高标准农田规划设计探析

许 封

(朝阳市农村水利建设管理局，辽宁 朝阳 122000)

基本农田是国家从战略角度出发，为了满足一定时期人口和国民经济发展对农产品的需求，而必须确保的耕地最低需求量，老百姓称之为“吃饭田”“保命田”[1]。高标准基本农田是指通过农村土地整治建设形成的集中连片、设施配套、高产稳产、生态良好、抗灾能力强，与现代农业生产和经营方式相适应的基本农田。

1 项目区基本概况

1.1 自然概况

建平县属辽西山地丘陵区，山区面积占30.4%，丘陵面积占43. 3%。项目区地处温带半湿润、半干旱大陆性季风气候区，属易旱区，降水量不足，年际变化大，时空分布不均。

1.2 基础设施

1.2.1 水利骨干工程现状

项目区内尧都地分场内有12眼井，山根分场有26眼井，八家分场有1眼井，柴达木分场有5眼井，新房身分场有8眼井，基本沿老哈河布设，由于维护不到位导致现有的12眼井废弃，40眼能用的管井均为柴油机井，需要进行改造。

项目区水浇地占耕地的60%，旱地占40%，水浇地基本没有铺设节水灌溉管路和相应的节水措施，主要靠田间土沟，造成了严重的水资源浪费；旱地基本为坡耕地，无灌溉保证，没有配套的水利工程，基本处于雨养农业状态。

1.2.2 田间工程现状

项目区内田间作业道路规划较好，各村组之间的耕地均有田间道路，但道路均为土路，路况较差，表面坑洼不平，无法通行，影响耕作，制约当地经济发展。

2 工程设计

2.1 农田水利工程

2.1.1 水源工程

(1)单井灌溉面积计算如式1所示[2]。

(1)

式中：F0为单井控制灌溉面积，hm2；Q为单井出水量，m3/h；T为灌水周期，d；t为灌溉期每天开机时间，经济田区取18 h；η为灌溉水利用系数，管道水利用系数；η1为干扰抽水的水量消减系数；m为最大一次灌水定额，m3/hm2。

项目区单井灌溉面积如表1所示。

表1 项目区内各区域单井控制面积

(2)井数和井距的确定。井距和井数可按式(2)～式(3)确定

(2)

(3)

式中：L0为井距，m；N为规划区需要打井数，眼；F为规划区内灌溉面积，hm2。

项目区内井数和井距计算结果如表2所示。

表2 项目区内井数和井距的统计

(3)水源井规格。根据项目区的地形和单井出水量进行计算，确定在项目区新打管井31眼，对原有井进行改造，将柴油机泵换成深井潜水泵，共计40眼，其中尧都地分场新打管井3眼，改造原有井9眼；山根分场新打管井10眼，改造原有井22眼；八家分场新打管井9眼；柴达木分场新打管井6眼，改造原有井1眼；新房身分场新打管井3眼，改造原有井8眼。依据水文地质资料及当地成井经验，确定管井均采用井径400 mm的铁管，并根据不同地块确定井深和出水量，其中尧都地分场井深30 m，单井出水量80～100 m3/h；新房身分场、山根分场(二队地块)、八家分场(靠近二队地块)片井深40 m，单井出水量80～100 m3/h；柴达木分场片井深70～80 m，单井出水量60～80 m3/h；八家分场(小叶线以南)井深60～80 m，单井出水量30 m3/h；山根分场(丛家湾地块)井深50～60 m，单井出水量60 m3/h。

2.1.2 灌溉管道工程

项目区输水采用节水滴灌方式，滴灌的干管管道埋于地下，干管材料采用硬聚氯乙烯(PVC-U)给水管和热轧无缝钢管，按照流量的不同，尧都地分场片干管直径为125 mm硬聚氯乙烯(PVC-U)给水管；山根分场片干管直径为160 mm、125 mm 和120 mm三种类型的硬聚氯乙烯(PVC-U)给水管和热轧无缝钢管；柴达木分场片干管直径为125 mm，支管直径为90 mm的硬聚氯乙烯(PVC-U)给水管；八家分场干管直径为160 mm和125 mm，分干管直径125 mm和110 mm硬聚氯乙烯(PVC-U)给水管和热轧钢管；新房身分场干管直径为160 mm。管路埋深与地面深1.5 m以下。项目区内井数和管网布设长度如表3所示。

表3 各片区控制井数和管网布设汇总

2.1.3 建筑物工程量

(1)井房设计。项目区每眼新打管井设井房1座，共计31座，根据井房内布置，钢管路及闸阀等方面的要求确定井房面积为3.00 m×3.00 m，建筑面积9.00 m2。井房净平面尺寸2.76 m×2.76 m，室内净高2.7 m。井房设门一扇，尺寸为0.90 m×2.00 m，具体位置位于机电井旁。

