农田节水灌溉工程设计浅论

王娟

【摘要】结合农田节水灌溉工程建设的必要性分析，重点从果道设计、排水工程设计、建筑物设计，以及生产路设计等方面对农田节水灌溉工程设计进行了论述，以为农田水利工程建设提供理论与实践借鉴。

【关键词】水利工程 农田节水灌溉工程 浅论

一、农田节水灌溉工程建设的必要性

建设农田节水灌溉工程项目是新农村的建设需要。建设社会主义新农村的首要任务是提高农民的生活水平，水利工程是保障农业丰产丰收的重要基础设施，田间节水灌溉工程的建设，将极大的提高当地农田的灌溉保证率，缩短灌溉周期，既可以使农田浇上宜时水，提高作物产量，增加收入，又能节省水源，降低成本。建设农田节水灌溉工程项目是缓解水资源紧缺的重要举措。将推动灌溉工程管理再上新台阶。

二、渠道设计

（1）渠道配水方式。根据原有渠系布置情况和农作物种植结构状况及灌水要求，按照《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）的规定，确定斗渠、农渠均采用轮灌方式配水。

（2）渠道流量推算。各条农渠的控制面积悬殊不大，渠道衬砌需用定型模板，因此所有农渠均采用同一断面，根据典型渠道控制面积计算农渠流量。

因为王集支渠实际控制面积较大，所以按王集支渠进行实际计算。根据实际测量成果，每条农渠平均控制45亩土地，每条农渠平均设有16条毛渠（分水口），按每4条毛渠分组，可分4组。

农渠设计流量：

式中：Qn—渠道的设计毛流量，m3/S；An—轮灌组的平均灌溉面积（万亩）；N—该渠道轮灌组数；ηn—灌溉渠道至田间的灌溉水利用系数；qs—设计灌水率，m3/S/万亩。经计算农渠流量为0.07m3/S，斗渠所需流量为0.2m3/S和0.384m3/S，斗渠实际设计流量为1m3/S，满足要求。

（3）灌溉周期计算。经计算，最大毛灌溉定额为150m3/亩，田间水的利用系数为0.95，农渠灌溉水利用系数0.98，斗渠灌溉水利用系数0.96，支渠灌溉水利用系数0.93，农渠的灌溉周期为16小时，按1天计取。每四个农渠为一个轮灌小组，依次从斗渠尾部开始进行灌溉。斗渠的灌溉周期根据斗渠控制下的农渠数目而定，具体见农渠水位推算表。每两条斗渠为一个轮灌组，依次从支渠首部开始进行灌溉。支、干渠采用续灌。

（4）农渠纵断面设计。纵比降：根据测量成果，结合地形实际况，确定农渠的纵断面比降为1/3000。水位：根据地块中的最高地面点，按田间灌水深度18cm，农渠1/3000的比降计算每一条农渠的设计水位线。

（5）横断面设计。断面形式：确定新建农渠采用U型断面形式。农渠断面为混凝土U型结构，渠深0.65m，开口宽度0.809m，底部为1500圆弧，圆弧半径300mm，上部向外倾斜，倾斜角为15度，倾斜段下端与圆弧相切。U型渠道采用C20混凝土现浇，厚度70mm。每6米设置一道伸缩缝，缝宽20mm，用沥青砂浆填缝。

渠床糙率：根据项目区内渠道流量和混凝土衬砌情况，参照《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99），渠床糙率选用0.017。

横断面设计：横断面按明渠均匀流公式计算。

式中：Q-渠道设计流量（m3/s）；A-渠道过水断面（m2）；C-谢才系数；R-水力半径（m）；J-渠道比降；n-渠道糙率，取0.017计算。

三、排水工程设计

农沟是在现有田间排沟的基础上进行疏挖整理，参照灌溉与排水工程设计规范》的规定进行布置。

（1）斗排、农排排水流量计算。按如下公式计算各斗排设计流量：Qs=qs·As。式中：Qs—斗排设计流量，m3/S； As—斗排控制面积（km2）；qs—排涝模数，取0.744（m3/S/km2）。经过计算，斗级排沟设计流量分别为0.4m3/s；农级排沟设计流量为0.05m3/s。

（2）排沟断面设计，排沟横断面采用明渠均匀流公式计算：

式中：Q—排沟设计流量（m3/s）；A—排沟过水断面（m2）；C—谢才系数；R—水力半径（m）；J—排沟比降；n—排沟糙率，取0.025计算。根据测量成果，根据排沟的现状实际断面，取斗排底宽为3m，比降为1/5000，边坡1：2；农排底宽1m，边坡1：2，比降为1/3000。经计算，斗沟排涝水深为1.1m，农沟排涝水深为0.7m。考虑区内必须满足土地排碱防渍要求，排沟内正常水位必须在距地面1.80m以下，确定斗排沟沟深为2.7m，农沟排沟深为2.2m。

四、建筑物设计

（1）斗渠出水口。在斗渠出水口处新设M15浆砌石挡土墙，两侧设ml5浆砌石八字墙护坡，护坡与U型渠道平顺相接。斗渠和农渠衔接部位设置斗渠出水口（又叫农门），共设置93座，出口间距视农渠位置而定。斗渠出水口为浆砌石结构，上游段设门槽，下游为浆砌石出口，为便于生产，出口靠近农田侧设置便道，埋设直径300mm混凝土管道。

（2）农渠出水口。农渠上设置农渠出水口（又叫毛门），共设置590座，出口间距视地块布置而定，约30米一座，在全渠段根据农田要求布置。农渠出水口为PVC管道，在U形渠相应出水口埋设直径200mmPVC管道，PVC管道和U形渠衔接部位用C25水泥填捣密实。

五、生产路设计

在排溝疏挖的同时，需要对沿线生产道路进行整修，按照生产路建设现状，生产路（田间路）与农渠分别布置在农级排沟的左右两侧，主要干道布置在斗渠一侧。其结构为农排侧路面比地面高0.30m，路面为土路，整平压实；斗排侧路面比地面高0.50m，顶宽5m，路面为泥结石路及沥青路。