达不到高标准农田要求,耕地土壤有机质呈下降趋势。

(三)土地规模经营率低

部分农民惜地观念重,土地流转价格高,有经验懂技术会经营的生产主体少,给土地流转和集约规模经营带来了困难。

(四)重建提档升级任务重

以南通为例,目前,南通市高标准农田认定面积虽然达到了413万亩,但其中有一半以上高标准农田是2015年以前建设的,前期建设的高标准农田投资标准低,项目区仅建设了一些主要的灌排设施和田间道路,大部分设施配套不到位,部分设施破损且影响使用。

(五)高效节水技术与产品有待优化

部分地区存在节水灌溉建设与地质地貌、气候条件、水文水情不匹配的现象;而近年来渠道防渗硬质化建设的大规模推广,虽然短期内产生了明显的节水效果,但忽视了长期的生态效益,农田生态破坏严重;高效节水灌溉面积建设“含金量”不高,喷微灌、管灌等高效节水灌溉模式发展不足;节水灌溉设备不配套,水泵、过滤器、闸阀、管道等主要设备质量参差不齐,也影响了节水灌溉工程的质量。

此外,高效节水灌溉设施建成后,因操作使用上与原来灌溉方式变化较大,普遍存在农民群众接受度不高,设施使用效率低下、部分设施遭到人为损坏等问题。

(六)工程建设监管力量薄弱

高标准农田建设在南通市推进后,由于铺开的建设面大,项目乡镇管理人员缺乏、业务能力弱,导致在建项目的过程管理,特别是质量监管不够到位,个别工程质量较差。

(七)管护措施相对滞后

一是管护资金欠缺,财政重点扶持新建高标准农田项目,但后期管护经费来源不明晰,用途不明确;二是很多地区的农田水利管理机构不够健全,管护责任不明确,基层专业管理人员匮乏,养护意识不强;三是长效运行机制不完善,内部监督及激励机制不健全,缺少较为系统的工程管护规范;四是多数农田水利工程只注重田间基础设施等可见工程的建设,而忽视科技服务与农民培训等无形工程的实施,限制了农民作为管养主体的作用。

三、南通市高标准农田规划布局分析

南通滨江临海,地势低平,在地貌分区上大部分属长江三角洲平原,而通扬运河、如泰运河一线以北,则分别属江淮平原和东部滨海平原区。现状主要靠沿江的引水口门引水,通过骨干河道输水。区内河道、渠道、泵站等构成的排灌体系基本完善,能够满足灌溉和排涝要求。

经过多年的高标准农田建设和其他土地综合开发等项目的实施,南通市农田农业生产基础设施条件改善很多,农田机耕路网基本形成,有利于农业生产,特别是农业机械化作业的需要。各县市区大部分土地集中连片,但仍有小部分田块由于基础设施薄弱,田块整理不到位等原因未能集中连片种植,问题亟需解决。

南通市高标准农田建设规划以乡镇为单位,以村为单元,采取“集中连片、规模建设、整体推进”的方式进行,分年度实施,同时围绕乡村振兴战略,探索创新高标准农田建设机制,做到“四个结合”:即推进农村一二三产业融合发展、促进农村集体经济组织发展和规模经营、农村人居环境整治、耕地占补平衡和后备资源开发相结合。

高标准农田建设规划与土地利用总体规划、城乡建设规划、农业空间规划、基本农田规划有机衔接,做到“五规”合一,同时落实“四个不做”:即主城区周边不做、主要交通道路两侧不做、工业园区周边不做、重点项目区域不做,避免因规划脱节,导致重复投资、低效投资。在南通地区规划中,里下河地区主要以绿色生态农业为主,沿江地区主要以生态农业休闲观光旅游为主,中部地区主要以优质粮油为主,沿海地区主要以建设特粮特经作物和优质果蔬种植为主,打造沿海特色产业经济带。

四、高标准农田工程设计分析

(一)灌溉泵站工程

1.泵站站址的选择:南通地区的灌溉泵站都是从河道直接取水,站址应尽量选在河道顺直、河床稳定、水源可靠的位置,同时结合电源、对外交通、已有的灌溉地势布局,统筹考虑,新建或拆并的泵站,一定要做好前期调查研究,确保灌得上,用得好。

2.水泵的选型与配套:水泵类型主要为离心泵、轴流泵和混流泵,确定水泵类型的主要因素是灌溉对象的水泵扬程和流量的要求。南通稻麦种植区的扬程基本在3~8m之间,流量根据灌溉面积确定,与现状河网分布有关,一般海安、通州、海门、启东单站灌溉面积较小,如皋、如东部分单站灌溉面积较大。根据滨海平原地区特点主要有四种典型泵站布置方式:

①预制桩基础混流泵站——该结构为平原河网地常用布置形式,混流泵流量(0.1~0.4m3/s)、扬程(3~8m),适用南通地区小型灌区特点,机泵检修方便、效率高,土建施工基本不用打围堰,预制桩基础施工速度快,质量有保障。

②平底板基础轴流泵站——该结构适用单站灌溉面积较大的场合,充分利用轴流泵低扬程、大流量的优势,降低运行费用,土建施工比较复杂(打围堰、降水),机泵检修较混流泵困难,但泵站进水条件好,整体运行成本低。

