刘静静

上海市普陀区上海浦河工程设计有限公司

引言

随着农业发展和农田水利建设的不断推进，小型农田水利工程在农业生产中发挥着重要作用。它们为农田提供水源，调节灌溉和排水，保障农作物的生长和发展。然而，在小型农田水利工程的规划设计过程中，也面临着一系列的问题和挑战。合理的规划设计是确保工程实施和运行顺利的关键。因此，深入探究小型农田水利工程规划设计的问题和注意事项，并提出切实可行的解决方法，具有重要的理论和实践价值。

一、小型农田水利工程规划设计概述

（一）小型农田水利工程的定义和范围

小型农田水利工程是指为农业生产提供水资源、改善水环境和提高农田水利设施的建设和管理工作。它包括一系列的灌溉设施、排水系统、水库和水利工程等，旨在提高农田水资源的利用效率，保障农作物的生长和发展[1]。

范围涵盖了以下几个方面：

1.灌溉设施：包括渠道、水泵、喷灌设备、滴灌系统等，用于将水资源引导到农田并进行有效的灌溉，满足农作物的生长需求。2.排水系统：包括排水沟渠、排水管道和排水泵站等，用于排除农田中的过剩水分，保持土壤的适宜湿度，避免水涝和土壤盐碱化等问题。3.水库和蓄水设施：包括小型水库、水塘、蓄水池等，用于集中蓄水，提供农田灌溉所需的水量，满足农作物生长的需求。4.水利工程：包括引水渠道、水闸、堤防和防洪设施等，用于调控水流和水位，保障农田水利设施的正常运行和安全性[2]。

（二）小型农田水利工程规划设计的目标和原则

小型农田水利工程规划设计的目标是为农业生产提供可靠的水资源供应和水环境管理，提高农田水利设施的效率和可持续性[3]。以下是小型农田水利工程规划设计的一些重要原则。

1.综合性原则：综合性原则是小型农田水利工程规划设计中的重要考虑因素。在规划设计过程中，需要综合考虑农田水资源的供应情况、灌溉需求、土壤条件、农作物种类等多个因素，以实现整体的农田水利综合规划。

（1）综合考虑水资源供应：小型农田水利工程规划设计应该综合考虑水资源的供应状况，包括降水量、地下水位、河流水量等因素。通过综合分析水资源的季节性变化和年际变化，合理安排灌溉计划，确保农田水利工程能够有效利用现有水资源。

（2）灌溉需求的综合分析：规划设计过程中需要综合考虑农作物的生长需水量、土壤水分保持能力以及灌溉方式等因素，以确定合理的灌溉计划。考虑到不同农作物对水量的需求差异和灌溉效率的提高，可以通过合理的设计和管理，最大限度地提高灌溉效果，节约水资源的利用。