井房墙壁上用水泥抹面，标注“高标准基本农田井房编号”字样。

(2)农桥设计。项目区柴达木分场片有1处沟道截断道路，影响村民出行。此沟道平时无水，但雨后水流较大，故设计1座农桥。农桥的跨度8 m，宽度4 m，高2 m。采用钢筋混凝土桥面板，浆砌石桥墩。

(3)涵洞设计。项目区共设计涵洞26座，其中山根分场片4座，八家分场片14座，柴达木分场片8座。涵洞形式采用管涵，直径为600 mm，宽度为4 m的管涵5座，直径为800 mm，宽度为6 m的管涵3座。

(4)水力计算。 选择内径d=800 mm的圆管进行验算。

①涵洞水流流态的判别。 圆形涵洞进口水深h1≤1.1D(洞高)时，为无压力流；h1>1.1D，且洞长L≤l0(洞内回水曲线长度)+2.7D时，为半压力流；h1>1.5D，且L>l0+2.7D时，为压力流[3]。 涵洞进口水深h1=0.8 m，D=0.8 m，经计算，为无压水流

②长洞与短洞的判别。当i(洞底坡降)≈0时，且L≤(52～56)h1或L≤(86～96)hk时为短洞,反之则为长洞；当0ik时，且L≥4h1时，均按短洞进行水力计算。 经计算，涵洞为短洞。

③涵洞的过流能力计算。 无压力流、短洞的过流能力计算见式(4)：

(4)

式中：H为计入行进流速水头的上游洞底以上水头，m；b为矩形断面涵洞底宽,m;若涵洞为非矩形断面时，按b=wk/hk换算，其中wk为相应于临界水深的过水断面面积,m2；m为流量系数，一般在0.315～0.385之间，本项目采用小值0.315。

根据设计流量和涵洞尺寸，查圆形断面hk求解曲线计算：hk=0.056 m(临界水深)； 查圆形管道过水断面面积系数计算：wk=0.0107 m2,b1=0.191 m,内径d=800 mm时涵洞的过流能力为0.0141 m3/s。

经验算，项目区内的26个涵可通过流量均满足路边沟的设计排水流量要求。项目区内涵的布设结果如表4所示。

表4 各片区涵数量汇总

2.1.4 机电灌溉工程

根据项目区内的农用井布局及各井的用电功率，项目区共设计高压线总长为12 583.2 m，低压线路总长为14 913.4 m，配套变压器32台。高压线按照就近原则设计[4]，从项目区附近已有高压线引入项目区内各机井房附近。低压线路主要布置于变压器至与潜水泵配套的电动机上，距离较短，为便于维护管理，采用地埋电缆形式，平均埋深1.5 m，总长为14 913.4 m。在现有高压线路的基础上“T”接几个分支，新建几路高压线输电至各变压器。然后用低压地埋线(380 V)从变压器布置处引线支各泵。项目区内供电线路布设如表5所示。

表5 供电线路工程量汇总

2.2 田间道路工程

2.2.1 田间道路

项目区内道路交错有致，只是路面破损严重，影响人们生产耕作，所以对现有田间道路进行整修，铺设碎石路基和砂石路面[5]。

本项目在充分利用现有田间道路基础上，修6 m 宽田间道路4条，总长1660 m，位于柴达木分场片。田间道路的路基采用素土，厚30 cm，路面采用砂石，厚10 cm。

修4 m宽田间道路16条，总长9464 m，其中柴达木分场片3211 m，八家分场757 m，山根分场1754 m，新房身分场3742 m。田间道路的路基采用素土，厚30 cm，路面采用砂石，厚10 cm。

2.2.2 生产路

整修田间生产路36条，总长21 308.4 m。其中下尧都地分场1455.0 m，山根分场为6390.4 m，八家分场为12 921.0 m，新房身分场为542 m。田间生产路路基采用碎石，厚30 cm，路面采用砂石，厚10 cm。

2.3 农田保护工程

针对柴达木分场片的林带边低洼耕地，紧邻沟道，雨季沟道中积水对田面有冲蚀，而原有堤坝破烂不堪，基本已经废弃，需进行护堤工程。堤坝总长400 m，采用渐变断面设置，其中100 m长的堤坝高2 m，坝顶宽2 m；另300 m长的堤坝高1 m，坝顶宽1 m，采用土坝。

3 结 论

项目实施后，能防止水土流失，新开发的耕地能保土、保肥，增加土壤墒情，有利于农业生产。本项目的实施对国营八家农场的经济转型、产业结构调整，改善农业生产条件加强生态环境建设方面将起到积极的作用，可以取得显著的社会、经济和生态效益。