引言
农田水利关乎农业、农村经济。我国地域广阔,气候差异大,某些地区常发生干旱灾害。干旱的发生通常是大面积的,导致该地区农业生产受到极大影响,农民收入减少。在新农村建设不断深入的今天,为能够使农田水利灌溉工程真正惠民,应重视其规划和设计的合理性,使其真正帮助农民抗旱,减少干旱灾害给农民造成的损失。现主要结合农田水利灌溉工程工作经验,分析农田水利灌溉的设计和规划。
1 农田水利灌溉工程设计和规划原则
1.1 安全原则
农田水利灌溉工程的规划设计应以安全为主,确保挖方深度、填方深度在安全范围内[1]。农田水利灌溉设施虽然主要用于干旱时期的灌溉,但也要考虑到洪涝灾害对该工程的影响,应做好泄洪排洪的措施,避免洪水冲毁渠道。除此以外,农田水利灌溉应避开透水性强的土质地带、避免与湖、河、溪等相邻等。
1.2 多功能作用原则
农田水利灌溉工程除了要考虑到其灌溉功能,也应结合当地情况发挥该工程的其他作用,做到综合利用,体现其多功能作用,使其经济效益和社会效益达到最大化。例如有较大落差的灌溉渠道,可以利用水位落差特点来设计水电、水利加工等,充分发挥灌溉渠的作用。
1.3 充分利用地形优势原则
在规划设计中,地形情况会对该农田水利灌溉工程产生直接的影响。设计中应该充分掌握地形特点、条件,因地制宜,提高农田水利灌溉工程的设计合理性,尽量做到全面安排、科学合理。
2 农田水利灌溉工程规划设计分析
2.1 灌溉工程规划设计标准
农田水利灌溉设计标准主要有两点,一是灌溉设计保证率,其主要与灌溉地区、农作物有关,按照相关要求,我国农田水利灌溉设计保证率应至少在50%以上[2]。其中农作物以水稻为主而且水资源多的地区,农田水利灌溉保证率应最少为70%;农作物以旱作物为主而且水资源较少的地区,农田水利灌溉保证率必须达到50%-80%。二是抗旱时间。抗旱时间主要与灌溉工程供水能力有关,确保灌溉工程供水能够满足旱期农作物的需水天数。不同地区旱期时间长短不同,而且农作物也有很大差异,旱地农作物需水量少,但旱期往往持续较长的时间。而水稻需水量大,所在地往往旱期时间持续较短。因此,在规划设计中应具体分析该地区农作物、旱期等具体问题具体分析和设计。
2.2 分析农田水利灌溉规划设计规模
农田水利灌溉工程的作用主要是满足某个区域的灌溉需求,这就需要考虑到所在地的灌溉面积、农作物类型、旱期的灌溉天数。除此以外,农田水利灌溉工程规划中的水资源承载力也是影响灌溉规模的因素。因此,要充分论证灌溉区的灌溉规划设计规模,进行水资源供需平衡分析,做到整体把控、统筹安排。
2.3 取水方式的规划设计
农田水利灌溉需要有充足的水源来保证灌溉需求,那么就涉及到取水设计。根据水源特点,灌溉取水方式可以分为自流取水灌溉和提水取水灌溉两种。提水取水灌溉主要是针对灌溉水位要求高,河流水位較低的情况。通常会采用建设抽水站的方法,将水资源通过抽水站直接提水灌溉农田。目前主要用于喷灌、微灌等节水灌溉系统。自流取水以河流作为灌溉取水水源时,则主要对有坝引水方式和无坝引水方式进行设计。可用于灌溉的水源大部分为地表水源,有河川径流、地面径流、地下水等。
2.3.1 有坝引水方式的规划设计
某些地区河流水资源丰富,能够满足灌溉设计规模的需求,但水位低,无法达到自流灌溉饮水的条件。为能够提高水位,可以通过修建溢流坝、进水闸等,使低水位的水资源达到自流灌溉的引水条件。采用这种方法能够减少土石方工程量、交叉建筑物的数量等,从而减少施工量和成本投入。溢流坝的作用除了提高水位以外,还具有排出汛期洪水、排出多余水量等作用。因而溢流坝设计中坝高要达到3-8m的要求。进水闸可设置成侧面取水和正面取水两种,其主要作用是控制入渠的水流量。其中侧面取水的水闸设计容易造成大量泥沙入渠,因此如果河流泥沙较多,则避免使用该方法。除此以外,还要设计冲沙闸,防止泥沙进入渠内。在底板高程的设计中,冲沙闸要高过进水闸;在过水能力方面,冲沙闸要超过进水闸[3]。对于有发电、通航等设计的灌溉渠,还要考虑配套工程如电站、鱼道等等。
2.3.2 无坝引水方式的规划设计
无坝引水规划设计中,可根据灌溉地区的具体情形考虑是否建闸。如果该地区极少有洪水或汛期水位不高,对农田影响较小,可设计为不建闸。但实际上很多河流在汛期洪水很容易淹没和毁坏农田,也可能会冲毁渠道。从安全设计的原则角度上来讲,对于这一情况应做好建闸的设计。对于建闸的无坝引水渠,通常包括进水闸、冲沙闸、导流堤。建闸设计中,河流方向与渠首的进水闸中心线的引水角应设计在30°-50°之间,底板高程要高出闸前河底高程1-2m之间。冲沙闸能够防止泥沙进入渠道,设计时冲沙闸的底板高程低于进水闸底板高程。导流堤主要作用是防沙、导流引水、拦截洪水等等。
3 结束语
农田水利灌溉工程的建设主要目的是惠民,减少干旱灾害给农田产量、农产品质量造成的损失。因此,在该类工程的规划设计中,应要充分考虑到灌溉天数、灌溉面积等,正确判断灌溉规模。在具体的灌溉渠设计方面,应根据水源状况对取水方式进行设计,并要遵循安全原则进行建闸设计。总体来讲,农田水利灌溉工程的规划设计比较复杂,设计时应充分利用当地地理优势,以安全原则、实现工程多功能作用的原则进行设计,具体的设计还需要结合灌溉工程所在地进行设计。