莒口鎮莒口- 湖橋村煙田建設項目排灌設計淺析

鄢全春

（福建省南平市建陽區漳墩鎮漳墩水利工作站，福建 南平 354200）

1 工程概況

南平市建陽區莒口鎮是種煙大鎮，2019 年全鎮煙葉種植面積達9500 畝，其中莒口、湖橋兩村種植煙葉1860 畝，莒口-湖橋村的煙田水利建設項目位于建陽區中西部的莒口鎮，距城區約21 km，隸屬建陽區莒口鎮莒口村、湖橋村等2 個村。地貌類型屬低丘山地，依山面水，東北側有麻陽溪穿過，東南側有書坊溪穿過。干旱是該地域內的主要自然災害。本區降水年際與季節變率較大是造成旱災的主要因素，尤其是夏旱,對農作物危害極大。

項目主要灌溉水源為流經本區東北側的麻陽溪和西南側的書坊溪，部分區域則由山澗來水提供灌溉水源。該區水資源豐富，但渠道多為土質渠道，灌排兩用，淤積嚴重。灌溉方式主要以串灌和漫灌為主，漏水嚴重，水資源利用率低。排水系統主要排入周邊的麻陽溪和書坊溪，田間排水為自然排水，采用與渠道共有的灌排兩用土溝、土渠，淤積嚴重，雜草叢生，糙率大，過流能力差，排水不暢，需按規范要求重新規劃。

2 灌溉分析

2.1 灌溉水源

該工程地處溪流域麻沙溪及支流書坊溪沖積河谷平原，兩岸地勢較為平坦，坡度平緩，水源充沛。建溪是閩江支流之一。書坊溪麻沙溪的支流之一，其流域集雨面積246 km2，河長43 km，流域平均比降5‰，流域形狀系數為0.13。區域內的年降雨量豐枯懸殊，年際變化大，年內分配不均，多集中在5 月～9 月，約占全年的70%左右。多年平均降雨量為1740 mm。地處丘陵山地，雨量豐富，麻陽溪及其及支流書坊溪和眾多山澗小溪流貫穿。區年徑流深1100 mm，枯水年份徑流深為668 mm。供水主要來自建溪流域麻陽溪及其支流書坊溪和附近山澗水。

2.2 需水量分析

項目耕地總面積795.80 畝，主要種植煙葉、水稻、甘薯、花生和蔬菜等。為節約利用水資源，結合灌區的實際地理情況和灌溉經驗，主要作物水稻采用“淺、蓄、曬、濕”的灌溉制度。區內現有灌溉農田795.80 畝，按其灌溉地形和水源等分為麻陽溪、書坊溪、山澗水3 個灌區。根據《灌溉與排水工程設計規范》（GB 50288－2018）規定灌溉設計保證率?。菟辏?0%。根據灌溉制度，結合當地灌溉定額試驗資料，按灌區作物種植結構，根據《福建省行業用水定額》及該區域田塊作物種植結構計算，綜合凈定額為525 m3/畝。通過襯砌降低渠系糙率，減少滲漏損失，提高灌溉水利用系數，使水渠的水利用系數由原來的0.52 提高到0.75，田間水利用系數提高到0.96，灌水利用率提高至0.72。計算得綜合毛灌溉定額為729 m3/畝，見表1。水源及需水量計算結果見表2，由表2 可知三個區域的天然來水量遠大于灌溉用水量，滿足灌溉要求。

表1 復種指數及綜合凈灌溉定額表 單位：m3/畝

表2 供需水量平衡分析表

2.3 最大流量分析

根據當地農作物種植情況[1]，晚稻的需水量最大。灌溉定額采用建甌灌溉試驗站資料分析確定，水稻的灌溉制度成果。

表3 設計干旱年(P=90%)水稻生育期灌溉制度表 單位：m3/畝

根據表3 可知最大月用水發生在9 月中旬～10 月上旬，月凈用水量為138.6 m3/畝。為保證供水，設計采用晚稻的復種指數為100%，月毛用水量為192.5 m3/畝。由下計算：

式中：q 為最大凈灌水率，m3/（s·萬畝）；m 為設計枯水年最大毛凈灌溉定額；T 為設計枯水年最大月凈灌水定額累計灌水時間，20 d。

計算得項目區最大毛灌水率q=1.114 m3/（s·萬畝）。

麻陽溪灌區灌溉面積286.3 畝、書坊溪灌區灌溉面積325.8 畝、山澗水灌區灌溉面積156.7 畝，由引用流量公式Q=qA 計算，A 為灌溉面積（萬畝）。由此可計算項目區引用流量分別為：0.03 m3/s、0.04 m3/s、0.02 m3/s。

