基于生態(tài)理念下的農(nóng)田水利工程規(guī)劃多功能設(shè)計(jì)

李 鵬，李林杰，張峻華

（恒晟水環(huán)境治理股份有限公司，廣西 桂林 541199）

基于生態(tài)理念，在農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)中要考慮灌溉面積、設(shè)計(jì)流量、水量平衡等因素。在種植時(shí)結(jié)合水量需求，實(shí)現(xiàn)工程規(guī)劃、田間規(guī)劃、輸水規(guī)劃。我國(guó)社會(huì)全面發(fā)展，對(duì)于生態(tài)需求，要結(jié)合“綠色”“可持續(xù)戰(zhàn)略”措施，對(duì)目前水利工程存在的問(wèn)題開(kāi)展分析，完成突破。將生態(tài)理念應(yīng)用于農(nóng)田水利工程規(guī)劃中，能夠規(guī)避潛在的污染現(xiàn)象，達(dá)到種植效率、供水質(zhì)量的雙向提高。如生態(tài)理念可結(jié)合BIM 技術(shù)建立對(duì)應(yīng)的模型。通過(guò)軟件分析應(yīng)用，打造協(xié)同工作制度，減少投入成本，提高生產(chǎn)效率，整合各類資源。

1 基于生態(tài)理念的農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的作用

基于生態(tài)理念，對(duì)農(nóng)田水利工程規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)，符合我國(guó)現(xiàn)代化的發(fā)展方向。生態(tài)理念可以達(dá)到保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源、綠色發(fā)展的要求，與我國(guó)綠色發(fā)展措施有高度的融合效果。生態(tài)理念要在水資源節(jié)約這一層面，按照當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境，實(shí)現(xiàn)人本融合。在保障輸水效率的基礎(chǔ)上，盡可能地降低水利工程建設(shè)、發(fā)展過(guò)程中對(duì)周圍環(huán)境的影響，構(gòu)建獨(dú)特的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)[1]。節(jié)水設(shè)計(jì)符合我國(guó)未來(lái)發(fā)展方針，規(guī)避我國(guó)傳統(tǒng)“只追求經(jīng)濟(jì)利益，忽略生態(tài)發(fā)展”的問(wèn)題。生態(tài)理念的出現(xiàn)，對(duì)于農(nóng)田水利工程規(guī)劃將會(huì)有獨(dú)特的促進(jìn)作用。在設(shè)計(jì)時(shí)，考量我國(guó)的水資源緊張問(wèn)題，保障高效率排澇以及水資源重復(fù)利用。生態(tài)理念主張“人與自然交互”，人類對(duì)于自然的保護(hù)，反之自然也能夠?qū)θ祟惡罄m(xù)發(fā)展提供保障。要想實(shí)現(xiàn)自然、和諧、穩(wěn)定發(fā)展，就要保障生態(tài)建設(shè)有現(xiàn)代化意義。生態(tài)理念結(jié)合農(nóng)田水利措施，使農(nóng)田水利工程在不同條件下合理高效率開(kāi)展。我國(guó)農(nóng)田用地分布較廣，范圍較大。各地區(qū)的農(nóng)業(yè)用地狀態(tài)不盡相同，在進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，要做到因地制宜，對(duì)土壤狀態(tài)進(jìn)行分析。結(jié)合周圍的自然環(huán)境、氣候條件、土壤狀態(tài)，考量多方面因素。農(nóng)田水利工程規(guī)劃人員可以結(jié)合分析結(jié)果，采取對(duì)應(yīng)措施，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田水利工程的基礎(chǔ)強(qiáng)化以及有效建設(shè)[2]。

2 基于生態(tài)理念的農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)原則

基于生態(tài)理念，農(nóng)田水利工程規(guī)劃原則主要為三點(diǎn)：

1.合理利用原則。按照當(dāng)?shù)氐姆N植作物以及面積，設(shè)計(jì)水量，保障糧食產(chǎn)能。提前對(duì)播種面積完成數(shù)據(jù)計(jì)算，采取模型分析水利工程建設(shè)的效果。優(yōu)先使用地表水，隨后引入淺層地下水，控制深部地下水。利用山洪、暴雨等水資源，完成水資源的儲(chǔ)存規(guī)劃。對(duì)水庫(kù)、水塘等進(jìn)行修復(fù)，實(shí)現(xiàn)合理利用要求。大力開(kāi)展節(jié)水灌溉措施，完成引水示范。

