農田水利灌溉節水工程設計分析

蔡勇

摘 要：農田水利灌溉節水工程是我國調配水資源的基礎性工程。由此，本文首先分析工程設計的重要性及設計標準，并對需要解決的設計問題作出總結，最后對農田水利灌溉節水工程具體設計方法進行詳細論述。

關鍵詞：農田;水利灌溉工程;節水設計

中圖分類號：S274文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2018）31-0076-02

Design and Analysis of Farmland Water Conservancy

Irrigation Water Saving Project

CAI Yong

（Pingxiang Water Conservancy and Hydropower Survey and Design Institute，Pingxiang Jiangxi 337000）

Abstract： Farmland irrigation and water saving project is the basic project for the allocation of water resources in China. This paper first analyzed the importance of engineering design and design standards， and summarized the design problems that need to be solved. Finally， the specific design methods of farmland irrigation irrigation water-saving projects were discussed in detail.

Keywords： farmland;water conservancy irrigation project;water saving design

1 農田水利灌溉節水工程設計的重要性

農田水利灌溉工程在我國分布廣泛，但由于我國處于發展階段，很多農田水利灌溉工程設計沒有對節水性進行全面考慮，導致很多農田灌溉工程出現水資源浪費問題。水利節水灌溉工程與傳統灌溉工程存在較大差異，并具有較高節水功能，對解決我國水資源短缺問題具有重要意義。據不完全統計，2016年我國水資源總量30 150億m3，居世界前列，但由于我國人口眾多，使水資源分布不均勻，人均量較少，導致一些地區水資源短缺問題嚴重，如新疆地區水資源長期不足，在很大程度上影響了該地區的農業發展進程[1]。為此，國家需要提升農田水利節水灌溉工程設計質量，在發展農業的同時達到節水的目的，使水資源得到高效利用。

2 農田水利灌溉節水工程設計標準

2.1 滿足農業灌溉需求

農田水利灌溉節水設計的首要目標就是要保證農業灌溉用水量，保證我國農業穩定發展。在此基礎上再對水利灌溉工程節水設計進行優化，保證不同季節水水利工程存儲量能夠滿足農業生產灌溉要求，促使我國農業在水資源節能的前提下迅速發展。

2.2 抗干旱作用

由于我國地域分布廣闊，某些干旱地區降雨主要集中在一些特定時間段，即雨季與旱季。旱季時這些地區由于缺乏水資源無法進行灌溉工作，很大程度上影響了該地區農業的正常發展。因此，農田水利節水灌溉工程設計應當能夠滿足旱季農業灌溉需求，提前儲存雨水，在干旱季節對農田進行灌溉。

3 農田水利灌溉節水工程設計需要解決的問題

3.1 農田水利灌溉節水工程節水設計投入較低

目前，我國農田水利灌溉節水工程設計還存在一些問題，如資金投入不能滿足設計需求，導致節水工程設計無法正常完成。此外，在節水工程設計過程中，缺少大量灌溉設備，致使實際灌溉環境與設計內容不符。同時，在進行水利灌溉節水工程設計時，灌溉設備更新與維護工作不及時，導致設計目標很難落實到位。所以，在進行農田水利節水灌溉工程節水設計時，應增加資金投入，采用有效措施對工程進行融資，解決資金問題。同時，還需要定期對現有設備進行更新與維護，保證農田水利節水灌溉工程節水設計目標能夠有效實現。

3.2 農田水利灌溉節水工程節水設計規劃不合理

目前，農田水利灌溉節水工程節水設計還存在設計規劃不合理的問題。主要原因是設計人員對具體工程環境不了解，勘察資料無法滿足設計需求，致使設計者僅憑自身經驗進行設計，導致工程設計與農田實際情況不符，無法滿足水利節水灌溉要求。因此，在后續設計時，設計者要對農田灌溉環境進行全面勘察，對當地灌溉情況有足夠的了解，然后制訂出完善、有效的設計方案，提升農田水利灌溉節水工程實用性。

