稻蝦種養的目標、內容及工程設計

雷雨，李麗鋒，陳亞男

(河南靈捷水利勘測設計研究有限公司，河南 南陽 473000)

1 引言

作為丹江口庫區的農業大縣、移民大縣、國家級貧困縣的淅川縣。為了讓京津及調水沿線人民吃上優質純凈的丹江水，淅川縣委、政府高度重視調水源頭的生態保護工作，堅持把服務南水北調、建設生態示范縣作為一切工作的出發點和落腳點，為保護渠首藍天碧水做出了不懈努力。盡管淅川縣近年社會經濟發展很快，但目前農業的發展還面臨較多的困難，水源和生態保護與經濟發展之間的矛盾有待進一步破解。尤其是在經濟發展水平低、基礎設施落后、生態環境脆弱的條件下完成大量移民、發展農村經濟和生態環境建設的重任，通過調整農業產業結構，大力發展可持續、高效益、脫貧能力強的生態產業，實現保護水質與經濟效益雙贏。建設宋崗灌區高效生態農業示范區，將為淅川縣農業發展注入新的活力，并充分發揮示范帶動、輻射擴大作用，從而加快淅川縣農業結構調整，提高農業綜合效益，實現社會綠色可持續發展。以宋崗灌區高效生態農業示范區內厚坡鎮為例進行分析。

厚坡鎮示范區依托南水北調中線工程渠首得天獨厚的優質水源和自然生態環境，結合宋崗電灌區提灌和溝渠系統，通過對稻田實施工程化改造，構建稻-蝦共生互促系統，并通過規模化開發、集約化經營、標準化生產、品牌化運作，能在水稻穩產的前提下，大幅度提高稻田經濟效益和農民收入，提升稻田產品質量安全水平，改善稻田的生態環境，是一種具有穩糧、促漁、增效、提質、生態等多方面功能的現代生態循環農業發展新模式。

2 建設目標及建設內容

建設目標：樹立創新、協調、綠色、開放、共享發展理念，以創建生態鄉鎮為載體，強力實施“生態立鎮、工業強鎮、創新活鎮、脫貧富鎮”四大戰略，突出抓好生態農業、工業經濟、城鄉建設、脫貧攻堅4個重點，著力構建法治厚坡、誠信厚坡、文明厚坡、富強厚坡，實現經濟和社會事業的跨越發展。

依據河南農業大學編制的《淅川縣宋崗灌區高效生態農業示范區規劃報告》(2018年9月)，為了突出新型稻蝦綜合種養模式以糧為主，生態優化及產業化發展的特征，項目以稻田為基礎，在不減少糧食產量的前提下，在稻田養殖小龍蝦，發揮水稻和龍蝦共生互利的作用，厚坡鎮示范區工程主要建設內容為：①引水工程：根據項目區配套面積及后期發展規劃，引水管道采用HDPE100給水管道，干管選用DN560 mm，支管選用DN200 mm管，管材公稱壓力均采用0.60 MPa。配套進水口、閥門及閥門井、水表等。②田間工程：田塊土方平整；開挖蝦溝；田埂填筑；安裝防護網及防逃網等。③環境保護及生態保護：施工期采取圍擋等措施對施工區生態環境進行保護。④臨時工程：臨時施工占地等。

3 工程設計

3.1 灌溉管網設計

3.1.1 引水流量確定

根據《灌溉與排水工程設計標準》萬畝以上灌區應采用時歷年法確定歷年各種主要作物的灌溉制度。由灌水率計算公式算出灌區規劃毛灌水率為1.74×10-3m3/(s·hm2)。因蝦溝需水量小于田間需水量，設計引水流量按照全部為田間灌溉需水量計算，厚坡支渠設計流量1.08 m3/s，項目區引水流量計算見表1。

表1 項目區引水流量計算表

由表1可知渠道設計流量滿足片區灌溉用水需求。

3.1.2 管網布置

管道系統布置與田塊高程、道路等結合，管線平順，力求使管線最短，控制面積最大，同時兼顧農戶管理、使用方便。根據田塊布置，確定進水口位置。

厚坡鎮前后街片區自厚坡支渠樁號2+100左岸引水，片區面積143.33 hm2，引水干管采用DN560 mmPE管道，管長5.56 km；引水支管采用 DN200 mm PE管道，管長 0.15 km，管材公稱壓力均為0.60 MPa。

3.1.3 構筑物布置

項目灌溉水源形式為利用管道自渠道自流引水至項目區，由固定地埋輸水干管和支管管道組成。利用管道引水至各田塊完成灌溉任務。

根據灌溉需要，灌溉系統主要由進水口、閥門井、引水管道、閥門控制及計量設備等組成：①進水口：自渠道側壁開口設八字墻進水口，通過管涵引水至沉砂池，沉砂池側壁連接引水管道至田間。②閘閥：為調節流量、方便管理，在干、支管進水口處均設置閘閥，閘閥設于閘閥井內。③排氣閥：在各渠道引水口閘閥后設排氣閥，在管道凸起點處、以及長管道長度超過1.00 km時設排氣閥，排氣閥設于排氣閥井內。④檢修閥：在各管道長度超過2.00 km時設檢修閥，檢修閥設于檢修閥井內。⑤放水閥：在各田塊進水口處設放水閥，放水至田間進行灌溉，放水閥后設水表進行灌溉用水計量。⑥水表：在各渠道引水口設總水表。在各田塊進水支管放水閥前設水表，便于灌溉水量計量。⑦鎮墩：為了保護好管道，連接好管網，在管道轉彎、變坡、分叉和管道末端處，均設鎮墩。

