稻虾种养的目标、内容及工程设计

雷雨，李丽锋，陈亚男

(河南灵捷水利勘测设计研究有限公司，河南 南阳 473000)

1 引言

作为丹江口库区的农业大县、移民大县、国家级贫困县的淅川县。为了让京津及调水沿线人民吃上优质纯净的丹江水，淅川县委、政府高度重视调水源头的生态保护工作，坚持把服务南水北调、建设生态示范县作为一切工作的出发点和落脚点，为保护渠首蓝天碧水做出了不懈努力。尽管淅川县近年社会经济发展很快，但目前农业的发展还面临较多的困难，水源和生态保护与经济发展之间的矛盾有待进一步破解。尤其是在经济发展水平低、基础设施落后、生态环境脆弱的条件下完成大量移民、发展农村经济和生态环境建设的重任，通过调整农业产业结构，大力发展可持续、高效益、脱贫能力强的生态产业，实现保护水质与经济效益双赢。建设宋岗灌区高效生态农业示范区，将为淅川县农业发展注入新的活力，并充分发挥示范带动、辐射扩大作用，从而加快淅川县农业结构调整，提高农业综合效益，实现社会绿色可持续发展。以宋岗灌区高效生态农业示范区内厚坡镇为例进行分析。

厚坡镇示范区依托南水北调中线工程渠首得天独厚的优质水源和自然生态环境，结合宋岗电灌区提灌和沟渠系统，通过对稻田实施工程化改造，构建稻-虾共生互促系统，并通过规模化开发、集约化经营、标准化生产、品牌化运作，能在水稻稳产的前提下，大幅度提高稻田经济效益和农民收入，提升稻田产品质量安全水平，改善稻田的生态环境，是一种具有稳粮、促渔、增效、提质、生态等多方面功能的现代生态循环农业发展新模式。

2 建设目标及建设内容

建设目标：树立创新、协调、绿色、开放、共享发展理念，以创建生态乡镇为载体，强力实施“生态立镇、工业强镇、创新活镇、脱贫富镇”四大战略，突出抓好生态农业、工业经济、城乡建设、脱贫攻坚4个重点，着力构建法治厚坡、诚信厚坡、文明厚坡、富强厚坡，实现经济和社会事业的跨越发展。

依据河南农业大学编制的《淅川县宋岗灌区高效生态农业示范区规划报告》(2018年9月)，为了突出新型稻虾综合种养模式以粮为主，生态优化及产业化发展的特征，项目以稻田为基础，在不减少粮食产量的前提下，在稻田养殖小龙虾，发挥水稻和龙虾共生互利的作用，厚坡镇示范区工程主要建设内容为：①引水工程：根据项目区配套面积及后期发展规划，引水管道采用HDPE100给水管道，干管选用DN560 mm，支管选用DN200 mm管，管材公称压力均采用0.60 MPa。配套进水口、阀门及阀门井、水表等。②田间工程：田块土方平整；开挖虾沟；田埂填筑；安装防护网及防逃网等。③环境保护及生态保护：施工期采取围挡等措施对施工区生态环境进行保护。④临时工程：临时施工占地等。

3 工程设计

3.1 灌溉管网设计

3.1.1 引水流量确定

根据《灌溉与排水工程设计标准》万亩以上灌区应采用时历年法确定历年各种主要作物的灌溉制度。由灌水率计算公式算出灌区规划毛灌水率为1.74×10-3m3/(s·hm2)。因虾沟需水量小于田间需水量，设计引水流量按照全部为田间灌溉需水量计算，厚坡支渠设计流量1.08 m3/s，项目区引水流量计算见表1。

表1 项目区引水流量计算表

由表1可知渠道设计流量满足片区灌溉用水需求。

3.1.2 管网布置

管道系统布置与田块高程、道路等结合，管线平顺，力求使管线最短，控制面积最大，同时兼顾农户管理、使用方便。根据田块布置，确定进水口位置。

厚坡镇前后街片区自厚坡支渠桩号2+100左岸引水，片区面积143.33 hm2，引水干管采用DN560 mmPE管道，管长5.56 km；引水支管采用 DN200 mm PE管道，管长 0.15 km，管材公称压力均为0.60 MPa。

3.1.3 构筑物布置

项目灌溉水源形式为利用管道自渠道自流引水至项目区，由固定地埋输水干管和支管管道组成。利用管道引水至各田块完成灌溉任务。

根据灌溉需要，灌溉系统主要由进水口、阀门井、引水管道、阀门控制及计量设备等组成：①进水口：自渠道侧壁开口设八字墙进水口，通过管涵引水至沉砂池，沉砂池侧壁连接引水管道至田间。②闸阀：为调节流量、方便管理，在干、支管进水口处均设置闸阀，闸阀设于闸阀井内。③排气阀：在各渠道引水口闸阀后设排气阀，在管道凸起点处、以及长管道长度超过1.00 km时设排气阀，排气阀设于排气阀井内。④检修阀：在各管道长度超过2.00 km时设检修阀，检修阀设于检修阀井内。⑤放水阀：在各田块进水口处设放水阀，放水至田间进行灌溉，放水阀后设水表进行灌溉用水计量。⑥水表：在各渠道引水口设总水表。在各田块进水支管放水阀前设水表，便于灌溉水量计量。⑦镇墩：为了保护好管道，连接好管网，在管道转弯、变坡、分叉和管道末端处，均设镇墩。

