高标准农田水利工程建设探讨

刘群昌,白美健,江培福,周明耀,何武全

(1.国家节水灌溉工程技术研究中心,北京 100048;2.扬州大学,江苏扬州 225009;3.西北农林科技大学,陕西杨凌712100)

农田水利建设滞后是影响我国农业稳定发展和国家粮食安全的最大硬伤。2011年中央一号文件《中共中央国务院关于加快水利改革发展的决定》明确指出要“把农田水利作为农村基础设施建设的重点任务”,要“突出加强农田水利等薄弱环节”、要“大兴农田水利建设”。中央一号文件的出台,为水利发展提供了重要的战略机遇。为更好地落实中央一号文件有关精神,财政部、水利部又联合启动了第三批400个小型农田水利重点县建设项目。至此,全国农田水利重点县已达1 250个,各省以实施小型农田水利重点县建设为平台开展了高标准农田水利工程建设。高标准农田水利工程建设是高标准农田建设中的核心内容,主要包括田间输配水工程、排水工程和田间高效节水灌溉工程。为了规范全国高标准农田水利工程的建设程序和评价依据,推动全国高标准农田水利工程建设工作,提高高标准农田水利工程的建设质量,故在调研了解各地区农田水利工程现状和对高标准农田水利工程的期望基础上[1],提出了高标准农田水利工程的概念与内涵;结合地方和其他行业在农田水利工程建设中试行的一些标准[2-12],针对不同气候和地形条件制定相应的高标准农田水利工程建设标准和投资标准具有重要的实用价值。

1 高标准农田水利工程的概念与内涵

定义:能实现“旱能灌、涝能排、机械作业方便、高效、节水、生态友好”的农田水利工程称为高标准农田水利工程。

内涵:通过改造现有的基础设施,改进现有的服务和管理水平,改革现有的制度和体制,达到沟渠规划合理、运行正常、配套设施完善、田间道路通畅、农田林网健全、水土资源开发合理、灌溉节水效果明显。实现需要灌溉时输配水工程能保证水快速地配送到田块;暴雨发生时排水工程能有效的将径流排出,避免作物受涝渍灾害;人、畜和机械到田间作业时,进出田块方便,田间生产道路设计合理,避免对沟渠的损坏;渠道完好率高、附属设施配套完备,灌溉水从水源到田块能高效、快速运行,农户灌溉时能灵活控制进地水量和时间,灌溉过程省工省时;渠道输配水损失和田间灌溉深层渗漏少,灌溉水利用系数高;水土资源合理利用,减少灌溉水过量深层渗漏造成的农业灌溉面源污染,林网规划合理、防风沙能力强,沟渠设计合理、减少涝渍灾害、维持水生态系统的可持续发展。

2 高标准农田水利工程建设的指导思想与基本原则

指导思想:统一规划,因地制宜,分步实施,建一片、成一片、发挥效益一片,科学合理的确定工程建设标准、选取工程措施和类型,建立切实可行的运行管护机制,做到建管并重,确保工程运行良好、可持续,充分发挥工程效益。

基本原则:①坚持统一规划,综合治理的原则。对于选定的建设区域,需考虑农田水利工程与其他相应的农田、路、林及电力设施的配套问题,需兼顾相关部门规划,统筹安排,规模整治。②坚持因地制宜的原则。根据不同区域自然地理条件和社会经济发展水平,因地制宜的选取适合当地实际条件和实际需要的灌排技术和设备。③坚持数量、质量和生态并重的原则。在经济条件许可的情况下,既要推动高标准农田水利工程的规模化建设,也必须确保工程建设质量,兼顾生态环境良性可持续发展。④坚持农田主体地位,依法保障农民的知情权、参与权和受益权,鼓励农民采用多种形式参与工程建设的原则。⑤坚持建管并重的原则。高质量的完成高标准农田水利工程建设后,需要完备的运行管护机制来保证工程可持续的发挥效益。

