高安市灌区高标准农田存在问题及对策分析

左金钱

(江西省高安市土地开发整理中心，江西 高安 330800)

0 引言

高标准农田建设是提升耕地产能和保障国家粮食安全的重要支撑，也是实施乡村振兴战略的重要任务。我国十分重视高标准农田建设工作，发展现代高效农业，实施产业化战略，对农田基础设施标准要求高。以往农田大多存在灌排水工程设施老化、失修、损坏严重等问题，田块灌排困难、灌溉成本高，只有通过高标准农田建设，完善农业基础设施，才能实现农业可持续发展[1-2]。为提高农业综合生产能力、保障国家粮食安全，《江西省高标准农田建设规划(2021—2030年)》提出以下目标：整合各层次、各渠道高标准农田建设资金，建立统筹安排使用建设资金的长效机制，到2025年建成高标准农田3079万亩，并改造提升现有高标准农田305万亩；到2030年建成高标准农田3330万亩，并改造提升现有高标准农田793万亩；将高效节水灌溉与高标准农田建设统筹规划、同步实施，2021—2030年完成166万亩新增高效节水灌溉建设任务。通过高标准农田建设实现集中连片、设施配套、生态良好、粮食增产、产业增效等综合效益，为乡村振兴发展注入强劲动能。

1 基本情况

1.1 项目概述

本文研究对象为高安市灌区高标准农田建设项目。高安市位于江西省中部偏西北，距南昌35km，隶属宜春市。该项目工程建设规模总面积10433亩，其中独城镇鹿江村5808亩，八景镇灶岗村490亩，西南岭村1738亩、礼港村1501亩，观上村132亩、胡家坊村764亩。建设内容包括渠系工程(斗渠、农渠、斗沟、农沟等)，渠系构筑物(机耕桥、渡槽、涵管、闸门、进水口、出水口、下田口等)，田间工程(土地平整、田埂、机耕道、生产路等)。根据总体布局规划，再经现场实地踏勘和征求当地意见建议后，结合项目区的地形、水文和已有水利设施条件，合理布置田间排灌沟渠、生产路、机耕道以及渠系构筑物。

1.2 存在问题

当前，高安市灌区高标准农田建设存在以下问题：①项目区农业基础设施薄弱。产出效益低，项目区农业和农村经济的发展收到制约，同时田间工程排灌设施不配套，易旱易涝严重，农业生产能力低而不稳。②机械化水平不高。项目田间路网少且标准低、质量差，不适合机械耕作和机械运输，严重影响农业机械作业，制约高效农业进一步发展。③农业科技含量低。种植结构不合理，项目区目前种植的农作物品种多、乱、杂，未形成品种优势和品质优势，技术力量投入也比较低，制约了高产、高效农业发展，难以适应激烈的市场竞争的需要。④标准化生产技术难以推广。项目区属经济欠发达区，农民科学文化素质相对不高，制约了农业新技术的示范和推广应用，同时农民种田是在多年经验的基础上进行，缺乏科学种田思路和途径。

2 对策分析

2.1 工程布置与设计标准

根据SL 252—2017《水利水电工程等级划分及洪水标准》的规定，项目区的工程等别为Ⅳ等；构筑物级别为5级。防洪标准采用10年一遇。在考虑规划与地形条件的基础上，合理布置路、渠及配套桥、闸、涵等交叉构筑物，以满足粮食生产灌溉水需求及农业机械耕作需要。灌排采用一灌两排型式布置，保证灌排通畅。标准格田单块面积为2亩，根据农民耕作习惯及具体地形，较平整地段单块格田可调整为2.5、3.0、3.5亩等，格田高差≤20cm。若地形条件限制，必须串灌串排格田，则串联数量不超过3块。沟渠布置保证项目区的每一块田都能灌溉充分，灌排采用斗渠和农渠结合型式，2条农渠中间设一条农沟，再由垂直灌渠方向布置的田埂将田块分割成小格田。

灌溉设计标准：根据GB 50288—2013《灌溉与排水工程设计规范》，结合项目区社会经济情况，规划项目区的灌溉系统主要为斗、农二级渠道，渠系水利用系数取0.75、田间水利用系数取0.95，则灌溉水利用系数为0.75×0.95=0.71。防渍标准：水稻在晒田期雨后5d内，地下水埋深降至田面0.3～0.6m，旱作物在其生产敏感期雨后5d内地下水位埋深降至田面0.6～0.8m设计。排涝设计标准：旱作区10年一遇一日暴雨量，3d排至田面无积水或10年一遇三日暴雨量，5d排至田面无积水。条田标准：条田一般长400～650m，宽100～150m左右，条田规格结合地块形状及斗渠布置综合确定，具体按各田块实际情况做适当调整。

