關于農田水利工程施工難點與施工技術的研究

□ 仇改霞

（甘肅省平涼市莊浪縣水務局，甘肅 平涼 744000）

關鍵字：農田水利工程；內容；難點；施工技術；灌溉

在鄉村振興戰略背景下，廣東地區召開全省冬春農田水利會議，致力于在2021年建設標準農田160萬畝，全力打開農田建設發展新局面，按照農業農村部部署，優化管理格局，進一步推動工程建設質量，提升農田水利建設，加強水利工程管護，做好除險、加固、修復工作，從而提升供水工程管護能力，助推高標準農田的建成。從這一層面來講，優化農田水利工程施工技術是非常重要且必要的。

一、農田水利工程的基本內容

農田水利工程從本質上講，屬于我國基礎性建設之一，其建設目的為：（1）解決耕地灌溉問題；（2）解決農村人畜飲水問題；（3）解決洪澇旱澇問題；（4）改良農田水分利用狀況；（5）通過科學技術和施工管理，調節區域性水利條件。從而滿足農業生產和發展所需，在滿足農村居民用水的情況下，促進農業穩產高產［1］。具體水利工程主要包括農村小型水庫建設、農村蓄水池建設、農村飲水工程、農村排灌工程、農村中小型泵站工程、農村小型灌區修建工程、塘壩工程等。

從農田水利工程的基本內涵中，我們可以發現，工程主要承擔泄水、擋水、蓄水、調水任務，因此，在具體施工建設中，對于施工質量、工程穩定性、防滲性、抗壓性、抗沖性、耐凍性、耐磨性等多種方面具有特殊要求。要想保證工程質量，對地基的要求更加嚴格，如果不能調和好工程地質條件和項目設計之間的關系，將會留下安全隱患。其次，部分水利工程需要在水下作業，根據水流的自然條件進行水域性施工，或者利用枯水期施工，工程周期較為緊湊，工程量較大，在施工設計中，管理者必須科學安排、統籌規劃、精心組織、避免在施工過程中和施工后期出現質量問題、洪訊問題。

二、農田水利工程施工難點

（一）客觀方面

從客觀層面來講，農田水利工程在施工中，經常受到地質條件影響。首先，在開挖過程中，可能會出現地基沉降、地面變形問題，尤其是受到軟土地基的干擾，建造基坑的質量和效率無法保障。如果出現基坑積水問題，將直接降低農田水利工程安全性和實用性，嚴重時，將會導致整個工程坍塌和損毀。其次，多數農田水利工程都是在較為潮濕的地方進行，在建造時可能出現滲漏問題，因此在開工動土前，前期勘探人員必須做好地質調查和測算，確保施工中人員安全和工程安全，在施工過程中，可能會受到氣候、水文、天氣、植被等變化的影響，因此在施工過程中，可能出現突發情況，影響工程進度，降低施工水平。

（二）主觀方面

從主觀層面來講，農田水利工程施工難點主要體現在技術層面［2］。比如在混凝土壩工程中，在混凝土澆筑環節完成后，接縫處可能出現裂縫問題，而產生這一裂縫的原因，主要是施工人員對于接縫處理不夠科學，設計人員對工程結構不能做到科學預判和測算；又如在工程灌漿過程中，施工人員不能夠按照孔的排列順序依次施工，容易出現泥漿灌漿質量控制不到位等問題；施工現場管理中，相關決策者不能進行科學統籌規劃，機器設備、施工材料、建設質量、施工速度等方面存在不足之處，對于施工現場安全問題，難以及時發現并預防。因此，筆者建議，為了降低農田水利工程故障發生率，必須從人員管理入手，提升其施工專業度，在施工管理中反復審核圖紙，對設備進行現場檢驗和調試，確保砌筑工程基本性能，提升材料與施工環節的匹配度，避免操作不當等問題出現，最終提升農田水利工程質量。

三、農田水利工程施工技術

（一）節水技術

農田水利工程施工中，節水技術也可以被稱為節水灌溉技術，主要分為噴灌式、微灌式方法［3］。我國最先研究農田水利節水技術是在1970年，經過多年的研究和發展，材料加工工藝不斷完善，信息技術應用不斷普及，噴灌及微灌技術已經實現廣泛應用，促進各地區農業用水穩步發展，保障農田用水充足，降低自然旱澇問題發生，在我國水資源短缺的背景下，將資源使用效率發揮到最大。其中，噴灌式技術主要指工程設計人員自主設計灌溉路線，利用噴灌機進行噴灌工作，在水壓作用下，水資源經過軟管最終從噴頭噴出。具體設計原理為：灌溉者可以利用半固定式、移動式、固定式噴灌設備，預先在農田內部設置灌溉水管，在壓力差和開關閥的共同作用下，噴頭可以持續噴射出水流，因此可以幫助農戶人員在噴頭、支管工作中對其故障發生情況進行實時檢修，避免因為噴頭堵塞（單支阻塞）、支管破裂（單支破裂）而導致停工停灌，或者作業遲滯問題。該技術主要應用在大面積澆灌中，具有良好的節水效果，但是在實施該項技術時，設計人員應該注意到，要想使用噴灌式灌溉技術，首先應該考慮應用多少個噴灌設備，并且組建設備通道，才能發揮水資源最大效用。

