上海農場海豐片區小型農田水利工程規劃設計研究

王聯恩

(上海海豐現代農業有限公司， 上海 224100)

國家高度重視農田水利建設，始終把保障國家糧食安全作為首要目標，把農田水利作為農村基礎設施建設的重點任務。2016年4月27日國務院第131次常務會議通過《農田水利條例》，指導各地大力推進并開展農田水利建設。農田水利工程規劃設計對于推進農田水利工程建設至關重要，發展農田水利需堅持科學規劃、因地制宜、節水高效、建管并重的原則。

1 概 況

1.1 地理位置

上海農場海豐片區位于江蘇省大豐市境內東北部，是上海市糧食安全生產和保障的重要基地之一。上海農場海豐片區總面積25萬畝，其中耕地面積約11萬畝、養殖水域約3.7萬畝、林地約2.1萬畝、溝河水面約3.1萬畝。海豐農場農作物主要是小麥、水稻、油料和棉花等，其中每年向上海市場銷售優質生態大米3.5萬t，是上海最大的袋裝米生產基地。

1.2 自然條件

海豐片區地處沿海墾區，屬蘇北濱海淤積平原的感潮河網地區，屬于亞熱帶與暖溫帶過渡地帶，常年平均氣溫為14.1℃，常年降雨量為1068mm。海豐農場地勢平坦開闊，地面平均高程為2.90m，土壤母質為黃淮河沖積物，質地為輕壤土。區域內引排水河道縱橫交錯，基本格局能夠滿足灌溉排水需要，除部分渠道為防滲渠道外，多為土質渠道，淤積較為嚴重，田間灌溉排水受阻。

1.3 農田水利現狀及問題

海豐農場位于里下河地區下游大豐市斗南水系控制范圍內的大豐干河排水區內，大豐市斗南水系控制范圍有1687.73km2，河網密閉，其中海豐農場有170km2，占斗南水系的10.0%。海豐農場范圍內東西向河道均與大豐干河相通。

經現場踏勘了解，海豐片區3號、4號、6號和7號框區內基礎灌溉系統、排水系統和道路系統較為完善，但部分建筑物因年代久遠，損壞較為嚴重，其中防滲干渠破損嚴重，部分農渠進水涵損壞嚴重，排水溝淤積嚴重，部分田間工程中的渠系配套建筑物損壞嚴重或標準過低，大部分道路為土質機耕路，急需改造。

2 必要性及可行性分析

2.1 必要性分析

通過現場勘察可知，海豐片區的3號、4號、6號和7號框地的部分干渠、農渠進水涵、排水溝、渠系配套建筑物、道路等均存在一定問題，影響了海豐片區糧食的產量和品質，制約了農業生產。為提高農場農業生產能力，改善農田水利基礎設施，加快農業發展，實現節能減排，急需對海豐片區的3號、4號、6號和7號框地進行重新規劃設計并改造，一方面是滿足保障上海市糧食安全和糧食供應的需要，另一方面有利于提高農作物抵御旱澇災害的能力。

2.2 可行性分析

上海農場海豐片區小型農田水利工程建設的可行性分析主要包括以下幾個方面：

a. 全面加強農田水利建設是當前我國農田水利工作的重點，上海市人民政府及農場高度重視大規模建設旱澇保收高標準農田，保證工程資金及時到位，為實施農田水利工程配套設施提供了經濟保障。

b. 海豐片區的自然條件適宜農業生產，通過改善區域的水利工程設施，不僅可以提高區內農業生產條件，增加糧食產量，提高農作物抵御自然災害的能力，產生巨大的社會效益和生態效益。

c. 上海農場各相關建設及管理單位在工程建設和工程管理上都積累了豐富的經驗，為工程的順利進行、有效管理提供了技術保證。

因此，上海農場海豐片區小型農田水利工程建設在經濟上和技術上均是可行的。

3 規劃設計要點

3.1 規劃設計理念

海豐片區小型農田水利工程的規劃設計統籌考慮了經濟社會發展水平、水土資源供需平衡、農業生產需求、灌溉排水發展需求、環境保護等因素，也參考了部分研究實例[1-4]。規劃設計理念首先滿足和充分考慮安全性，滿足農田的正常灌溉和排水需求；其次從經濟角度出發，本著可持續發展的原則，做到既經濟又實用。

3.2 規劃設計原則

海豐片區小型農田水利工程的規劃設計原則有：?灌溉平面布置合理可行，取水保證率高，灌溉與排水分離，減少灌排工程相互干擾，便于工程管理；?工程結構安全可靠，保證地區灌溉和排水的要求；?充分利用工程場地內原有設施，現有較大規模的排水溝渠及現有道路基本位置維持現狀為主，合理進行工程總體安排和建筑物布置；?建筑物設計應盡量結合當地的工程經驗，做到實用、合理、經濟；?田間輔助設施考慮就近安排，便于管理和運行；?田間道路工程縱橫成網，滿足小型機械及管理作業人員進出要求，同時盡量少占地。

3.3 工程等級和設計標準

根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL 252——2017)，確定該工程為Ⅴ等工程，主要建筑物為5級建筑物，次要建筑物為5級，臨時建筑物為5級，其中新建泵站設計流量大于2m3/s，按規范取值為Ⅳ等工程。