2.2 水源工程

(1)水源选点：深入各个项目区进行实地踏勘，征求当地农民的意见，调查清楚现状水源，结合当地地形条件和水源条件，再通过严谨的水资源平衡分析，确定该区水源能否满足灌溉需求，从而来确定各个项目区水源的选点[3]。

(2)水源工程的比选：结合原有的水源工程，以及当地的条件，合理的布置、建设水源工程，达到最经济合理的灌溉方案。

(3)提灌站设计：泵站的建设内容包括水泵、泵房、进出水构筑物、变配电设备等，泵站各项标准应符合GB 50265—2022《泵站设计标准》的要求。泵站装置效率不宜低于60%，扬程低于3m的泵站、柴油机配套的机组及抽送多泥沙水时，其装置效率可适当降低。项目区的水源主要来自流进高安的赣江支流肖江，肖江流域面积达1213km3，流域长度60km，能保证灌水要求，项目区位于肖江老河周围可采用提灌站提水灌溉。根据现场踏勘并结合当地村民的建议，项目区水源大多取自肖江老河，原有的抽水站已不能满足现在的需水要求。故在本项目区新建2座提灌站，新建泵房，购置水泵、电机等配套设施。

(4)泵站设计标准：泵站按照GB 50265—2022和GB 50288—2013进行改造设计。抗震标准根据国家地震局1/400万地震烈度图和DL 5073—2000《水工建筑物抗震设计规范》，本工程区属6度区，改造设计泵站及主要构筑物按6度设防。

礼港1提灌站位于礼港村，灌溉面积150亩，设计流量按下式计算：

(1)

式中，Q—灌溉系统设计流量，m3/h；m—设计灌水定额；n—灌溉水利用系数；T—设计灌水周期；t—日工作时数。计算得出：设计流量Q=44.01m3/h。

礼港1提灌站净扬程为3.4m，计算20%的水头损失，水泵扬程≥4.08m；1台150HW-12型清水离心泵，水泵性能参数流量Q=47.5m3/h，扬程H=7m，配套电机功率为11KW；新建水泵须建立在密实坚硬的基础上，地基承载力应大于120kPa。提灌站进水池和出水池采用C20砼，采用M7.5浆砌块石基础，进出口池采用砂砾石垫层。进水口到出水口高差为3.4m，管道采用DN250无缝钢管。泵房设计如下：泵房尺寸为4.2m×3.48m，泵房墙体采用M7.5水泥砂浆浆砌砖砌筑，钢筋多采用HRB400钢筋，其他采用HPB300钢筋。

经设计分析，礼港1提灌站设计参数见表1。

表1 提灌站特征参数

(5)水陂设计：水陂的可蓄可泄特性，能在流量小时蓄住一定的水量以满足农田基本灌水需求，在水量大时起到一定的缓冲作用[4]。该项目水陂建设在八景镇灶岗村，灌溉范围为灶岗村，灌溉水主要来自于灶岗村旁边的永丰水库，因此水陂的灌溉面积大约为灶岗村的全部农田面积490亩。该项目设计水陂纵长7.05m，包括前半部分3.05m，后半部分4.0m。挡水面设计基础高度为3.2m，末端高度为1.5m，前半部坡比为1∶1.5，采用C20砼，厚度为200mm，底部中心为M7.5浆砌石；后半部分为防止水流过大冲刷严重，铺设材料从上到下为300mm钢筋砼，100mm厚碎石，100mm厚砂石。基础需开挖至基岩或原状土来保证其稳定性。

2.3 灌排渠道

(1)布置原则：①布置2～3级固定渠道。各级渠道宜相互垂直；②灌排渠系协调布置，因地制宜做到灌排分家，防止重灌轻排[5]。

(2)渠道长度和间距：田间各级渠道的长度宜与相应级别排水沟的长度对应一致。平原、盆地末级固定渠道长度宜在200～600m之间，间距100～200m；斗渠长度宜为800～2000m，斗渠的间距应与农渠的长度相对应，为200～600m。低山丘陵岗地应因地制宜确定渠道长度和间距。

(3)渠道断面设计：斗渠采用矩形断面，按明渠均匀流公式进行计算。

(2)

式中，Q—渠道设计流量，m3/s；A—渠道过水断面面积，m2；R—水力半径，m；i—水力比降；C—谢才系数；n—沟床糙率。

梯形渠道水力计算采用式(3)～(6)：

A=h(b+mh)

(3)

(4)

(5)

(6)

式中，b—沟底宽，m；h—水深，m；χ—湿周，m；m—边坡系数。

经计算分析，该项目斗渠设计采用T50型槽，T型槽内空上宽0.64m，下宽0.431m，高为0.545m，厚度为0.12m。安装衬砌时应该考虑渠底高程，保证其平滑顺直。T型槽之间连接处可用M10水泥砂浆勾满抹匀，且回填土时应两端同时填土，填土应高出T型槽顶部10cm，应保证压实。设计农渠采用T30型槽，该T型槽内空上宽0.43m，下宽0.282m，高为0.35m，厚度为0.12m。