3.1.4 管网设计

3.1.4.1 管材选择

根据项目区地形情况结合乡镇意见，厚坡镇前后街村片区管道均采用HDPE100管材，管道公称压力0.60 MPa。

3.1.4.2 管径确定

片区输水方式均采用重力输水方式，管径确定根据引水流量、管道进出口高程差和管道水头损失进行确定。

3.1.4.2.1 管道水头损失计算

包括沿程水头损失和局部水头损失，计算公式：

(1)

式(1)中：hf—沿程水头损失，m；f—沿程水头损失摩阻系数，PE管取0.948×105；Q—管道中通过的流量，m3/h；m—流量指数，PE管取1.77；d—管径，mm；b—管径指数，PE管取4.77；l—管道长度，m。

局部水头损失按沿程水头损失的15%计算，总水头损失H=1.15hf。

3.1.4.2.2 管径确定

根据管道管线水头损失、自由水头情况，片区引水管道管径计算见表2。

表2 片区引水管径水力计算表

根据表2计算可知，管道总水头损失<水位落差，水头满足供水需求。管径选取时结合乡镇和土地经营者意见，同时考虑片区后期拟发展面积，适当扩大选取的管道管径，为乡镇后期扩大养殖规模做好储备工作。

3.2 田间设计

根据《稻鱼综合种养技术规范》及《稻虾生态种养技术规程》进行田间系统设计。

3.2.1 田块设计

根据项目区田块高程及排水系统，结合取水口高程，规划田块按照面积0.33～3.33 hm2设计为1个单元。田块采用“口”字型布设。

根据引水水源处渠底高程及水位，结合项目区的地形特点和工程规划，土地平整时采用以1个田块为单元进行局部平整。耕作田块宽度与长度，根据地形、地势的变化确定。

项目区地块的土地平整采用散点法对需平整的田块进行土方计算。

3.2.2 虾沟设计

虾沟采用梯形断面，沟底宽2.80 m，边坡1∶2，深度1.20 m，口宽7.60 m。虾沟底坡的比降1∶2 000。进、排水口分别位于稻田两端，进水渠道建在稻田一端的田埂上，进水口用20目的长型网袋过滤进水，防止敌害生物随水流进入。排水口建在稻田另一端环形沟的低处。

3.2.3 田埂设计

田埂兼作生产路时，宽度为4.00 m，边坡 1∶2。虾沟与田面间设0.02 m高子埂，子埂顶宽0.03 m，边坡 1∶2。

根据田面设计高程，将虾沟开挖土料及田面平整后余料均填筑于田埂上。田埂高程根据周边地形、道路高程确定。若田埂顶高程距虾沟底部高差>2.00 m时，田埂在距虾沟1.40 m高程处设平台，平台宽0.50 m，方便喂养小龙虾等。

田埂填筑压实度不<0.96，应夯实，避免出现漏洞，以防止小龙虾逃逸并提高蓄水能力。

3.2.4 防逃及防护设施

田间防逃网总高度0.75 m，其中聚乙烯网布高度0.55 m，顶部设塑料膜高0. 20 m；每隔1.00 m用竹竿或木桩支撑固定，高度 0.95 m，埋深 0.30 m。安装防逃网时先将虾沟挖 1 条深约 0.20 m的小沟，将防逃网沿虾沟四周拉开，下端放入沟槽内，用土填平压实。

田块防护网总高度 2.10 m，采用低碳浸塑冷拔钢丝网，网孔 60 mm×60 mm，丝径3 mm；每隔 3.00 m设 10 mm×10 mm不锈钢立柱一道，高度 2.10 m，C25混凝土基础尺寸 0.50 m×0.50 m×0.35 m。防护网如有断开及在道路交叉口时，可视现场调整立柱间距；安装防护网时从立柱端部开始牢固安装到立柱的挂钩上，网片与立柱连接应牢固，所有网片及铁丝均应紧绷而不变形，护栏安装完毕过程中立柱基底及四周填土均需压实处理。

3.2.5 下田涵设计

为方便生产及人员通行，在田间跨虾沟处设下田涵，路基采用素土夯实。每单元田块根据田块面积，一般情况下间距0.20 km设1处下田涵。田埂通向稻田面时设下田涵2处或4处。道路通向田埂时根据实际高差，下田涵≤4处。

下田涵横断面宽度4.00 m，回填边坡1∶1.50。沟内埋设双排D1 000 mm×100 mm钢筋混凝土管过水。

3.3 其它程设计

田间管道埋设管线较长，地形起伏较大处需设置排气阀井放置排气阀、伸缩接头等设备；为方便管道流量控制及计量，需设置闸阀(放水阀)、水表、伸缩接头等设备，渠道进水口处干管首端闸阀及分支管放水阀处设水表等计量设施。

4 结语

厚坡镇示范区肩负着通过培育生态农业产业，带动、引领南水北调中线工程水源地如期完成脱贫攻坚任务、实现群众持续稳定增收的重要任务。示范区围绕落实精准扶贫、精准脱贫基本方略，以提升脱贫攻坚质量效益为主线，按照“巩固传统产业、壮大现有产业、发展新兴产业”的总体指导思想，力争把示范区建设成为南水北调中线源头和淅川县最大的生态产业基地，对于淅川县乃至整个丹江口库区的移民和扶贫工作都具有重要的指导意义。