③独立基础一体化泵站——适应装配式建筑物发展,同时结合信息化建设的需要,在场地开阔处布置独立基础的一体化泵站,同时可结合亮点打造需要,配置相关绿化、场地等。

④条形基础混流泵、离心泵站——该结构在启海地区应用较多,适用在地面高程较低、场地开阔处,类似于独立基础一体化泵站,该结构有泵房,便于后期运行管理。

(二)渠系工程

防渗明渠设计主要有弧底梯形渠和U形渠两种结构,弧底梯形渠占地面积较大,但是稳定性好,过流适应范围大;U形渠节约土地,但是口宽不能太大,一般在1.2m以下,同时受侧向土压力影响,特别是在机耕路旁,渠道容易损坏。结合不同的生态功能要求,建议采用普通混凝土或绿化混凝土,满足防渗或生态的要求,防渗明渠宜采用机械化施工,确保施工质量。

防渗暗渠(管道)在南通一般也有四种结构形式,采用最多的是预制钢筋混凝土圆管涵,这种结构适应性好,大小管径都有,施工速度快,质量有保障,缺点就是单价偏高;现浇素混凝土椭圆管涵在如皋、如东、通州部分砂土地区使用较多,该结构充分利用了混凝土抗压不抗拉的特点,把暗渠形状设计成椭圆形,在保障过流的情况下,降低了工程造价,但施工时要求暗渠埋深较大,同时不能有大的农业机械通过,施工质量控制要求较高;UPVC或PE塑料管道为市场成品,管径受材料限制,一般小于0.5m,通常布置在暗渠的末端,以便进入田间放水或者在低压管道灌溉中使用,也便于施工,有利于自动化控制管理,但灌溉面积较小,对埋深和土方回填压实要求较高。

(三)渠系配套工程

渠系配套工程主要内容包括防渗明渠上的跨渠板(有利于人员、机械进出农田耕作),暗渠长度较大时布置的窨井(控制单段暗渠长度不大于50m,有利于运行维护),防渗明渠过路时采用的路下涵(涵管必须采用带筋管),跨河道输水时采用的渡槽(上架空,可以用U形过水明渠也可以采用涵管布置),倒虹吸(下穿河道,一般采用暗渠布置结构,下埋在河道底部过水,施工过程比较复杂,同时倒虹吸管底部容易淤积),为了控制田块分片灌溉需要在渠系不同分水处设置闸口,一般采用市场成品安装。

农田放水口一般采用D15的混凝土涵管配套预制混凝土闸门,也有采用UPVC、PE塑料管道做田间放水的,建议采用混凝土涵管配套预制混凝土闸门。低压管道上配套建筑物有闸阀井、放水口,闸阀井主要为控制田块分片灌溉需要在管道不同分水处设置闸阀而建设的井,一般采用砖砌结构,同时可以结合远程控制,设置成电控闸阀。

放水口设计分为设施农业放水口和稻麦农田放水口两种。设施农业要求出水口压力较大,需二次接引,同时为了有利接引,设置砖砌放水井;稻麦农田放水口,水流在放水井内消能后自流进入田间,为保证放水井安全,采用素混凝土结构,出水口朝下,闸阀开关放在顶部。

沟、路、渠之间布置有沟-渠-路、沟-路-渠、路-沟-渠三种典型形式,可采用“非”字形与双“非”字形两种布局,具体选用根据现场条件综合确定,总的原则应是有利生产、方便生活、节省投资。

(四)排水工程

为了提高排水效率,降低清理排水沟渠的费用,节约利用土地资源,在上级建设好灌溉设施的基础上,在下级建设排水沟道、排水河道、排涝泵站、涵闸工程等,解决高标准农田排水、降渍问题。排水沟结合生态建设需要,目前常用的形式有连锁块或混凝土排水沟,连锁块可布置在汇水面积较大的排水沟上,混凝土排水沟尺寸基本和防渗明渠相同,为考虑排水降渍,在渠壁上设置无砂砼冒水孔。排水沟下游排水主要通过河道,在地势低洼处,需要建设高低水系控制建筑物,例如:涵闸、排涝站等,通过节点建筑物控制区域的水位。

农村河道发挥着灌溉、排涝、改善生态环境等多种作用,直接关系到民众的生活质量。南通地区一般采用生态袋、生态框护岸、密排木桩、生态石笼、自嵌式挡墙、密排仿木桩、双排桩和桩板式挡土墙等多种结构形式进行防护,这些结构形式可根据农村河道自身特点结合使用。比如生态袋护岸,一般布置在水位变化区,防止水位变化区的河坡冲刷坍塌。再比如生态框护岸,属于预制成品拼装结构,生态性好,挡土高度可根据需要调节,缺点是对施工场地要求较高,要有利于运输和安装的条件。滨海平原河网地区还有一种护岸结构使用比较多,就是双排桩结构,它又分为前侧杉木桩+后侧仿木桩和前预制方桩+后侧杉木桩两种形式,第一种形式,杉木桩埋在水下,提高了耐久性,同时与后侧密排仿木桩配合使用,搭建水位变化区附近的平台,可以为湿地造景提供空间;第二种形式,当河道土质较差,杉木桩不能自身维持稳定时,与预制方桩配合使用,既满足了稳定的要求,又符合生态需要。

五、结束语

南通市高标准农田项目的实施有效改善了基础生产条件,随着高标准农田规模进一步扩大,农业生产的能力和效率进一步提升,也为新型农业经营主体发展规模经营提供了良好条件。“十四五”期间南通市高标准农田建设将继续按照农业高质量发展要求,紧紧围绕实施乡村振兴战略,因地制宜地做好灌排体系规划建设,着力完善农田基础设施,持续改善农业生产条件,切实增强农田防灾抗灾减灾能力,提高水土资源利用效率,推动藏粮于地、藏粮于技。

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