2.4 渠系构筑物

渠系构筑物指斗渠(含)以下渠(管)道的构筑物，主要包括农桥、涵洞、闸门、跌水与陡坡、量水设施、沉沙池等。渠系构筑物应配套完整，其使用年限应与灌排系统总体工程相一致。构筑物因规模很小，只需根据实际尺寸按结构要求套用定型设计即可。渠系构筑物的设计流量、设计水位，与支、斗、农渠(沟)所在位置的设计流量、设计水位相一致。本项目有4m×4m机耕桥18座，4m×3m机耕桥4座，进出水口有10314座，渡槽有11座，斗门89座，农门213座。

2.4.1闸门

①渠道闸门内容：渠道分水闸(进水闸)即取水口，包括田块取水口、农渠取水口、斗渠取水口。渠道水闸具体布置和结构见施工图设计。②渠道进水口水力计算：渠道进、出水口分涵管式和开敞式。涵管式孔口尺寸按短管有压淹没出流公式计算：

(7)

式中，Q—各分水口最大引用流量，m3/s；m—流量系数，取0.36；d—各分水口涵管计算管径，m；H0—考虑行速水头后的设计水位与涵管出口处水位差值的水头总和，m；η—淹没系数(出口为非淹没出流时，η=1.0)。

开敞式按无坎宽顶堰堰流公式计算：

学校号召：虽然志愿服务实践教育未纳入到高校大学生的素质教育必修课程，但仍不在少数的高校十分重视学生公益精神的培养。学校会与社会公益组织联系，不定期联合举办一些公益活动，这些活动人力主要依靠高校大学生的参与，而活动的筹划和资金支持则由企事业单位承担。

(8)

式中，B0—闸孔总净宽，m，；H0—计入行近流速的堰上水头，m；m—堰流流量系数(无坎宽顶堰m=0.385)；ε—堰流侧收缩系数(查SL 265—2016《水闸设计规范》)；σ—堰流淹没系数。

据各渠道设计引用流量结合取水口定型设计可确定其取水口闸孔尺寸，农渠取水口、斗渠取水口为矩形截面。本项目设计灌溉闸12座。节制闸设计基础长为13.0m，采用C20混凝土护底，顶部构件采用C25砼浇筑，底部采用C20砼浇筑，同时底部铺有浆砌石，砌体结构采用方块石和毛料石砌筑。闸门采用的是钢闸门。

2.4.2涵管

涵管长度和管径大小依上下级排水沟设计流量和路宽而定，涵管内为无压流，涵管的过水设计流量按下列公式计算：

(9)

式中，Q—设计流量，m3/s；A—过水断面面积，m2；C—谢才系数；R—水力半径，m；i—水面比降。

涵管水力计算采用式(10)～(12)计算：

A=πr2(m2)

(10)

R=A/x(m)

(11)

x=2πr(m)

(12)

放水口、水泥过板、农机下田管等设施因地制宜进行设计。该项目设计涵管有D400，D600，D800和D1000四种，涵管埋设在路下，设计涵管顶部距离路面0.15m，距离地基0.24m，基础要求为硬基层，若为软土则需加厚，在埋设压实后方可进行下一道工序。

2.4.3渡槽

①设计基本要求：布置涵槽时，充分利用和改造原有的水利设施，尽可能减少涵槽长度，尽量使涵槽的比降与地面相近似，以减少工程量；新建渡槽应与渠道良好衔接，防止过水不畅或浪费材料。②设计标准：渡槽是渠道跨越河、沟、溪谷、等障碍物时采用的输水构筑物。项目区渡槽根据渠道设计流量及地形条件，采用钢筋混凝土渡槽，槽身尺寸为0.5m×0.5m。③工程设计：本项目共新建渡槽11座，槽身尺寸为是0.5m×0.5m，C15钢筋砼现浇。槽墩及基础采用C15钢筋砼现浇。钢筋净保护层均为10mm。

3 结语

本文主要对高安市灌区高标准农田建设进行研究，通过建设高标准农田，可完善项目区水利农田基础设施配套，建成农业高产、稳产、旱涝保收农田，提高农业灌溉水利用率，推动农业增效，促进农民增收。下一步，应积极争取高标准农田项目的各级资金补助，鼓励、引导金融和社会资本投入高标准农田建设，建立多元化投入机制，尽早按规划设计进行项目施工建设。同时，注重工程后期管理，健全管护机制，明确管护责任，保障管护资金，对建后管护给予适当补助，积极做好高标准农田和农田水利设施建后管护工作，确保项目建成后长期发挥效益。