主要設計標準包括灌溉標準、排澇標準、抗震標準和道路標準，其中灌溉標準選取水田灌溉設計保證率為95%，取一次灌水定額為1200m3/hm2，設計渠系水利用系數取0.81；排澇標準按照大豐市20年一遇日暴雨180.53mm；抗震標準按地震基本烈度7度設防，相應地震加速度為0.15g；道路標準為四級道路。

海豐農場工程設計正常水位非汛期0.7m，汛期0.8m，控制調蓄1.5m，排澇水位為1.8m，預降水位為0.5m。

3.4 工程總體布置

根據農田耕作的基本要求和海豐片區的實際情況，結合建設標準，通過多方案綜合比較，工程總體布置方案選擇如下：

a. 3號和4號框小型農田水利工程總體布置：在五卯酉河上新建水源工程——灌溉泵站一座，沿南北向新建防滲總渠和防滲干渠，將現狀損壞的農渠進水涵、農渠退水涵進行拆除新建，保留現有排水溝僅做清淤處理，翻建排溝退水涵，將農田四周環路中為土路的道路改造為水泥路。

b. 6號和7號框小型農田水利工程總體布置：翻建7號框地南側東西向防滲支渠，拆除新建損壞的農渠進水涵和退水涵，保留現有排水溝僅做清淤處理，翻建排溝退水涵，將農田四周環路中為土路的道路改造為水泥路。

3.5 主要建筑物設計

海豐片區小型農田水利工程的主要建筑物設計要點如下：

a. 防滲農渠設計：灌水定額取1200m3/hm2，渠系水利用系數選取0.90，按規范計算設計灌水量和設計流量，渠道結構型式選擇半地下式梯形，底寬0.25m，坡比1∶0.5，深度0.7m，縱坡為1/3000。渠道末端設置退水措施。

b. 防滲支渠、干渠和總渠設計：灌水定額取1200m3/hm2，渠系水利用系數選取0.81，按規范計算設計灌水量和設計流量，防滲支、干渠道選取梯形斷面形式，防滲總渠采用矩形斷面。防滲支渠底寬0.50m，坡比1∶1，深度1.05m，縱坡為1/4000；防滲干渠底寬1.70m，坡比1∶1，深度1.15m，縱坡為1/4000；防滲總渠底寬2.70m，深度1.40m，縱坡為1/3000。

c. 泵站設計：新建泵站位于中部，設計流量與防滲總渠一致，為2.286m3/s，泵站設計揚程=出水池水位-河道水位+水泵水頭損失；泵站選用500ZLBc 125型立式軸流泵，單泵流量為0.60m3/s，揚程為5.20m，功率為55kW。

d. 農渠進水涵設計：采用下沉式進水涵，按農渠最大流量0.076m3/s進行設計，涵管內徑60cm，首部設閘門控制流量，涵管總長12m。

e. 農渠退水涵設計：采用下沉式退水涵，按農渠進水涵管徑60cm設計，首部設閘門控制流量，涵管總長18m。

f. 田間進水口設計：按水力學中短管計算，為混凝土涵管，涵管內徑20cm，涵管長1m，進口位置設置閘門一座，田間進水口布置間距為50m。

g.渡槽設計：設計流量與新建防滲干渠一致，為1.069m3/s，采用矩形斷面，底寬1.90m，深度1.15m，縱坡為1/4000。

h. 分水閘設計：設計流量與其所在防滲支渠一致，采用矩形斷面，底寬1.40～1.50m，深度1.05～1.15m，縱坡為1/4000。

i. 干渠過路涵設計：設計流量與防滲干渠一致，為1.069m3/s，采用兩端沉井，地下式過路涵結構，孔徑為1.4m×1.4m。

j. 排水溝清理及開挖設計：通過排水溝控制排水面積以及排澇模數來確定排澇流量，考慮最不利工況，設計流量為0.087m3/s，排溝的縱坡設計取值為1/4000，土質排水溝采用梯形斷面，底寬50cm，口寬500cm，邊坡1∶1.5，深度150cm。

k. 排溝退水涵及排溝過路涵設計：排溝退水涵流量按照排水溝流量進行設計，涵管內徑60cm，涵管總長6m。

l. 水泥路設計：新建4m寬水泥道路，路面高程為3.3m，凈寬4.0m，路肩1.0m，總寬度6m，路面自上而下分別為厚18cm C30混凝土、厚15cm碎石墊層、厚30cm 12%石灰土。

4 結 語

海豐片區為保障上海市糧食安全和糧食供應的需要，提高農作物抵御旱澇災害的能力，結合自身農田水利設施基本情況，積極推進農田水利發展和建設，并對小型農田水利工程進行了詳細的規劃設計，為改善農業基礎設施、保障糧食生產、實現農業增效奠定了良好的基礎。

[1] 田洪江. 小型農田水利工程規劃設計的問題及注意事項[J]. 黑龍江水利科技, 2014, 42(4): 261-262.

[2] 史麗榮. 淺析小型農田水利工程規劃設計要點[J]. 科技創新與應用, 2015(3): 135.

[3] 駱德彪. 小型農田水利工程規劃設計存在的問題及注意事項[J]. 內蒙古水利, 2014(1): 57-58.

[4] 黃雅麗. 小型農田水利工程規劃設計存在的問題及注意事項[J]. 現代農業科技, 2013(5): 210.