济源市加强小型农田水利渠道设计分析

2016-03-11郭胜利济源市水利工程地质勘察钻井队

河南水利与南水北调 2016年10期

□郭胜利 □王伟（济源市水利工程地质勘察钻井队）

济源市加强小型农田水利渠道设计分析

□郭胜利 □王伟（济源市水利工程地质勘察钻井队）

小型农田水利工程是农业生产不可或缺的重要方面，而小型农田水利渠道工程是关键项目，通过精细化灌溉、排水管理提高农作物生产效率与质量，从而进一步推动农业的可持续发展。合理和科学的农田水利渠道工程的设计，对于全面提高农田水利灌溉效益有着重要意义。小型农田水利渠道工程在进行设计时，会受到很多因素的影响，因此，在设计时寻找存在的影响因素，针对性提出解决措施，提高施工质量。文章根据济源市农田水利概况，分析了农田水利建设的必要性、小型农田水利渠道工程的设计原则和设计要点。

小型农田水利；渠道设计；必要性；设计原则和要点

0 引言

小型农田水利工程是农业稳定增收的重要保障，是促进农作物稳定生长的关键环节。小型农田水利渠道的设计和质量问题会直接影响到灌溉的效率，因此，要重视小型农田水利渠道的设计。

1 济源市概况

济源位于黄河北岸，北隔太行与山西晋城相接，西临王屋山，南临洛阳，东接焦作。市域面积1931 km2，其中主城区面积28 km2，山区丘陵区面积约占全市面积的88%。济源市地处河南西北部太行山南麓，地形北高南低，北部为群峰峥嵘，绝壁林立的太行山脉，中部多为石灰岩、夹页岩及部分砂岩，上部为厚层石灰岩，东南部为黄土丘陵，地形起伏。

济源市属暖热带季风气候,四季分明，气候温和，但受季风影响显著，冷热分明，干旱或半干旱季节明显，春季气温回升快，多风少雨、干旱频发；夏季炎热，热量充足，降雨集中，局部易涝易旱；秋高气爽，气温降幅较大，雨量减少；冬季寒冷，雨雪稀少。

2 济源市加强小型农田水利建设的必要性

2.1 是实现水资源高效利用的需要

小型农田水利设施不仅能改善项目区的水利设施条件，还能充分合理利用水资源，改善灌溉和引水条件，有利于推动项目区农业经济稳定、持续发展。另外，济源市是以农业为主的地市，随着经济和城镇的快速发展，水资源供需矛盾日益显现，为了更好地落实水资源的节约保护工作，这就迫切需要发展小型农田水利建设。

2.2 是保证农业稳定性、农民增收的需要

小型农田水利工程建设是农业生产的重要基础设施，不仅能解决农民生产生活的实际困难，也为项目区经济社会稳定持续发展起着重要作用。因此，为了保证农业生产的稳定性，济源市就需要加强小型农田水利建设。另外，在确保国家的粮食安全的同时，还要满足农民的持续增收，以推动经济的发展，这都需要发展小型农田水利建设。

3 小型农田水利渠道设计的基本原则

小型农田水利渠道的修建是工程的重点施工环节，渠道设计的科学性、合理性以及适应性等影响着农田灌溉的效率。因此，要建设小型农田水利工程，必须做好渠道的设计与施工工作。

3.1 小型农田水利渠道设计要以实际环境特征为基础

小型农田水利灌溉设计，要根据当地的实际状况，如地形、水资源分布以及农田分布特点等进行合理设计。如果设计不得会直接影响当地的整体生态平衡和水资源平衡，因此，要重视实地考察的必要性与重要性，是水利渠道设计中最为关键的设计原则。

3.2 小型农田水利渠道设计依据发展计划进行设计

为确保水利渠道能够充分满足农田灌溉需要，小型农田水利渠道进行设计时，必须要依据发展计划进行设计，使小型农田水利渠道在建成后使用过程中，无论是技术指标还是经济性指标，都能够达到工程预先设计的要求。

3.3 小型农田水利渠道设计要满足农田的用水需求

小型农田水利渠道设计不仅要满足农田的用水需求，还要充分利用地表和地下水资源，提高水资源的利用率，另外，还要使蓄水、引水和排水能相互结合，充分发挥作用。另外，还要注意与农田的防洪、排涝有效结合，以使得小型农田水利渠道工程对干旱和洪涝具有有效的防护功能。