3 高标准农田水利工程建设标准

3.1 输配水工程

3.1.1 渠道输配水工程

选用灌溉保证率,渠道水利用系数,渠道设计使用年限,渠道建筑物配套率,渠道衬砌率,田间渠道亩均长度等指标对高标准渠道输配水工程进行评价。

不同水文气象、水土资源、作物组成等条件不同,灌溉设计保证率也不同。以旱作为主的丰水地区灌溉设计保证率不低于85%;以水稻为主的丰水地区灌溉设计保证率不低于95%;以旱作为主的缺水地区灌溉设计保证率不低于75%;以水稻为主的缺水地区灌溉设计保证率不低于80%。流量小于1 m3/s的支渠,斗渠和农渠各级渠道水利用系数不宜低于0.80;其中,支渠不宜低于0.95、斗渠不宜低于0.95,农渠不低于0.90。衬砌渠道的设计使用年限不宜低于30 a。渠道建筑物设计应符合《灌溉与排水工程设计规范》等有关规范的要求,对于斗门、农门、涵洞(管)、量水堰等固定设施,宜采用工厂化生产或现场预制的装配式结构,渠道建筑物配套率不宜低于95%。流量小于1 m3/s的支渠和斗渠的衬砌率不宜低于100%,农渠的衬砌率不宜低于75%。渠道亩均长度与地面灌水质量(节水要求)、田块规格、机械作业要求密切相关,平原区农渠亩均渠道长度宜不低于2 m,流量小于1 m3/s的支渠和斗渠亩均渠道长度不低于1 m;丘陵区可适当增加。

3.1.2 管道输配水工程

选用灌溉保证率,管道水利用系数,管道设计使用年限,管道量控及安全设施配套率,支管间距,单口给水栓的控制面积,固定管道亩均长度等指标对高标准管道输配水工程进行评价。

以旱作为主的丰水地区灌溉设计保证率不低于85%;以水稻为主的丰水地区灌溉设计保证率不低于95%;以旱作为主的缺水地区灌溉设计保证率不低于75%;以水稻为主的缺水地区灌溉设计保证率不低于80%。井灌区管道水利用系数不宜低于0.98,渠灌区不宜低于0.95。管道设计使用年限不宜低于30 a。管道量控及安全设施的布置应符合相关技术规范,使用方便安全,满足运行管理要求,配套率宜到达100%。支管间距不宜超过100 m。田间给水栓的布置应符合《农田低压管道输水工程技术规范》的要求,同时考虑农户操作方便,给水栓单口灌溉面积不宜低于0.16 hm2。田间固定管道的亩均长度宜不低于10 m。

3.2 排水工程

选用排涝标准,排涝模数,排水沟建筑物配套率,明沟间距,明沟深度,明沟亩均长度,管道亩均长度(暗管排水情况)等指标对高标准农田排水工程进行评价。

排涝设计标准应符合有关规定,设计暴雨重现期为5 a～10 a,建议易涝区为10 a,非易涝区为5 a。设计暴雨历时和排出时间应达到:旱作区1 d～3 d暴雨1 d～3 d排除;稻作区 1 d～3 d暴雨3 d～5 d排至耐淹水深。旱田设计排渍深度不宜低于0.8 m,水稻田设计排渍深度不宜低于0.4 m;旱作物耐渍深度不宜低于0.3 m,耐渍时间不大于4 d。排涝模数与设计暴雨历时,强度和频率、排涝面积、排水区形状、地面坡度、植被条件和农作物组成、土壤性质、地下水埋深、河网和湖泊的调蓄能力、排水沟网分布情况和排水沟底比降等因素有关,不同地区高标准排水工程的排涝模式应符合《灌溉与排水工程设计规范》中的相关规定。排水沟上必需的桥、涵、闸等建筑物应该配备完善,配套率不宜低于95%。明沟间距和明沟亩均长度与田间布局密切相关,需考虑与渠道、路和田块的布局相协调。明沟间距平原区一般为30 m～40 m,山丘区一般为50 m;明沟亩均长度不少于6 m。明沟深度需考虑农作物对地下水位的要求和当地自然经济条件,可参照《灌溉与排水工程设计规范》进行设计。平原区一般为1.2 m;山丘区一般为1.0 m。暗管排水系统的管道埋深、间距以及亩均长度等设计标准应符合《灌溉与排水工程设计规范》的相关规定。亩均管道长度不小于80 m。

