□邵敬伟□郑臣明□杨淑艳(河南省豫北水利勘测设计院;滑县发展和改革委员会)
滑县高标准粮田工程设计分析
□邵敬伟1□郑臣明1□杨淑艳2
(1河南省豫北水利勘测设计院;2滑县发展和改革委员会)
摘要:滑县大部分区域位于引黄补源灌区内,沟渠灌排合一,结合高标准粮田建设要求进行田间工程设计。考虑到项目区农业灌溉水源以地下水为主,输配水工程以地埋式低压输水管道为主;电力配套主要对机井进行低压电缆,高压部分整合电业部门资金配套;渠沟配套主要对部分淤积堵塞段进行疏挖,结合沟渠、道路及田块分布情况配套桥涵;对主要生产路和机耕路进行硬化。工程实施后保证耕地“旱能浇、涝能排”,建成水网、田网、路网“三网”配套的高产稳产粮田。
关键词:大功灌区;节水灌溉;田间工程;高标准粮田
滑县位于安阳市东南部约70.00 km,东与濮阳、西与浚县、南与长垣,北与内黄、西南与延津、封丘接壤。县域南北长44.00 km,东西宽51.00 km,总面积1814.00 km2,其中耕地面积13万hm2,是典型的农业大县,属黄河冲积平原,面积97.00%为黄河流域,3.00%为海河流域,地势平坦,地势西南高东北低。地形地貌分三个地形地貌类别区,平原故堤占全县面积的17.90%,平原平坡占全县总面积50.70%,平原洼坡占全县总面积31.40%。
滑县是古黄河流经和泛滥的地方,表层土壤为古河流冲积物,其主流带为粉沙土,缓流带为轻粉质壤土,积流带为重粉质壤土,积流边沿带和古黄河外渗区为盐碱土。粉细沙土分布在西南部的牛屯、半坡店、焦虎、瓦岗、慈周寨及西北部的小铺、城关一带;重粉质壤土分布在东北部黄庄河下游与金堤河交汇的三角地带;其余部分为轻粉质壤土。
滑县大部分耕地属大功引黄补源灌区范畴。大功灌区内规划沟渠灌排合一,区域内地势西南高东北低,灌区内干渠为东西流向,大功总干渠右岸渠道正坡输水灌溉,左岸渠道通过干渠节制闸回水补灌。现状农业灌溉以地下水为主。
近年来,水利作为国家基础设施建设的优先领域,农田水利作为农村基础设施建设的重点任务,滑县农田水利工程投资持续加大。滑县高标准粮田工程主要工程内容包括灌溉机井工程、地埋管工程、电力配套工程、渠道工程、生产路工程等。
项目建设区的选择原则为:项目区位于基本农田划定区域内,并保持长期不被转为非农用地;项目区是粮食主产区,土壤肥力中等以上,水质条件较好,增产潜力较大;项目区集中连片;项目区地势平坦,有一定的农田基础设施;项目区乡、村两级农技推广服务网络较为健全,技术服务能力较强。总体布局上,全县统一规划,统筹考虑水利、农业、农开项目资金,工程项目由北向南、由西向东整体、连片推进。
工程设计按照科学规划、优化布局、因地制宜的原则,合理布局田间灌排工程,保证耕地“旱能浇、涝能排”;合理布局田间道路,使其循环畅通,主要为在现状道路上进行整修硬化,便于农机进出田间作业和农场品运输。项目实施后,建成田地平整肥沃、水利设施配套、田间道路畅通,即水网、田网、路网“三网”配套的高产稳产粮田。
3.1水源工程
区内灌溉水源以地下水为主,原有机井基本为管井结构,现存可利用机井多建于20世纪八九十年代,井深在30.00~40.00 m之间,由于近年地下水位持续下降,单井出水量严重不足,灌溉高峰期在10.00~15.00 m3/h。
从滑县水文地质条件分析,含水层以中细砂为主,主要浅层水含水层集中在25.00~60.00 m之间,70.00 m以下为厚层粘土隔水层,机井深度宜在70.00 m以内,根据区域地质条件情况,新打机井深度在60.00~70.00 m。机井采用混凝土或钢筋混凝土管井结构,上部10.00~20.00 m为实管,下部3.00~5.00 m为沉淀管,中部为滤水管;滤料厚度150.00 mm左右,滤料顶部至井口段,采用粘土球封闭4.00 m,剩余部分采用粘土填实;井口周围采用粘土球封闭,厚度≥300.00 mm。新打机井采用梅花型布置,间距约180.00 m,单井控制灌溉面积3.33~4.67 hm2,成井单井出水量在30.00 m3/h以上,可满足灌溉用水需求。
