中西部地區低丘崗地農田改造灌溉方法的探討

摘要結合小型農田水利中的低丘崗地改造建設中所采用的灌溉方法，針對低丘崗地改造的特殊性，提出了灌溉的相關解決方法。

關鍵詞 小型農田水利 低丘崗地改造 工程建設 灌溉

中圖分類號：S274文獻標識碼：A

Central and Western Regions of Low Hilly Land Reform

Irrigation of Farmland of Discussion

CHEN Fen， MEI Mingcong， YANG Shun

(Xihua University， Chengdu， Sichuan 610039)

AbstractCombined with small irrigation and water conservancy construction of the low hilly land transformation used for irrigation methods， the particularity of low hilly land transformation， and puts forward the relevant solutions of irrigation.

Key wordssmall irrigation and water conservancy; to transform the low hilly; project construction; irrigation

1 中西部地區低丘崗地農田改造灌溉用水存在的問題

某縣地處我國中西部地區，總人口19.5萬人，土地總面積17.52萬公頃，人均耕地0.065公頃。人多地少、耕地質量差、土地利用率低是該縣的基本縣情。近年隨著人口的增長和小城鎮建設步伐加快，耕地供需矛盾更加突出。隨著農民對土地重要性認識的不斷加強，特別是農村稅費改革后，農民負擔減輕，對土地耕種有了新的認識，產生了土地危機感和緊迫感。為了增產增收入，提高土地質量，改造低丘崗地已成為當地農民的自覺行動，農民個人自行改造低丘崗地，并積累了比較成熟的經驗。鎮、村也對零星土地進行改造，但由于當地經濟基礎薄弱，加上缺乏統一的組織規劃，該區生態環境仍然沒有得到徹底改善，崗地生態環境脆弱的局面亟待改善。

低丘崗地改造項目是實現新農村建設目標、確保耕地總量動態平衡的又一有效措施之一，同時是提高土地質量、促進土地集約化利用的重要手段。低丘崗地改造中的新增耕地，首先要解決農田水利中的灌溉用水問題。

由于低丘崗地開墾的特殊性，該縣低丘崗地之前并沒有進行規劃，且屬于水資源短缺地區，土地開墾出來后，需要建立合理的灌溉措施，確保土地旱澇保收。另外，即使部分區域被當地農戶私人承包經營后，農戶當時根據自己的需求也配備了一些灌溉設施。但是，縱觀全局，并不能完全解決土地的灌溉用水問題。所以亟待解決開墾出來的土地的合理灌排水問題。

2 低丘崗地農田改造中解決灌溉問題的對策

農田灌溉節水工程，是指在農業生產過程中，通過現實可行的綜合措施，降低用水過程中的浪費與損失，提高用水的灌溉利用率，合理分配水資源，所采用的一種方法。

國家2011年的中央一號文件《中共中央國務院關于加快水利改革發展的決定》政策，加強農田水利等薄弱環節建設，全面加快水利基礎設施建設，可以有效保證新增耕地的灌溉問題的解決。為了更好地開展規劃區低丘崗地改造工作，加強對規劃區低丘崗地改造工作的規劃管理，正確指導項目，對開墾的土地進行科學合理的規劃布局，主要就是對項目區的節水灌溉措施進行研究比較，確定最優方案，保證土地都發揮最大的效益。

由于低丘崗地改造的土地原來荒草地、其它零星地類占項目區的比例較大。在規劃過程中，要充分考慮開墾出來的土地的取用水問題。由于項目區土地的特殊性，開墾之前并沒有采取相應節水灌溉措施，為此，要對開發的土地進行相應的計算與復核，以保證土地在開墾完成后，水利設施相應配套。

丘陵山區，地形起伏較大，除部分沖田灌排條件較好外，大部分坡地的坡度均在10°以上。低丘崗地在改造過程中，節水灌溉措施要充分考慮到地形問題。根據現場踏勘和當地村民的實際需要，采用排灌溝進行解決，排灌溝通常沿坡地谷線進行布置，并與塘堰、水庫相接，一方面可以采取“長藤結瓜”的方式對所服務的田塊進行灌溉，另一方面又可以起到排水的作用，并將多余的雨水積蓄到蓄水塘堰，確保開墾出來的耕地能旱澇保收。

3 低丘崗地中灌溉渠道的工程設計

灌溉是規劃中需要優先解決的問題，規劃渠道主要功能為灌排水，渠道為灌排合一，渠道排水流量大于灌溉流量，渠道斷面設計按滿足排水要求設計。

（1）灌水定額和灌水周期的確定。灌溉方法采用地面灌溉，項目區屬于丘陵和山地，沖田和崗地穿插存在，以水稻、小麥和玉米種植為主，灌溉設計保證率取70-80%。項目區整理后，耕地主要為旱地，主要以天然降水和周邊水庫客水灌溉為主，考慮到改造的耕地可種植水稻、小麥和棉花等經濟作物，同時，果園對灌水渠道要求較低，因此，灌水周期和灌水定額都按照棉花等經濟作物需水標準來確定，即灌水定額（泡田定額）取80m3/畝，灌水周期取7天。