2.設(shè)置農(nóng)田灌溉制度。灌水前可以對(duì)灌溉單位進(jìn)行設(shè)計(jì)，了解灌水總量。灌水制度是指作物在全部生長(zhǎng)期限內(nèi)的總灌溉次數(shù)，考慮水定額總和，可以采用立方米/每畝的標(biāo)準(zhǔn)。農(nóng)田灌溉制度需要有充足的理論作為支撐，設(shè)計(jì)灌溉量圖，分析灌溉最大面積以及所需的灌溉量，使用直方圖表明典型年份。

3.水資源平衡分析。降水量與供水量之間進(jìn)行對(duì)比，特殊水量（如用作人畜水源）也需要計(jì)算，得出最佳的分析結(jié)果[3]。

3 生態(tài)理念下的農(nóng)田水利工程規(guī)劃多功能設(shè)計(jì)

3.1 明確設(shè)計(jì)理念

農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)主要包含灌溉工程、方案設(shè)計(jì)、農(nóng)田水利研究、單體規(guī)模設(shè)計(jì)、建設(shè)方案完善、田間工程分析、資金籌集、效益評(píng)估、環(huán)境評(píng)估等各大環(huán)節(jié)。因此，在設(shè)計(jì)中需要進(jìn)行前期考量工作。若前期工作不完善，必然會(huì)對(duì)后期工程建設(shè)造成不良影響。農(nóng)田水利工程建設(shè)要維持正常的思想觀點(diǎn)，在政府引導(dǎo)下做好資金投入，明確農(nóng)田水利工程質(zhì)量監(jiān)督工作，落實(shí)設(shè)計(jì)理念，為后續(xù)農(nóng)田水利的順利推廣奠定基石，確保農(nóng)田水利工程方案以及生態(tài)理念基調(diào)共存，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。農(nóng)田水利規(guī)劃的思路理念會(huì)成為后續(xù)工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。政府要發(fā)揮充分的指導(dǎo)作用，水利工程建設(shè)需要根據(jù)當(dāng)?shù)卣闹甘疽箝_(kāi)展[4]。除財(cái)政部門撥款外，還需要根據(jù)水利工程項(xiàng)目的規(guī)劃以及設(shè)計(jì)方法完成施工。水利工程是政府重點(diǎn)投資項(xiàng)目，只要獲得相關(guān)部門的認(rèn)可，就可以獲得經(jīng)濟(jì)支持以及政策扶持。保障農(nóng)田水利工程建設(shè)方法結(jié)合生態(tài)理念，使農(nóng)田水利工程的最終質(zhì)量符合建設(shè)規(guī)劃。

3.2 明確農(nóng)田水利規(guī)劃設(shè)計(jì)方法

根據(jù)現(xiàn)有的農(nóng)田水利規(guī)劃設(shè)計(jì)方法，按照設(shè)計(jì)目的、原則，保障工程高質(zhì)、高效率開(kāi)展。需要進(jìn)行前期準(zhǔn)備工作，例如農(nóng)田工程水利規(guī)劃措施，要有可持續(xù)性。考量當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，對(duì)各項(xiàng)資源進(jìn)行綜合并融入農(nóng)田水利工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)中。考慮當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的實(shí)際發(fā)展情況以及農(nóng)村人口情況，水利工程總體規(guī)劃情況得使其適應(yīng)農(nóng)作物種植規(guī)模，達(dá)到極高的灌溉效率。根據(jù)農(nóng)田水利工程措施設(shè)計(jì)分析標(biāo)準(zhǔn)，與當(dāng)?shù)厍闆r相匹配。例如，推廣信息化技術(shù)，信息化技術(shù)能夠幫助管理者制定對(duì)應(yīng)的決策措施[5]。在后續(xù)建設(shè)時(shí)，添加信息系統(tǒng)防汛檔案，對(duì)于某些自然災(zāi)害（如洪水等）有明顯的預(yù)警作用。例如，當(dāng)洪水發(fā)展到一定程度時(shí)，系統(tǒng)就可以列出對(duì)應(yīng)的解決措施。決策者可以根據(jù)洪水的實(shí)際情況，針對(duì)性地選擇不同的解決辦法。此系統(tǒng)還能夠掌握水利信息，使用戶更加便捷、有效地通過(guò)GIS咨詢系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)線索收集、整理、記錄。基于GIS 建立的信息化平臺(tái)，其優(yōu)勢(shì)在于高兼容性，可以在PC、電話、iPad 等設(shè)備運(yùn)行，具備電子地圖、資料查閱、實(shí)時(shí)信息瀏覽等功能，有高應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，越來(lái)越多的信息技術(shù)融入工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了有效的管理改進(jìn)，提高了工作的準(zhǔn)確性，減少了管理失誤的影響。因此，發(fā)展節(jié)水還需要積極引入信息化管理技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)節(jié)水管理的整體改善。比如，積極開(kāi)展節(jié)水管理信息化管理，發(fā)展信息平臺(tái)。