4 農田水利灌溉節水工程設計分析

4.1 總體設計

4.1.1 首部樞紐設計。首部樞紐是農田水利灌溉節水工程設計中的重要組成部分，由排氣閥、水泵以及閘閥等部分組成。首部樞紐的具體功能有觀測控制、給配水量以及安全保護等。

4.1.2 灌水定額及灌水周期設計。灌水定額主要是在農作物生長需求基礎上進行設計的，其計算方法如式（1）所示。

[m=1 000γshβ1-β2]? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

式中：[m]是設計凈灌水定額（m3/hm2）;[γs]是土壤容重（kN/m3）;[β1]、[β2]是適宜土壤含水率上、下限，[β1=0.9β]，[β2=0.6β]，[β]為24%;h是計劃濕潤層深度（m）[2]。

灌水周期的計算方法如式（2）所示。

[T=mEa]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （2）

式中：[T]是灌水周期（d）;[Ea]是小麥耗水量高峰月平均日耗水量值（mm/d）。灌水定額以及灌水周期計算表如表1所示。

4.2 取水方法的設計

農田水利灌溉節水工程設計過程中非常重要的一項內容就是取水方法設計，該設計能夠有效滿足節水要求，并可以降低灌溉難度。取水方法主要分為提水與自流，其中自流分為有壩與無壩，無壩一般是通過閘道進行取水，有壩則是通過堤壩將水以自流的方式引入農田進行灌溉。提水是用戶根據自身需求選擇取水方式。

兩種不同取水方式具有不同特點。在進行取水方法設計時，需要根據實際環境進行調整。此外，節約水資源也是設計中需要考慮的重要問題，而采用自流取水方法時，灌溉更加便捷，避免水資源的浪費。

4.3 管道流量的計算

管道流量計算方法如式（3）所示。

[Q=0.66EaAηt]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（3）

式中：[Q]是所需流量（m3/h）;[A]是灌溉面積（a）;[Ea]是設計耗水強度（mm/d）;t是水源每日供水時間（h/d）;[η]是灌溉水利用系數，取0.85。如果地塊面積分別是2.9hm2和3.7hm2，所需流量分別為10m3/h、13m3/h，部分已配套水泵流量為40m3/h，在此基礎上能夠有效滿足需求，不需要更換。入畦流量單寬流量確定還要考慮土質情況，若是砂壤土，其標準為2～4L/（s·m）。當入畦流量是40m3/h、畦田寬度為3m時，計算本項目入畦單寬流量為3.7L/（s·m），滿足要求。

4.4 引水量的合理計算

農田灌溉在設計時還需要全面計算引水量，而引水量是灌溉用水與資源浪費的總和。在對引水量進行計算時，需要考慮農作物種類以及周邊環境條件，這就需要在引水量設計時保證設計水量與實際情況相符，并在此基礎上確定橫斷面量，并根據實際情況繪制對應的斷面圖，保證農田水利節水灌溉工程整體設計符合實際環境。

4.5 渠道防滲的設計

目前，我國農田水利灌溉節水工程設計時，多采用土渠輸水方式，這造成在渠道在輸水過程中經常出現滲漏問題，極大地浪費了水資源，導致農業正常灌溉受到影響。因此，農田水利灌溉節水工程設計過程中，必須要解決渠道滲漏問題，避免水資源浪費，使節水能力滿足實際要求。在進行渠道防滲設計過程中，可以通過襯砌工程完成防滲作業，襯砌材料的選擇需要根據當地土質情況而定。此外，在工程設計過程中，還需要結合季節來設計施工工期，并通過添加適量外加劑提升材料質量，盡可能提升渠道防滲透能力。

5 結語

農田水利灌溉節水工程設計能夠有效提升水利灌溉效率，并且達到節約水資源的目的。在未來設計工作中，還應全面提升設計人員節約意識，完善農田水灌溉工程設計體系，這對水利工程未來發展尤為重要，不僅能夠完成水資源節約目標，而且可以實現水利灌溉工程規范化管理。

參考文獻：

[1]范建軍.論農田水利節水灌溉工程設計[J].農業與技術，2015（8）：36.

[2]藍天.對農田水利節水灌溉工程設計的探討[J].科學技術創新，2013（27）：200.