


摘要:近年,隨著城鎮化、工業化進程加快,水土、氣候等因素制約糧食持續增產,為解決這一矛盾,高標準農田應運而生。本文主要從高標準農田定義、高標準農田建設意義、高標準農田建設存在的不足與改善、高標準農田灌排系統設計優化方面進行闡述。
關鍵詞:高標準農田;定義;意義;不足;改善;灌排;優化;前景
1 ?高標準農田定義
高標準農田( well-facilitated farmland )是指土地平整、集中連片、設施完善、農電配套、土壤肥沃、生態良好、抗災能力強,與現代農業生產和經營方式相適應的旱澇保收、高產穩產,劃定為永久基本農田的耕地。高標準農田主要施工內容:土地平整工程、水源工程、 灌溉工程、排水工程、田間道路工程。
2 ?高標準農田建設意義
高標準農田建設意義體現在以下方面:一是提高糧食貢獻度,緩解我國糧食安全問題;二是解決目前農田建設水平低,管理混亂問題;三是促進農民增收,加快統籌城鄉發展步伐,是一項造福全國廣大農民群眾的惠民工程。
3 ?高標準農田建設存在的不足與改善
3.1 生態保護方面
(1)地方政府為謀求經濟發展,加大基礎設施建設,建設就得占用耕地,但耕地指標有限,為有效解決兩者之間的矛盾,在現行高標準農田施工驗收中有一考核指標:新增耕地。在高標準農田設計中,為完成新增耕地指標,對天然溝塘進行填埋,增加耕地面積;天然溝塘中有蓮藕、茭白、蘆葦等水生植物,它們具有氮、磷的吸收功能,可以有效凈化水體;天然溝塘面積的減少,對農業污染物的去除和凈化能力也就減弱。所以在高標準農田建設中,不能單純為了增加新增耕地指標,而對天然溝塘進行填埋,消弱了天然池塘對水體的凈化作用,破化了生態。
(2)高標準農田的排水系統由農溝、斗溝等組成,傳統認知:混凝土溝比土溝更加實用,如美觀、耐用等,往往對排水溝進行不必要的硬化。這是一種錯誤的認知,未硬化土溝中擁有豐富的水生植物,它們同樣具有氮、磷的吸收功能,有效凈化水體污染物,減緩農田用水對河流的污染。但在特殊地質或特殊功能的排水溝除外,如粉質土、沙性土地質或肩負泄洪功能的排水溝等,混凝土溝更具穩定性,防止水土流失、沖刷或水流沖刷,要視具體情況而定,不能一概而論!因此,一般地質的排水溝不得硬化,保留土溝中的水生植物,凈化水體,減緩河流污染,保護生態。
(3)為滿足新增耕地指標,在部分高標準農田建設區域,樹木全部被砍伐,破壞了農田生態系統的垂直結構,降低了農田生態系統的功能和穩定性;如要砍伐,需進行樹木的補種,構建良好的農田生態系統。
2.2 土壤改良方面
丘陵區、山地區田塊源于墾山造田,田塊土壤多為沙質土壤,耕作層薄弱。在勘察設計階段,地質勘察不細致,未對建設區域的土質情況進行詳細調研,在高標準農田建設中無土壤改良工程。從而導致建設后的高標準農田,無法蓄水耕作或耕作難度大,影響作物生長等,與高標準農田建設的初衷背道而馳。若建設區域土層厚度和耕作土壤質量不能滿足作物生長、農田灌溉排水和耕作要求,則需從建設區域外運土填筑;若土壤過沙,則需對土壤結構進行調節,采取摻粘等措施改良土壤質地。
2.3 低壓灌溉方面
傳統灌溉方式為明渠,具有牢固、易清淤,灌排兩用等優勢,低壓灌溉管不耐用,容易堵塞等劣勢,這是傳統認知,在現行高標準農田建設中,無低壓灌溉或所占比重極小。隨著低壓灌溉技術水平的日益成熟,其可廣泛應用在以下區域:在電機抽水泵提水灌區,山塘、小型水庫等有壓自流灌區,水坡、河道、渠道等平緩自流灌區,傍山渠道區域,填方渠道區域,綜合農業區。
低壓灌溉管常用管材為普通聚氯乙烯(PVC)管、聚乙烯(PE)管、聚丙烯(PP)管、雙壁波紋管和加筋聚氯乙烯管等,其壽命可達30年以上,且拆除簡單和環保。低壓灌溉管防堵塞技術日益成熟,在取水口前段新建沉沙池(如左下圖)和攔污柵或把引水管口加攔魚罩置于水面以下,可有效緩解水源雜物及泥沙進入管道;從山塘、水庫引水灌溉時,可將管道的進水口直接布置壩內,充分利用勢能壓力,可減少管徑。在全封閉式管道系統中安裝排水及安全防護裝置,如泄水閥、控制閥、進排氣閥等;在半封閉式管道系統中布設沉沙井、檢查井、分水井,同時做好沉沙井的清淤即可,這樣可有效緩解管道內淤積的問題。