2.可持续性原则：规划设计应考虑小型农田水利工程的长期可持续发展，保障水资源的合理利用和保护，避免对环境造成负面影响。

3.灵活性原则：规划设计应具备一定的灵活性，能够适应不同地区、不同农作物的需求变化，同时考虑未来发展的需求，确保工程的可调整性和可扩展性。

4.安全性原则：规划设计应注重工程的安全性，包括考虑自然灾害风险、排水能力、防洪措施等，以确保农田水利工程在极端情况下的可靠性和安全性。

（三）规划设计的基本步骤和流程

小型农田水利工程规划设计需要经历以下基本步骤和流程：

1.需求调研和问题分析：对农田水资源现状进行调研和分析，了解农田水利工程建设的需求和存在的问题，包括灌溉需求、水资源供应不足、排水问题等。

2.目标确定和方案制定：根据需求调研结果，确定小型农田水利工程规划设计的目标，包括水资源供应、灌溉效率、排水能力等方面的目标，并制定可行的方案。

3.技术评估和可行性分析：对不同方案进行技术评估和可行性分析，包括技术可行性、经济可行性、社会可行性等方面的评估，选择最佳方案。

4.设计方案的编制：根据确定的方案，进行具体的设计方案编制，包括工程布局、设计参数、施工图纸等方面的设计。

5.安全性和环保性评估：对设计方案进行安全性和环保性评估，确保工程的安全可靠性和对环境的影响符合相关标准和法规要求。

6.资金筹措和预算编制：根据设计方案，制定工程的资金筹措方案和预算，包括投资成本、运维费用等方面的预估和计划。

7.监理和施工管理：进行工程的监理和施工管理，确保工程按照设计方案进行施工，并进行质量控制和进度管理。

8.完工验收和运行维护：对工程进行完工验收，确保工程符合设计要求和技术标准，之后进行运行维护，保障工程的正常运行和有效使用。

二、小型农田水利工程规划设计中的问题与挑战

（一）土地资源和环境因素考虑

在小型农田水利工程规划设计中，需要全面考虑土地资源和环境因素的特点和限制。评估土地的质量和可利用性，包括土地的坡度、土壤类型、水土保持状况等，以确定土地适宜性和承载能力。考虑土地利用规划，与相关部门合作确定农田用地的合理规划，确保工程与周边土地利用的协调性。要考虑土壤侵蚀防治措施，采取适当的措施减少水土流失，保护农田生态环境[4]。以扬州市江都区沿运灌区农田节水灌溉工程为例，从灌溉系统安全、合理的角度分析，本文在进行渠线设计过程中，则是在之前渠线基础上，结合现场勘查结果所指定的最佳路线。其中依照实地放线资料或者渠道沿线实际地形条件，合理实施纵断面设计，在保障渠道不出现冲刷条件下加大流速。

以江西峡江水利枢纽工程为例，结合区域实际情况，采用了“抬田”措施。峡江水利枢纽抬田工程主要是将水库浅淹没区域的耕地高程抬高至高于水库正常蓄水位0.5 至1 米，并对抬高后的耕地配套田间工程，完善 190 农田灌排条件，使被抬高后的耕地满足农业生产要求。峡江水利枢纽“抬田”工程面积共3.75 万亩，如此大面积、集中连片实施抬田工程，为国内同类水 191 利工程首创。

（二）水资源管理和分配问题

水资源管理是农田水利工程规划设计的重要内容之一。需考虑水资源的供给与需求平衡，通过水资源调查和分析，了解水源的情况、水量变化规律及用水需求，以制定合理的水资源管理策略。在分配方面，需考虑合理的灌溉用水量分配方法，结合农田作物需水量、灌溉技术、降雨情况等因素，确保农田得到适量的灌溉水。以扬州市江都区沿运灌区农田节水灌溉工程为例，设计了田间灌溉工程，开展小型农田水利工程节水灌溉3.97 万亩，一共配置30 个滴灌系统。此外，还需关注农田排水和水质管理，确保农田排水畅通，并防止水质污染对农作物产生负面影响[5]。

（三）农田水利设施的选型和布局

农田水利设施的选型和布局是规划设计过程中的关键环节。在选型方面，需综合考虑工程的功能需求和技术要求，包括灌溉渠道、水库、水泵站等设施的类型、规模和性能。选择合适的设施能够提高农田的灌溉效率和水资源利用效率。在布局方面，需要考虑农田的分布情况、地形地貌、水源位置等因素，合理安排设施的位置和布置，以确保设施能够覆盖到需要灌溉的农田，便于工程的施工和维护。

（四）经济可行性和可持续性问题

在规划设计过程中，经济可行性和可持续性是需要重点考虑的问题。经济可行性包括工程投资、运行成本和经济效益的评估，需要进行成本效益分析和财务评估，确保工程的经济可行性和回报水平。这包括评估工程建设的投资规模、设备采购和维护费用等方面的成本，并对工程的经济效益进行预测和分析，如增产效果、节水效果和农业收益等。同时，还需考虑农民的承受能力和投资回收周期，确保工程的经济效益与农民的收益相匹配。

