開買阿吾孜村農田灌溉渠系設計

摘 要：農田的水利工程建設一直是農村農業生產發展的重要的基礎條件，對農業經濟的發展起著重要的作用，針對開買阿吾孜村土地利用所存在的問題，分析了現有的灌溉系統的現狀，說明了當前的灌渠存在的主要問題及建設意見，根據水資源平衡分析進行了滿足當地灌溉需求的渠系設計，最后分析了項目建成后預期的成果。

關鍵詞：水利工程;灌渠;灌溉系統;渠系設計

一、研究背景

農業作為我區經濟發展的重要支柱產業，因此大力推動農業的產業化發展，不斷提高農田水利工程地灌溉功能，改善農村產業結構，推動農村經濟發展具有重要意義。農田水利建設，是現代農業生產必須的具有決定性作用的條件，是保證農業結構調整和農業發展的戰略性建設，完善的農田水利設施，對農業經濟的發展具有非常重要的作用，對保證糧食安全和社會穩定具有不可替代的作用。開買阿吾孜村位于新源縣以西66公里處，總體地勢南高北低，西高東低，為典型河谷平原區。該區水資源豐富，農田灌溉以河水為主，躍進渠為主渠，適宜農牧經濟發展。目前，區內尚未開采、利用地下水。居民生活用水均依賴于地表水體作為源頭的自來水;農業生產用水全部來自地表水體。根據現場踏勘調查和對該區土地利用現狀分析，該區土地利用存在的主要問題如下：

1.水資源季節分配不均勻，降水主要集中在夏季降雨和冬季降雪;農區水利設施不夠完善，灌溉方式落后，渠道未采取防滲措施，渠道滲漏損失嚴重，嚴重影響項目區土地、水資源的合理利用和農業生產的發展。

2.現有灌溉渠道布局基本合理，支渠、分支渠及斗渠現狀基本為土渠，渠系建筑物配套較差，跑水、漏水嚴重，水利用率低。以上種種原因造成水資源浪費，生產生活條件惡化等，制約了耕地質量和產量的提高。

節水灌溉是我國農業發展的技術途徑，在節水降耗理念的要求下，要想大規模、大面積發展農業，必須實行節水灌溉。

二、 區內灌溉系統現狀與擬建設內容

考慮到當地土地利用存在的問題，需要對現有的灌溉系統進一步規劃。對農田水利的建設是一項百年大計的工程，在設計時不僅要考慮到其在農田灌溉當面的需求，更要充分考慮到當地國土整治、林地、道路以及其他因素在渠道系統規劃中受到的影響。

區內灌溉系統分為支渠（分支渠）、斗渠和農渠三級渠道。支渠共有7條，其中支渠1和支渠2自五一大渠北側團結渠上引水，支渠1現狀為漿砌石渠道，現有引水閘口位于鞏乃斯羊場團結渠上，因灌水季節常有用水糾紛，此次規劃改建支渠1引水閘口于鞏乃斯羊場團結渠和喀拉布拉鎮團結渠交點分水閘。支渠1現狀斷面：底寬0.4米、渠深0.85米、上口寬2.2米，其控制分支渠2條（分支渠1-1和分支渠1-2），其中分支渠1-1為預制板渠道，現狀保留完好，此次不予改建，其下控制4條斗渠。分支渠1-2現狀為現澆混凝土梯型渠，渠道縱向坡降較小，運行時淤積嚴重，嚴重影響灌溉期農業生產。支渠2位于項目區東側邊界處，為現澆梯型渠道。控制分支渠2-1。支渠3和支渠4都自躍進渠引水，其中支渠3現狀為預制梯型渠道，現狀保存完好，此次不予改建;支渠4現狀為土渠，與躍進渠相鄰。支渠3尾水與支渠4下斗渠相接，補充下級渠道灌溉。支渠5、支渠6、支渠7都自五一大渠北側喀拉布拉鎮團結渠閘口引水。3條支渠都為土渠，支渠5尾水最終匯入分支渠1-1，補充下級渠道灌溉。

三、水土資源平衡分析

1.供需水量分析

項目區內無工業用水，人畜飲用水均來自管網供水，故本次水量平衡計算只考慮農業、林業灌溉用水。

2.灌溉設計保證率的確定

干旱地區以旱作物為主的灌溉設計保證率為50%-75%，本項目選用的設計保證率為75%。項目區水資源供需平衡以75%頻率河道來水量及其過程與農業用水進行供需平衡計算。