3.3 采取先進(jìn)科學(xué)技術(shù)

采用先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，用發(fā)展的眼光看待水利工程設(shè)計(jì)，保障工程有可持續(xù)性、可發(fā)展性的優(yōu)點(diǎn)。考慮農(nóng)村社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況以及農(nóng)村人口現(xiàn)狀，對(duì)各項(xiàng)資源進(jìn)行綜合，并融入農(nóng)田水利工程管理規(guī)劃，使二者達(dá)到綜合建設(shè)、綜合灌溉的效果。

例如，使用BIM 技術(shù)能夠提高設(shè)計(jì)水平，主要包含科學(xué)計(jì)算工程量、閘室位置確認(rèn)以及配筋率規(guī)劃、工程進(jìn)度模擬等[6]。

在工程量計(jì)算中，通過(guò)模型建設(shè)能夠替代傳統(tǒng)的圖紙分析，使工程規(guī)劃有可視化、可改進(jìn)等優(yōu)勢(shì)，達(dá)符合因地制宜的原則。作為施工階段的最關(guān)鍵組成部分，要對(duì)建造環(huán)境、施工條件以及水文氣象等進(jìn)行合理分析，將實(shí)際數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)中，計(jì)算最終的工程量以及費(fèi)用額度。BIM 技術(shù)在開(kāi)展中，要根據(jù)具體數(shù)量、數(shù)據(jù)信息，了解在實(shí)際階段的各工程材料用量，對(duì)項(xiàng)目建造的信息進(jìn)行匯總，分析得到最終結(jié)果。

在閘室位置確認(rèn)中，閘室的中心位置指閘門、底板等高度要保持一致性。考慮其他因素對(duì)閘室中心位置所造成的影響，針對(duì)不同的工程類型要進(jìn)行分析確認(rèn)，選擇合理的尺寸大小以及形狀。在閘室中心位置確認(rèn)時(shí)，要使閘室門與周邊建筑之間的距離保持理想狀態(tài)。在地基條件較差時(shí)，則可以利用混凝土替代鋼筋，當(dāng)閘閥高度不超過(guò)一定范圍內(nèi)，就要計(jì)算水流阻力大小等因素。按照水文地質(zhì)資料以及工程經(jīng)驗(yàn)、施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況等，選擇閘門室位置。閘門的設(shè)計(jì)高度與當(dāng)?shù)氐慕ㄖ锼鑼挾鹊扔嘘P(guān)，在施工現(xiàn)場(chǎng)受到地形條件影響，可以使用頂進(jìn)式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，將其作為支撐體部分與底板進(jìn)行固定。