在微灌式技術工程中，灌溉設備較為簡單，主要由三個部分構成，分別為滴頭、滴管、管路［4］。在該灌溉方式中，不需要應用大型機械設備，因此在平原地帶、山地、丘陵地區都可以應用，可以有效降低水分外泄問題，因此具有良好的節水效果。該種技術主要將水管道、滴水器安置在農田植物、經濟作物的根部，通過定時灌溉方式，滿足經濟作物對水分的需求，同時也可以通過水肥一體化灌溉技術，將液態肥、顆粒肥與水資源進行混合，進行共同灌溉，增加土地養分。但是該種技術多應用于大棚，很少適用室外澆灌，因此應用規模較小。如果是室外農田、大片田地，可以利用井灌式，在農田缺水時在中心田位置設置井灌裝置，通過井灌井排技術方法，利用淺層地下水，合理調節地下水水位，該種技術主要由多井構成的井群系統組成，利用深淺不超過40m的淺井，開發利用地下水，就地取材；也可以利用復合式井型，根據地層結構和當地排灌要求，利用真空原理抽取地下水，更加適用于中低產田，避免農田受到旱澇、鹽堿等威脅，同時也可以防止土壤返鹽。

（二）排水技術

排水技術從廣義上講，可以劃分為配水技術（輸水技術）和排水技術，其中配水技術主要指低壓管道配水，在部分地勢起伏較大的山地丘陵區（海拔差大于200m），通過該技術，可以延長灌溉服務半徑，同時降低農田配水工程整體造價，在這一施工設計中，低壓配水管起到重要作用，但是在具體施工建設時，由于受到地質條件限制，配水管容易遇到不均勻沉降、低溫凍裂、高溫膨脹等問題。因此，技術人員可以利用填縫劑技術，提高混凝土配水管質量，利用地表水作為灌溉性水源，在井灌區可以通過該種技術方式替代所有中小型輸水渠道，如果地形有坡度并且配套渠系不完整，也可以利用該種低壓管道配水技術，輸水效率可以高達95%以上，與傳統土渠砌石渠道相比，該種輸水方式省時省力，速度較快，設備簡單，水流可以通過“樹枝”和“樹干”兩種網狀結構進行輸水。其中，輸配水管采用固定地埋管方式，由PVC管、PE管、水泥管、混凝土管組成，附屬設備主要有保護裝置、泄水裝置、分水裝置、測量裝置組成。田間配套工程還包括引流灌溉、小畦灌溉、地面閘管灌溉等，節水效果更好。

農田排水技術就是指在雨季來臨時，通過一系列技術手段降低田間儲水量，清除多余水分，避免土壤鹽堿化［5］。常見的田間排水技術主要有泵站修建、豎井技術、明溝排水技術、暗管排水技術等。筆者主要以明溝排水技術+暗管排水技術為例，其中，暗管排水設計可以分為多級暗管排水系統和明溝組合排水系統，暗管布置間距為10～15m之間，當地塊長寬比在3.5左右時，地下水就可以沿著地塊寬度向排水管溝（明溝）滲漏，通過該種排水系統，可以有效排除土壤中的重力水，降低地表殘留水，避免水分過多而影響農作物正常生長，根據地形條件、管道長度、管道坡度，合理設置吸水管埋地深度和吸水管間距，其中值得注意的一點就是，農作物的耐漬性越強，吸水管布設間距就越大，二者呈現正比例關系。此外，為了解決明溝邊坡穩定性問題，可以利用植根系較為發達的地被植物，借助ABS噴播技術，結合邊坡修整機一次性完成排水內容，同時也可以起到穩定邊坡的效果。技術人員也可以利用將動力流方式取代暗管排水方法，避免暗管排水因管道堵塞而受阻，直接通過動力流中液體的壓強帶走其他雜質（泥沙+垃圾），起到沖刷作用。

（三）防滲技術

防滲技術從本質上講，屬于灌溉技術的分支，在灌溉用水輸送過程中，必須通過渠道進行運輸，如果這一運輸渠道出現破損和滲漏問題，將大大降低水資源利用率，提高水量消耗，影響渠道的正常功能發揮。因此，從這一層面來講，農田水利工程建設過程中，必須注重防滲技術的使用，主要體現在以下幾個方面：（1）混凝土防滲技術，依據混凝土自身特點，經過防滲處理后，抗壓性更佳，壽命更長，在水利工程應用中更能適應復雜的農田地理環境、地質條件；（2）膜料防滲，通過塑料薄膜，為防滲層加上保護層，避免滲漏問題發生，該種操作技術可以確保灌溉更加科學合理，提升管道防凍性能，避免長時間浸染水分而發生腐化、腐爛問題；（3）瀝青混凝土防滲技術，該技術與前兩種相比，抗凍性能更佳、穩定性更好，主要操作流程為：將瀝青高溫融化，之后在管道容易產生泄露的部位進行填縫，合理利用瀝青本身屬性，延長渠道使用壽命，避免伸縮縫填縫材料老化、脫落等問題，保證水利農田工程質量；（4）膠泥防滲，主要分為焦油塑料膠泥和聚氯乙稀塑料膠泥兩種類型，利用聚氨酯彈性填料，提升防滲穩定性；（5）其他防滲技術，在凍脹情況較為輕微的地區，可以利用中厚板、槽形板、板膜復合板與換填砂礫料復合板，作為防滲層的襯砌材料。