4 ?高標準農田灌排系統設計優化
總結現行高標準農田建設經驗,生態保護、高效節水及建后管護等理念在灌溉與排水工程設計中的體現還不夠,與建設農業現代化還存在一定差距,下面就如何做好灌排系統設計提出以下建議。
4.1 ?認真做好現狀調查
現狀調查是摸清高標準農田建設底數的關鍵,也是需求和供給的匹配過程,要多方、多次互動;主要內容包括建設區域的農田面積、水源狀況、百姓對高標準農田建設的需求、往年灌溉與排水情況及存在的問題、建設后土地的種植結構調整及產業轉型升級等(是否進行土地流轉)。
4.2 ?水量平衡分析
水量平衡是通過對建設區域范圍內可供水量、灌溉需水量的對比分析計算,得出其平衡關系。水資源供需分析堅持“以供定需”的原則,出現需水量大于供水量時,則應提出補源措施或調整灌溉面積和種植計劃。水量平衡分析是高標準農田旱澇保收、高產穩產的關鍵環節,所以應該結合實際情況綜合分析。
4.3 ?灌排體系設施平面布置
根據項目區地形、農田分布及水量平衡分析,確定水源取水位置、方式和渠管、排水溝、排洪溝、渠系建筑物、控水建筑物、量水設施及生態塘堰等的總體布置。
4.4 灌排體系設施型式確定
根據以上水量分配情況、作物需水及灌排體系設施平面布置,對灌排體系設施型式根據灌排流量,通過計算確定其斷面大小、結構型式。
(1)灌溉渠道:大于一個流量的渠道宜實施三面光硬化,一個流量及以下的渠道應管道化;管道化后因為減少引用流量,同時流速加快,可以大幅度減少過水斷面。
(2)排水溝:盡量不要縮小斷面和三面光硬化。宜采用生態排水溝,即土質排水溝的基礎上增加生態護岸措施,如草皮護坡、格賓網、植生混凝土、生態袋等;溝底一般種植經濟作物,兼顧景觀、生物多樣性等,如蓮藕、茭白、香蒲、蘆葦、美人蕉、旱傘竹、水蔥、西伯利亞鳶尾、深水稻、水芹菜以及水產養殖等。
(3)生態塘堰濕地是充分利用項目區內已有的池塘或者對于低洼地保留和改造,將排水溝流出的水流入塘堰中,利用在塘堰中種植的植物、水產養殖和微生物轉化及沉淀等作用凈化水體中的氮、磷等而達到凈化農業面源污染物的技術。
4.5 ?灌排體系設施細部設計
細部設計要綜合考慮美觀實用、運行管理和安全等,這部分很重要,直接體現成效。
4.6 ?落實農業面源污染三道防線建設理念
高標準農田建設以來,存在較多農業面源污染防控理念未融入至規劃設計和建設管理中而產生的問題,比如排水溝仍然采用三面硬化、填塘增加耕地面積等。結合高標準農田灌溉與排水體系建設,通過采取工程措施在高標準農田建設中減少面源污染,大力開展農業污染防控技術推廣應用,實現農業節水減排。
農業面源污染防控技術可歸納為“三道防線”,即源頭控制、生態排水溝截污技術、生態塘堰濕地凈化技術,源頭控制是通過控制田間進水和排水以及施肥量,減少田面排水、田間滲漏,也相當于減少氮和磷等、農藥以及其他有機或無機污染物進入排水溝,以達到減少面源污染防控的目的,通俗的可以用“少吃多餐”來形容。
通過某省灌溉試驗中心站實驗證明,源頭控制技術對總氮的去除效率達到15~30%,對總磷的去除效率達到10~25%;生態排水溝截污技術對總氮的去除率達到10~25%,對總磷的去除率達到10~25%;生態塘堰濕地凈化技術對總氮的去除率達到40~65%,對總磷的去除率應達到35~55%。應用農田面源污染防控工程系統,對總氮的綜合去除率達到50~80%,對總磷的綜合去除率達到45~75%。
5 結束語
高標準農田可以保障糧食安全,提高土地利用率,增加糧食產量,提高農業科技水平,保護水土資源,改善土壤理化性狀,改善農業生態環境,原有耕地增產效益,提高農民收入,具有顯著的社會、生態、經濟效益,高標準農田建設有著廣泛的市場前景。
參考文獻
[1]全國高標準農田建設總體規劃
[2]高標準農田建設通則GBT30600-2014
[3]灌溉與排水工程設計規范GB50288-99
作者簡介:鄭尚金(1984-),男,工程師,主要從事市政、水利工程施工技術管理工作.
(作者單位:中鐵四局市政工程有限公司)