對(duì)配筋率進(jìn)行控制，通過(guò)BIM 技術(shù)計(jì)算施工的整個(gè)建造過(guò)程，以及完工后的自然生命周期，得出參數(shù)值。利用鋼筋網(wǎng)繪制構(gòu)件以及管道埋深，建立對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)完成核查修正。通過(guò)BIM 技術(shù)對(duì)農(nóng)田水利工程項(xiàng)目完成研究，使整個(gè)農(nóng)田水利工程規(guī)劃具有科學(xué)性、標(biāo)準(zhǔn)性。應(yīng)用BIM 技術(shù)對(duì)配筋率進(jìn)行規(guī)劃極為重要，若在農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)時(shí)忽略BIM 技術(shù)分析，就有可能導(dǎo)致配筋率不均衡，浪費(fèi)大量的人力、物力，也會(huì)出現(xiàn)混凝土構(gòu)件尺寸偏差問(wèn)題。

在工程進(jìn)度模擬中，農(nóng)田水利施工技術(shù)模擬可以利用軟件，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行預(yù)規(guī)劃、預(yù)設(shè)計(jì)。以三維實(shí)體模型為基礎(chǔ)信息，構(gòu)成清晰的建筑動(dòng)態(tài)監(jiān)管，還可以提供對(duì)應(yīng)的輔助資料以及文件，幫助人員完成參考。總結(jié)農(nóng)田水利工程設(shè)計(jì)階段，對(duì)工程進(jìn)度中出現(xiàn)的不足實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析，獲得施工組織、計(jì)劃等各項(xiàng)內(nèi)容。為了避免工期延誤，可以使用BIM 技術(shù)完成實(shí)際模擬。通過(guò)三維模型保障施工階段、設(shè)計(jì)階段達(dá)到共享協(xié)作，為管理人員提供更多資料，減少項(xiàng)目在建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)延誤的概率。

3.4 合理預(yù)測(cè)建設(shè)規(guī)模

對(duì)建設(shè)規(guī)模進(jìn)行合理預(yù)測(cè)，在規(guī)劃前，要考慮當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況以及水利輸送最高標(biāo)準(zhǔn)。例如，農(nóng)田水利工程戰(zhàn)略措施與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求交相輝映，增加當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶收入，保障糧食生產(chǎn)安全。在建設(shè)規(guī)模預(yù)測(cè)中，可以對(duì)結(jié)構(gòu)灌溉、設(shè)計(jì)統(tǒng)籌、管理等進(jìn)行分析。農(nóng)田結(jié)構(gòu)灌溉是水利工程建設(shè)的核心因素，因此要使農(nóng)田結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，使農(nóng)作物在生長(zhǎng)時(shí)受到的自然傷害可能降低。維持土壤自身的儲(chǔ)水能力，減少水資源的浪費(fèi)。通過(guò)不同種植作物的性能，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)利益最大化。要結(jié)合實(shí)際種植問(wèn)題，如種植過(guò)程中有可能會(huì)產(chǎn)生的農(nóng)作物根部損害，使農(nóng)田灌溉具有科學(xué)性、合理性。

在統(tǒng)籌管理中，設(shè)計(jì)人員需要具備較強(qiáng)的專業(yè)能力，盡可能提高招聘門檻。以人員專業(yè)能力以及素養(yǎng)作為考核標(biāo)準(zhǔn)，完善專業(yè)技能。加強(qiáng)與當(dāng)?shù)馗咝５暮献鳎峁?shí)習(xí)機(jī)會(huì)，體現(xiàn)專業(yè)人才以及新興技術(shù)的引入。生態(tài)理念要做到均衡性，完成高質(zhì)量的農(nóng)田水利規(guī)劃。

3.5 細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)要求

在設(shè)計(jì)中，從取水方法、灌溉溝渠設(shè)計(jì)原則出發(fā)。例如，在取水方法中，要求執(zhí)行高質(zhì)量取水規(guī)劃。在引水方案設(shè)計(jì)時(shí)，要抽取地下水。按照抽取水源設(shè)置自引流方法，如有壩引水。采用此方法可以結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡貏?shì)水平，若農(nóng)田地勢(shì)水平較低，水量豐富，就可以采用此方法自然引流。通過(guò)河流修筑節(jié)水閥門或水壩，使水資源合理利用于耕地，不僅能降低工程投入費(fèi)用，同時(shí)還能夠減少引水渠長(zhǎng)度，降低土方用量。減少在建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)的水資源浪費(fèi)以及渠溝被沖毀等危險(xiǎn)。有壩引水能夠減少河流對(duì)溝渠的影響，調(diào)節(jié)水流速。