（2）灌區灌溉工作制度的確定。輪灌適用于灌區面積較大，田塊較多且灌水時間不一致的情況，在渠道設計時要求加大渠道的設計流量，增加渠道的土方量和渠道建筑物的工程量，一般在較低級的渠道設計如農渠設計時采用。續灌的特點恰恰和輪灌相反，適用于灌水時間一致、流量分散和勞動力較少的情況。因此，根據實際情況，渠道設計采用續灌方式，灌水周期設計為7天。

（3）設計灌溉標準下，項目區毛灌水率（灌水模數）的確定。

毛灌水率的計算根據灌溉方式不同分別采用以下公式：

q1=15a·m/（3600€?2·T·）=15a·m/（79200·T·）

q2=15a·m/（3600€?4·T·）=15a·m/（86400·T·）

式中：

q1——提水灌溉方式下設計毛灌水率（立方米/秒·公頃）；

q2——自流灌溉方式下設計毛灌水率（立方米/秒·公頃）；

a——單位灌水面積（1公頃）；

m——灌水定額（項目區主要為旱作物，m取80立方米/畝）；

T——灌水周期（7天）；

——渠道利用系數（取0.90）。

（4）項目區續灌條件下設計流量的計算。在確定了毛灌水率和灌溉控制面積，項目區續灌條件下渠道設計流量，按照下式計算：Q = q1·A或Q = q2·A

式中：

Q——設計流量（m3/s）；

A——灌溉面積（公頃）；

q1——提水灌溉方式下設計毛灌水率（立方米/秒·公頃）

q2——自流灌溉方式下設計毛灌水率（立方米/秒·公頃）

上式算得的流量按渠道正常引水考慮的，考慮到項目區灌水為自流與提水灌溉相結合，根據項目區氣候變化等因素，農作物灌溉采用續灌方式時，還應計算渠道加大流量。加大流量按經驗值計算，依據《水工設計手冊》數據和當地實際排灌水量確定10%。

由于各條渠道實際控制的灌溉面積的差異和灌溉方式的不同，據此計算得來的渠道設計流量和加大流量種類眾多，不便于項目施工和后期管理。因此，需要將上述計算結果進行統計分類。統計分類的過程是：首先根據各條規劃渠道的設計流量的大小，將各規劃渠道進行分組；然后將各組最大的設計流量值分別確定為該組各條規劃渠道的最終設計流量；最后將同一組內的各條渠道統一為同一類別的渠道，即得到項目區各級渠道的分類情況。

（5）渠道橫斷面設計。根據以上計算所得的渠道設計流量和加大流量，渠道橫斷面水力計算采用下式：

Q = v = C

式中：

Q——設計渠道的流量（m3/s）；

——過水斷面面積（m2）；

v——渠道平均流速（m3/s）；

i——渠道比降，其值根據項目區的地形比降，結合土壤特點選定；

R——水力半徑（m）；

C——流速系數（謝才系數）。

根據以上公式，按照渠道設計的水力最優斷面比值給渠寬b和渠深h賦初始值，通過計算可以得出按給定的渠寬和渠深相對應的流量，并與設計流量相比較，如果兩者相差比較遠，調整渠寬和渠深值，再比較流量，當兩者接近，給定的渠寬和渠深就是規劃設計的渠寬和渠深，一般來說，為了保證渠道斷面能夠滿足對設計流量的要求，計算出來的流量一般要略大于設計流量，渠道橫斷面的設計其實是一個反算過程。不淤流速為0.3~0.4m/s，即

v不淤＜v＜v不沖

即該斷面設計滿足不沖不淤要求。

（6）灌溉渠道水面線的確定。為了保證水提升到農渠后，渠道對所控制的灌溉面積都能進行自流灌溉，斗渠、農渠在分水點處都具有足夠的水位高程。各分水口的水位控制高程，是根據灌溉地區的地面高程加上渠道沿程水頭損失以及渠水通過各種水工建筑物的局部水頭損失，計算公式為：

B分 = A0 + h + ∑li +∑

式中：

B分——表示分水口要求的控制水位高程；

A0——渠道灌溉范圍內的地面參考點的高程(m)；

h——所選參考點與該處末級固定渠道水面的高差，取0.1m；

l——各級渠道的長度；

i——各級渠道的比降；

——水流通過渠系建筑物的水頭損失。

根據規劃設計標準，擬規劃蓄水池35口，蓄水池容量為25 m3，主要用于項目區農作物噴灑農藥用水。蓄水池工程選點遵循以下原則：（1）少占耕地，安全可靠、經濟合理；（2）地基均勻、堅實，坡度平緩，修建于原狀土層或完整巖基之上，避開地下水。項目區土壤質地及地質基本上符合要求。蓄水池依據項目區地形地勢，采用全埋式。材料采用M7.5水泥砂漿磚砌，C20混凝土池底，1：2水泥防水砂漿抹池底。

4 結語

以上為中西部地區低丘崗地農田改造灌溉方法在實際工程中的相關應用，在一定程度上，解決了低丘崗地改造過程中的節水問題，希望可以有效的解決低丘崗地農田改造中的灌溉用水問題，為我國的農田水利發展節水灌溉研究提供新的發展思路。

開展低丘崗地改造項目有效增加耕地面積，合理規劃耕地的灌溉用水設施，對于緩解人地矛盾，改善農業生產條件和生態環境、促進農村現代化建設和農業經濟可持續發展具有極其重要的意義。確保灌溉方法在低丘崗地中的合理運用，使被改造農田能夠盡可能的發揮作用，提高糧食作物產量。

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