农田水利灌溉节水工程设计分析

蔡勇

摘 要：农田水利灌溉节水工程是我国调配水资源的基础性工程。由此，本文首先分析工程设计的重要性及设计标准，并对需要解决的设计问题作出总结，最后对农田水利灌溉节水工程具体设计方法进行详细论述。

关键词：农田;水利灌溉工程;节水设计

中图分类号：S274文献标识码：A文章编号：1003-5168（2018）31-0076-02

Design and Analysis of Farmland Water Conservancy

Irrigation Water Saving Project

CAI Yong

（Pingxiang Water Conservancy and Hydropower Survey and Design Institute，Pingxiang Jiangxi 337000）

Abstract： Farmland irrigation and water saving project is the basic project for the allocation of water resources in China. This paper first analyzed the importance of engineering design and design standards， and summarized the design problems that need to be solved. Finally， the specific design methods of farmland irrigation irrigation water-saving projects were discussed in detail.

Keywords： farmland;water conservancy irrigation project;water saving design

1 農田水利灌溉节水工程设计的重要性

农田水利灌溉工程在我国分布广泛，但由于我国处于发展阶段，很多农田水利灌溉工程设计没有对节水性进行全面考虑，导致很多农田灌溉工程出现水资源浪费问题。水利节水灌溉工程与传统灌溉工程存在较大差异，并具有较高节水功能，对解决我国水资源短缺问题具有重要意义。据不完全统计，2016年我国水资源总量30 150亿m3，居世界前列，但由于我国人口众多，使水资源分布不均匀，人均量较少，导致一些地区水资源短缺问题严重，如新疆地区水资源长期不足，在很大程度上影响了该地区的农业发展进程[1]。为此，国家需要提升农田水利节水灌溉工程设计质量，在发展农业的同时达到节水的目的，使水资源得到高效利用。

2 农田水利灌溉节水工程设计标准

2.1 满足农业灌溉需求

农田水利灌溉节水设计的首要目标就是要保证农业灌溉用水量，保证我国农业稳定发展。在此基础上再对水利灌溉工程节水设计进行优化，保证不同季节水水利工程存储量能够满足农业生产灌溉要求，促使我国农业在水资源节能的前提下迅速发展。

2.2 抗干旱作用

由于我国地域分布广阔，某些干旱地区降雨主要集中在一些特定时间段，即雨季与旱季。旱季时这些地区由于缺乏水资源无法进行灌溉工作，很大程度上影响了该地区农业的正常发展。因此，农田水利节水灌溉工程设计应当能够满足旱季农业灌溉需求，提前储存雨水，在干旱季节对农田进行灌溉。

3 农田水利灌溉节水工程设计需要解决的问题

3.1 农田水利灌溉节水工程节水设计投入较低

目前，我国农田水利灌溉节水工程设计还存在一些问题，如资金投入不能满足设计需求，导致节水工程设计无法正常完成。此外，在节水工程设计过程中，缺少大量灌溉设备，致使实际灌溉环境与设计内容不符。同时，在进行水利灌溉节水工程设计时，灌溉设备更新与维护工作不及时，导致设计目标很难落实到位。所以，在进行农田水利节水灌溉工程节水设计时，应增加资金投入，采用有效措施对工程进行融资，解决资金问题。同时，还需要定期对现有设备进行更新与维护，保证农田水利节水灌溉工程节水设计目标能够有效实现。

3.2 农田水利灌溉节水工程节水设计规划不合理

目前，农田水利灌溉节水工程节水设计还存在设计规划不合理的问题。主要原因是设计人员对具体工程环境不了解，勘察资料无法满足设计需求，致使设计者仅凭自身经验进行设计，导致工程设计与农田实际情况不符，无法满足水利节水灌溉要求。因此，在后续设计时，设计者要对农田灌溉环境进行全面勘察，对当地灌溉情况有足够的了解，然后制订出完善、有效的设计方案，提升农田水利灌溉节水工程实用性。

