《小型農田水利工程建設規范化、生態化研究》課題組
小型農田水利工程通常指規模較小的直接為農田灌溉排水、農村居民飲用水供水服務的水利工程。具體指蓄水量在10萬m3以下的塘壩、引水流量在1 m3/s以下的引水堰閘、設計提水流量在1 m3/s以下的揚水站、面積在1萬畝以下的小型灌區的全部渠系、大中型灌區支渠以下設計流量不超過1 m3/s的末級渠系、澇區設計控制排水面積在3萬畝以下的排水溝系、農田機井工程、需水量在100 m3以下的蓄水池、儲水窖等。這些設施是最基礎的農業生產要素之一、是農業生產必不可少的基礎設施,是保障農村人畜飲用水供水安全、保障農田“旱有灌、澇有排”、實現旱澇保收的必不可少的基礎性水利工程,也是改善農民生產、生活條件、促進農村經濟社會發展、維持農村社會穩定的“民生工程”,是保障國家糧食安全的基礎設施。
小型農田水利設施老化破損、配套不全狀況,已經成為制約我國農業生產、農村經濟發展的一大障礙,引起了黨中央、國務院的高度重視。“十一五”以來,我國小型農田水利掀起了新一輪建設高潮。形成了中央多部門投入、齊抓共管的良好局面。國家農業綜合開發、國土資源部土地整理、中國中煙工業總公司基本煙田建設、財政部、水利部大中型灌區節水改造、小型農田水利重點縣建設等多渠道資金投入小型農田水利工程建設。這些項目多是以小型農田水利工程建設為重點,通過更新改造、配套完善基本農田水利設施,提高農田灌溉保證率,改善農田耕作條件,達到保障農田穩產高產之目的。這些項目的實施,對提高糧食單產、保障國家糧食安全正在發揮、而且還將繼續發揮重要作用。然而,隨著農田基本建設事業的深入發展,也顯現出一些新的問題,其中工程建設規范化問題、項目建設與生態環境相協調問題是當前影響和制約小型農田水利建設成效的兩個關鍵問題。
(1)技術標準體系不完善、相關技術參考資料匱乏。
(2)工程建設主體多元化、參建部門多,技術標準不統一。
國家為了拓展小型農田水利建設投入渠道,加大建設力度,組織政府相關部門共同參與小型農田水利工程建設,形成了政府多部門齊抓共管的良好局面。目前參與小型農田水利工程建設的政府部門有水利、農業、國土、財政、農業綜合開發、煙草等約10個部門。各部門在工程建設技術管理層面各自建立了一套相對獨立的工作程序、技術要求等,出現了多個有關小型農田水利工程設計、施工類的技術規程(規定)版本。由于各部門在工程建設目標的側重面不同,對小型農田水利工程技術特點的理解也有差別,不同版本間的技術標準差別很大。而建設技術標準的過高或過低,都不利于追求工程建設成效的最大化。
(3)工程建設項目點多面廣,建設人員隊伍龐大,技術力量相對薄溺。
與大中型水利工程不同,小型農田水利工程遍布田間地頭,單項工程規模微小、數量龐大。現階段還不可能像大中型水利工程一樣,全部交由具有相應資質單位、具有一定經驗的專業技術人員去承擔規劃、設計、施工、監理。大多微小項目只能由市、縣等基層技術人員承擔設計和施工任務。因此,根據小型農田水利工程特點,編制一本技術參考手冊,為廣大基層技術人員提供技術支撐,顯得非常必要和迫切。
當前我國小型農田水利工程建設普遍存在的上述特點,已成為小型農田水利工程建設的主要制約因素之一。它對工程建設帶來的不利影響已在已施的項目中凸顯出來。
由于受傳統水利觀念和生態環境理念的淡薄的影響,工程建設中往往只注重解決防洪、灌溉、生活供水等水利問題,輕視或忽視了與生態環境協調發展的問題,使得我國目前小型農田水利工程建設在生態環境保護脫節,甚至在某些方面人為造成了對生態環境的負面影響。主要問題表現在以下幾個方面:
(1)混凝土濫用影響生態環境問題。
一些項目區因片面最求防滲效果或為“美觀”,對田間道路,無論等級,全部用混凝土覆蓋,田間渠道,無論大小,一律用混凝土襯砌,甚至對田埂也用混凝土包囊。項目實施后,除了田面,呈現一遍白色混凝土世界。這樣的做法,對于田間自然生態系統,無異于滅頂之災。自然生態環境被被徹底破壞了,田野間的植物,不論其種類,已無生根發芽的土壤;依賴田野繁衍生息的各類動物已無安生之處,大自然賦予其生存環境遭到人類無端毀滅,殘留在田間的青蛙、魚類,在人類施用化肥、農藥時已無處避難;田間自然溝渠對田面化肥、農藥等面源污染的凈化功能被破壞,其結果是造成人類飲用水源污染。諾干年后混凝土老化破脆形成的混凝土脆渣將會對田面土壤造成一種難以消除的混凝土災難。
(2)工程建設與生態環境保護脫節問題。
孩子的第一個叛逆期在6歲之前,在這段時間中逐步形成安全感、自我認知和人際交往。孩子需要的心理營養主要在平和、穩定、溫暖的情緒環境中培育。
工程建設只注重解決水利問題,輕視(忽視)生態環境保護,使得工程實施后生物保護功能缺失,對生物生存環境及人類使用留下安全隱患。