3.1.4 管網設計

3.1.4.1 管材選擇

根據項目區地形情況結合鄉鎮意見，厚坡鎮前后街村片區管道均采用HDPE100管材，管道公稱壓力0.60 MPa。

3.1.4.2 管徑確定

片區輸水方式均采用重力輸水方式，管徑確定根據引水流量、管道進出口高程差和管道水頭損失進行確定。

3.1.4.2.1 管道水頭損失計算

包括沿程水頭損失和局部水頭損失，計算公式：

(1)

式(1)中：hf—沿程水頭損失，m；f—沿程水頭損失摩阻系數，PE管取0.948×105；Q—管道中通過的流量，m3/h；m—流量指數，PE管取1.77；d—管徑，mm；b—管徑指數，PE管取4.77；l—管道長度，m。

局部水頭損失按沿程水頭損失的15%計算，總水頭損失H=1.15hf。

3.1.4.2.2 管徑確定

根據管道管線水頭損失、自由水頭情況，片區引水管道管徑計算見表2。

表2 片區引水管徑水力計算表

根據表2計算可知，管道總水頭損失<水位落差，水頭滿足供水需求。管徑選取時結合鄉鎮和土地經營者意見，同時考慮片區后期擬發展面積，適當擴大選取的管道管徑，為鄉鎮后期擴大養殖規模做好儲備工作。

3.2 田間設計

根據《稻魚綜合種養技術規范》及《稻蝦生態種養技術規程》進行田間系統設計。

3.2.1 田塊設計

根據項目區田塊高程及排水系統，結合取水口高程，規劃田塊按照面積0.33～3.33 hm2設計為1個單元。田塊采用“口”字型布設。

根據引水水源處渠底高程及水位，結合項目區的地形特點和工程規劃，土地平整時采用以1個田塊為單元進行局部平整。耕作田塊寬度與長度，根據地形、地勢的變化確定。

項目區地塊的土地平整采用散點法對需平整的田塊進行土方計算。

3.2.2 蝦溝設計

蝦溝采用梯形斷面，溝底寬2.80 m，邊坡1∶2，深度1.20 m，口寬7.60 m。蝦溝底坡的比降1∶2 000。進、排水口分別位于稻田兩端，進水渠道建在稻田一端的田埂上，進水口用20目的長型網袋過濾進水，防止敵害生物隨水流進入。排水口建在稻田另一端環形溝的低處。

3.2.3 田埂設計

田埂兼作生產路時，寬度為4.00 m，邊坡 1∶2。蝦溝與田面間設0.02 m高子埂，子埂頂寬0.03 m，邊坡 1∶2。

根據田面設計高程，將蝦溝開挖土料及田面平整后余料均填筑于田埂上。田埂高程根據周邊地形、道路高程確定。若田埂頂高程距蝦溝底部高差>2.00 m時，田埂在距蝦溝1.40 m高程處設平臺，平臺寬0.50 m，方便喂養小龍蝦等。

田埂填筑壓實度不<0.96，應夯實，避免出現漏洞，以防止小龍蝦逃逸并提高蓄水能力。

3.2.4 防逃及防護設施

田間防逃網總高度0.75 m，其中聚乙烯網布高度0.55 m，頂部設塑料膜高0. 20 m；每隔1.00 m用竹竿或木樁支撐固定，高度 0.95 m，埋深 0.30 m。安裝防逃網時先將蝦溝挖 1 條深約 0.20 m的小溝，將防逃網沿蝦溝四周拉開，下端放入溝槽內，用土填平壓實。

田塊防護網總高度 2.10 m，采用低碳浸塑冷拔鋼絲網，網孔 60 mm×60 mm，絲徑3 mm；每隔 3.00 m設 10 mm×10 mm不銹鋼立柱一道，高度 2.10 m，C25混凝土基礎尺寸 0.50 m×0.50 m×0.35 m。防護網如有斷開及在道路交叉口時，可視現場調整立柱間距；安裝防護網時從立柱端部開始牢固安裝到立柱的掛鉤上，網片與立柱連接應牢固，所有網片及鐵絲均應緊繃而不變形，護欄安裝完畢過程中立柱基底及四周填土均需壓實處理。

3.2.5 下田涵設計

為方便生產及人員通行，在田間跨蝦溝處設下田涵，路基采用素土夯實。每單元田塊根據田塊面積，一般情況下間距0.20 km設1處下田涵。田埂通向稻田面時設下田涵2處或4處。道路通向田埂時根據實際高差，下田涵≤4處。

下田涵橫斷面寬度4.00 m，回填邊坡1∶1.50。溝內埋設雙排D1 000 mm×100 mm鋼筋混凝土管過水。

3.3 其它程設計

田間管道埋設管線較長，地形起伏較大處需設置排氣閥井放置排氣閥、伸縮接頭等設備；為方便管道流量控制及計量，需設置閘閥(放水閥)、水表、伸縮接頭等設備，渠道進水口處干管首端閘閥及分支管放水閥處設水表等計量設施。

4 結語

厚坡鎮示范區肩負著通過培育生態農業產業，帶動、引領南水北調中線工程水源地如期完成脫貧攻堅任務、實現群眾持續穩定增收的重要任務。示范區圍繞落實精準扶貧、精準脫貧基本方略，以提升脫貧攻堅質量效益為主線，按照“鞏固傳統產業、壯大現有產業、發展新興產業”的總體指導思想，力爭把示范區建設成為南水北調中線源頭和淅川縣最大的生態產業基地，對于淅川縣乃至整個丹江口庫區的移民和扶貧工作都具有重要的指導意義。