3.3 田间高效节水灌溉工程

3.3.1 喷灌工程

选用喷灌设计保证率,喷灌均匀系数,喷洒水利用系数等指标对喷灌工程建设标准进行评价,同时,对于管道式喷灌还需要选用固定管道亩均长度;对于轻小型移动式喷灌机组还需要选用单位功率的机组控制面积;对于大型喷灌机还需要选用单台喷灌机的控制面积等指标。

喷灌设计保证率与自然条件和经济条件都有关,对于经济价值高的作物不宜低于95%,对于大田作物不宜低于85%。喷灌均匀系数与风速、管网的设计和喷头的布局等都有关,不宜低于0.8。喷洒水利用系数与气候条件和作物等密切相关,对于风速小的地区不宜低于0.9,对于风速稍大的地区不宜低于0.8。管道式喷灌工程的固定管道亩均长度不宜低于3 m。轻小型移动式喷灌机组的单位功率机组控制面积不宜低于6.67 hm2。大型喷灌机单台喷灌机的控制面积不宜低于13.34 hm2。

3.3.2 微灌工程

选用微灌设计保证率,微灌均匀系数,微灌水利用系数,固定管道亩均长度等指标对微灌工程建设标准进行评价。

微灌设计保证率与自然条件和经济条件都有关,对于经济价值高的作物不宜低于95%,对于大田作物不宜低于85%。滴灌工程的灌溉均匀系数不宜低于0.8;微喷工程的灌溉均匀系数不宜低于0.85。滴灌工程的灌溉水利系数不宜低于0.9;微喷工程的灌溉水利用系数不宜低于0.85。微灌工程的田间干、支固定管道亩均长度不宜低于6 m。

3.4 农、林、路及管理等配套措施

3.4.1 农田土地工程

与高标准农田水利工程相配套的农田土地工程主要包括土地平整,田间布局模式等。土地平整工程建设标准要以节地、节水、省工,增产为总目标,尽量减少无效用地,提高土地有效利用率。

土地平整后田块相对集中,农田耕作田面应到达一定平整精度,旱作畦田田面平整精度(相对于设计坡面的田面高程标准偏差)应小于3 cm;水田区格田田面平整精度应小于2 cm;采用喷、微灌时,畦、格田内田面平整精度不宜大于15 cm;有条件的地区应推行激光平地。渠灌区田间布局原则上按一沟一渠一路布设,形成条田和格田。条田和格田规格首先必须满足农业机械化生产要求,其次需要考虑节水、节地和省工等综合效益,再次需结合当地的社会经济条件和耕作方式等来决定。最终形成“田成方,路相连、渠相通”的一种田间布局,达到机械进地有路可走,灌溉水流开关自如,田间作业方便、高效。

3.4.2 农田林网工程

农田林网工程主要用于农田防风、改善农田气候条件、防止水土流失、促进作物生长和提供休憩庇荫场所的农田植树工程。按其功能可分为农田防风林、梯田埂坎防护林、护路林、护岸林等,应结合灌排沟渠布置进行布设。灌区农田防护林网控制面积占宜建林网农田面积的80%以上,并应预留农机进出田间的作业通道。风沙地区的防护林网和铁路路基、高压线附近的农田林网建设应符合国家现行标准。

3.4.3 农田道路工程

农田道路工程是为满足农业物资运输、农业耕作和其他农业生产活动需要所采取的各种道路工程措施,主要包括田间道和生产路。

田间道是指连接田块与村庄,供农业机械、农用物资和农产品运输通行的道路。田间道路建设与林带、渠道、排水沟和居民点布置相结合,与乡、村公路连接,布局合理,密度、宽度等建设标准符合水利、交通、农机部分有关规范,路面宽度控制在3～7 m,应配套必须的桥、涵等措施。生产路是指连接田块与田块、田块与田间道,供人力、畜力、小型农机通行的道路。生产路路面宽度应满足当地常用农业机具的交通要求,一般为2～3 m,路基高于田面20～40 cm,可采用单车道。道路通达度平原区不宜低于95%,丘陵区不宜低于80%。

3.4.4 管理措施

高标准农田水利工程要可持续发挥工程效益,除了确保工程建设质量外,必须建立切实可行的运行管护机制。坚决杜绝重建设、轻管理,工程管理机构不健全,管理制度不完善、管理责任不落实,造成工程有人建,无人管,损坏后无人修的现象。