滑县新打机井动水位在22.00~27.00 m间,水泵选型结合水头损失计算成果,扬程以39.00 m为主,额定流量32.00 m3/h,综合考虑地下水水位下降情况,水泵井内泵管采用镀塑钢管,每台水泵配置长度36.00 m。
井台及井堡采用钢筋混凝土结构,井台为正四边形结构,单边宽度为1.60 m,厚0.30 m,高出地面0.10 m。井堡侧墙及顶板均采用C25混凝土预制,井堡采用正四边形结构,侧墙边长为1.20 m,厚0.10 m,高1.20 m,顶部设C25混凝土预制盖板,厚0.80~0.10 m,盖板可吊装拆卸。内部配置漏电保护器、预埋件等。
3.2输配水工程
为提高水资源利用率,合理利用水资源,改善农业生态环境。通过埋设低压输水管道,可有效减少渗漏损失和蒸发损失。
管网布置以单井控制面积作为一个完整系统,结合井位规划、沟渠及道路分布、地块形状和种植方向,考虑灌水的均匀性,进行管网布置。
根据技术经济分析,管道及配套管件均采用硬聚氯乙烯(PVC-U)管,公称压力为0.32~0.40 MPa,公称外径为110.00~125.00 mm。采用地埋埋设方式,设计输水管道埋深0.90 m,位于冻土层以下。管道进口采用钢管与机井潜水泵出水管相连,连接处设阀门;给水装置包括连接三通、立管及给水栓,给水栓采用卡扣可拆卸式给水栓。出水口按灌溉面积均衡布设,间距30.00~50.00 m可根据实际需要适当调整,采用合金阀体控制。
3.3电力配套工程
电力配套工程内容主要包括高压线、变压器、低压线路和IC卡计量控制系统,其中高压线、变压器和IC卡计量控制系统整合电业部门资金配套,农田水利资金主要进行低压线路配套。变压器布置由高标准粮田工程建设部门与电业部分结合,统一规划布置,低压地埋电缆布置根据变压器位置、机井分布情况进行埋设。
地埋电缆采用地埋埋设方式,设计沟深1.00 m,引出地面时应留有一定余度(1.00~1.40 m)。电缆型号以滑县常用200QJ32-39/3型井用潜水泵为例进行选型,水泵电机功率为5.50 kW,额定电流为13.60 A。结合项目区机井和变压器分布情况,输电距离平均为220.00 m,最大距离500.00 m,低压线路为地埋电缆,计算最大导线截面面积为13.75 mm2,结合市场上现有地埋电缆型号,考虑地埋电缆散热情况,可选用3 mm×16.00 mm农用铝芯交联聚乙烯绝缘铠装电缆。
3.4渠道工程
滑县大部分区域位于大功引黄补源灌区,区内渠道灌排合一,现状项目区渠系布局合理,灌排通畅,设计对渠道不进行硬化,主要对部分淤积堵塞段进行疏挖,结合沟渠、道路及田块分布情况配套桥涵。
3.5生产道路工程
滑县现状路网布局较为合理,循环通畅,田间道路多为土路,硬化路段主要为村村通公路,现状均可与外围主要公路路网连通。高标准粮田工程主要对田间路进行整体规划设计,形成田间路网,提高农业生产效率。路网总体布置成网格状,为减少占地,尽量沿现状田间路布置。田间主要生产路布置与乡村公路或直接省道连接,生产路与机耕路连接。
结合滑县农业生产条件,规划田间路多为混凝土路面,路面采用C25素混凝土进行浇筑,厚度为18.00 cm,下设15.00~18.00 cm厚石灰或水泥土基层。规划机耕路设计路面宽5.00 m,基层宽5.50 m。两侧路肩宽0.50 m,坡比1:1。规划生产路设计路面宽4.00 m,基层宽4.50 m。两侧路肩宽0.50 m,坡比1:1。为保证工程质量,尽量采用商品混凝土,冬季施工时,商品混凝土中应添加田间防冻剂。混凝土路面每5.00 m设置一道横向缩缝,采用假缝形式,缝顶部应锯切槽口,深度为面层厚度的1/5~1/4,宽度为3.00~8.00 mm,槽内填塞填缝料。每100.00 m设一道胀缝,宽20.00 mm,缝内填充沥青木板。
实践表明,通过高标准粮田工程建设,改善了区域灌溉条件,显著提高了农业综合生产力,提高了粮食产量,为农业发展和发展优势农业打下了坚实基础。
(责任编辑:刘青)
中图分类号:S156
文献标识码:B
文章编号:1673-8853(2016)04-0007-02
作者简介:邵敬伟(1982-),男,工程师,主要从事水利规划设计工作。
收稿日期:2015-12-22