四、具體案例分析

為了探究農田水利工程施工技術，筆者以廣東汕頭市小型農田水利項目為例（澄海區），該項目灌溉面積為2.62萬畝，改造渠道55.5km，受益人口高達近6萬人，如今已經新建山塘8處，水泵站23處，主要建設目的為排灌，并始終踐行“旱能灌、澇能排”的工作宗旨，提升當地農田抵御自然災害能力，為現代化農業生產建設做足準備。但是該項工程面臨施工點分散，地理空間跨度大，季節性較強，施工周期較短等工作困境，因此提出以下策略：

（一）施工前

在施工前期，設計人員充分結合當地地理情況和地質條件，做好水利工程規劃工作，避免照搬照抄，做好土方開挖前地質勘探，科學制訂施工計劃和施工進度，減少因地質環境問題而導致的地基滲漏、滲水、塌陷等問題。加強施工隊伍建設，對參與施工的技術人員開展統一培訓，針對在未來施工環節中可能遇到的難點和問題進行統一探討，定期開展檢察、監督工作，做好現場管理，保障工程施工質量，借助相應機械模型，確保工作人員可以熟練操作，做好材料進場和設備選型，選擇合適的施工材料和施工方案，保證工程可以高效進行，提升基坑和堤壩施工質量，尤其在混凝土施工中，科學配比混凝土材料，確保所有施工材料符合相應標準。

（二）施工時

在施工過程中，工作人員主要從土方施工技術、基坑開挖技術、節水灌溉技術、砌體工程技術四個層面進行施工［6］。其中在土方施工過程中，為了最大限度避免接縫出現，施工人員按照斜坡相接比例1∶5的原則，進行分段鋪墊，確保回填碾壓厚度在20～30cm之間；在基坑開挖技術中，避免人為施工行為對土質產生不良影響，在距離底部大概20～25cm，將機器挖掘法更換為人工挖掘法，有效防止滲漏問題，及時發現滲水現象并予以解決；在節水灌溉技術應用中，管理者和施工人員主要利用噴灌技術、防滲技術、低壓管道輸水技術，確保水資源的合理利用，降低水資源浪費。具體體現在：（1）在農田設置噴頭，在地下暗管和水壓共同作用下，及時對農作物進行水源灌溉，補充其所需水分；（2）利用防水材料（水泥、塑料等），避免水資源下滲而產生沼澤化、鹽堿化問題，水資源利用率可以高達75%；（3）利用低壓輸水技術，將其替代傳統明渠輸水方法，避免水資源的蒸發而產生消耗，降低5%的損失率，并且與混凝土水渠相互配合使用，更加適應當地大規模農田節水灌溉，可以引導農民應用節水技術，確保資源合理利用，通過該項技術使用水資源利用率高達90%。

在這一施工過程中，該項目負責人選擇了合適的灌溉技術，充分考慮到技術種類、地質環境、氣候條件等因素，在綜合考量下，選擇以上三種灌溉方式，提升灌溉效益，降低資源浪費；此外，管理者和工程負責人也可以引進高新技術，比如通過信息化、可視化計算機技術，對灌區的施工行為、管理水平、調配水決策等進行精準分析，通過科學技術手段提升灌溉用水效率，降低管理成本，從而提升水資源優化配置。

（三）施工后

在灌溉之后，相關部門可以對灌區水利工程施工建設進行質量檢測，通過綜合評價體系和細部體評價體系兩個方面，對該項工程的支渠狀況、灌溉面積、灌溉效率、需水量、供水量、干渠狀況、水資源利用情況、環境影響狀況等多種方面進行分析，綜合評定農田水利工程施工效益，從技術層面、設計層面、施工層面、質量層面、進度層面等多種維度進行綜合性評價，提高農業生產質量和用水效率。

五、結語

綜上所述，農田水利工程施工中，由于受到多種因素影響，可能會出現地基沉降、地面變形等問題，不利于灌溉水源的輸入與輸出，難以及時補給農作物所需水分，直接造成資源浪費，水利工程項目的功能難以發揮出來。因此，筆者建議，施工人員應該綜合利用節水技術、防滲技術和排水技術，選擇合適的灌溉方式，突出農業用水效益，最終提升農田水利工程質量。