山丘區的一些溝渠,設計、施工時缺乏生物保護意識,只注重排洪、輸水的需要,對邊坡實施防護襯砌,使得溝渠邊坡光滑、陡峭,當蛇、青蛙等動物在遷徙中一旦滑入溝道,無處逃生。田間溝渠,由于長距離實施混凝土防滲襯砌后,溝底變得生硬、光滑,輸水時水流踹急,停水時溝道干枯,水生動物如魚類、青蛙等便失去了棲息、繁衍場所。村莊周邊的山平塘,除了灌溉供水,往往還擔負著村莊人、畜取用水。在實施清淤、加固項目時,忽視了親水環境的構建,對塘內坡及周邊實施混凝土襯砌,使得塘內水深加深、內坡變得光滑、陡峭,對村民生活取水、用水、小孩戲水、牛、羊等牲畜入塘飲水埋下了安全隱患。
(3)工程布局、構建筑物造型與周邊環境景觀協調考慮不夠。
小型農田水利工程本身就是村莊環境景觀系統的構成元素之一,工程布局、建筑物造型與村鎮環境景觀密切相關。渠系調整將會改變原有生態結構,伴隨渠系調整帶來的道路交通系統調整,會對村民出行方式、方便程度產生直接或間接影響。新農村建設實施后,村莊民居建得美觀、漂亮,村莊環境煥然一新,小型農田水利項目的構建筑物如渠首取水閘、泵房、農村集中供水廠房等結構形式過于簡陋,與周邊村莊環境格格不入。
湖南省水利廳高度重視小型農田水利工程建設規范化、生態化問題。從踐行科學發展觀的高度,決定通過科技手段從根本上解決問題。為此將《小型農田水利工程建設規范化、生態化研究》作為2011年度重大水利科技項目立項研究。鐘再群副廳長任課題組長并親自主持研究工作。湖南省水利工程管理局為課題主持單位、湖南省水利水電科學研究所為課題承擔單位,并邀請長沙理工大學資深教授、省水利廳部分退休資深專家參與研究。
(1)研究建立一套適用小型農田水利工程的技術標準,使得從事工程建設的各部門、從業人員有一個統一的技術標準作為依據,避免各行其是,從而保障小型農田水利工程建設規范化;
(2)分別針對“五小水利”的特點,從工程建設規劃、設計、施工各個環節入手,研究提出一套系統完整的技術措施體系,促進工程建設在技術層面的規范化;
(3)研究提出更多、更好、更細致技術方法或措施,將生態環境保護與建設的理念貫徹落實到小型農田水利工程建設具體行為中,促進工程建設與生態環境保護協調一致,實現工程建設水利效益、生態效益及社會效益最大化。
(1)初步建立了小型農田水利工程技術標準。
根據小型農田水利工程的特點,提出了相應的防洪、灌溉、除澇(漬)、生活供水技術標準。填補了國內國內小型農田水利工程建設標準的空白,為推行小型農田水利工程建設規范化奠定了技術基礎。
我國大中型水利水電工程設計標準按建設規模、效益及重要性分五等五級,分別規定了其防洪、灌溉、排澇標準。而小型農田水利工程單項工程的規模、效益與大中型工程比較,大多在等級外。但小型農田水利工程有其自身的技術特點,其技術標準不能照搬大中型水利工程。本研究根據小水窖、小水池、小塘壩、小泵站、小渠道等“五小水利”的技術特點,分別提出其設計技術標準。
(2)分別針對“五小水利”工程的技術特點,研究提出了一套促進工程建設規范化的技術方法、措施體系。
農田水利學、水文學、水力學、建筑力學、材料學等學科是農田水利工程的基礎理論。小型農田水利工程盡管其單項工程規模微小,但其工程布局、規模確定、結構尺寸、建筑材料、施工方法等均須遵循這些學科的基本原理。為了促進工程建設規范化,對每類工程的技術特點、要點開展研究,對工程建設的主要環節的關鍵技術點,研究提出一種或幾種模塊化的技術方案,供建設人員參考或直接選用。如對田間工程的規劃布局,分幾種地貌形態分別提出了布局模式;對具有普遍規律的設計參數,如設計流量、溝渠斷面尺寸等,按照其自身規律,針對不同設計工況,模擬計算出可供設計人員直接查算的圖表。既可減輕技術人員的勞動強度,又可很大程度上提高工程建設規范化水平,減少設計缺陷。
(3)提出了生態型小型農田水利工程建設理念,研究提出了如何在小型農田水利工程建設規劃、設計、施工等各個環節貫徹生態環境保護理念的具體技術措施。
小型農田水利工程散布在農村田野,與農村生態系統息息相關。本研究基于工程建設與生態環境必須協調一致的理念,將生態環境建設、保護的目標體現在工程規劃、設計施工的各環節,提出相應的生態環境建設保護措施,形成了一套相對完整的生態型小型農田水利工程建設技術標準。
(4)編制了《湖南省小型農田水利工程建設規范化、生態化技術指南》。
以研究成果為理論依據,結合湖南省的建設條件,編制了一本技術指南,供湖南省廣大從事小型農田水利工程建設的技術人員參考。可以在很多程度上提高小型農田水利工程建設的規范化、生態化水平。
2011年度中央一號文件明確指出“大興農田水利建設”、“加快推進小型農田水利重點縣建設”。2012年度中央一號文件提出以科技創新支撐農業發展。要求“堅持不懈加強農田水利建設”。“加大山丘區“五小水利”工程建設”。黨中央、國務院如此高的重視農田水利工程建設,我國農田水利工程已經進入一個新的建設高潮。
貫徹落實好黨中央、國務院的戰略部署,保障小型農田水利建設成效,使廣大農村通過小型農田水利項目建設,實現設施配套完善、資源高效利用、體制合理健全、管理科學有序、生態環境優美目標,加強小型農田水利工程建設標準化、生態化研究及應用,以科技力量支撐小型農田水利工程建設,全體水利工作者責無旁貸。