可持续性是指农田水利工程规划设计应考虑对环境、社会和资源的影响，以实现长期可持续发展。在设计阶段，应综合考虑工程对土地资源、水资源和生态环境的影响，采取相应的环境保护措施，减少对自然环境的破坏。同时，需关注社会的参与和接受程度，与农民和当地居民充分沟通，考虑他们的意见和需求，确保工程的可持续性与社会的可接受性相一致。

三、小型农田水利工程规划设计的注意事项

在进行小型农田水利工程规划设计时，需要注意以下几个方面：

1.充分了解地区特点：在规划设计之前，要对地区的地形、气候、土壤、水资源等进行充分调查和研究，了解地区的特点和问题，为规划设计提供准确的基础数据和参考依据。2.综合考虑农民需求：规划设计应充分考虑农民的实际需求和利益，与农民和当地居民进行广泛的沟通和交流，了解他们的意见和需求，确保工程的设计方案符合实际情况和农民的期望。3.灵活运用技术手段：在规划设计中，要根据地区特点和工程需求，灵活运用各种技术手段，包括遥感、GIS、CAD 等工具，结合现代科学技术，提高工程设计的准确性和效率。4.考虑工程可行性和可持续性：规划设计应进行全面的可行性分析，包括技术可行性、经济可行性和环境可行性等方面的考虑。同时，要注重工程的可持续性，即在设计中充分考虑对环境、社会和资源的影响，确保工程的长期可持续发展。5.强化监测与管理：规划设计完成后，应加强对工程建设和运行的监测与管理，及时发现问题并采取措施加以解决。同时，建立健全的维护管理机制，确保工程设施的正常运行和长期效益。

四、小型农田水利工程规划设计的优化方法

（一）数据分析和评估技术

1.数据收集与分析：收集与农田水利工程规划设计相关的数据，包括土地利用情况、气象数据、水文数据等。利用统计和空间分析技术对数据进行处理和分析，以获取对工程设计有益的信息。2.风险评估：利用风险评估技术对潜在风险进行分析和评估，包括地质风险、水资源变化风险、环境风险等。通过评估风险，可以制定相应的措施来减轻风险对工程的影响。

（二）模型和工具的应用

1.数值模拟模型：利用数值模拟模型，如水文模型、水动力模型等，对水流、水质、水量分配等进行模拟和预测。通过模型的应用，可以优化工程设计方案，提高水资源利用效率和农田灌溉效果。2.GIS 和遥感技术：应用地理信息系统（GIS）和遥感技术，对土地利用、地形地貌等进行空间分析和综合评估。这些技术可以提供有关土地资源、水文特征和环境条件的详细信息，为规划设计提供支持。

（三）多目标决策方法

1.多目标优化：采用多目标优化方法，在考虑多个目标和约束条件的情况下，寻找最优的设计方案。通过权衡不同的目标，如经济效益、社会效益、环境效益等，可以找到在各方面都具有较好综合效果的设计方案。2.层次分析法：利用层次分析法对不同的设计方案进行评估和比较。通过对各个因素的权重进行定量分析，可以确定最优的设计方案。3.可行性评估：进行全面的可行性评估，包括技术可行性、经济可行性、社会可行性等方面的考虑。通过对各个方面的评估，可以提供决策者选择最佳方案的依据。

以上方法的应用可以帮助优化小型农田水利工程规划设计，提高工程效果和经济效益，确保农田水利工程的可持续发展。在实际设计过程中，可以根据具体情况选择合适的方法和工具，综合考虑不同因素，以获得最佳的设计方案。

五、结束语

在小型农田水利工程规划设计中，充分考虑各个方面的因素和挑战是确保工程质量和可持续发展的关键。本文通过概述了小型农田水利工程规划设计的概念、问题与挑战，以及注意事项和优化方法，为设计人员提供了一定的指导和参考。在实际工程设计中，需要综合运用科学技术、合理规划和科学决策方法，注重数据分析和评估、模型和工具应用，以及多目标决策方法的运用，以确保设计方案的合理性、可行性和优越性。只有通过不断的创新和实践，才能不断提升小型农田水利工程的质量和效益，为农田灌溉和农业生产提供可靠的水资源保障，推动农村农田水利事业的健康发展。