高标准农田水利工程的管理技术与水平要与时俱进,随着社会经济的发展和农村劳动力的短缺,在经济发达有条件的地区可逐步实施农田水利工程管理信息化建设,实现工程运行管理自动化。坚决杜绝样板工程,在经济条件和技术水平达不到信息化管理可持续发展的地区,不建议盲目开展信息化建设。

4 高标准农田水利工程建设投资标准

投资标准按南方平原、南方山区、北方平原和北方山区四种类型分别确定,根据农田水利工程的建设投资调查,渠道和管道输配水工程、明沟排水工程在不同区域的投资存在差别,表1给出不同地区田间渠道及配套设施、田间管道及配套设施、和田间明沟排水工程及建筑物的投资范围。

田间高效节水灌溉工程的投资受区域差异影响相对小一些。固定管道式喷灌工程投资标准不宜低于27000元/hm2;半固定管道式喷灌工程投资标准不宜低于18000元/hm2;大型喷灌机式喷灌工程投资标准不宜低于15000元/hm2;卷盘式喷灌机式喷灌工程投资标准不宜低于12000元/hm2;小型机组式喷灌机式喷灌工程投资标准不宜低于10500元/hm2;大田粮食作物滴灌工程投资标准不宜低于18000元/hm2;大田经济作物农业滴灌工程投资标准不宜低于22500元/hm2;设施农业滴灌工程投资标准不宜低于37500元/hm2;大田经济作物微喷工程投资标准不宜低于33000元/hm2;设施农业微喷工程投资标准不宜低于42000元/hm2;大田经济作物小管出流工程投资标准不宜低于22500元/hm2;大田膜下滴灌工程投资标准不宜低于10500元/hm2。

表1 不同类型区高标准输配水和排水工程建设投资标准 单位:元/hm2

5 结 语

随着小型农田水利重点县建设进程的推进,全国高标准农田水利工程建设区域逐年拓宽,建设任务越来越重,各级政府及专家对高标准农田水利工程建设质量也越来越关切。本文在对有关高标准农田建设的行业和地方标准进行归纳分析的基础上,结合各地方对高标准农田水利工程内涵的诠释,以及为建设标准和投资标准提供的建议值,综合提出了高标准农田水利工程的概念和内涵,给出了不同区域高标准农田水利工程的建设标准和投资标准。这一成果有助于规范全国高标准农田水利工程的建设程序和评价依据,推动全国高标准农田水利工程建设工作,提高高标准农田水利工程的建设质量,为将来进一步制定有关高标准农田水利工程建设标准的行业或国家标准提供参考。

[1]赵 琦,陈曙光,叶新华.高标准农田建设的做法与思考[J].农业开发与装备,2009,(5):18-21.

[2]国土资源部.高标准基本农田建设规范(试行版)[S].国土资发[2011]144号,2011.

[3]中华人民共和国水利部.SL371-2006.农田水利示范园区建设标准[S].北京:中国水利水电出版社,2008.

[4]国家农业综合开发办公室.国家农业综合开发高标准农田建设示范工程建设标准(试行)[S].国农办[2009]163号,2009.

[5]宁夏回族自治区农田水利基本建设指挥部办公室.宁夏回族自治区高标准农田建设标准(试行)[S].宁农建指发[2011]3号,2011.

[6]江西省整合资金建设高标准农田领导小组办公室.江西省高标准农田建设标准(暂行)[S].赣高标准农田组字[2011]2号,2011.

[7]江苏省政府办公厅.江苏省高标准农田建设标准(试行)[S].苏政办发[2009]127号,2009.

[8]浙江省水利厅.浙江省粮食生产功能区、现代农业园区农田水利建设标准[S].浙水农[2011]13号,2011.

[9]湖北省国土资源厅.湖北省土地开发整理工程建设标准(征求意见稿)[S].2008.

[10]广东省质量技术监督区.DB44T505-2008.农田林网建设技术规范[S].北京:中国标准出版社,2008.

[11]中华人民共和国水利部.GB/T20203-2006.农田低压管道输水灌溉工程技术规范[S].北京:中国标准出版社,2006.

[12]中华人民共和国水利部.GB50288-99.灌溉与排水工程设计规范[S].北京:中国计划出版社,1999.