4 农田水利灌溉节水工程设计分析

4.1 总体设计

4.1.1 首部枢纽设计。首部枢纽是农田水利灌溉节水工程设计中的重要组成部分，由排气阀、水泵以及闸阀等部分组成。首部枢纽的具体功能有观测控制、给配水量以及安全保护等。

4.1.2 灌水定额及灌水周期设计。灌水定额主要是在农作物生长需求基础上进行设计的，其计算方法如式（1）所示。

[m=1 000γshβ1-β2]                 （1）

式中：[m]是设计净灌水定额（m3/hm2）;[γs]是土壤容重（kN/m3）;[β1]、[β2]是适宜土壤含水率上、下限，[β1=0.9β]，[β2=0.6β]，[β]为24%;h是计划湿润层深度（m）[2]。

灌水周期的计算方法如式（2）所示。

[T=mEa]                                （2）

式中：[T]是灌水周期（d）;[Ea]是小麥耗水量高峰月平均日耗水量值（mm/d）。灌水定额以及灌水周期计算表如表1所示。

4.2 取水方法的设计

农田水利灌溉节水工程设计过程中非常重要的一项内容就是取水方法设计，该设计能够有效满足节水要求，并可以降低灌溉难度。取水方法主要分为提水与自流，其中自流分为有坝与无坝，无坝一般是通过闸道进行取水，有坝则是通过堤坝将水以自流的方式引入农田进行灌溉。提水是用户根据自身需求选择取水方式。

两种不同取水方式具有不同特点。在进行取水方法设计时，需要根据实际环境进行调整。此外，节约水资源也是设计中需要考虑的重要问题，而采用自流取水方法时，灌溉更加便捷，避免水资源的浪费。

4.3 管道流量的计算

管道流量计算方法如式（3）所示。

[Q=0.66EaAηt]                                     （3）

式中：[Q]是所需流量（m3/h）;[A]是灌溉面积（a）;[Ea]是设计耗水强度（mm/d）;t是水源每日供水时间（h/d）;[η]是灌溉水利用系数，取0.85。如果地块面积分别是2.9hm2和3.7hm2，所需流量分别为10m3/h、13m3/h，部分已配套水泵流量为40m3/h，在此基础上能够有效满足需求，不需要更换。入畦流量单宽流量确定还要考虑土质情况，若是砂壤土，其标准为2～4L/（s·m）。当入畦流量是40m3/h、畦田宽度为3m时，计算本项目入畦单宽流量为3.7L/（s·m），满足要求。

4.4 引水量的合理计算

农田灌溉在设计时还需要全面计算引水量，而引水量是灌溉用水与资源浪费的总和。在对引水量进行计算时，需要考虑农作物种类以及周边环境条件，这就需要在引水量设计时保证设计水量与实际情况相符，并在此基础上确定横断面量，并根据实际情况绘制对应的断面图，保证农田水利节水灌溉工程整体设计符合实际环境。

4.5 渠道防渗的设计

目前，我国农田水利灌溉节水工程设计时，多采用土渠输水方式，这造成在渠道在输水过程中经常出现渗漏问题，极大地浪费了水资源，导致农业正常灌溉受到影响。因此，农田水利灌溉节水工程设计过程中，必须要解决渠道渗漏问题，避免水资源浪费，使节水能力满足实际要求。在进行渠道防渗设计过程中，可以通过衬砌工程完成防渗作业，衬砌材料的选择需要根据当地土质情况而定。此外，在工程设计过程中，还需要结合季节来设计施工工期，并通过添加适量外加剂提升材料质量，尽可能提升渠道防渗透能力。

5 结语

农田水利灌溉节水工程设计能够有效提升水利灌溉效率，并且达到节约水资源的目的。在未来设计工作中，还应全面提升设计人员节约意识，完善农田水灌溉工程设计体系，这对水利工程未来发展尤为重要，不仅能够完成水资源节约目标，而且可以实现水利灌溉工程规范化管理。

参考文献：

[1]范建军.论农田水利节水灌溉工程设计[J].农业与技术，2015（8）：36.

[2]蓝天.对农田水利节水灌溉工程设计的探讨[J].科学技术创新，2013（27）：200.