3.供需平衡計算節點

在灌溉保證率75%的條件下，灌區多年平均綜合凈灌溉定額如下：冬小麥凈灌溉定額340m3/畝，灌溉六次，集中在4.5.6.9月，每次灌水持續時間10-12天;玉米凈灌溉定額340m3/畝，灌溉六次，集中在6.7.8.9月，每次灌水持續時間10-12天;有機林凈灌溉定額320m3/畝，灌溉六次，集中在5.6.7.8月，每次灌水持續時間12天。

4.灌溉水利用系數計算

規劃年支渠、分支渠、斗渠均采用現澆混凝土防滲，農渠保持現狀，各級渠道水利用系數計算公式如下：

根據各級渠道的凈流量和平均工作長度可計算出各級渠道的水利用系數。

5.現狀年需水量計算

項目區灌溉需水量可按下式計算：

W=M×A /η

根據種植作物的灌溉制度和現狀灌溉面積即可計算出現狀年灌溉需水量。

6.規劃年需水量預測

項目區規劃后耕地面積為546.36公頃，有林地15.94公頃。規劃后，仍以種植冬小麥、玉米為主。項目建成后，在灌溉保證率75%的條件下，預計項目區需水量計算見表1。

7.平衡分析

根據供需水量分析，對項目區現狀年和項目建設后的各月供水量及需水量進行供需平衡分析，見表2。

四、輸水工程設計

1.渠道流量計算

根據統計的農渠平均控制面積，確定最大一次灌水定額為70m3/畝，灌水延續時間T=1d，每天灌水時間t=24h。

（1）農渠田間凈流量

式中：——農渠田間凈流量，m3/s;

A——農渠控制的灌溉面積;

m——農作物一次的灌水定額;

T——農渠灌水延續時間。

（2）農渠凈流量

式中：Q農凈——農渠凈流量，m3/s;

——田間水利用系數，一般取0.90（旱作區設計值不低于0.90）。

（3）農渠設計流量

農渠設計流量計算公式如下：

式中：Q農設——農渠設計流量，m3/s;

Q農凈——農渠凈流量，m3/s;

Q損——農渠輸水損失流量，m3/s;

——農渠每km輸水損失系數，;

A——渠床土壤透水系數;

m——渠床土壤透水指數;

L農——農渠的工作長度，km，取渠道長度的1/2。

灌區范圍內的土壤為砂壤土，透水參數取值A=3.4，m=0.5，符合《灌溉排水工程設計規范》（GB 50288-99）表3.1.9-1中的標準。

（4）斗渠設計流量

斗渠的凈流量是同時工作的農渠的設計流量之和：

σ斗=0.1×A/（100×Q斗凈m）

其中，L斗為斗渠灌水時渠道的平均工作長度，取斗渠實際長度的3/4。

（5）支渠、分支渠設計流量

支渠、分支渠的凈流量是同時工作的斗渠的設計流量之和：

σ支=0.1×A/（100×Q支凈m）

（6）渠道加大流量計算

由于支渠、分支渠為續灌渠道，因此需要考慮加大流量，加大流量是以設計流量為基礎，乘以“加大系數”即得：

式中：QJ——渠道加大流量，m3/s;

J——渠道流量加大系數，本項目渠道設計流量小于1 m3/s，則J=1.30;

Qd——渠道設計流量，m3/s。

根據以上計算，最后確定各支渠流量見表3。

2.渠道輪灌制度設計

本項目區渠系可分為支（分支）、斗、農三級渠道，參考當地水利部門提供的資料并結合在項目區實地調查情況確定支渠采用集中輪灌，斗、農渠采用分組插花輪灌。

五、結語

通過采取渠道防滲節水措施，提高灌溉水利用系數，減少滲漏損失，與目前需水量相比，可節約水資源98.77m3。綜上所述項目實施后通過建成高標準灌溉與排水工程，改善灌溉面積546.36公頃，新增糧食產能794.62噸，可以提高土地利用效率，節水效果明顯。

參考文獻：

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[3]夏麗芳，吳曉亮.論小型農田水利工程中的渠道設計[J].建筑·建材·裝飾，2014，18（10）：113-113，111.

作者簡介：毛劍威（1989-01-06）男，漢族，籍貫：湖南長沙，工作單位：新疆伊犁州征地整理中心，研究方向：水利工程建設，大學本科，助理工程師。