在灌溉溝渠設(shè)計(jì)中，高標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)田水利規(guī)劃設(shè)計(jì)安排要結(jié)合農(nóng)田、耕地、森林、公路等，做到水平衡有效布局。利用當(dāng)?shù)氐乃临Y源，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的融合。對(duì)建設(shè)農(nóng)田灌溉用的排澇渠道，需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況進(jìn)行深基坑開(kāi)挖，做到安全第一、預(yù)防為主。盡量避免沿江布局，以規(guī)避出現(xiàn)的洪流沖擊。結(jié)合地形要求，將澆灌區(qū)設(shè)置于低洼地帶，排澇澆灌考慮當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)條件限制。要使建設(shè)完畢的溝渠盡量保持通暢，避免溝渠出現(xiàn)交叉。遵循綜合利用的原則，完成引水處理。在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)使用時(shí)，利用自然水資源以及土壤資源等，結(jié)合井水、河水互相澆灌理念，打造綜合一體的澆灌體系。制定主干道布設(shè)方法，通過(guò)具體問(wèn)題具體分析完成安排。要考察一類、二類澆灌地，選擇地表水充足區(qū)域完成灌溉設(shè)計(jì)，做好防治。灌溉渠道要做好澆灌以及沖刷壓鹽，具有高使用標(biāo)準(zhǔn)。平原農(nóng)業(yè)灌區(qū)屬于重要的農(nóng)田，水利工程局勢(shì)地勢(shì)相對(duì)開(kāi)闊，可按照地勢(shì)要求，結(jié)合水利工程設(shè)計(jì)的各項(xiàng)程度，完成主干支持與鋪設(shè)。

3.6 基本保障措施

對(duì)基本保障措施要提高工程人員的認(rèn)知能力以及靈活分析能力。在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)農(nóng)作物的品種、水質(zhì)、水源等進(jìn)行研究。考慮在水利規(guī)劃中出現(xiàn)的問(wèn)題，制定對(duì)應(yīng)措施，防止方案設(shè)計(jì)不合理對(duì)莊稼生產(chǎn)產(chǎn)生的影響，保障農(nóng)田水利規(guī)劃以及設(shè)計(jì)的可行性、合理性，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)籌用水以及調(diào)水。要建立田間水利工程供需平衡標(biāo)準(zhǔn)，分析水利規(guī)劃不科學(xué)所產(chǎn)生的影響。根據(jù)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀，推進(jìn)農(nóng)村共同發(fā)展進(jìn)程，促使城市建設(shè)更有理想目標(biāo)，避免出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)力過(guò)大的問(wèn)題。對(duì)于工程用地進(jìn)行合理優(yōu)化配置，我國(guó)的可用土地處于減少狀態(tài)。為了增大剩余土地的利用價(jià)值，農(nóng)田地區(qū)的工程設(shè)計(jì)方案要實(shí)現(xiàn)資源的合理利用，減少在規(guī)劃時(shí)出現(xiàn)的緊張問(wèn)題。在操作前，要做好準(zhǔn)備，通過(guò)實(shí)地調(diào)查，實(shí)現(xiàn)方案因地制宜原則，使施工人員有序施工，逐步推進(jìn)。

綜上所述，農(nóng)田水利工程與我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有密切關(guān)聯(lián)。需要在建設(shè)優(yōu)化時(shí)結(jié)合自然生態(tài)理念，將我國(guó)各項(xiàng)政策有效落實(shí)，開(kāi)展高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。作為重要的組成部分，農(nóng)業(yè)發(fā)展要保障社會(huì)主義建設(shè)順利完成。要對(duì)農(nóng)田水利進(jìn)行布局，使我國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到進(jìn)一步發(fā)展。農(nóng)村土地規(guī)劃設(shè)計(jì)在理念應(yīng)用中有獨(dú)特的必要性。在新時(shí)代背景下，農(nóng)業(yè)發(fā)展要走可持續(xù)現(xiàn)代化發(fā)展道路。落實(shí)資源節(jié)約以及環(huán)境保護(hù)，完成經(jīng)濟(jì)多元化、可持續(xù)化。