3 田間排水分析

3.1 排水標準

根據《高標準基本農田建設標準》（TD/T 1033-2012）規定：旱作區農田排水宜采用[2]10 年一遇，1 d～3 d 暴雨從作物受淹起1 d～3 d 排至田面無積水；水稻區農田排水采用10 年一遇，1 d～3 d 暴雨3 d～5 d 排至作物耐淹水深。本次排澇標準：按10 年一遇24 小時暴雨72 小時排至作物耐淹深度。

3.2 排澇模數分析計算

根據《福建省可能最大暴雨圖集》和《短歷時暴雨等值線圖》查得項目區多年平均最大24 小時降雨天量均值H24=110 mm，CV24＝0.46，CS=3.5CV，10 年一遇24 小時設計暴雨值為177 mm?？紤]到煙葉不耐泡輪作，采用旱作物排澇計算：

旱作物排澇模數用下式計算：

式中：R 為設計暴雨產生的徑流深，mm；P 為10 年一遇1 天設計暴雨量，177 mm；a 為徑流系數，0.75；T 為設計排水歷時，1 日。

經計算qw=1.54 m3/（s·km2）。

3.3 排水流量

排灌渠設計流量通過排水模數和排水控制面積計算得設計流量[3]，排水流量：

式中：q 為排澇模數；A 為排渠控制面積。

計算成果見表4。

表4 排水溝特性表

4 灌排設計

該項目共布設砼排、灌渠17 條，總長度9967 m。斷面設計計算公式采用《灌溉與排水工程設計規范》中的“梯形渠道實用經濟斷面的計算方法”進行計算。灌渠采用C15 現澆生態砼矩形渠，渠肩寬0.15 m，渠底厚0.10 m，采用渠頂高出田面0.20 m。排渠采用C15 現澆砼與干砌塊石結合矩形渠，渠肩寬0.2 m～0.3 m，渠底干砌塊石0.20 m，采用渠頂與田面持平或略低。灌渠每間隔20 m 布置一處生物棲息池，此處結構渠壁由標準水泥空心磚構成，長度為1.0 m，渠道底部降低0.1 m，形成一處小水池，此生物棲息池為魚蝦類生物提供了躲藏空間，給其他小型水生物提供生存空間。排、灌渠每隔20 m 設置動物逃脫斜坡，斜坡寬0.10 m，斜坡高度0.4 m，坡比1∶2，坡底處設置0.2 m 平臺，此斷面主要為兩棲類動物[4]，在遇到洪水或干旱時，提供逃跑的機會。典型斷面圖及結構圖見圖1、圖2。

圖1 動物逃生通道典型斷面圖

圖2 生物棲息池及逃生通道結構示意圖

灌區內水稻采用淹灌的灌溉方式。淹灌[5]，又稱格田灌溉，在田里蓄水供作物的根部吸收。隨著水稻品種和栽培季節的不同而異，多采用淺- 深- 淺的灌水方法，即分蘗和分蘗以前采用淺灌,分蘗后期到乳熟前采用深灌,乳熟以后淺灌，黃熟以后落干（有時也在分蘗末期落干曬田一次）。煙葉采用溝灌的灌溉方式，其它糧食作物采用畦灌。溝灌是利用灌水溝，水分滲透壟體，用水量比淹灌少[6]，能保持良好的土壤結構。煙葉圓頂時，進行隔溝灌或者半溝灌。煙葉旺長時，進行滿溝灌水。同時要防止地溫的大幅度波動。雨期來臨前的缺少可采取小定額灌水;有霜凍或干熱風危害的征兆時可提前灌水; 起風時可推遲灌水，以免引起作物倒伏。在作物需水關鍵期要及時灌水，而其他時期則可根據水源等情況靈活處理。

對于排水，坡地煙田排水要注意水土流失問題。通常壟向或溝向與坡垂直。平地煙田采用高畦種植，需要有通向河流的大、小干溝，開設壟溝、腰溝。多雨季節要防止淤塞。

5 結語

該項目于2017 年8 月完成設計，10 月開始施工，2018 年4 月完成。在2019 年5 月的特大暴雨時，由于排澇系統的運行，區內的煙葉沒有泡死現象；同年的8 月～10 月的秋旱過程中，煙后晚稻未受影響?？傊?，煙田的水利規劃建設有其特殊性[7]，水利配套工程建設要結合自身的特點，堅持因地制宜，合理應用灌排技術，最大限度發揮工程的效益。通過灌排技術，提升煙葉質量，以及煙田綜合生產能力，調動農民種植煙草的積極性，增加煙農收入，促進地區農業的發展。