3.4 小型农田水利渠道设计要量避免占用过多的田地

出于对农耕田地的保护原则，小型农田水利渠道在进行设计时要对农田灌溉区进行全面测量和评估，保证小型农田水利渠道涉及范围处于合理水平，尽量避免占用过多的田地，尤其是在一些中转地方或蓄水地方，更要注意合理规划。另外，为了有利于渠道灌溉时水流的快速流动，小型农田水利渠道的设计要尽可能的使曲线保持平顺，以提高输水率。

总而言之，农田水利工程在渠道设计环节既要保证科学性设计，又要兼顾经济效益以及生态效益。

4 济源市进行小型农田水利渠道设计的要点

要提高小型农田水利工程发挥好作用，必须首先保证影响范围最广且影响程度较大的渠道设计的合理性。笔者通过自己的工作经验总结，将小型农田水利渠道的设计要点总结为以下几个方面。

4.1 提高小型农田渠道布设的合理性

小型农田水利渠道工程是以小区域的农业生产为目的，既要保证渠道在农业灌溉以及排水方面的有效性，还要注重水利渠道的设计精度，优化、简化农田中的渠道设计，提高水利渠道在农田中的布设合理性。因此，济源市要在充分考虑行政区划，及乡村独立配水口的前提下合理布置渠系；渠线设计要有利于机耕，设计时坚持遵循短而直的原则，尽量避免出现高填、深挖或穿越村庄的现象；渠道线路要避免选择可能产生滑坡、风化破碎的岩石以及其它地质条件不良的地段。

济源市在进行小型农田渠道布设时，应首先对农田的地形以及规模进行评估。对于地形简单且规模相对较大的农田区域，以简单的干渠为主，为了能更好地完成灌溉以及排水任务，还要布设覆盖范围较广的少数支渠。而对于地形相对复杂，且规模较小的农田区域，考虑到要提高灌溉及排水涉及面的有效性，则可在中央干渠的基础上合理布设支渠、斗渠以及农渠、毛渠等。在井渠结合灌区内，不能将自流灌溉与提水灌溉布置在同一地块；泄水闸要设置在重要渠段的上游，而退水设施设置则要设置在干渠、支渠和位置重要的斗渠末端。

4.2 科学设计跌水结构

跌水是布置在渠道上为解决水流的地面落差防止渠道冲刷而设计的农田水工建筑物。跌水结构是农田水利渠道设计的必要环节，其旨在处理农田间的水流落差问题。济源市在进行小型农田水利渠道设计时要遵循落差小，跌级多，填挖匀的设计原则。第一，小型农田水利渠道的跌水要依据农田水利工程的规模进行布设，规模较小的工程在地形以及渠道材料容许范围内适当减设跌水的设置；规模稍大的工程应根据地形合理布设跌水结构。第二，精确设计跌水位置，要精确测量不同层级之间的跌水位置，以减少水资源的流失与浪费。第三，应尽可能减小跌水结构的落差，减少因为落差过大而带来的水流对低处的冲刷磨损，可以在设计时采用多层级；宽跌水；垂直分割，使得整个渠道呈现连续型等的设计方案。

4.3 提高渠道施工材料有效性

根据农田水利渠道建设实践的经验可知：渠道材料选择不当，不仅造成不可抗力的损害、经济效益的降低等后果，还对农田水利建设的发展不利。如：渠道的材料选择并未充分考虑到地形、环境以及气候等因素，那么渠道在使用时常常会出现因渠道形状与地形不贴合而导致承压不均，使渠道受损害。因此，为提高小型农田水利渠道的质量，济源市在进行小型农田水利渠道设计时，要提高渠道施工材料有效性，要选择适当、先进、实用的材料进行小型农田水利渠道建设。

4.3.1 要选择具有长效机制的材料

农田水利渠道材料的选择既要遵循一般性特征，如选择经济适用、强度大、抗耐性强的渠道材料。同时也应遵循其特殊性元素，如：环境的特殊性，对于地形较为复杂的农田地区，则可以选用可塑性较高的渠道材料。

4.3.2 在选择材料的过程中，必须考虑到季节问题

春夏秋冬对材料的影响有很大不同。为克服因季节、气温影响所致的冷缩热涨所带来的破坏，在对接缝材料选择上可采用弹缩柔性连接，以减少水的渗漏损失，达到节约资源，实现增加灌溉面积的目标。

4.3.3 提高小型农田水利渠道的耐受性

在地形较为简单的农田区域，选择混凝土结构的材料；在水资源相对缺乏的区域，选择防渗性较高的材料，如塑钢槽等。

4.3.4 材料的选择要因地制宜

水源紧缺和易有冻害的地区，主要选用防冻、轻薄以及损水程度较小的材料，例如塑料管、塑钢管等。